光周期处理对刺槐无性系组培苗生根的影响

摘 要：【目的】研究不同光周期对刺槐无性系组培苗不定根发生的影响，分析不同光周期下根原基突出时间及不同阶段根系的生长状态和生理指标，探讨其生根能力，筛选出促进刺槐生根的最适光周期。【方法】以4个二倍体刺槐无性系组培苗为材料，设置5种光周期处理，统计分析不同光周期下刺槐生根率及生理指标变化，并观察根外部形态变化，同时每天取根基部制作石蜡切片，观察根原基发生时间。【结果】1）解剖学观察显示，刺槐无性系组培苗生根过程分为3个时期：愈伤组织形成期（0～7 d）、不定根形成期（根原基诱导期）（7～10 d）、不定根伸长期（10 d后）。2）生根情况及解剖学观察结果显示，4个刺槐无性系中，D26-5①刺槐无性系根原基较早出现，同时生根能力最强，生根率为92%，且24 h/0 h光周期处理下根原基突出时间最早，生根率提高至97.8%。3）生根过程中，可溶性糖和叶绿素含量随着光周期增加而上升，24 h/0 h光周期下含量最高。丙二醛含量呈现出下降—上升—下降的趋势，脯氨酸含量呈先上升再下降的趋势，两者在24 h/0 h光周期处理下的含量都要小于16 h/8 h光周期，说明刺槐应对连续光照时可通过调节渗透物质等方式适应环境的变化。【结论】刺槐无性系组培苗不定根发生能力受光周期影响，在24 h/0 h光周期下根原基突出时间最早，生根能力最强。

关键词：刺槐；光周期；不定根；石蜡切片

中图分类号：S718.43 文献标志码：A 文章编号：1673-923X（2024）09-0018-11

基金项目：国家自然科学基金项目（31971675）；国家重点研发计划项目（2017YFD0600503）。

Effect of photoperiod treatment on rooting of tissue culture plantlets of Robinia pseudoacacia clonal

ZHANG Man1， WU Yue1， SUN Yuhan1， PENG Zuodeng1， ZHANG Shumin2， YU Lixin2， LI Yun1

（1.a. College of Biological Science and Technology； b. College of Forestry； c. National Key Laboratory of Forest Tree Genetics and Breeding； d. Robinia Engineering Research Center， National Forestry and Grassland Administration； e. National Engineering Research Center for Forest Breeding and Ecological Restoration， Beijing Forestry University， Beijing 100083， China； 2. Pingquan State-owned Loess Liangzi Forest Farm， Pingquan 067500， Hebei， China）

Abstract：【Objective】The effect of different photoperiod on the occurrence of adventitious roots of black locust clones was studied， and the growth state and physiological indexes of roots at different stages under different photoperiod were analyzed， and the rooting ability was discussed to select the photoperiod that most promoted the rooting of black locust clones.【Method】Five photoperiodic treatments were applied to 4 diploid black locust clones. The rooting rate and physiological indexes of black locust were statistically analyzed under different photoperiodic conditions， and the morphological changes outside the roots were observed. At the same time， paraffin sections were taken from the base every day to observe the occurrence time of root primordia.【Result】1） Anatomical observations show that the rooting process of the tissue culture seedlings of black locust clones can be divided into three stages： callus formation stage （0-7 d）， adventitious root formation stage （root induction stage） （7-10 d）， adventitious root elongation stage （after 10 d）. 2） The results of rooting and anatomical observation showed that among the 4 black locust clones， the root primordia of D26-5① appeared earlier and had the strongest rooting ability （rooting rate was 92%）， and the root primordia protrusion time was the earliest under 24 h photoperiod treatment， and rooting rate increased to 97.8%. 3） During the rooting process， the contents of soluble sugar and chlorophyll increased with the increase of photoperiod， and the contents were the highest at 24 h photoperiod. The content of malondialdehyde （MDA） decreased， and the content of proline （PRO） increased first and then decreased， and the content of both of them was lower in 24 h photoperiod than in 16 h photoperiod. These results indicate that plants can resist environmental changes by adjusting osmotic substances in response to continuous light.【Conclusion】The ability of adventitious root generation is affected by photoperiod. The root primordium protrusion time is the earliest and the rooting ability is the strongest at 24 h photoperiod.

Keywords： Robinia pseudoacacia； photoperiod； adventitious root； paraffin section

刺槐Robinia pseudoacacia是豆科Leguminosae刺槐属Robinia落叶乔木，原产于美国东部，于18世纪引入我国[1]。由于刺槐生长快、分布广，对不同环境及气候适应力强，是我国重要的速生造林树种之一[2]。近年来选育出的大量优良刺槐无性系对培育人工林起到重要作用，实际应用价值极高。但刺槐良种无性繁殖问题仍是限制其推广应用的主要因素之一[3]。嫩枝扦插是刺槐常用的无性繁殖方法之一。以往的研究表明，不同林木无性系之间扦插时生根能力差异较大[4]，且刺槐扦插育苗时会受到插穗取材位置及木质化程度的影响，导致成活率低[5]。植物组织培养技术不仅培育周期短、操作简单，并能在短时间内利用优良无性材料培育出大量优质苗木[6]，为此研究优良无性系组培育苗技术对实际生产意义重大。木本植物中，不定根形成能力是林木优良无性系快速扩增的关键[7]。有研究表明，不同无性系生根能力差异较大，且受外界因素影响[8]。因此，研究优良无性系不定根生根技术对刺槐扩繁具有极高的推广意义。

