地中海荚蒾插穗生根因子及生根过程中生理生化变化

李影 窦霄 许廷全 刘富坤 邢世岩 孙立民

摘要 ［目的］探究该物种扦插生根机理，便于品种的快速繁殖及应用推广。［方法］以不同扦插基质类型、激素类型及激素水平组合测定地中海荚蒾扦插后0、5、10、15和20 d 5个时期的生根情况及不同营养物质、相关酶活性和内源激素等生理指标的变化趋势。［结果］扦插基质类型、外源激素类型及浓度对荚蒾扦插生根率、生根数及根长产生了极显著差异，蛭石、珍珠岩混合基质与NAA+IBA（500 mg/L）激素组合下地中海荚蒾的生根效果最好，其生根率、生根数和根长最高。可溶性糖、可溶性蛋白含量均呈上升—下降—上升的趋势，均在插后第5天达到峰值。过氧化物酶（POD）活性呈现上升—下降—再上升的趋势，多酚氧化酶（PPO）和吲哚乙酸氧化酶（IAAO）活性呈先上升后下降的变化趋势。4种内源激素（IAA、ABA、GA3、ZR）含量变化较为复杂，呈波浪型变化。［结论］蛭石、珍珠岩混合基质与NAA+IBA（500 mg/L）激素组合的处理方式适用于地中海荚蒾的扦插。该研究开展的通过外源施加物质的方法提高扦插成活率提供了理论基础，也为地中海荚蒾南种北繁起到了促进作用。

关键词 地中海荚蒾；扦插；生根因子；生理生化

中图分类号 S685.99  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2024）06-0127-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.06.028

開放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Rooting Factors and Physiological and Biochemical Changes in the Process of Viburnum tinus L. Cuttage Rooting

LI Ying1， DOU Xiao2， XU Ting-quan3 et al

（1. State Forestry and Grassland Administration Key Laboratory of Silviculture in Downstream Areas of the Yellow River/Forestry College of Shandong Agricultural University， Taian， Shandong 271018;2. Shandong Forestry Protection and Development Service Center， Jinan， Shandong 250014;3.Agricultural Comprehensive Service Center， Xujia Town， Rushan City， Weihai， Shandong 264500）

Abstract ［Objective］To study the rooting and its influence factors during cuttage is benefit to reveal the rooting mechanism of V. tinus， and useful to the rapid propagation and application of varieties.［Method］We measured the changes of rooting， different nutrients， related enzyme activities and endogenous hormones at 0， 5， 10， 15， and 20 days after cutting under different treatments of cuttage matrix type， hormone type and hormone level. ［Result］The result showed that there were in rooting percentage， root number and root length among the types of cutting matrix， exogenous hormone and concentration with the best situation in the combination of vermiculite， perlite mixed matrix and NAA+IBA （500 mg/L） hormone. The contents of soluble sugar and soluble protein showed up-down-up patterns with the peaks at 5 days after cutting. The activity of POD showed up-down-up pattern while the activities of PPO and IAAO showed up-down patterns. The changes of four endogenous hormones were complex showing wavy trends. ［Conclusion］The combination of vermiculite， perlite mixed matrix and NAA+IBA（500 mg/L） hormone was suitable for cuttings of V. tinus seedling. This study provided a theoretical basis for the improvement of cuttage survival rate by using exogenous substances and promoted the propagation of introduction.

Key words Viburnum tinus L.；Cuttage；Rooting factor；Physiology and biochemistry

荚蒾属（Viburnum L.）隶属于忍冬科（Caprifoliaceae），是极具观赏价值的花灌木类群。其果实色彩艳丽，花叶及植株形態变化多样，适应性极强，广受世界园艺界的青睐，被誉为“万能”绿化灌木［1］。地中海荚蒾（V.tinus L.）系荚蒾属常绿灌木，其叶、花和果均具有很高的观赏价值，在园林绿化中具有一定的应用潜力，是一种值得推广的优良树种［2］。

