油桐扦插及其不定根形成的解剖觀察

藍金宣，梁文匯，黃曉露，楊卓穎，李寶財，馬錦林

（廣西壯族自治區林業科學研究院/廣西特色經濟林培育與利用重點實驗室，南寧 530002）

0 引言

油桐(Vernicia fordii)為大戟科(Euphorbiaceae)油桐屬(Vernicia)多年生落葉喬木，是國內重要的木本油料樹種[1-2]，產于秦嶺、淮河流域以南各地，在四川、湖南、廣西、廣東、云南、貴州、浙江、福建和臺灣等地均有分布[3-4]。桐油具有干燥快、附著力強、富光澤、耐酸、耐堿及耐高溫等特點，可用作生產環保涂料的底物、高質量的生物質柴油和其他工業原料，隨著人們環保意識的增強以及國家對生物質能源的逐步重視，桐油的需求量逐漸增加[5-8]。

油桐無性扦插繁殖研究鮮見報道。彭俊華等[9]公開發表了一種油桐扦插生根的專利，生根率僅有20%。部分學者對油桐屬的千年桐開展了扦插技術研究，如周幼成等[10]采用1～3年生千年桐(Vernicia montana)實生優勢樹作為母樹進行采穗扦插，最高生根率是45.2%。農韌鋼[11]用濃度為300 mg/L IBA+3%蔗糖處理1年生千年桐穗條12 h，生根率最高為60%。由此可見，油桐屬的2個樹種特別是油桐的扦插技術研究幾近空白，尚有較大的探索空間。

筆者以1～3年生油桐母樹為材料，設置不同外源激素濃度、留葉方式和母樹年齡等條件，開展油桐扦插試驗，同時結合插穗生根過程的形態及解剖學觀察，探討油桐插穗不定根的發生及發育過程，以期為油桐扦插繁殖提供技術支持。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2020年5月在廣西林業科學研究院的油桐山試驗基地進行，基地屬亞熱帶季風氣候，年均氣溫21.7℃，年均降水量為1300 mm，年均相對濕度為80%左右，干濕季節明顯，降雨主要集中在4—9月[12]。

1.2 試驗材料

試驗材料為2017—2019年種植于廣西南寧市廣西林業科學研究院的油桐山試驗基地(108°56′E、22°56′N)的油桐優良家系。

1.3 試驗設計

試驗設置不同外源激素濃度、留葉方式及母樹年齡等條件，探索油桐扦插生根技術。扦插前，將新鮮黃心土過篩后裝入育苗袋并整齊擺放在苗床上，于晴天用0.5%高錳酸鉀溶液淋透進行消毒，隨后用塑料薄膜覆蓋悶曬1天以上；扦插前1天揭開薄膜，用清水將基質沖洗干凈。插穗長度為12～15 cm，切口上平下斜，切口下端盡可能靠近葉結處。用0.5%多菌靈溶液對制作好的插穗進行消毒20 min，之后直接浸泡生根劑。每個處理30根插穗，3次重復。

扦插后每隔7天隨機抽取3根疑似存活的插穗進行觀察，并截取基部莖段存放到FAA固定液中，以備切片用料。

1.3.1 外源激素濃度試驗 在母樹上選取當年生半木質化健壯枝條，采用IBA，配制1.0、1.5、2.0、2.5 g/L 4個濃度的生根劑，浸泡2 h，扦插基質為純黃心土。

1.3.2 留葉方式試驗 分別3種留葉方式，即插穗上部留單葉、2半葉和半葉，用最佳IBA濃度浸泡2 h，扦插基質為純黃心土。

1.3.3 母樹年齡試驗 分別取1年生、2年生和3年生的母樹上，當年生半木質化健壯的枝條作為插穗，采用最佳留葉方式，用最佳IBA濃度浸泡2h，扦插基質為純黃心土。