光周期是影响植物生长发育的重要条件之一[9]，它不仅提供了必要的能量，还可以作为一种调节信号参与植物代谢并调控基因表达[10]。不同植物生根所需的最佳光照时长也有所不同[11]，因此合适的光周期是植物在组织培养中生根的重要因素。国内外学者关于光周期促进植物生长方面的研究已有报道，Zaytseva等[12]研究发现延长光周期对黄玛卡幼苗生长的速率具有促进作用。在针叶树种中，24 h持续光照能使长叶冷杉的幼苗生长量增加[13]。这些研究表明增加光照时长有利于促进植株生长，不同树种的最适宜光照时长也存在明显差异，但关于同一树种的不同无性系对光周期的需求是否一致以及光周期对刺槐的不定根发生影响的研究还少见报道。

虽然一定条件的光照对植物生长是有利的，但过量或过低的光7ddf4402664b4840ad046d4796ddf6e2照则会给植物带来损伤[14]。已有研究表明，光周期通过影响植物体内多项生理生化过程来决定植物的生态适应能力[15]。植物不定根发生与生长过程中与植物体内的可溶性糖、氧化酶活性及脯氨酸、丙二醛等营养物质有密切联系[16]。为此，研究植物在不同光周期下生根机理变化是提高植物生根率的关键因素。

为了探究光周期对刺槐无性系不定根诱导能力的影响，本研究以实验室保存的4个长势良好、生长健壮的二倍体刺槐无性系组培苗作为试验材料，在正常光周期下筛选出不定根诱导能力最强的无性系；之后对该刺槐无性系苗进行不同光周期处理，通过解剖学及生根状况观察其根原基发生时间并计算生根率；同时通过生理指标检测进一步分析不同光周期对刺槐不定根诱导差异的原因，以期为刺槐组培苗快繁及促进优良无性系林业发展提供理论和技术支撑。

1 试验材料与方法

1.1 试验材料

刺槐无性系组培苗P18、P28-15、D26-5①、M28-34均由北京林业大学生物科学与技术学院和国家林业和草原局刺槐工程技术研究中心选育提供，选择生长健壮的刺槐组培苗进行继代培养，用于后续不同光周期处理试验。生根培养基配方为MS+IBA 0.3 mg/mL+蔗糖30 g/L+琼脂 6 g/L，pH值为5.9，光照强度为12 000 lx，温度为23～25 ℃。

1.2 试验方法

1.2.1 光周期处理

以光照16 h/黑暗8 h（16 h/8 h）作为对照组，其余处理光周期为：光照8 h/黑暗16 h（8 h/16 h）、光照12 h/黑暗12 h（12 h/12 h）、光照20 h/黑暗4 h（20 h/4 h）、光照24 h/黑暗0 h（24 h/0 h）。本试验在前期处理中发现，光照0 h/黑暗24 h以及光照4 h/黑暗20 h光周期处理下的4个刺槐无性系组培苗均表现出生长萎蔫、不生根的情况，故本试验排除了这两种光周期。

1.2.2 不定根观察

选取4个生长状况良好的刺槐无性系母株进行继代培养，每个系号生根培养25瓶，每瓶2株，共50株。每天以光照16 h/黑暗8 h（16 h/8 h）光周期培养。从培养的第一天开始，每天对4个刺槐无性系的组培苗生根情况进行观察，一直到不再有生根现象为止，统计其开始生根时间、每天生根数量，并进行统计分析。

1.2.3石蜡切片

从培养基上取出嫩梢或茎段，然后从其基部剪取1.0 cm小段，放于刷干净的装有FAA固定液（每100 mL溶液中含有：70%乙醇90 mL，冰乙酸5 mL，甲醛5 mL）的小瓶子中，盖上胶皮盖，然后将注射针头插入胶皮盖，对经过固定的材料进行抽气，然后经过70%、85%、90%、95%和100%乙醇脱水，再将材料转入二甲苯中，用石蜡将材料包埋，用转动式切片机进行切片，横切切片厚度为17 μm，纵切切片厚度为8 μm，材料经过脱水、浸蜡、包埋、脱蜡复水、染色后制成永久切片。所用染色液为苯胺蓝染色液。用Leica DMI 4000B显微镜观察不定根的发育过程，并进行显微拍照[17]。

1.2.4 最优无性系的选择

通过对16 h/8 h光周期培养下4个刺槐无性系的生根情况及解剖学观察结果，判断出其中生根率最高且根原基突出时间最早的系号为最优无性系。

1.2.5 生理指标的测定

采用蒽酮比色法[18]测量植物可溶性糖含量，采用分光光度法[15]测量植物叶绿素含量，脯氨酸（PRO）活性、丙二醛（MDA）活性均采用试剂盒测定，试剂盒购于南京建成生物工程研究所有限公司，各指标测定均重复3次。

1.2.6 数据分析

光照处理后观察各个光周期下刺槐组培苗的生根情况，调查统计每组光照处理下刺槐无性系组培苗的生根率，比较不同光照时间处理对刺槐无性系组培苗生根的影响情况。计算公式如下：