扦插繁殖可以缩短育苗时间并保持苗木亲本的优良性状，目前有关荚蒾属植物扦插繁殖研究多集中在扦插时间、插穗类型、植物生长调节剂种类及处理时间和浓度等方面［3］，其中以鸡树条荚蒾（V.opulus Linn.var.calvescens（Rehd.）Hara f.calvescens）和日本荚蒾（V.japonicum）最为集中。罗凤霞等［4］通过鸡树条荚蒾的嫩枝扦插试验，对其扦插时间、插穗类型、激素处理等因素进行了探究。王宝党等［5］对日本荚蒾的扦插繁殖技术表明，在混合基质（黄心土、珍珠岩、泥炭的质量配比为3∶1∶1）中 200 mg/L ABT浸泡0.5 h为扦插育苗最佳效率组合。此外，香荚蒾［6］（V.farreri W.T.Stearn）、朝鲜荚蒾［7］（V.koreanum Nakai）、枇杷叶荚蒾［8］（V.rhytidophyllum Hemsl.）、绣球荚蒾［9］（V.macrocephalum Fort.）、蝶花荚蒾［10］（V.hanceanum Maxim.）、常绿荚蒾［11］（V.sempervirens K.Koch）的扦插繁殖也陆续被报道。

目前有关地中海荚蒾扦插繁殖的研究鲜见报道。仅王勇［12］对包括地中海荚蒾在内的5种荚蒾属植物生根的最佳组合方式进行了研究，且目前地中海荚蒾扦插生根过程中生理生化变化的研究鲜见报道。为此，笔者以地中海荚蒾为研究对象，探究了基质类型、外源激素种类及浓度对其扦插生根的影响，并对扦插生根过程中生理生化变化进行分析，旨在探明扦插生根主导因子，建立规模化、标准化、高效繁育技术体系，为该树种的规模化繁育及应用尤其在北方地区的引种驯化提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验所需材料来源于山东省林木种苗和花卉站引进的地中海荚蒾品种资源，选用生长旺盛、长势一致、无病虫害的植株为试验材料。

1.2 研究方法

1.2.1 扦插试验布设及取样。

选用地中海荚蒾嫩枝作为插穗，取插穗长度为8～10 cm，粗度为1.0～1.5 cm，距顶部1 cm剪成平口，下切口剪成单马耳形，保持切口平滑，不撕皮。每株插穗保留1～2片叶片，扦插前用 0.1%～0.2%高锰酸钾溶液浸泡基部5～10 min进行消毒，再将插穗基部放入不同激素中浸泡后进行扦插试验（表1）。

自扦插试验布置之日起，每隔5 d取根茎交界处3 cm茎段和根系，用于生化指标测定，每处理重复3次。扦插后25 d随机选择各处理扦插苗10株，测定扦插生根率（%）、生根数（条）、根长（cm）等生长指标，每处理重复3次。

1.2.2 测定分析方法。

可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定，可溶性蛋白含量参照考马斯亮蓝法G-250染色法测定［13］；过氧化物酶（POD）活性采用愈创木酚法测定［14］；多酚氧化酶（PPO）活性参照NBT还原法测定［15-16］，以1 g样品1 min（ΔA 460）增加0.01为1个酶活力单位（U）表示酶活性；吲哚乙酸氧化酶（IAAO）活性采用比色法测定［17］；采用高效液相色谱法测定内源激素（IAA、ABA、GA3、ZR）含量［18］。

