IAA 和NAA 對降香黃檀扦插繁殖的影響

徐珊珊，劉小金，徐大平，洪 舟，郭俊譽，楊曾獎

(中國林業科學研究院熱帶林業研究所，廣東 廣州 510520)

降香黃檀（Dalbergia odoriferaT.Chen）是豆科（Leguminosae）黃檀屬（Dalbergia）的半落葉喬木，天然分布在海南全省，是我國名貴的鄉土紅木樹種，目前已被列為極度瀕危植物和國家Ⅱ級重點保護野生植物[1-3]。降香黃檀木材結構致密、紋理清晰、花紋美麗，心材具特殊芳香氣味，是制作各種精美紅木家具、工藝品的上等原料，經濟價值非常高[4]；其樹干和根部可用于提取黃酮、橙花叔醇等多種次生代謝物，具抗菌、消炎、止痛、保健等多種功效[5-6]，廣泛應用于醫療醫藥行業。由于降香黃檀木材極為珍貴，南方各省紛紛發展其人工林，目前已被引種到廣東、廣西、福建、云南、浙江、四川、貴州等地種植[7-8]。

扦插繁殖具有保持母本優良性狀、操作簡單、經濟易行等優點[9-10]，是瀕危樹種擴繁的重要手段之一[11]。鑒于市場對優良降香黃檀苗木需求日益增大的現狀，一些學者開展了扦插生根的嘗試，如施福軍等[12]研究發現，基質和采穗部位是影響生根效果的重要因素，最高生根率為56.67%；鐘櫟等[13]發現，采用1 500 mg·L?1NAA+1 500 mg·L?1IAA+500 mg·L?1抗壞血酸速蘸15～20 s 的處理組合，降香黃檀成活率最高達85.2%。還有一些學者對影響降香黃檀扦插生根的生長調節劑[12]、扦插規格[14]等進行了初步研究，發現這些因素均顯著影響其生根率。然而，這些研究多集中于對生根率影響的研究，缺乏有關降香黃檀扦插生根過程觀察和繁殖效果（如生根數、根長、根粗、根質量、新梢等）的綜合評價。本試驗選擇IAA 和NAA 2 種生長調節劑，設置不同濃度和不同的處理時間，研究降香黃檀扦插生根過程和繁殖效果，篩選出提高降香黃檀扦插生根率、提升根系和新梢質量的最佳處理組合，為降香黃檀扦插繁殖和規?；耘嗵峁┛茖W依據。

1 試驗材料

選擇中國林業科學研究院熱帶林業研究所尖峰嶺試驗站苗圃的2 年生降香黃檀實生種苗的半木質化枝條剪成插穗，在溫室內進行扦插試驗。以32孔黑色穴盤（規格：60 mm×60 mm×115 mm）為扦插容器，黃心土+河沙（1∶3）為扦插基質，試驗用生長調節劑吲哚乙酸（IAA）、萘乙酸（NAA）購自上海伯奧生物科技有限公司。

2 研究方法

2.1 試驗設計與試驗過程

以IAA 濃度（A）、NAA 濃度（B）和浸泡時間（C）為試驗因素進行L16（45）正交試驗，每因素設置4 個水平（表1）。采用隨機區組試驗設計，共16 個處理，每個處理32 根插穗，設置4 次重復。

表1 降香黃檀扦插正交試驗設計的因素和水平Table 1 Orthogonal factors and levels of D.odorifera cutting propagation

2020 年5 月，從生長健壯、無病蟲害的苗木上采集枝條，剪成20 cm 長的不帶葉插穗，上端平切，下端斜切。插穗采集后用0.1%的多菌靈水溶液浸泡消毒，然后根據試驗設計進行扦插。扦插后，覆蓋塑料薄膜和遮陰網，每7～10 d 使用0.1%的多菌靈水溶液消毒1 次，同時補充水分以保持基質濕潤，空氣相對濕度保持在70%～80%。

2.2 生根及生長指標調查

扦插后每隔7 d 抽樣拔出插穗，拍照記錄根系和新梢發育狀況。扦插80 d 后統計生根插穗數、每條插穗的生根數和新梢數；測量最大根長、最大新梢長、總新梢長、根系和新梢干質量；使用LAS 萬深根系掃描儀（上海中晶科技有限公司）測定根系總長度、直徑、表面積和體積。計算生根率、平均根長和平均新梢長。

生根率=生根插穗數/總插穗數×100%

平均根長=總根長/生根數

平均新梢長=總新梢長/新梢數

2.3 統計分析

用極差值法衡量不同因素對各生根指標的影響，極差值（R）越大，表明該因素影響作用越大[15]。對各指標進行主成分分析，根據累積貢獻率確定主成分個數[16]。使用隸屬函數法對各處理的根系和新梢發育進行綜合評價[17]，某一主成分的隸屬函數值計算公式為：

