外源IBA對薄殼山核桃嫩枝扦插及其生根過程中相關酶活性的調控效應

姜宗慶， 李成忠， 余 樂， 湯庚國，2

(1.江蘇農牧科技職業學院，江蘇泰州 225300； 2.南京林業大學森林資源與環境學院，江蘇南京 210037)

薄殼山核桃(CaryaillinoensisK. Koch)別稱長山核桃、美國山核桃，為胡桃科山核桃屬落葉喬木，原產美國或墨西哥，我國將其作為一種多用途樹種將其引進種植。扦插是較普遍的一種植物無性繁殖方法，廣泛應用于各類苗木的繁殖。薄殼山核桃扦插繁殖較為困難[1-2]，我國在這方面的研究報道相對較少，尚處于試驗摸索階段。有研究發現，植物插穗經植物生長調節劑處理，能促進其扦插生根[3-5]，而相關酶在植物扦插生根過程中會發揮重要的作用，與不定根關系密切的酶有超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)、吲哚乙酸氧化酶(IAAO)，但是研究結論不完全一致[6-10]。因此，筆者通過研究外源吲哚丁酸(IBA)對薄殼山核桃嫩枝扦插及其生根過程中相關酶活性的調控效應，以期為薄殼山核桃扦插繁育技術的推廣及深入了解薄殼山核桃嫩枝扦插生根的有關生理調控機制提供一定的理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料的準備

本試驗于2015年6月28日在江蘇農牧科技職業學院園林試驗基地進行，選取2年生薄殼山核桃實生苗上長出的生長健壯、無病蟲害、生長基本一致的半木質化枝條，剪成長 8～12 cm 的插穗，剪口上平下斜，上切口離頂部芽1～2 cm，下切口離底部芽1 cm以內，留1～2張葉，保留頂芽，插穗基部保濕，備用。扦插基質選用珍珠巖、蛭石體積比為1 ∶1進行混合，扦插前用0.3%高錳酸鉀溶液對基質進行澆灌消毒。

1.2 試驗方法

1.2.1 低濃度IBA浸泡處理 分別配制濃度為50、100、150、200、250、300 mg/L的IBA溶液，以清水處理為對照，將插穗基部插入溶液中浸泡1 h；扦插，采用全自動噴霧裝置補濕，間隔30 min噴霧1次，持續20 s，后期減少噴霧次數。每個處理60根，重復3次。

1.2.2 高濃度IBA速蘸處理 分別配制濃度為1 000、2 000、3 000、4 000、5 000、6 000 mg/L的IBA溶液，以清水處理為對照，將插穗基部在溶液中速蘸10～15 s；扦插，采用全自動噴霧裝置補濕，間隔30 min噴霧1次，持續20 s，后期減少噴霧次數。每個處理60根，重復3次。

1.2.3 扦插生根的生理機制 基于2015年試驗結果，2016年6月25日開始進行扦插生根相關生理機制的研究。設IBA 200 mg/L 、清水(對照)2個處理，將插穗基部浸泡1 h，每個處理60根，重復3次。扦插前采樣1次，扦插后每隔7 d采樣1次，共計采樣7次，樣品置于-60 ℃冰柜中保存，備用。測定時，將插穗韌皮部和木質部分離，取基部2 cm處的韌皮部組織，剪碎，待測。

1.3 測定指標及方法

1.3.1 生根性狀指標的測定 扦插42 d后，調查統計不同IBA處理的插穗生根率、平均生根數和平均根長。

1.3.2 相關酶活性的測定 分別采用氯化硝基四氮唑藍(NBT)光化還原法、二氯酚比色法、愈創木酚比色法測定SOD、IAAO、POD活性[11-12]。

1.4 數據統計分析

采用Excel 2013軟件對試驗數據進行處理分析。

2 結果與分析

2.1 低濃度IBA浸泡處理對薄殼山核桃插條扦插生根的影響

由表1可見，低濃度IBA浸泡處理薄殼山核桃插穗，其生根率、平均生根數、平均根長高于清水處理(對照)，具體表現為200 mg/L>250 mg/L>150 mg/L>300 mg/L>100 mg/L>50 mg/L>CK；隨IBA浸泡濃度的升高，薄殼山核桃插穗的生根率、平均生根數、平均根長呈先上升后下降趨勢，IBA濃度過高會抑制薄殼山核桃插條的生根；200 mg/L IBA浸泡處理的插條生根效果相對較好，其生根率為63.26%，平均生根數為5.22條，平均根長13.73 cm。

表1低濃度IBA浸泡處理對薄殼山核桃插條扦插生根的影響

2.2 高濃度IBA速蘸處理對薄殼山核桃插條扦插生根的影響

由表2可見，速蘸清水時薄殼山核桃插條的生根率僅為4.65%，平均生根數為1.04條，平均根長為1.98 cm，均明顯低于高濃度IBA速蘸處理；IBA速蘸處理時薄殼山核桃插條的生根率、平均生根數排序為3 000 mg/L>4 000 mg/L>5 000 mg/L>6 000 mg/L>2 000 mg/L>1 000 mg/L>CK，其中3 000 mg/L IBA速蘸處理時插條的生根率、平均生根數相對最高，而平均根長大小依次為4 000 mg/L>5 000 mg/L>3 000 mg/L>6 000 mg/L>2 000 mg/L>1 000 mg/L>CK，其中4 000 mg/L IBA速蘸處理的平均根長相對最長；高濃度IBA速蘸處理對薄殼山核桃插條扦插生根的調控效應較為明顯，隨IBA處理濃度的升高，其生根率、平均生根數、平均根長呈先上升后下降趨勢，3 000 mg/L IBA速蘸處理的插條，其生根率可達58.36%，平均生根數為4.35條，平均根長為 11.83 cm，生根效果相對較好。