1.3 数据处理

数据利用统计软件SAS 9.2、Microsoft Excel 2016进行统计分析，采用Duncan多重比较法进行处理间差异性分析。

2 结果与分析

2.1 不同因素对地中海荚蒾生根的影响

扦插基质类型、外源激素类型及浓度对地中海荚蒾扦插生根产生显著影响，各组合生根率、生根数和根长均呈现出极显著差异（P＜0.01）。不同基质及激素组合中，荚蒾生根率变幅为12.67%～89.33%，生根率排名前3的组合分别为处理⑨（89.33%）、处理⑥（87.33%）、处理⑩（81.33%），生根率最低为处理⑤、处理B11，生根率均为12.67%；生根数变幅为4.00～19.50条，生根数排名前3的组合分别为处理⑩（19.50条）、处理⑨（19.43条）、处理⑦（18.08条），生根数最低的为处理B12（4.00条）；不定根长变幅为0.20～4.93 cm，根长排名前3的组合分别为处理⑨（4.93 cm）、处理⑥（4.55 cm）、处理⑩（4.44 cm），根长最小的为处理B12（0.20 cm）（表2）。在无外源激素影响下，3种基质类型荚蒾平均生根率为52.00%，平均生根数为10.60条，不定根长平均为2.30 cm，而在外源激素影响下，珍珠岩+蛭石混合基质生根率、生根数和根长最高，平均生根率达到81.78%，平均生根数达到18.30条，平均根长达到4.05 cm；在各基质组合类型下，NAA+IBA（500 mg/L）激素组合生根率、生根数和根长均较好，且在混合基质中达到最高生根率89.33%，生根数达到19.43条，平均根长达到4.93 cm。

2.2 地中海荚蒾扦插生根过程中生化变化的F检验

扦插生根过程中，内源激素、生根关联酶、营养物质等因素在插穗不定根的形成过程中都发挥着重要作用，均呈现出极显著差异（P＜0.01）。在内源激素中，IAA含量F值为6.885，ABA含量F值为18.940。ZR含量F值为11.686，GA3含量F值为41.980；在生根关联酶中，IAAO活性F值为29.022，PPO活性F值为53.329，POD活性F值为14.476；营养物质包括可溶性蛋白和可溶性糖，其含量F值分别为12.005和30760（表3）。

2.3 地中海荚蒾生根过程中营养物质变化

从图1可见，荚蒾扦插生根过程中可溶性糖含量呈上升—下降—上升的趋势，在扦插后第5天可溶性糖含量最高（165.07 mg/g），后逐渐降低，在第10天降至最低（96.18 mg/g），随后可溶性糖含量开始回升。

可溶性蛋白含量在莢蒾扦插生根过程中呈升高—下降—上升的趋势，在扦插后的5 d内可溶性蛋白逐渐上升到9.71 mg/g，在5～15 d逐渐下降到7.37 mg/g，至15 d后可溶性蛋白含量开始回升。

2.4 地中海荚蒾生根过程中生根关联酶活性变化

从图2可见，地中海荚蒾插穗生根过程中POD活性呈升高—下降—升高趋势，在扦插后的5 d内POD活性不断上升，至第5天出现峰值0.78 U/（min·g），后下降到0.50 U/（min·g），至第10天后活性上升。地中海荚蒾扦插生根过程中PPO活性呈先升高后降低的趋势，在扦插后第10天达到峰值，即31.61 U/（min·g），此后PPO活性下降。

荚蒾扦插生根过程中IAAO活性呈先升高后降低的趋势，在扦插后的0～10 d，IAAO活性呈上升状态，在扦插后第10天达到峰值282.67 U/（min·g），随后出现下降趋势。

2.5 地中海荚蒾生根过程中内源激素含量

从图3可见，在地中海荚蒾插穗扦插生根过程中，IAA含量呈下降—上升—下降—略微上升的趋势。在扦插时其含量为10.28 μg/g，随后的 5 d内IAA含量下降，在5～10 d IAA含量逐渐升高，在第10天时出现峰值（9.29 μg/g），10～15 d IAA含量逐渐下降，至扦插第15天后，IAA含量趋于稳定。

在荚蒾扦插生根过程中，ABA含量呈升高—降低—稍微升高的趋势，在荚蒾扦插5 d内ABA含量出现大幅上升现象，扦插后5 d出现ABA含量的最大值（5.82 μg/g），后开始出现下降，至10 d降至最低，10 d后略有回升趋势。

在荚蒾扦插生根过程中，ZR含量呈上升—降低—上升—降低的趋势，在5 d内ZR含量呈上升趋势，扦插5～10 d ZR含量趋于稳定并略有下降，在10～15 d ZR含量再上升，至15 d达到峰值（6.14 μg/g），随后ZR含量呈现下降趋势。