生根率=生根株数/总株数[19]。

利用Excel 2021软件录入试验数据，使用GraphPad作图软件对数据进行图表制作，利用SPSS 20.0软件进行数据分析。对不同光周期条件下刺槐无性系组培苗生根率及各项生理指标进行单因素方差分析。

2 结果与分析

2.1 光照16 h/黑暗8 h处理下4个刺槐无性系组培苗生根情况观察

2.1.1 光照16 h/黑暗8 h处理下不同刺槐无性系组培苗生根数量分析

观察统计后发现4个刺槐无性系苗中，D26-5①在第8天开始生根，为最早生根的无性系，其余 3个系号比D26-5①无性系晚1～2 d生根，生根培养的第9—10天才开始有根部突出的迹象（图1）。其中生根情况表现最好的是D26-5①无性系，第8—11天生根率增长速率最快，第10天生根率达到了50%。生根培养17 d完成生根，不再有新根生出，共46株生根，生根率最高可达92%。其次生根状况较好的是P28-15无性系，第15天生根率达到了50%，其中9～15 d的生根率飙升，增幅高达9倍，之后生根速度减慢，第19天生根率只比第15天增长了36.67%，共计41株生根，生根率为82%。P18无性系第17天生根率达到了50%，共生根33株，生根率为72%。M28-34无性系第17天生根率达到了50%，整体增长幅度较为平缓，第13天之后生根速率明显加快，第19天生根率比第13天提高了2.5倍，共生根31株，生根率为70%。

2.1.2 光照16 h/黑暗8 h处理下4个刺槐无性系组培苗生根过程基部表型观察

刺槐继代培养后，顶芽插穗基部外部形态发生了一系列的变化，主要表现为插穗基部切口愈伤组织形成、不定根形成以及不定根伸长等。刺槐顶芽插穗基部切口愈伤组织的形成和不定根的产生并非彼此独立的过程，绝大部分不定根从愈伤组织上伸出。通过对4个刺槐无性系组培苗基部外部形态观察，可将刺槐生根过程分为3个时期：愈伤组织形成期（0～7 d）、不定根形成期（根原基诱导期）（7～10 d）、不定根伸长期（10 d后）。继代培养0～2 d，插穗基部发黑；2～4 d，插穗基部由黑变黄，继代培养5 d左右，插穗切口处有小凸起生成，有少量白色或黄色愈伤组织产生；5～7 d，切口愈伤组织明显突起，形成大团的愈伤组织，愈伤组织由黄色逐渐变色转化成褐色，而稍早时期突起的褐色愈伤组织上有白色的幼小不定根生成；8 d左右，不定根突破表皮，开始伸长。本试验发现在光照16 h/黑暗8 h处理下，D26-5①刺槐无性系最早在第5天生出愈伤组织（图2）。

2.1.3 光照16 h/黑暗8 h处理下4个刺槐无性系组培苗生根解剖学观察

从生根培养最初一直到生根结束的整个过程中，每天取一次样。在对第0天大量的根部切片进行观察后，未发现有潜在根原基出现，故认为刺槐茎段本身不存在潜伏根原基。通过对刺槐生根培养后不同时期的石蜡切片观察（图3）发现，不定根伴随着基部愈伤组织生成，它的生根过程大致可以分为三个阶段。

第一阶段，愈伤组织的形成和发育时期。形成的愈伤组织最初为一团薄壁细胞，细胞个大，近圆形，排列疏松，细胞核不明显。第二阶段，根原基形成期。愈伤组织细胞数量不断增加的同时，其内部的一些细胞开始分化，细胞分化产生的分生组织不断增多，与周围的愈伤组织细胞有明显的分界线，逐渐形成典型的根原基。第三阶段，不定根形成与伸长期。不定根原基分化的不定根伸出体外，逐渐变长。本研究发现4组刺槐无性系组培苗根原基开始突出的时间不太一致，最早的D26-5①系号刺槐苗在第4天根原基就开始突出，最晚的P18、M28-34则是在第6天才开始突出（图3）。

2.2 不同光周期下D26-5①无性系组培苗生根情况分析

2.2.1 不同光周期对D26-5①无性系不定根生根率的影响

基于2.1的试验，发现D26-5①无性系组培苗根原基突出时间最早，且生根能力最强，据此确定其为4个系号中最优无性系。为了进一步验证不同光周期对刺槐无性系生根能力的影响，故后续只选取D26-5①这个系号进行试验。

如图4所示，不同光周期处理对D26-5①刺槐无性系组培苗生根情况影响明显，表现出随着光照时间的增加，生根率出现先上升再下降继续上升的趋势，其中，光照16 h/黑暗8 h处理下的D26-5①刺槐无性系组培苗生根率为82%，8 h/16 h光周期处理下的生根率最低，仅为42.7%，比对照组低47.8%。在24 h光周期下生根率最高，可达97.8%，比对照组高19.6%。其中8 h/16 h光周期到16 h/8 h光周期不定根生根率增幅最高，可达91.6%。