式中：U(Xj)為主成分的隸屬函數值，X j為主成分值，Xjmin和Xjmax分別為主成分的最小值和最大值。

使用IBM SPSS Statistics 25 和Microsoft Excel 2016 軟件對數據進行統計分析，對有顯著差異的指標進行Duncan’s 多重比較（ɑ=0.05）。

3 結果與分析

3.1 降香黃檀扦插生根類型及繁殖過程

試驗發現：降香黃檀插穗生根有多種類型，其中，完全的皮部生根插穗占總生根插穗的52.81%（圖1a），完全的愈傷組織生根插穗僅占0.94%（圖1b），兼具皮部和愈傷組織生根的混合生根插穗占46.25%（圖1c）。對降香黃檀插穗繁殖過程進行觀察發現：扦插10 d 后，插穗基部切口處即開始形成少量愈傷組織（圖2a），同時插穗上部開始萌芽（圖2b）；扦插20 d 后，部分插穗生根，部分插穗處于愈傷組織生長階段，并在基部切口周圍形成大量愈傷組織（圖2c），此時插穗的新梢開始展葉（圖2d）；扦插30 d 后，插穗不定根和新梢繼續生長并且不斷增多（圖2e、f）；扦插80 d 后，根系已經完全形成并不斷生長（圖2g），新梢仍在繼續生長（圖2h）。

圖1 降香黃檀扦插生根類型Fig.1 The rooting types of D.odorifera

圖2 降香黃檀扦插生根過程的外部形態特征Fig.2 The morphologic character of D.odorifera rooting

3.2 降香黃檀扦插生根特征

3.2.1 扦插生根率 表2 表明：扦插80 d 后，各處理均有插穗生根，且生根率均超過60%，其中，有10 個處理生根率超過90%，處理16 的平均生根率最高（97.66%），其次是處理11 和處理2（96.88%），處理4 生根率最低（64.85%）。極差分析結果（表2）表明：在3 個試驗因素中，浸泡時間的R值最大（17.97），其次為IAA 濃度（10.35），最后為NAA 濃度（8.01），表明浸泡時間對降香黃檀扦插生根率的影響最大。

表2 不同處理下降香黃檀扦插生根率和極差分析結果Table 2 Rooting percentage and range analysis of D.odorifera cutting propagation under different treatments

方差分析結果（表3）表明：IAA 濃度和浸泡時間以及IAA 濃度與NAA 濃度交互效應對生根率的影響極顯著（P<0.001），NAA 濃度以及IAA濃度與浸泡時間交互效應對生根率的影響極顯著（P<0.01）。對3 個因素的各水平進行多重比較分析，結果（表4）表明：IAA 濃度、NAA 濃度和浸泡時間中各水平對生根率的影響作用大小分別為：A4>A3>A2>A1、B1>B2>B3>B4、C2>C1>C3>C4。由此可以確定，生根率的最佳處理組合為A4B1C2。

3.2.2 根系發育 方差分析結果（表3）表明：IAA 濃度顯著（P<0.05）影響總根長、最大根長、生根數和平均根長，極顯著（P<0.01）影響根系表面積和體積；NAA 濃度顯著（P<0.05）影響總根長和根系直徑，極顯著（P<0.01）影響生根數、根系表面積和體積；浸泡時間顯著（P<0.05）影響總根長和平均根長，極顯著（P<0.01）影響生根數、根干質量、根系直徑、根系表面積和體積；IAA 濃度與NAA 濃度交互效應顯著（P<0.05）影響平均根長和根系直徑，極顯著（P<0.01）影響總根長、根干質量、生根數、根系表面積和體積；IAA 濃度與浸泡時間交互效應顯著（P<0.05）影響根干質量，極顯著（P<0.01）影響總根長、生根數、根系表面積和體積。對差異顯著的各水平進行多重比較，結果（表4）表明：不同濃度的IAA 處理中，A3的總根長、最大根長、生根數及根系表面積最大，且顯著大于A1（最大根長除外）；不同濃度的NAA 處理中，B4的總根長、最大根長、生根數和根系直徑最大，且顯著大于B1（最大根長除外）；不同的浸泡時間中，C4的總根長、最大根長、生根數、根干質量、根系直徑、根系表面積和體積最大，且顯著大于C1（最大根長除外）。

表3 不同因素對降香黃檀扦插繁殖的方差分析Table 3 Variance analysis of different factors on D.odorifera cutting propagation