表2高濃度IBA速蘸處理對薄殼山核桃插條扦插生根的影響

2.3 薄殼山核桃插條扦插生根過程中相關酶活性的變化

2.3.1 SOD活性 由圖1可見，清水處理的插穗其SOD活性隨扦插后時間的推移呈持續下降趨勢，而200 mg/L IBA浸泡處理的插穗其SOD活性呈先上升后下降趨勢，扦插后21 d達到峰值，這可能是由于插穗內貯藏的營養物質逐步消耗，生成的新不定根還不能從扦插基質中吸收養分，從而導致清水處理的插穗抗逆性下降；IBA浸泡處理的插穗SOD活性明顯高于清水處理，且扦插21 d后，SOD活性仍處于較高水平，說明IBA處理可促進插穗SOD的累積，從而減弱自由基對植物細胞的傷害，延緩插穗老化，為其不定根的形成提供保障，在一定程度上促進了薄殼山核桃嫩枝扦插苗的生根。

2.3.2 POD活性 由圖2可見，清水處理的插穗，其POD活性呈先緩慢下降后逐步上升趨勢，變化幅度相對較小，扦插后21 d POD活性達到谷值；200 mg/L IBA浸泡處理的插穗，其POD活性呈先大幅上升后緩慢下降趨勢，扦插后28 d POD活性達到峰值，POD活性處于較高水平，這表明IBA浸泡處理能夠明顯提高薄殼山核桃插穗的POD活性，插穗基部細胞活躍，有利于插穗基部愈傷組織的形成，從而促進不定根根系的生長。

2.3.3 IAAO活性 由圖3可見，清水處理的薄殼山核桃插穗，其IAAO活性呈“上升—下降—上升”趨勢；200 mg/mL IBA處理的薄殼山核桃插穗，其IAAO活性在扦插后呈先下降后略有上升趨勢，IAAO活性水平總體相對較低，這可能是由于IBA經切口進入插穗組織內部快速轉化成吲哚乙酸(IAA)，從而抑制了IAAO的活性，這對不定根的生成是有利的，而后期大量不定根形成，IAA合成減弱，致使IAAO活性又略有上升。

3 結論與討論

扦插是生產上普遍采用的苗木繁殖方法之一，操作方便、育苗速度相對較快、繁殖系數高[13-15]。本試驗研究外源IBA對薄殼山核桃嫩枝扦插及其生根過程中相關酶活性的調控效應，結果表明，低濃度IBA浸泡處理的薄殼山核桃插穗，其生根率、平均生根數、平均根長都高于清水處理(對照)，具體表現為200 mg/L>250 mg/L>150 mg/L>300 mg/L>100 mg/L>50 mg/L>CK，其中200 mg/L IBA浸泡處理的插條生根效果較好，生根率為63.26%，平均生根數為5.22條，平均根長為13.73 cm；高濃度IBA速蘸處理對薄殼山核桃扦插生根的調控效應明顯，隨IBA處理濃度的升高，插條的生根率、平均生根數、平均根長呈先上升后下降趨勢，其中3 000 mg/L IBA速蘸處理的插條生根效果較好，生根率達58.36%，平均生根數為4.35條，平均根長達11.83 cm。

前人研究表明，植物扦插生根與插穗內的相關酶活性關系密切[6-10]。本試驗結果表明，清水處理的插穗，其SOD活性隨扦插后時間的推移呈持續下降趨勢；200 mg/L IBA浸泡處理的插穗，其SOD活性呈先上升后逐漸下降趨勢，扦插后21 d達到峰值；IBA浸泡處理的插穗，其SOD活性明顯高于對照，且處于較高水平，表明IBA處理可促進插穗中SOD的積累，活性升高，從而減弱自由基對植物細胞的傷害，延緩插穗老化，可為其不定根的形成提供保障；清水處理的插穗，其POD活性呈先緩慢下降后逐步上升趨勢，而用200 mg/L IBA浸泡處理的插穗其POD活性呈先大幅上升后有所下降趨勢，扦插后28 d達到峰值，表明IBA浸泡處理能夠明顯提高插穗的POD活性，插穗基部細胞活躍，有利于插穗基部愈傷組織的形成；清水處理的插穗IAAO活性呈“上升—下降—上升”趨勢，IBA處理的薄殼山核桃插穗，其IAAO活性在扦插后呈先下降后略有回升趨勢，總體活性水平相對較低，這可能是IBA經切口進入插穗組織內部快速轉化成IAA，從而抑制了IAAO活性，這對不定根的生成是有利的。

總之，采用濃度200 mg/L IBA浸泡處理薄殼山核桃插條，可以促進薄殼山核桃扦插苗的生根，達到相對較好的生根效果。

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