2.2.2 不同光周期下D26-5①刺槐无性系组培苗生根过程基部形态观察

将D26-5①刺槐无性组培苗继代后，分别放置在5种光周期下进行处理（图5），发现在处理后的第5天，24 h/0 h光周期处理下的刺槐苗基部直接有根生出，其他光周期处理下的刺槐苗没有生根迹象。第6—7天，12 h/12 h、16 h/8 h、20 h/4 h光周期处理下的刺槐苗开始有愈伤组织生成。第8—9天，8 h/16 h光周期处理下的刺槐苗才开始生成愈伤组织，12 h/12 h、16 h/8 h、20 h/4 h光周期处理下的刺槐苗有根生成，24 h/0 h光周期处理下的刺槐苗不断有新根突出。第10—12天，8 h/16 h光周期处理下的刺槐组培苗才有小根长出，24 h/0 h光周期处理下刺槐苗相较其他光周期处理下的苗根部较长，根数较多。

2.2.3 16 h/8 h正常光周期和24 h/0 h全光照下D26-5①无性系生根解剖学观察

为了更好地讨论16 h/8 h光周期与24 h/0 h光周期对刺槐无性系生根能力的影响，单独对其进行比较。选取4个无性系中生根能力表现最好的D26-5①系号刺槐苗，继代后分别在16 h/8 h正常光周期和24 h/0 h全光周期下培养，每天取两个光周期的刺槐苗制作石蜡切片，在显微镜下观察后发现，24 h/0 h全光照处理下的刺槐组培苗第3天根原基开始突出，而16 h/8 h光周期处理下的刺槐组培苗根原基到第4天才开始突出（图6）。

2.2.4 不同光周期对D26-5①系号生理指标的影响

由图7可知，随着光照时间的增加，刺槐可溶性糖含量逐渐上升。8 h/16 h光周期下值最低，可溶性糖含量为5.96 mg/mL，较对照组下降了30.4%。在24 h/0 h光周期处理下其含量达到最高值（10.51 mg/mL），显著高于对照组，较对照组提高了35.2%。结果表明，延长光照时间能促进植物积累可溶性糖，从而用于自身生长。

对不同光周期处理下的刺槐无性系根部叶绿素含量进行测定，发现呈现出先降低后升高的趋势，在12 h/12 h光周期处理下其含量最低，为0.34 mg/g，较对照组下降了11.0%，在24 h/0 h光周期处理下达到峰值，数值为0.61 mg/g，比对照组含量显著高了38.4%。整体来看，光照时间越长，刺槐体内积累的叶绿素含量越多。

脯氨酸含量则随着光周期时间的增加呈现出先增加后减少的趋势。8 h/16 h光周期下值最低，值为235.63 μg/g，比对照组降低了86.0%，之后含量随着光周期时间的加长逐渐上升，在20 h/4 h光周期下，脯氨酸含量达到最高峰，含量为507.9 μg/g，较对照组提高了15.8%。之后到24 h/0 h光周期处理下出现大幅下降，降幅达到了16.7%，较对照组降低了3.5%。说明刺槐无性系幼苗可以通过调节内部脯氨酸的含量来适应外界环境的变化。

丙二醛含量在8 h/16 h光周期到12 h/12 h光周期先下降，再至24 h/0 h光周期呈先升高再降低的趋势，其中在20 h/4 h光周期处理下丙二醛含量最高，为109.15 nmol/g，比对照组高了23.1%。光周期时间增加后，丙二醛含量又降低至70.25 nmol/g，并且较对照组显著降低了20.9%。说明在外界环境变化下，植物能积极有效地自我调节，从而更好地生长。

3 讨 论

植物不定根发生受内部基因与外部环境因素的共同作用，与草本植物相比，木本植物生根慢，生根周期长，有些植物甚至存在生根困难的情况[20]，如何提高木本植物的生根能力仍是目前研究的热点。无性繁殖作为刺槐育苗的重要方式，不仅能保留母本的优良性状，而且具有育苗周期短、速度快等优点，近年来成为刺槐推广的主要方式[21]。光周期参与植物生长发育过程，是重要的外部调节因素[22]。植物的形态和生理发育会随着光周期变化而改变，之前对光周期的研究大多围绕其对植物开花的影响[23]，而光周期对植物生根的作用却知之甚少。根系是植物的重要组成部分，它的形态特征直接反映出植物本身对水分及养分的吸收能力，影响植物对外界的适应能力[24]。为此，探讨光周期对刺槐无性系不定根的发生很有必要。

王明援等[25]发现不同欧美杨无性系对光强变化的适应策略不同，这与不同无性系的基因型有关。本试验结果发现不同系号的刺槐无性系根原基突出的时间不一致，可能是因为同一树种不同无性系之间遗传背景差异，从而对光强的感受能力不同。同时认为24 h/0 h的光周期是最适合刺槐无性系组培苗不定根发生的光周期。相比其他光周期，24 h/0 h光周期下培养的D26-5①刺槐无性系组培苗生根率最高。说明对于刺槐无性系组培苗而言，较长的光周期使其具有更强的生根能力，这与Cameron等[26]的研究结果一致。但黄玉梅等[27]对黑木相思组培苗的研究发现不同光周期对其生根的影响不大，造成这种差异的原因可能是黑木相思树属于难生根树种，光照对其生根影响较小。