表4 不同水平下降香黃檀扦插繁殖根系發育指標及多重比較結果Table 4 Multiple comparative and roots growth analysis of different levels on D.odorifera cutting propagation

極差分析結果（表5）表明：生根數、根干質量、根系直徑、根系表面積和體積均是浸泡時間的R值最大；最大根長和平均根長則是IAA 濃度的R值最大；只有總根長是NAA 濃度的R值最大?？偢L、最大根長和生根數的最佳處理組合為A3B4C4，根系表面積的最佳處理組合為A3B3C4，根干質量和根系體積的最佳處理組合均為A2B3C4，平均根長的最佳處理組合為A2B1C2，根系直徑的最佳處理組合為A1B4C4（表5）。

表5 不同因素對降香黃檀扦插繁殖的極差分析Table 5 Range analysis of different factors on D.odorifera cutting propagation

3.3 降香黃檀扦插新梢發育特征

方差分析結果（表6）表明：IAA 濃度對最大新梢長和新梢干質量影響顯著（P<0.05）；NAA濃度和浸泡時間對所有新梢指標的影響均不顯著（P>0.05）；IAA 濃度與NAA 濃度的交互效應和IAA 濃度與浸泡時間的交互效應均對最大新梢長、平均新梢長和新梢干質量的影響顯著（P<0.05）。對差異顯著的各水平進行多重比較，結果（表7）表明：不同濃度IAA 處理中，A3的最大新梢長和新梢干質量最大，顯著高于A1和A4。

表6 不同因素對降香黃檀扦插繁殖的方差分析Table 6 Variance analysis of different factors on D.odorifera cutting propagation

表7 不同水平下降香黃檀扦插繁殖新梢發育指標及多重比較結果Table 7 Multiple comparative and shoots growth analysis of different levels on D.odorifera cutting propagation

對扦插80 d 后的新梢發育指標進行極差分析，結果（表5）表明：新梢數和平均新梢長是浸泡時間的R值最大；最大新梢長和新梢干質量是IAA 濃度的R值最大。新梢數的最佳處理組合為A2B1C2，最大新梢長的最佳處理組合為A3B2C4，平均新梢長的最佳處理組合為A3B4C4，新梢干質量的最佳處理組合為A3B3C4（表5）。

3.4 降香黃檀扦插繁殖的主成分分析及隸屬函數值綜合評價

對降香黃檀扦后的根系和新梢發育各指標進行主成分分析，結果（表8）表明：根據累積貢獻率 ≥85%確定本試驗的主成分為5 個，貢獻率分別為50.991%、16.116%、11.065%、5.748%和4.870%，累積貢獻率為88.790%，因此，可選取5 個主成分來反映降香黃檀的扦插繁殖效果。第1 主成分為最重要的主成分，特征向量中荷載較高的為根系表面積、根系體積和總根長；第2 主成分荷載較高的是平均根長、新梢數和最大根長。各主成分的表達式為：

表8 降香黃檀扦插繁殖各指標的主成分分析Table 8 Principal component analysis of cutting propagation indexes of D.odorifera

式中：X1為生根數，X2為總根長，X3為最大根長，X4為平均根長，X5為根干質量，X6為根系直徑，X7為根系表面積，X8為根系體積，X9為新梢數，X10為最大新稍長，X11為平均新稍長，X12為新梢干質量。

采用模糊數學中的隸屬函數法，選取與降香黃檀扦插生根相關的5 個主成分，對16 個扦插處理的根系和新梢發育指標進行隸屬函數值（U）評價，U值越大，表明扦插后的根系和新梢發育越好（表9）：U=0.574U1+0.181U2+0.125U3+0.065U4+0.055U5，式中，U1～U5分別表示5 個主成分的隸屬函數值。最后對降香黃檀扦插繁殖效果（生根率、根系和新梢發育）進行綜合評價，生根率的權重占50%，其他指標的權重共占50%，結果（表9）表明：16 個處理中，扦插繁殖效果排名前25%的處理依次為：處理12（500 mg·L?1IAA+750 mg·L?1NAA+1 min）、處理16（750 mg·L?1IAA+750 mg·L?1NAA+10 s）、處理5（250 mg·L?1IAA+1 min）和處理11（500 mg·L?1IAA+500 mg·L?1NAA+10 s），生根率分別為96.10%、97.66%、96.10%和96.88%。

表9 降香黃檀扦插繁殖綜合評價Table 9 Comprehensive evaluation of D.odorifera cuttings propagation