1.4 扦插及管理

完成前期處理后，插穗垂直插入基質中，插入深度約為4～5 cm。扦插完畢后，立即用清水澆透，滿足插穗對水分的需求，確保插穗與黃心土充分接觸。隨后給苗床搭建拱棚、覆蓋薄膜，薄膜上再蓋一層遮蔭網。之后的管理中，保持苗床基質和空氣濕度，以薄膜上有水珠為宜[13]。每周用0.2%多菌靈溶液進行消毒，并及時清除壞死插穗及掉落葉片。

1.5 切片制作方法

從插穗基部切取1.0 cm長的新鮮組織用FAA固定液(70%)固定24 h以上。隨后按照石蠟切片制作流程完成以下步驟：脫水浸蠟→包埋→切片（厚4 μm）→脫蠟至水→番紅染色→脫色→固綠染色→透明封片[用國藥集團化學試劑有限公司（貨號10004160）的中性樹膠]。經日本尼康(Nikon Eclipse E100)顯微鏡鏡檢，經日本尼康成像系統(Nikon DS-U3)進行圖像采集分析。

1.6 數據統計分析

試驗數據采用Excel 2019軟件進行初步匯總，運用IBM SPSS Statistics 19.0軟件進行統計分析，對有顯著性差異的指標采用Student-Newman-Keulsa多重比較。

2 結果與分析

2.1 不同處理方式對油桐扦插生根率的方差分析

從表1中不同處理方式對油桐插穗生根率的方差分析可以看出，不同外源激素濃度、留葉方式及母樹年齡處理對油桐扦插生根率有極顯著(P＜0.01)的影響。

表1 不同處理的方差分析

2.2 不同外源激素濃度對油桐扦插生根的影響

不同外源激素濃度對油桐扦插生根的影響均達到顯著水平(P＜0.05)。1.5 g/L IBA溶液處理的生根率最高，為46.67%；其次為2.0 g/L處理，生根率為44.44%；再次是1.0 g/L IBA溶液處理的生根率，為32.22%；生根率最小的處理是2.5 g/L IBA溶液的處理，僅為28.89%（圖1）。

圖1 不同外源激素濃度對油桐桿插生根率的影響

2.3 不同留葉方式對油桐扦插生根的影響

從圖2可以看出，不同留葉方式處理對油桐扦插生根的影響達到顯著水平(P＜0.05)。半葉的留葉方式生根率最高，為47.78%；其次是留2半葉的留葉方式處理，生根率為28.89%；生根率最低的是留單葉的處理，為27.78%。留2半葉處理與留單葉處理之間的生根率差異不顯著。

圖2 不同留葉方式對油桐桿插生根率的影響

2.4 不同母樹年齡對油桐扦插生根的影響

不同母樹年齡對油桐扦插生根的影響達到顯著水平(P＜0.05)。從1年生母樹上所取穗條扦插生根率最高，為56.67%；其次是2年生母樹所取穗條，扦插生根率為46.67%；扦插生根率最小的是在3年生母樹上所取的穗條，為43.33%，比1年生母樹所取穗條低13.34個百分點（圖3）。2年生母樹上所取穗條與3年生母樹上所取得穗條的生根率差異不顯著。不同年齡母樹上所取穗條的扦插生根率與母樹年齡呈反比。

圖3 不同母樹年齡對油桐桿插生根率的影響

2.5 油桐扦插生根過程的形態觀察

通過觀察油桐生根過程中的形態特征（圖4）可以看出，油桐扦插后第14天，插穗基部插入基質的部位出現明顯的凸起，表面光滑，下切口處未發現有愈傷組織生成，尚未形成根系，可能此時插穗內部已經產生了不定根原基。扦插后第21天觀察，插穗基部凸起處已經長出少量不定根且分布在插穗同一側，其他凸起部位表面仍然光滑。扦插后第28天觀察，油桐不定根發生的數量增加，但依然集中在插穗的某一側，同時插穗基部切口有腐爛現象，有可能是基質濕度過大病原菌通過插穗下切口侵入所致。扦插后第35天觀察，油桐不定根增多增長并分布在插穗基部的四周。在整個油桐扦插試驗過程中，沒有發現插穗切口有愈傷組織形成，說明油桐扦插的生根類型是單一的皮部生根類型。