不定根发生是一个复杂的生理生化过程，植物体内的营养物质及脯氨酸（Pro）、丙二醛（MDA）等对不定根发生具有重要调控作用[28]。植物通过叶绿体进行光合作用吸收光能，从而将二氧化碳转化为有机物质供自身能量消耗，其中碳水化合物中的可溶性糖是不定根发生的直接能量来源。廖光联等[29]研究发现光作为一种信号，可以激活与糖代谢相关的酶表达，如糖合成酶（SS）、蔗糖磷酸合成酶（SPS）用来调控可溶性糖的合成。本试验中D26-5①刺槐无性系组培苗体内的可溶性糖含量随着光周期时长的增加而增高，且在24 h/0 h光周期下积累量最高。这可能是长时间的光照激活了促进可溶性糖相关合成酶的表达，从而使可溶性糖含量持续增加，有利于根系的形成。这符合郭素娟等[30]在白皮松插穗中发现可溶性糖含量与不定根生根率呈正相关的结论。

研究发现，当植物处于不良生长条件时，体内脯氨酸和丙二醛的含量会增加[31]。丙二醛是膜脂过氧化的产物，含量过高会对细胞膜有损害作用，可作为间接判断细胞膜受损程度的重要指标[32]。汪杰明等[33]的研究表明MDA对垂枝樱花Cerasus subhirtella var. pendula等木本植物根部具有毒害作用。MDA含量过高时会使植物生根不良，发育萎蔫[34]。徐圆圆[35]发现MDA含量的减少能促进红心杉组培苗生根。本试验中丙二醛含量在8 h/16 h光周期到12 h/12 h光周期先下降，可能是不定根形成初期导致丙二醛含量下降，王建刚[36]对挪威槭生根的研究也出现这种现象。之后光周期升高至24 h/0 h时丙二醛含量呈先升高再降低的趋势，这可能是光照时长的增加对植物生长造成了一种胁迫，王泳超等[37]的研究发现光胁迫使植株启动自身保护机制，导致体内MDA含量增加，但当植物体内MDA积累到一定量时，就会提高体内氧化酶活性的同时调节体内渗透物质来减少氧化损伤，使MDA含量减少，进而维持细胞膜的正常生理功能。

脯氨酸是维持细胞渗透压稳定所需的主要渗透物质，植物受外界环境影响时，会通过改变体内脯氨酸含量来保持细胞稳定状态。这是植物为了应对不良条件而自我调节产生的一种保护方式[38]。植物体内的脯氨酸在正常生长情况下的含量较低，但在逆境中，植物体内的脯氨酸含量会变高[39]。D26-5①刺槐无性系组培苗随着光周期时长的增加脯氨酸含量逐渐上升，并在20 h/0 h光周期处理下其含量达到峰值，脯氨酸含量在这一阶段升高的原因可能是光信号激活了脯氨酸生物合成途径中的关键酶，如脯氨酸脱氢酶（PDH）用来促进脯氨酸的表达[40]。之后脯氨酸含量在24 h/0 h光周期降低，且低于对照组。这种现象可能是因为光合作用的增强会提高植物的呼吸作用，从而加快其脯氨酸的分解与代谢[40]。说明植物应对连续光照时通过积累脯氨酸来适应变化的环境，当自身适应环境并达到最适阶段时，脯氨酸含量降低。

光合作用产生的同化产物是植物生长发育所需的主要能量来源，对植物生理代谢及营养运转起到重要作用[41]。叶绿素是植物进行光合作用所需的主要光敏色素，其含量变化是光影响植物生长发育的重要体现[42]。叶绿素含量的高低可用来判断光合能力的强弱，叶绿素含量越高，光合作用越强，越有利于植物的生长[43]。对D26-5①刺槐无性系组培苗的叶绿素含量进行测量比较，发现随着光照时间的增加，叶绿素含量整体呈上升趋势，且在24 h/0 h光周期处理下达到最高峰。这可能是24 h长时间光照促进了叶绿素的合成，导致叶绿素含量升高，有利于植株对光能的捕获与利用，反映出植株生长能力的加强，董然然[44]在对梅花的研究中也发现随着光照时间的增加其叶绿素含量增多这一特点。但与唐银等[45]对杉木Cunninghamia lanceolata幼苗的研究结果不符合，不同的原因可能是光强过高影响了叶绿素的合成。

光周期的长短直接影响着刺槐无性系组培苗的各种生理指标变化，各种生理指标应对不同光周期的响应机制也存在一些差异，若想深入了解其反应机理与生理之间的响应，还需进行大量更全面的研究。本试验结果对于指导刺槐无性繁殖工厂化生产具有现实意义，尤其是对生产过程中补光时长起到重要参考。然而，本次试验只研究了不同光周期对刺槐无性系生根的影响，后续可以关注光质和光强对刺槐生根的影响，找到最适合刺槐无性系组培苗生根的光质组合与光强搭配，同时深入研究不同光周期下刺槐生根的转录组分析及作用机理，采取RNA测序、荧光定量PCR等技术找出影响生根的关键基因以及功能途径，从分子层面探讨不同光周期对刺槐生根的影响，进而揭示其背后的生物学原理。

4 结 论

解剖学观察显示，4个二倍体刺槐无性系都在4～10 d内开始有根原基突出，其中D26-5①刺槐无性系根原基出现时间最早，并通过观察发现在24 h/0 h光周期处理下生根能力最强。本试验发现24 h/0 h光周期处理对刺槐高效离体无性繁殖具有促进作用。可在实际生产中通过人工补光等方法，将光照时间延长到24 h，以获得最佳的生根效果。研究结果可为实施人工补光和优化培养条件等措施来缩短生根时长和提高生根质量提供了理论支持。

参考文献：

[1] 汤恩.刺槐育苗及栽培技术[J].现代园艺，2023（14）：43-44，50. TANG E. Seedling rearing and cultivation techniques of Robinia pseudoacacia[J]. Modern Horticulture，2023，46（14）：43-44，50.

