兔眼蓝浆果粉蓝嫩枝扦插生根的形态和解剖研究

宋鹏飞，陈华江，姜燕琴，於 虹，戚行江

（1.中国科学院植物研究所 南京中山植物园,江苏 南京 210014；2.浙江蓝美农业有限公司,浙江 诸暨 311812；3.浙江省诸暨市经济特产站,浙江 诸暨 311800；4.浙江省农业科学院,浙江 杭州 310021）

兔眼蓝浆果粉蓝嫩枝扦插生根的形态和解剖研究

宋鹏飞1，陈华江2，3，姜燕琴1，於 虹1，戚行江4

（1.中国科学院植物研究所 南京中山植物园,江苏 南京 210014；2.浙江蓝美农业有限公司,浙江 诸暨 311812；3.浙江省诸暨市经济特产站,浙江 诸暨 311800；4.浙江省农业科学院,浙江 杭州 310021）

通过对兔眼蓝浆果品种粉蓝嫩枝扦插生根过程中插条愈伤组织及不定根发生的形态和解剖观察,研究了粉蓝扦插生根诱导方式、生根部位、愈伤组织形成以及不定根发生和发育过程。结果表明,在扦插前,粉蓝插条内无潜伏根原基存在,不定根由扦插后形成的诱生根原基发育而成,属诱导生根型树种；在扦插过程中,除了在维管形成层及附近薄壁区域产生根原基外,还可见少量愈伤组织分化成不定根,但维管形成层生根的数量和质量明显高于愈伤组织生根。

兔眼蓝浆果；嫩枝扦插；维管形成层；愈伤组织

扦插是无性繁殖中简单易行、广泛应用的方法之一［1］,扦插繁殖也是蓝浆果育苗的主要方法之一。目前国内外学者对一些植物的扦插不定根发生情况进行过研究［1-14］,但蓝浆果扦插过程中插条愈伤组织及不定根发生的解剖学特征研究尚未见报道。本研究以兔眼蓝浆果品种粉蓝为例,通过对其嫩枝扦插过程中插条愈伤组织及不定根发生的解剖学研究,探讨了粉蓝生根诱导方式、生根部位、愈伤组织形成以及不定根发生和发育过程,为蓝浆果生根机理研究提供理论依据。现将有关结果总结和报道如下。

1 材料与方法

l.l 试验材料

兔眼蓝浆果品种粉蓝嫩枝扦插插条。

l.2试验方法

试验于2010年7-8月在南京中山植物园温室内在全光照弥雾条件下进行。采用32孔林木穴盘作容器,扦插基质为水苔。扦插前将基质喷湿,插条基部在9 000 mg·L-1IBA溶液中速蘸3 s,插入基质2～3 cm深,插条与基质水平面垂直,通过间歇喷雾设施使插条和叶片保持湿润。喷雾间隔由控制器控制,并根据天气情况和蒸发速度进行调整。

扦插当天随机选取4个单株插条,剪取插条下端2～3 cm的枝段,用FAA固定液固定,以观察茎的解剖结构；7月14日开始每隔7 d随机选取4个单株插条,剪取插条下端2～3 cm的枝段,用FAA固定液固定,以观察愈伤组织及不定根的发生［10］。

采用常规石蜡切片法制片,切片厚度为8μm,番红-固绿对染,中性树胶封片,在Nikon Eclipse 80i正置生物显微镜下观察并拍照。

2 结果与分析

2.l 插条生根过程外部形态

对兔眼蓝浆果粉蓝嫩枝扦插过程中插条下剪口形态的观察结果 （图1）表明,扦插后7 d观察,插条基部无明显变化,扦插后14 d观察,愈伤组织已经产生并被氧化成乳白色或者黄色,扦插后21 d观察,80%的插条长出愈伤组织,少量插条开始生根。扦插后28 d观察,不定根开始大量形成并伸长。

2.2 插条茎的解剖构造

粉蓝插条的横切面由外向内依次为表皮、皮层、维管柱3大部分 （图2中1和2）。表皮上可见少量气孔分布,皮层由许多长椭圆形不规则排列的薄壁细胞组成。维管柱由外向内由韧皮部、维管形成层、木质部、髓和径向系统-射线组成。韧皮部与木质部之间是环状连续排列的维管形成层,由几层细胞组成。木质部由导管、管胞、木射线、木薄壁细胞共同组成。木质部和髓交界处细胞较小、排列紧密、染色较深形成一条环髓带。髓射线起源于环髓带,有的可扩展到韧皮部且形成V字形称为扩展的射线。最中心为近圆形的髓心,由大型薄壁细胞组成,部分细胞间隙明显且较大,内含物丰富,胞间连丝发达。大量的切片观察表明,扦插前在插条木质部、韧皮部、皮层、形成层等各部位,均未发现有潜伏根原基存在。