圖4 油桐扦插生根過程中的形態特征

2.6 油桐不定根形成過程的解剖觀察

對扦插前莖段橫切面的解剖結構進行觀察（圖5a），由外向內其切面的整體結構由6個部分組成，即表皮、皮層、韌皮部、形成層、木質部和髓。最外層是表皮，由排列整齊緊密的長方形細胞組成；表皮以內為皮層，皮層由多層排列疏松的薄壁細胞構成，細胞間有較大空隙；皮層以內依次分別是韌皮部、維管形成層、木質部和髓。通過對油桐多個莖段橫切面切片進行觀察，未發現有潛伏根原基。

對油桐扦插不同時期的插穗解剖結構進行觀察，扦插后第14天，在插穗皮層處的薄壁細胞大量分裂，形成了體積細小、排列緊密的卵型細胞團，即根原基（圖5b）；嫁接后第21天，插穗皮層處根原基增多，少量根原基形態發生變化，向內逐漸形成根冠向外沖出皮層形成不定根（圖5c）；嫁接后第28天，形成的不定根不斷增多增長，與插穗的維管組織相連形成完整的根結構（圖5d）；嫁接后第35天，形成的不定根繼續增多增長（圖5e）。

圖5 油桐扦插生根過程的解剖學觀

3 結論與討論

植物扦插生根是一個極其復雜的生理過程[10,14]，大量試驗研究表明，植物扦插生根情況不僅與插穗本身的特性[15]、基質、植物生長調節劑種類及濃度等諸多因素關系密切[16-18]，還受外界多種因素如光照、空氣、溫度、濕度共同調控[14]。本研究通過開展不同激素濃度、留葉方式及母樹年齡對扦插生根的影響試驗，初步得到較好的扦插組合為選擇1年生母樹做插穗、保留半葉、經1.5 g/L IBA處理2 h、在黃心土中培育5～6周左右，扦插生根率可達56.67%，這個生根率比目前已公開的生根率高出36.67個百分點。

前人根據插穗不定根的發生部位將插穗的生根類型分為皮部生根型、愈傷生根型和混合生根型3種，其中兼具皮部生根型和愈傷生根型2種生根方式的稱為混合生根型[19-20]，這種生根類型的植物采用扦插繁殖時比較容易生根[21]。本研究中，油桐的扦插生根類型屬于單一皮部生根類型，這與周幼成[10]的研究結果相似，其認為油桐屬植物千年桐的生根類型以皮部生根為主。大量研究者通過植物扦插過程中的解剖學研究發現，植物的多個部位均有可能產生不定根根原基[22]。不同植物因其特性不同，根原基所發生的位點及位點數也不盡相同。劉云強等[23]發現蒙椴的根原基發生位點有多個；朱聃等[19]發現矮叢越橘的根原基起源位點數則比較單一，僅在形成層發生。本研究中，油桐扦插不定根僅從皮層單一位點發出，是目前發現較為特殊的發生位點。油桐扦插過程中切口處無愈傷組織形成，這與周幼成[10]的研究結果不同，其在對油桐屬植物千年桐扦插過程中的形態和解剖結構觀察發現，有愈傷組織產生不定根的情況，這可能與2個樹種的特性有關，也有可能是生長調節劑的種類、濃度以及基質不同導致的。有研究者以插穗中是否具有潛伏根原始體來判斷植物生根的難易[17]。本研究中，油桐扦插前的莖段中無潛伏根原基，屬于誘導生根型，這與側柏[24]等的研究結果相似。

通過顯微結構觀察可以得出，影響油桐生根的原因是無原始根原基、生根方式單一以及根原基發生位點少的綜合效應。

本研究中，僅用了1種外源激素設置4個濃度進行試驗，之后依次開展留葉方式及母樹年齡不同處理的油桐扦插研究，其他外源激素、扦插基質等因子對油桐扦插的影響尚不明確。同時，通過油桐扦插生根的解剖結構了解了油桐扦插不定根的發生位點及類型，但是其扦插過程中酶、營養物質以及內源激素的變化如何尚不明確，仍有待進一步研究。