[2] 许春桥.刺槐播种繁殖及栽培管理技术[J].现代农村科技， 2020（6）：49. XU C Q. Technology of sowing propagation and cultivation management of Robinia pseudoacacia L.[J]. Modern Rural Science and Technology，2020（6）：49.

[3] 卢楠，孟丙南，孙宇涵，等.四倍体刺槐黄化嫩枝扦插生根过程生理生化分析[J].东北林业大学学报，2013，41（11）：5-9. LU N， MENG B N， SUN Y H， et al. Physiology and biochemistry during etiolated shoots cutting of tetraploid Robinia pseudoacacia[J]. Journal of Northeast Forestry University， 2013，41（11）：5-9.

[4] 付锦雪，黄恒，曹帮华，等.刺槐嫩枝扦插及生根酶活性的变化[J].西部林业科学，2020，49（1）：107-113. FU J X， HUANG H， CAO B H， et al. Changes of rooting enzyme activity in cutting and shoots of Robinia pseudoacacia[J]. Journal of West China Forestry Science，2019，49（1）：107-113.

[5] 赵冰雪.月季扦插繁育及生根的生理生化初探[D].上海：上海应用技术大学，2022. ZHAO B X. Preliminary study on the physiology and biochemistry of cutting propagation and rooting of rose[D]. Shanghai： Shanghai University of Applied Science and Technology，2022.

[6] 洪凯.杉木优良无性系组培苗生根调控技术及其机理[D].福州：福建农林大学，2020. HONG K. The rooting technology and its regulatory mechanisms of superior clones of Chinese fir[D]. Fuzhou： Fujian Agriculture and Forestry University，2020.

[7] 侯江涛，沈聪聪，张毅芳，等.植物扦插繁殖生根机理研究综述[J].安徽农业科学，2019，47（19）：1-3，6. HOU J T， SHEN C C， ZHANG Y F， et al. Review on rooting mechanism of plant cuttings propagation[J]. Journal of Anhui Agricultural Sciences，2019，47（19）：1-3，6.

[8] 贺浩冉.漆树扦插和组培无性繁殖技术研究[D].杨凌：西北农林科技大学，2023. HE H R. Study on cutting and tissue culture asexual reproduction technology of Toxicodendron vernicifluum [D]. Yangling： Northwest A & F University，2023.

[9] 何嘉诚，李建安，任爽爽，等.光周期对油茶开花及生理特性的影响[J].经济林研究，2023，41（1）：273-281. HE J C， LI J A， REN S S， et al. Effects of photoperiod on flowering and physiological characteristics of Camellia oleifera[J]. Nonwood Forest Research，2023，41（1）：273-281.

[10] 姚宁，刘建锋，江泽平，等.光周期与光质对栎属幼苗生长及叶绿素荧光的影响[J].林业科学研究，2022，35（1）：59-69. YAO N， LIU J F， JIANG Z P， et al. Effects of photocycle and light quality on seedling growth and chlorophyll fluorescence of Quercus L.[J]. Forest Research，2022，35（1）：59-69.

[11] 陈佳宝，闫道良，郑炳松.植物不定根诱导生成机制研究进展[J].北方园艺，2021（6）：129-137. CHEN J B， YAN D L， ZHENG B S. Reseach progress of the mechanism on adventitious rootin induction in plant[J]. Northern Horticulture，2021（6）：129-137.

[12] ZAYTSEVA O， GUTIERREZ M T， GRAEFF-H？NNINGER S. Effect of day length on growth and root morphology of yellow maca （Lepidium meyenii） seedlings[J]. International Journal of Plant Biology，2022，13（2）：71-81.

[13] 吴丹，刘惠珂，杨秋红.光照周期对金叶复叶槭组培苗生长的影响[J].科技风，2018（32）：248-250. WU D， LIU H K， YANG Q H. Effect of light period on the growth of tissue culture seedlings of Acer negundo ‘Aurea’[J]. Science and Technology Wind，2018（32）：248-250.

[14] 石力匀，冯叶，赵宗胜，等.非生物胁迫对月季生长发育影响的研究进展[J].河南农业大学学报，2024，58（1）：1-14. SHI L Y， FENG Y， ZHAO Z S， et al. Research progress on the effects of abiotic stress on the growth and development of rose[J]. Journal of Henan Agricultural University，2024，58（1）：1-14.

[15] 李政宏，丁昌俊，张伟溪，等.美洲黑杨无性系苗木对不同光周期处理的生长与生理响应[J].林业科学，2023，59（3）： 127-144. LI Z H， DING C J， ZHANG W X， et al. Growth and physiological response of Populus deltoides clones to different photoperiodis[J]. Scientia Silvae Sinicae，2023，59（3）：127-144.

[16] 孙雪莲，杨楚童，胡亚楠，等.植物扦插生根机理的研究进展[J].农学学报，2021，11（10）：33-40. SUN X L， YANG C T， HU Y N， et al. Rooting mechanism of plant cuttings： a review[J]. Journal of Agriculture，2021，11（10）：33-40.