图1 兔眼蓝浆果粉蓝嫩枝扦插后的外部形态

2.3 插条愈伤组织的发生和解剖特点

粉蓝在扦插后10 d,部分插条切口和刻伤处开始出现晶莹透明的愈伤组织。通过横切面的解剖观察,可以看到愈伤组织的细胞来源于皮层薄壁细胞和维管形成层,即愈伤组织的起源部位 （图2）。维管形成层首先产生愈伤组织。皮层细胞大多为薄壁细胞,又受毗邻的维管形成层的影响,也随之产生愈伤组织。维管形成层和皮层愈伤组织生长较快,因此位于形成层和皮层的插条切口和刻伤处首先长出愈伤组织,并逐渐由里向外发展。扦插后14 d,愈伤组织已被氧化成乳白色或者黄色；21 d,80%的插条长出愈伤组织。由于愈伤组织发生部位不同,以及同一发生部位的不同位点细胞分裂速度不一致,在愈伤组织外面产生许多瘤状突起。愈伤薄壁细胞不断分裂,愈伤体积不断变大。愈伤组织的形成可以防止病原菌的入侵,也是不定根发育的部位。

2.4 不定根的发生部位及发育过程

2.4.1 维管形成层分化的诱生根原基

粉蓝插条在扦插后,维管形成层带明显加宽,恢复分裂能力。在与束中形成层相对应的髓射线处的一团细胞具有很强的分裂能力,这团细胞就是根原基原始细胞,这些细胞不断分裂并伸向皮层,最终发育成不定根伸出体外 （图2中9和10）。由于愈伤组织已包住切口处的皮层,所以,大部分不定根穿过皮层后从愈伤组织中伸出。

2.4.2 愈伤组织内分化的诱生根原基

粉蓝插条形成的愈伤组织最初为一团薄壁细胞,细胞大,近圆形,排列疏松。愈伤组织在细胞数量不断增加的同时,其内部的一些细胞开始分化,形成自己的木质部和形成层。在其木质部外侧,有些细胞特化成具有根原始体特征的细胞,与周围的愈伤薄壁细胞有明显的界限。在其发展过程中,由近圆形的细胞团变成一端较尖的诱发根原基。以后这些根原基继续伸长,突破愈伤表面伸出体外 （图2中17和18）。不定根原基在发育的同时伴随着内部维管系统的发育,最终与插条内的维管系统相连。

图2 粉蓝嫩枝插条的解剖构造及不定根的发生发育

3 小结与讨论

根原基有潜伏根原基和诱生根原基2种类型［15］。潜伏根原基是指有些树种 （如银白杨、毛白杨等）［16］不定根的根原基原始体在发育早期未离体时就已经产生,即在扦插前枝条内就已经存在,但处于休眠状态,插条离体后在适宜的条件下继续发育成不定根。但另一些树种（如杂种鹅掌楸、 椴树、 日本晚樱等）［10-11,17-20］在扦插前不存在根原基,在扦插过程中通过诱导而形成根原基。维管形成层、韧皮薄壁组织细胞、韧皮射线、髓射线等部位都可产生诱发根原始体, 也可在愈伤组织中产生［19,21］。 从本试验中未经处理的插条茎的解剖观察可以看出,在扦插前,粉蓝插条内无潜伏根原基存在,不定根由扦插后形成的诱生根原基发育而成。因此粉蓝属于诱导生根型树种。

不同植物种类的不定根,可起源于木射线薄壁细胞、维管形成层、皮层、髓薄壁组织和愈伤组织等不同部位［22］。一些树种根原基起源部位单一如杂种鹅掌楸,只在维管形成层及附近薄壁区域产生［11］；一些树种根原基可在多位点产生,如红皮云杉可在愈伤组织、维管形成层等处产生［7］。发根位点的多少与生根的难易没有直接联系。在粉蓝扦插过程中,除了在维管形成层及附近薄壁区域产生根原基外,还可见愈伤组织分化成不定根,这一结果与刘云强等［10］在糠椴扦插中的结果一致。但维管形成层生根的数量和质量明显高于愈伤生根,这与林艳［23］在白桦嫩枝扦插中的结论一致。

［1］ 王戈戎,袁晓颖.喜树茎解剖构造及插条不定根的形成［J］.东北林业大学学报,2007,35 （3）：88-89.

［2］ 刘勇,肖德,黄长千,等.板栗嫩枝扦插生根解剖学特征研究 ［J］.园艺学报,1997,24（1）：8-12.

［3］ 马英,李明鹤,张新华,等.杉木嫩枝扦插不定根形成的解剖研究 ［J］.华中农业大学学报,1998,17（1）：8 l-83.

