朱砂丹桂扦插技术及生根过程中生理生化分析

杨秀莲　冯洁　王良桂

摘要：研究了激素种类、激素浓度、扦插基质对朱砂丹桂扦插生根的影响，找出了其生根最优组合，即 100 mg/L ABT生根粉+珍珠岩+蛭石，并初步确定朱砂丹桂生根类型属皮部生根型。试验结果还表明，在生根过程中，可溶性糖含量与淀粉含量在不定根生出之前变化趋势呈负相关；可溶性蛋白在不定根形成之前持续下降，后上升；总氮值在不定根形成期下降，后上升；C/N在不定根伸长期之前持续下降，后上升；POD活性在根原基诱导期及不定根伸长期分别出现高峰。

关键词：朱砂丹桂；扦插生根；营养物质；变化

中图分类号： Q945.52 文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2015）03-0155-04

桂花是我国十大传统名花之一，属于木樨科常绿小乔木，是一种绿化、美化、香化三者密切结合的优良园林树种[1]。朱砂丹桂（Osmanthus fragrangs ‘Zhusha Dangui）是丹桂的一种，其主干挺拔秀丽，枝叶婆娑多姿，清香四溢，花瓣橙红色，花量大，花色艳丽，观赏效果极佳，是优良的园林绿化和庭院观赏树种[2]。此外，朱砂丹桂食用、药用、经济价值也很高。近年来，市场需求不断提高，据调查，干径8 cm以上的丹桂稀缺，每株单价在2 000元以上，干径3 cm以上的植株每株也值数百至上千元。

桂花传统繁育多用嫁接、压条等方法，但是嫁接和压条会导致母树受损严重，成本高且繁殖量少，影响了桂花产业的发展。因而在生产上，以扦插繁殖最为普遍，但不同的品种有不同的扦插生根能力，有的品种扦插生根率高达90%以上，而有的却非常低。朱砂丹桂属扦插较难生根的树种，扦插成活率很低。因此，在本试验中研究了外源激素和扦插基质对插穗生根的影响，并试图了解其生根机理，旨在找出最佳的扦插配方和提高扦插生根率，为进一步加大朱砂丹桂的开发与推广奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料与场地

试验材料为朱砂丹桂，树龄30年，生长在南京林业大学园林实训中心内，试验在该实训中心的温室内进行。

1.2 试验设计与方法

1.2.1 生根观察与最优化试验

6月初，在清晨温度较低时采集植物外围的1年生健康枝条，将采下的枝条放在清水中，插穗长度为8～10 cm，保留1～2片叶子。插穗上切口为平口，下端口斜切且尽量靠近叶节处。扦插前把插穗下端对齐捆好，插穗下端在提前配好的生长调节剂中速蘸30 s后扦插。插床用大号周转箱（长58 cm、宽36 cm、高18 cm），底部均匀打孔，以利于排水，扦插前2 d将基质装入容器内，用0.5%的高锰酸钾进行淋灌消毒。

扦插完毕后，周转箱上盖遮阴网，定期喷水，保持适宜扦插生根的温度与湿度。

（1）生根类型的观察：以ABT（250 mg/L）处理插穗为对象，以清水作为对照处理。扦插后，每天观察插条愈伤组织形成和不定根出现的情况，至切口愈合，长出新根为止，记录每次观察的结果。每次随机抽取各处理5株，3次重复。

（2）生根率最优组合试验：采用L9（33）正交设计，试验因素和水平见表1，共9个处理，每处理60株插穗，3次重复。生根结束后，对生根性状的5个指标生根率、愈伤组织形成率、存活率、最长根长、根系效果指数进行测定，其中，根系效果指数=平均根长×根系数量/总插条数。

1.2.2 生根过程中韧皮部营养物质及POD活性变化测定

选用珍珠岩+蛭石为基质，250 mg/L ABT生根粉处理插穗，进行扦插，每个处理50根，重复3次，以清水作对照。每隔一定的时间随机选取18～20根插穗，将所取材料用蒸馏水冲洗擦干后，置于冰盒内带回实验室，剥取插穗基部2 cm区域内的韧皮部，将其剪碎，置于超低温冰箱中保存备用。

采用考马斯亮蓝G-250染色法[3]测定可溶性蛋白含量；采用蒽酮比色法测定可溶性糖含量[4]和淀粉含量[5]；用愈创木酚法[6]测定过氧化物酶（POD）活性；采用H2SO4-H2O2消煮法[7]测定全氮含量。