[17] 李泽，马芳芳，张慧，等.油桐芽苗砧嫁接育苗技术及解剖结构观察[J].林业科学，2024，60（1）：80-92. LI Z， MA F F， ZHANG H， et al. Grafting techniques of tung tree seedlings with hypocotyle rootstocks and the anatomical structure[J]. Scientia Silvae Sinicae，2024，60（1）：80-92.

[18] 黄锈贤，郭松，贾冬冬，等.麻竹主枝扦插生根过程及其生理生化变化[J].经济林研究，2023，41（4）：245-253. HUANG X X， GUO S， JIA D D， et al. Study on the rooting process and physiological and biochemical changes of the main branch cuttings of the Dendrocalamus latiflorus[J]. Non-wood Forest Research，2023，41（4）：245-253.

[19] 郭琪，伍越，郑会全，等.不同培养条件及其组合对杉木无性系T-c22组培苗不定根诱导的影响[J].北京林业大学学报， 2023，45（1）：59-69. GUO Q， WU Y， ZHENG H Q， et al. Effects of different culture conditions and their combinations on adventitious root induction of tissue culture seedlings of Chinese fir clone T-c22[J]. Journal of Beijing Forestry University，2023，45（1）：59-69.

[20] 苗大鹏，贾瑞瑞，李胜皓，等.木本植物不定根发生机制研究进展[J].浙江农林大学学报，2022，39（4）：902-912. MIAO D P， JIA R R， LI S H， et al. Research advances in the mechanism of adventitious root occurrence in woody species[J]. Journal of Zhejiang A & F University，2022，39（4）：902-912.

[21] 朱永兴，郭生虎，关雅静.盐胁迫下玉米自交系几个生理指标的变化[J].安徽农业科学，2020，48（23）：48-50. ZHU Y X， GUO S H， GUAN Y J. Changes of several physiological indexes of maize inbred lines under salt stress[J]. Journal of Anhui Agricultural Sciences，2020，48（23）：48-50.

[22] 李雪，赵士文，包星星，等.光周期对黄瓜幼苗形态？光合特性及碳水化合物含量的影响[J].中国农业大学学报，2024， 29（4）：164-172. LI X， ZHAO S W， BAO X X， et al. Effects of photoperiods on morphology， photosynthetic characters and carbohydrate of cucumber seedlings[J]. Journal of China Agricultural University， 2024，29（4）：164-172.

[23] 尹晓翠，岳中辉，张艳.光周期对植物开花调控的研究概述[J].生物学教学，2023，48（11）：90-92. YIN X C， YUE Z H， ZHANG Y. Research on photoperiod regulation of plant flowering[J]. Biology Teaching，2023，48（11）： 90-92.

[24] 牟雪丽，陈伟，汤夏安，等.不同楸树无性系组培苗的生根差异研究[J].西北农林科技大学学报（自然科学版），2023，51（8）： 69-75. MU X L， CHEN W， TANG X A， et al. Rooting differences of tissue culture seedlings of different Catalpa bungei clones[J]. Journal of Northwest A & F University （Natural Science Edition）， 2023，51（8）：69-75.

[25] 王明援，刘宁，李波，等.不同光强对6个欧美杨无性系苗期生长及光合特性的影响[J].林业科学研究，2020，33（1）： 123-130. WANG M Y， LIU N， LI B， et al. Effects of light intensity on the growth and photosynthetic characteristics of six Populus×euramericana clones at seedling stage[J]. Forest Research， 2020，33（1）：123-130.

[26] CAMERON R W F， HARRISON-MURRAY R S， JUDD H L， et al. The effects of photoperiod and light spectrum on stock plant growth and rooting of cuttings of Cotinus coggygria ‘Royal Purple’[J]. The Journal of Horticultural Science and Biotechnology， 2015，80（2）：245-253.

[27] 黄玉梅，刘丽，赵苗菲，等.黑相思木组培苗瓶外生根技术研究[J].森林与环境学报，2019，39（1）：21-26 HUANG Y M， LIU L， ZHAO M F， et al. Test on ex vitro rooting technology of tissue culture seedlings of Acacia melanoxylon[J]. Journal of Forest and Environment，2019，39（1）：21-26.

[28] 高玉青，王文成.不定根发生的形态学和生理学研究进展[J].烟台果树，2022（4）：1-5. GAO Y Q， WANG W C. Advances in morphology and physiology of adventitia root genesis[J]. Yantai Fruit，2022（4）：1-5.

[29] 廖光联，钟敏，黄春辉，等.果实糖代谢及其相关酶基因研究进展[J].江西农业大学学报，2020，42（1）：187-195. LIAO G L， ZHONG M， HUANG C H， et al. Progress in research on sugar metabolism and related enzyme genes in fruit[J]. Acta Agriculturae Universitatis Jiangxiensis，2020，42（1）：187-195.

[30] 郭素娟，凌宏勤，李凤兰.白皮松插穗生根的生理生化基础研究[J].北京林业大学学报，2004，26（2）：43-47. GUO S J， LING H Q， LI F L. Physiological and biochemical basis of rooting of Pinus bungeana cuttings[J]. Journal of Beijing Forestry University，2004，26（2）： 43-47.