在荚蒾扦插生根过程中，GA3含量呈“W”形的变化趋势，扦插后的5 d内，其含量急剧下降；扦插后的5～15 d呈平缓的变化趋势，在插后10～15 d略有下降，在扦插15～20 d，GA3含量出现上升趋势。

3 讨论与结论

在扦插繁育过程中，插穗生根受多种因素共同影响。陈斌等［19］研究发现，不同的基质处理对夏黑无核葡萄扦插苗的根系数量及根长等均有影响。适宜的基质配方不仅能够提高扦插苗的成活率，并且能增加苗木的生根数、根系数量、根长等生根性状指标。辜云杰等［20］研究表明，在山杜英（Elaeocarpus sylvestris）根诱导分化的过程中，IBA和NAA对促进生根都发挥了极大作用。季孔庶等［21］研究表明，用适宜浓度的IBA处理插穗，能较大程度地促进马尾松（Pinus massoniana）生根。该研究中地中海荚蒾最适扦插基质及激素组合为蛭石、珍珠岩混合基质与NAA+IBA（500 mg/L）激素组合，其生根率、生根数和根长最高，且在混合基质中达到最高生根率89.33%，生根数达到19.43条，平均根长达到4.93 cm。

地中海荚蒾扦插生根过程中营养物质变化显著，可溶性糖、可溶性蛋白含量均呈上升—下降—上升的趋势。这种趋势产生的原因可能是扦插前期地中海荚蒾储存了大量可溶性糖和可溶性蛋白，保证愈伤组织及根原基的形成；不定根发生初期，可溶性糖和可溶性蛋白消耗大于积累，导致含量逐渐下降；展叶后可溶性糖和可溶性蛋白得到了积累，导致扦插后期含量升高的现象，这与陈宁［22］的研究结果一致。生根关联酶活性随扦插时间也呈现出极显著的变化，POD活性呈现升高—下降—升高的趋势，在愈伤组织形成与不定根形成期，POD活性的上升有利于促进大量不定根的发生，这与吴海东［23］研究结果一致，在扦插初期POD活性高，扦插后期POD活性低有利于扦插生根。地中海荚蒾扦插生根过程中PPO和IAAO活性均呈先升高后降低的趋势，愈伤组织形成发育期活性升高，有利于促进愈伤组织的形成，后活性下降，有利于不定根的生长与伸长，这与李明等［24］的研究结果一致。主要内源激素在地中海荚蒾插穗扦插生根过程中变化显著，IAA和GA3含量均呈现波浪型的变化趋势，在扦插开始时可能是愈伤组织的形成消耗了大量的IAA和GA3，导致含量下降；后随着愈伤组织的不断形成，含量出现上升趋势；在扦插后第10～15天大量IAA和GA3被消耗，用于不定根的形成，导致其含量下降；至扦插第15天后，含量出现回升的趋势，这可能是插穗新梢合成的IAA和GA3大于其体内IAA和GA3含量的代谢，这也与詹亚光等［25］的研究结果相一致。在地中海荚蒾扦插生根过程中，ABA含量呈升高—降低—升高的趋势，在扦插初期ABA含量出现大幅上升现象，这可能与插穗离开母体后，刺激离体插穗产生大量脱落酸，使含量上升，随后进入不定根形成期，消耗较多ABA使其含量下降，后期在不定根生成后，脱落酸含量有一定程度的回升。在地中海荚蒾扦插生根过程中，ZR含量呈逐步上升再降低的趋势，初期含量先升高后降低可能与愈伤组织的形成密切相关，在10～15 d随着根原基的形成，积累了大量ZR，导致ZR含量的上升，随后由于不定根的大量形成，消耗了大量的ZR，致使其含量下降。通过对地中海荚蒾扦插生根过程中营养物质、生根关联酶及激素含量变化规律的研

究，为探究其生根机理，通过外源施加物质的方法提高扦插生活率提供了理论基础，也为地中海荚蒾南种北繁起到了促进作用。

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