试验数据处理：用Excel软件绘制图表，SPSS 17.0软件进行方差分析和多重对比。

2 结果与分析

2.1 生根类型观察结果

在5～26 d，处理的插穗切口开始有白色絮状愈伤组织产生，此期为愈伤组织诱导期。在27～42 d，处理的插穗切口开始出现白色突起，此期为根原基诱导期，而对照的插穗此时才出现愈伤组织、无白色突起产生。在42～ 57 d，大部分处理插穗已有不定根产生，此期为不定根形成期，而对照插穗中仅有小部分产生不定根。在 57～64 d，有少数侧根形成，这个时期为不定根伸长期。64 d 后，根成型，生根基本结束。

对照组的生根时间比处理组平均晚12 d左右。此外，从插穗生根部位和生根时间看，其根原基发生在插穗的皮孔下部，与愈伤组织无关，因此朱砂丹桂是典型的皮部生根型植物。

2.2 丹桂扦插生根最优组合试验结果

从表2可以看出，各处理间扦插效果差异显著，其中，愈伤组织形成率为11.67%～71.67 %，4号组合最高且与其他处理差异极显著，排序为4号>2号>3号>1号>6号>9号>（5号、8号）>7号。插穗存活率为6.67%～68.33%，4号最高，其次是3号，但二者之间差异不显著，排序为4号>3号>2号>1号>6号>9号>8号>（5号、7号）。生根率为10%～65%，4号生根率最高且与其他处理差异极显著，排序为4号>3号>1号>9号>6号>（2号、5号）>8号>7号。根系效果指数为0.31～1.44，4号最高，与1号差异不显著，排序为4号>1号>5号>3号>2号>6号>9号>8号>7号。最长根长在2.43～9.03 cm间，4号最高，与1号差异不显著，排序为4号>1号>3号>6号>5号>2号>9号>8号>7号。

根据生根性状方差分析得知，正交试验的9个处理对生根性状的5个指标均有显著差异。由上述分析综合可知：在朱砂丹桂的夏季嫩枝扦插中，4号处理（100 mg/L ABT、珍珠岩+蛭石）的几个指标均比其他8个处理高，愈伤组织形成率达到71.67%、插穗存活率达到68.33%、生根率达到6500%、根系效果指数为1.44、最长根长为9.03 cm。而7号处理（100 mg/L NAA、珍珠岩+蛭石+泥炭土）的生根指标相对较低，愈伤组织形成率仅为11.67%、插穗存活率为667%、生根率为10.00%、根系效果指数为0.31、最长根长为2.43 cm。

2.3 插条皮部营养物质变化及POD活性变化

2.3.1 插条皮部营养物质的变化

2.3.1.1 可溶性糖含量的变化 糖类物质是植物体内主要的营养储藏和运输形式，有研究表明，插穗生根与插穗内营养物质有关，可溶性糖是插穗生根和生存所必需的主要营养物质[8]。图1表明，朱砂丹桂插穗内可溶性糖含量的变化趋势是上升—下降—上升—下降，有较大波动。综合生根过程观察分析，250 mg/L ABT生根粉处理过的插穗，初期由于淀粉类物质生物降解，含糖量有轻微上升，16～30 d内，愈伤组织形成需要消耗营养，造成插穗内可溶性糖含量下降。扦插 30 d 后，可溶性糖含量达到最低，此后愈伤组织形成而使淀粉酶活性增强，促进淀粉水解，可溶性糖含量开始升高。57 d后可溶性糖含量下降，此时是不定根伸长期，可溶性糖大量消耗。此外，处理与对照差别不大，可见250 mg/L ABT生根粉对插穗内部可溶性糖变化影响不大，这与前人研究结果不同，可能是由于试验材料的差异所致。

2.3.1.2 淀粉含量的变化 淀粉是插穗中主要的储藏物质，淀粉通过水解转化为糖类从而供给生根所需的能量，插条内淀粉含量越高，说明转化成可溶性糖就越低[9]。由图2可见，扦插过程中插穗皮部淀粉含量的变化趋势基本是下降—上升。0～30 d，处理插条皮部淀粉含量持续下降，对照则呈现先降后轻微上升的趋势。处理插穗皮部淀粉含量在30 d时达到最低，可能是由于愈伤组织形成后，促使淀粉酶活力增强，部分淀粉被分解提供能量。之后含量上升，说明伴随着插穗不定根的形成，不定根开始吸收营养物质，淀粉得到积累。初步推断，250 mg/L ABT生根粉能促进淀粉转化为可溶性糖的速度。

2.3.1.3 可溶性蛋白含量的变化 蛋白质在生物体内参与构成细胞、调节代谢等多种作用，因此测定可溶性蛋白含量变化也可反映出扦插生根过程中的复杂变化[10]。由图3知，可溶性蛋白是下降—上升—下降的趋势。ABT生根粉处理的插穗，初始的0～42 d内，可溶性蛋白含量下降，蛋白质分解，为愈伤组织的形成提供营养物质。在42～57 d内，不定根诱导形成，储存了充足的营养物质，致使可溶性蛋白含量上升。虽然对照的变化趋势与处理的差不多，但是对照较处理更为和缓。这说明，250 mg/L ABT生根粉刺激了插条，可能加快了可溶性蛋白运作的速度，从而促进生根。