4 討論

受樹種特性影響，不同樹種的最適生長調節劑種類、濃度及處理時間差異較大，如1 000 mg·L?1NAA 能顯著提高紅厚殼（Calophyllum inophyllumL.）[18]和紅花玉蘭（Magnolia wufengensisL.Y.Ma et L.R.Wang）[16]等樹種的生根率，而300 mg·kg?1NAA 則顯著抑制歐洲云杉（Picea abies(L.)Karst.）[19]扦 插生根。本研究發 現，750 mg·L?1NAA 不利于降香黃檀扦插生根；而陳彧等[20]發現，50、150、500 mg·L?1NAA 均能促進降香黃檀扦插生根，表明低濃度的NAA 對降香黃檀扦插生根起促進作用，而高濃度表現為抑制作用，這與胡勐鴻等[19]對歐洲云杉和徐振國等[21]對麻竹（Dendrocalamus latiflorusMunro）的研究結果類似。

IAA 促進插穗生根可能是因為它增加了根原基形成部位的營養物質含量，提高了酶活性，從而促進細胞伸長和生長[22-23]。本研究中，IAA 顯著提高了降香黃檀的生根率，在試驗濃度范圍內，生根率隨著IAA 濃度的升高逐漸增加，這與張玉臣等[24]和王媛媛等[25]的研究結果類似。根系（除根系直徑外）和新梢發育指標隨IAA 濃度的升高呈上升-下降的變化趨勢，這與Khudhur 等[26]對印度黃檀（D.sissooRoxb.）的研究結果相似，表明同一屬的植物對同種生長調節劑可能具有相同或相似的敏感性。

不同生長調節劑對不同樹種發揮作用的最佳處理時間往往不同。周朝梅[27]發現，在0～60 min內，華山松（Pinus armandiiFranch.）插穗的生根率隨ABT1浸泡時間的延長逐漸升高；郭其強等[28]發現，低濃度的ABT1長時間浸泡促進藏柏（Cupressus torulosaD.Don）和巨柏（C.giganteaCheng et L.K.Fu）的插穗成活率，而高濃度ABT1短時間浸泡則有抑制作用。本研究中，浸泡時間對生根率和生根數影響極顯著，對總根長和平均根長影響顯著，這與陳麗英等[29]的研究結果一致，表明浸泡時間與插穗生根和生長有密切關系。此外，降香黃檀生根率隨浸泡時間的延長而逐漸降低，這可能是IAA 和NAA 屬于低毒性生長調節劑，浸泡時間過長易對插穗造成傷害，從而抑制生根[30-31]。

本研究中，IAA 濃度與浸泡時間交互效應極顯著影響生根率，而生長調節劑濃度與浸泡時間交互效應對北美藍云杉（Picea pungens）[32]和鹿角杜鵑（Rhododendron latoucheaeFranch.）[33]生根率的影響差異不顯著，這很可能是由于不同樹種對不同生長調節劑敏感度與利用效率不同所致。不同濃度IAA 和NAA 混合處理為總根長、最大根長、生根數、根干質量、根系表面積與體積、最大新梢長、平均新梢長和干質量等指標的最佳處理，表明不同種類的生長調節劑以適宜的濃度進行混合使用比單一生長調節劑更有助于促進插穗生根或提高根長、根粗等根系指標，這點在錦繡杜鵑（R.pulchrumcv.Sweet）[34]和杉木（Cunninghamia lanceolata(Lamb.) Hook.）[35]等樹種出現類似規律。

本研究發現，在IAA 和NAA 混合誘導下，降香黃檀兼具皮部生根、愈傷組織生根和混合生根3 種類型，表明愈傷組織和皮部均可誘導生根，這與側柏（Platycladus orientalis(Linn.)）[36]和千年桐（Vernicia montanaLour.）[37]等樹種的生根類型一致，但絕大部分為皮部生根型和混合生根型，僅通過愈傷組織生根的比例極低，表明降香黃檀插穗不定根原基主要起源于皮層，具體位置有待進一步的切片解剖才能證實。

5 結論

（1）2 年生降香黃檀扦插10 d 后開始萌芽，20 d 左右形成不定根，屬于混合生根型樹種。

（2）IAA 濃度、NAA 濃度、浸泡時間及IAA 濃度與NAA 濃度的交互效應、IAA 濃度與浸泡時間的交互效應均顯著影響降香黃檀的扦插生根。IAA 有助于提高扦插生根率，NAA 有助于提升根系發育質量。

（3）綜合考慮插穗整體生長發育狀況，建議在生產實踐中采用500 mg·L?1IAA+750 mg·L?1NAA浸泡插穗基部1 min、750 mg·L?1IAA+750 mg·L?1NAA 浸泡插穗基部10 s、250 mg·L?1IAA 浸泡插穗基部1 min 和500 mg·L?1IAA+500 mg·L?1NAA浸泡插穗基部10 s 的處理組合開展扦插繁殖。