［4］ 强士亮,俞玖.迎红杜鹃萌蘖条不定根起源和形态发生的研究 ［J］.北京林业大学学报,1998,20（2）：48-50.

［5］ 刘贵丰,杨书文,杨春华,等.长白落叶松嫩技扦插生根的解剖研究 ［J］.东北林业大学学报,1992,20（1）：10-12.

［6］ 黄燕文,王芳,胡婉仪,等.板栗插穗愈伤组织及不定根的细胞组织学研究 ［J］.华中农业大学学报, 1993,12（1）：80-83.

［7］ 姜静,翁玉辉,刘桂丰.红皮云杉茎的解剖结构与插条不定根形成的研究 ［J］.植物研究,1994,14（4）：448-452.

［8］ 张若晨.大果榉硬枝扦插繁殖技术研究 ［J］.山西农业科学,2013,41（10）：1082-1084.

［9］ 易咏梅,罗世家,李鑫.珙桐茎的解剖构造及愈伤组织形成的研究 ［J］.湖北民族学院学报：自然科学版, 2000,18（3）：4-6.

［10］ 李燕,方岩,王明秀.引种地南方红豆杉扦插繁殖技术初探 ［J］.山西农业科学,2012,40 （5）：475-477.

［11］ 张晓平,方炎明.杂种鹅掌楸插穗不定根发生与发育的解剖学观察 ［J］.植物资源与环境学报,2003,12（1）：10-15.

［12］ Harbage J F,Stimart D P.Anatoy of adventitious root formation in m icrocuttings of Malus domestica Borkh.‘Gala’［J］.Jou rnal of the American Society for Horticultural Science,1993,118（5）：680-688

［13］ Su tter E G,Luza J.Development anatomy of roots induced by Agrobacterium rhizogenes in Malus pum ila′M.26′Shoots grown inυitro［J］.International Journal of Plant Sciences, 1993：59-67.

［14］ Amissah JN,Paolillo D J,Bassuk JN.Adventitious root formation in stem cuttings of Quercus bicolor and Quercus macrocarpa and its relationship to stem anatomy［J］.J Am er Soc Hort Sci,2008,133（4）：479-486.

［15］ 王涛.植物扦插繁殖技术 ［M］.北京：北京科学技术出版社,1989.

［16］ 陈雪梅,高红兵,王沙生.三种杨树扦插生根期间内源激素水平的比较研究 ［J］.林业科学,1994,30（1）：1-7.

［17］ 王小蓉,熊庆娥,曾伟光.日本晚樱绿枝扦插生根解剖特性的研究 ［J］.四川农业大学学报,2000,18（3）：249-251.

［18］ 张猛,王丹,汤浩茹,等.费约果茎解剖结构与插条不定根的形成 ［J］.林业科学,2010,46 （7）：183-187.

［19］ 丘醒球,余倩珠,张少翃,等.桉树插条生根解剖研究 ［J］.林业科学研究,1995,8（2）：170-176.

［20］ 潘健,夏日红,程家寿,等.柃木插条生根的解剖学研究 ［J］.植物资源与环境学报,2008,17（1）：62-65.

［21］ 郭素娟.林木扦插生根的解剖学及生理学研究进展［J］.北京林业大学学报,1997,19（4）：64-69.

［22］ Carlson M C.The formation of nodal adventitious roots in Saliχcorda ta［J］.American Jou rnal of Botany,1938,25（9）：721-725.

［23］ 林艳.白桦嫩枝扦插不定根形成的解剖观察 ［J］.东北林业大学学报,1996,24（3）：15-19.

［24］ 潘瑞炽,李玲.植物生长发育的化学调控 ［M］.广州：广东高等教育出版社,1998.

［25］ 潘瑞炽,李玲.植物生长调节剂：原理与应用 ［M］.广州：广东高等教育出版社,2007.

［26］ 王金祥,严小龙,潘瑞炽.不定根形成与植物激素的关系 ［J］.植 物 生 理 学 通 讯,2005,41（2）：133-142.

（责任编辑：张瑞麟）

S 663

：A

：0528-9017（2014）04-0505-04

文献著录格式：宋鹏飞,陈华江,姜燕琴,等.兔眼蓝浆果粉蓝嫩枝扦插生根的形态和解剖研究 ［J］.浙江农业科学,2014（4）：505-508.

2014-01-11

国家农业部公益性行业 （农业）科研专项 （201103037）；江苏省农业科技自主创新项目 （CX（11）1011）

宋鹏飞 （1986-）,男,山东威海人,硕士研究生,主要从事蓝浆果栽培研究工作。

於 虹。E-mail：njyuhong@vip.sina.com。