2.3.1.4 总氮含量的变化 氮元素也是植物生长的重要元素，与植物根部生长有着密切的关系[11]。由图4可知，总氮含量呈现下降—上升—下降—上升的趋势。在42 d不定根形成期，总氮含量达到最低值，可能是低氮的环境更有利于不定根的长出。在愈伤组织形成前期、不定根形成期，处理总氮的含量比对照高，初步推断250 mg/L ABT生根粉可能会加速总氮含量的生成。

2.3.1.5 碳氮比的变化 碳、氮营养是插穗生根前维持生命和生根所不可缺少的重要能源[12]。插穗生根与碳水化合物和含氮化合物的比率有关[13]。由图5可知：碳氮比值呈现下降—上升趋势，在愈伤组织和根原基的发育阶段，碳氮比值的下降，可能促进了根原基发端和发育，而在不定根伸长期碳氮比又开始上升。这说明朱砂丹桂不定根的形成产生需要较低的C/N，直到不定根伸长期才需要较高的C/N。

2.3.2 插条皮部内POD酶的活性变化

过氧化物酶（POD）是植物体内酶促保护系统（即保护酶系统）的重要组成成分，能消除植物体内的内源IAA，促使诱导根原基[14]。POD活性与愈伤组织形成能力，以及与插穗不定根的诱导均有密切的关系[14]。图6显示了朱砂丹桂嫩枝扦插过程中插穗POD活性的变化，变化趋势为上升—下降—上升—下降。POD活性在愈伤组织的形成期和不定根伸长期均出现高峰，说明高活性的POD有助于消除体内的过氧化氢、酚类物质以及多余的IAA，从而有利于根原基的诱导。对照中POD活性与处理的变化趋势基本相同，但处理的插穗中POD活性比对照的高，且两者之间POD活性差异较大，相关分析表明，生根率与POD活性呈正相关，说明250 mg/L ABT生根粉能提高POD活性，从而提高生根率。

3 结论与讨论

3.1 朱砂丹桂生根类型与最优组合

本试验表明，朱砂丹桂扦插生根属于皮部生根型。激素的种类与浓度、基质种类对插穗的生根有显著的影响。100 mg/L ABT生根粉+珍珠岩+蛭石的组合处理效果最佳；而100 mg/L NAA+珍珠岩+蛭石+泥炭土组合处理效果最差。

3.2 营养物质与生根的关系

插穗生根的过程是在很大程度上受碳水化合物充足供应所控制的过程。本研究中，250 mg/L ABT生根粉处理的插条中，其可溶性糖含量与淀粉含量在不定根生出之前变化趋势呈负相关，这证明其生根之前，淀粉水解转化为糖类，供给生根所需的能量，而生根后，根能吸收营养物质积累淀粉，淀粉含量呈上升趋势，可溶性糖也呈短暂上升。这与杜仲[8]、金露梅[16]的扦插生根过程中的变化基本一致。可溶性蛋白在不定根形成之前不断下降，说明蛋白质分解为愈伤组织的形成提供构成营养，与凹叶厚朴[17]扦插生根过程中蛋白质的变化曲线一致。总氮值在不定根形成期不断下降，说明低氮更利于生根。不定根的形成产生需要较低的 C/N，直到侧根生长期才需要较高的C/N，这与落羽杉[18]扦插生根过程中C/N的变化基本一致。但与前人对许多其他植物在这方面的研究结果不尽相同，因此笔者认为，高C/N能促进生根这一理论不一定适合所有植物。POD活性在根原基诱导期及侧根伸出期分别出现高峰，说明生根率与POD活性呈正相关，这与前人对欧榛[19]、马尾松[20]的扦插研究结果一致。

3.3 ABT生根粉对营养物质变化的影响

虽然ABT生根粉对插穗内部可溶性糖的变化影响不大，但可溶性蛋白、淀粉、总氮、C/N的含量以及POD活性与对照组相比均发生了明显的变化：促进可溶性蛋白运作的速度，促进淀粉转化为可溶性糖的速度，加速总氮含量的生成，降低了C/N。此外，还提高了其POD的活性，尤其是在愈伤组织形成期及不定根原基诱导的关键期。有研究证明，这些物质含量的动态变化与插穗生根相关，说明生长调节剂是通过调节插穗内代谢物质的含量来促进插穗生根[21]。

本试验中朱砂丹桂嫩枝扦插的生根率还不是很高，本研究只是对影响扦插成活率的最佳组合以及相关因素进行了初步试验，要找到朱砂丹桂扦插的最佳时期和配方、高效的育苗途径还有待深入研究。

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