[31] 岑晓斐，贾国晶，曾继娟，等.干旱胁迫下黑果腺肋花楸的生长及生理响应[J].中南林业科技大学学报，2021，41（12）：36-43. CEN X F， JIA G J， ZENG J J， et al. Morphology and physiological response of Aronia melanocarpa under drought stress[J]. Journal of Central South University of Forestry & Technology， 2021，41（12）：36-43.

[32] 於艳萍，毛立彦，宾振钧，等.遮荫处理对秋枫幼苗生理生态特性的影响[J].热带亚热带植物学报，2017，25（4）：323-330. YU Y P， MAO L Y， BIN Z J， et al. Effects of shading on physioecology characteristics of Bischofia javanica seedlings[J]. Journal of Tropical and Subtropical Botany，2017，25（4）：323-330.

[33] 汪结明，李瑞雪，魏万亮.氯化钙处理对垂枝樱花扦插生根及抗氧化酶活性的影响[J].热带作物学报，2011，32（4）：694-697. WANG J M， LI R X， WEI W L. Effects of CaCl2 on rooting and antioxidant enzyme activities of Cerasus subhirtella var. pendula[J]. Chinese Journal of Tropical Crops，2011，32（4）： 694-697.

[34] 张清航，张永涛.植物体内丙二醛（MDA）含量对干旱的响应[J].林业勘查设计，2019（1）：110-112. ZHANG Q H， ZHANG Y T. Study on response to drought stress of MDA content in plants[J]. Forestry Prospect and Design， 2019（1）：110-112.

[35] 徐圆圆.复配LED光源对红心杉组培苗生根及生理生化特性的影响[D].南宁：广西大学，2017. XU Y Y. Effects of composite LED on rooting and physiological and biochemical characteristics of tissue cultured seedlings of Cunninghamia lanceolata[D]. Nanning： Guangxi University， 2017.

[36] 王建刚.不同时期8种挪威槭丙二醛（MDA）含量的变化[J].现代园艺，2020，43（15）：33. WANG J G. Changes of MDA content in 8 kinds of Acer platanoides cultivars at different periods[J]. Contemporary Horticulture，2020（15）：33.

[37] 王泳超，张颖蕾，闫东良，等.干旱胁迫下γ-氨基丁酸保护玉米幼苗光合系统的生理响应[J].草业学报，2020，29（6）： 191-203. WANG Y C， ZHANG Y L， YAN D L， et al. Physiological role of γ-aminobutyric acid in protecting the photosynthetic system of maize seedlings under drought stress[J]. Acta Prataculturae Sinica，2020，29（6）：191-203.

[38] 苏春莉，段姚，顾振瀛，等.水分胁迫对闽楠幼苗生理及光合特性的影响[J].中南林业科技大学学报，2022，42（6）：85-92. SU C L， DUAN Y， GU Z Y， et al. Effects of water stress on the physiological and photosynthetic characteristics of Phoebe bournei seedlings[J]. Journal of Central South University of Forestry & Technology，2022，42（6）：85-92.

[39] 苏世平，李毅，刘小娥.等.外源脯氨酸对缓解红砂干旱胁迫的机理研究[J].草业学报，2022，31（6）：127-138. SU S P， LI Y， LIU X E， et al. A study of the mechanism of drought stress alleviation by exogenous proline applied to Reaumuria soongorica[J]. Acta Prataculturae Sinica，2022，31（6）：127-138.

[40] ALVAREZ M E， SAVOURé A， SZABADOS L. Proline metabolism as regulatory hub[J]. Trends in Plant Science， 2022，27（1）：39-55.

[41] 王峰，闫家榕，陈雪玉，等.光调控植物叶绿素生物合成的研究进展[J].园艺学报，2019，46（5）：975-994. WANG F， YAN J R， CHEN X Y， et al. Light regulation of chlorophyll biosynthesis in plants[J]. Acta Horticulture Sinica， 2019，46（5）：975-994.

[42] 石凯，李泽，张伟建，等.不同光照对油桐幼苗生长？光合日变化及叶绿素荧光参数的影响[J].中南林业科技大学学报， 2018，38（8）：35-42，50. SHI K， LI Z， ZHANG W J， et al. Influence of different light intensity on the growth， diurnal change of photosynthesis and chlorophyll fluorescence of tung tree seedling[J]. Journal of Central South University of Forestry & Technology，2018，38（8）： 35-42，50.

[43] 孙君梅，周文，宫春亭.不同光周期处理对金钱树幼苗生长的影响[J].热带林业，2022，50（3）：33-36. SUN J M， ZHOU W， GONG C T. Effects of different photoperiod treatments on the growth of Zamioculcas zamiifolia seedlings[J]. Tropical Forestry，2022，50（3）：33-36.

[44] 董然然.抗寒梅花嫩枝扦插技术及其生根机理研究[D].北京：北京林业大学，2016. DONG R R. The studies on softwood cutting technique and rooting mechanism of cold-resistant Mei[D]. Beijing： Beijing Forestry University，2016.

[45] 唐银，杨培蓉，吕宁宁，等.遮阴对杉木幼苗生长及光合特性的影响[J].应用与环境生物学报，2023，29（5）：1084-1092. TANG Y， YANG P R， Lü N N， et al. Effects of shading on growth and photosynthetic characteristics of Cunninghamia lanceolata seedlings[J]. Chinese Journal of Applied and Environmental Biology，2023，29（5）：1084-1092.

[本文编校：谢荣秀]