金花茶扦插生根類型比較及不定根形成的解剖觀察

韋曉娟，梁曉靜，王 坤，李開祥

（廣西壯族自治區林業科學研究院 廣西特色經濟林培育與利用重點實驗室，南寧 530002）

金花茶（Camellia chrysantha）集觀賞、食用與藥用為一體[1]，在園林、茶飲加工及食品添加等領域具有廣闊的應用前景和開發潛力[2]，是山茶家族中唯一花瓣金黃色的珍稀物種，被喻為“植物界大熊貓”。廣大山茶園藝、育種愛好者和專家學者針對金花茶這一珍稀物種在引種、資源收集與保存、苗木繁育與栽培[3-7]以及加工利用[8-10]等方面開展了大量的研究工作，但對金花茶扦插繁殖過程中插穗生根類型、插穗愈傷組織及不定根發生和發育的形態和解剖觀察尚未見報道。試驗以金花茶充分木質化的當年生枝條為扦插材料，開展扦插試驗，研究插穗的生根類型，并采用石蠟切片制片法，對扦插前插穗的莖基部和扦插后插穗的生根部位進行解剖觀察[11-20]，研究插穗不定根的發生和發育過程，探討金花茶扦插生根機理，為今后開展金花茶苗木扦插繁殖、提高插穗生根率及生根質量奠定理論基礎和技術基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

1.1.1 材料

剪取金花茶充分木質化的當年生枝條分別制成單葉單芽（L1）和兩葉兩芽（L2）2 種插穗類型，插穗保留全葉，下端剪成斜口或平剪，每節腋芽上端約0.2～0.3 cm 處平整剪斷。扦插試驗的金花茶枝條均采自廣西林科院金花茶繁殖圃，扦插基質均為干凈新鮮黃心土。

1.1.2 扦插試驗

不同生長調節劑扦插：2018年3月29日，用IBA 和NAA 分別配制3 種生長調節劑（Q1： IBA 200 mg∕L+NAA 300 mg∕L；Q2：IBA 500 mg∕L+NAA 200 mg∕L；Q3：IBA 800 mg∕L+NAA 100 mg∕L），浸泡插穗的基部，浸泡時間為1～2 h。插穗類型為L1（單葉單芽）。清水蘸插穗基部為對照（CK）。每小區扦插90條，3次重復。

不同插穗類型扦插：2018年7月3日，用篩選的優良生長調節劑Q2 分別浸泡單葉單芽插穗與兩葉兩芽插穗的基部，浸泡時間1～2 h。每小區扦插90條，3次重復。

1.1.3 指標測定與數據分析

扦插90 d 后每小區隨機抽取30 條插穗觀察生根情況，同時每處理隨機抽取生根的插穗90 條調查生根類型[11]，采用Excel 2007和SPSS 17.0軟件處理試驗數據及方差分析。

1.2 生根解剖學觀察

分別對扦插前插穗的莖基部（未經任何處理）、扦插后插穗的愈傷生根部位及皮部生根部位進行切片觀察。用鋒利小刀將采集的新鮮材料修成邊緣平整、大小合適、形狀規則并包含生根部位的塊狀，放入FAA 固定液固定。按照石蠟切片制作流程制作切片：脫水→透明→浸蠟→包埋→修蠟→切片→粘片和展片→脫蠟→染色→封片。染色方法采用番紅-固綠染色，中性樹膠封片。切片厚度為4～10 μm，采用奧林巴斯（廣州）有限公司生產的CX 41型顯微鏡觀察及拍照。

2 結果與分析

2.1 3種不同生長調節劑處理的單葉單芽插穗生根類型的比較

3種生長調節劑與清水（CK）處理的插穗生根率差異顯著（P＜0.05），Q2生根率最高（96.89%），對照（CK）成活率僅為66.67%，生根率由高到低順序為Q2＞Q3＞Q1＞CK（表1）。3 種生長調節劑處理的插穗均有3 種生根類型（皮部生根、愈傷生根、中間生根[21]）出現，而CK處理的插穗僅有愈傷生根出現，表明沒有外源激素處理的插穗僅有愈傷生根產生。方差分析表明，3種生長調節劑處理的插穗皮部生根、愈傷生根、中間生根類型與CK均達到顯著差異水平（P＜0.05）。其中Q1處理的插穗皮部生根類型最多（53.33%），Q3處理愈傷生根類型最多（56.67%），兩者中間生根類型比例均較小，分別為13.33%和16.67%，Q2處理3種生根類型所占百分比在30.00%～36.67%之間，比較均衡。3種激素處理的插穗產生的生根類型所占百分比由高到低順序為皮部生根類型Q1＞Q2＞Q3，愈傷生根類型Q3＞Q2＞Q1，中間生根類型Q2＞Q3＞Q1。

表1 3種不同生長調節劑處理的單葉單芽插穗生根類型比較Tab.1 Comparison of rooting types of single leaf and single bud cuttings treated with three different growth regulators

2.2 不同插穗類型扦插生根類型的比較

用生根效果較好的生長調節劑Q2 開展扦插對比試驗。2種類型插穗生根率差異顯著（P＜0.05），L1生根率較高（95.56%），L2只有67.78%。2種類型插穗均有3種生根類型產生，其中單葉單芽插穗3種生根類型所占比例均為33.33%；兩葉兩芽皮部生根比例較大（46.67%），愈傷生根類型比例較小（16.67%），中間生根類型所占比例與單葉單芽差別不大（表2）。結果進一步表明，生根類型的出現主要受生長調節劑影響，受插穗類型影響較小。

表2 相同生長調節劑處理的2種不同插穗的生根類型比較Tab.2 Comparison of rooting types of two different cuttings treated with the same growth regulator

2.3 生根解剖學觀察

2.3.1 扦插前插穗莖基部

圖1 插穗莖基部橫切面、木質部、維管束、皮層結構Fig.1 Transverse section,xylem,vascular bundle and cortex of cutting stem base

從解剖的莖橫切面觀察到，由里向外依次為維管柱（維管束和髓）、皮層、表皮3 大部分（圖1a），皮層由許多長橢圓形不規則排列的薄壁細胞組成（圖1d）。維管束由內向外為木質部、維管形成層、韌皮部，是維管柱的主要部分（圖1c）。木質部由導管、管胞、木薄壁細胞共同組成（圖1b）。韌皮部與維管形成層之間可見大量內含物豐富的大型薄壁細胞。髓的中央是髓心，由大小不同的薄壁細胞組成，內含物豐富，觀察到部分細胞間隙明顯且較大（圖1a）。通過對莖條3 段不連續和3張連續橫切面切片進行觀察，在莖條的木質部、韌皮部、皮層、形成層等部位均未發現潛伏根原基，表明在金花茶的自然生長過程中其莖條內沒有根原基存在。

2.3.2 愈傷生根部位

扦插7～10 d 后，觀察到插穗基部切口處逐漸產生一圈白色或黃色的愈傷組織（圖2a）。愈傷組織最初是一團近圓形、排列疏松、形狀較大的薄壁細胞，隨著該薄壁細胞的不斷分裂和分化，細胞數量不斷增加，其中一些細胞逐漸分化形成自己的木質部和形成層。觀察分化形成的木質部外側，部分細胞已特化成具有根原始體特征的細胞，與周圍其他的愈傷薄壁細胞有明顯的界限和不同。這些具有根原始體特征的細胞繼續分化發展，近圓形的細胞團變成一端較尖的誘發根原基，這些根原基繼續伸長，突破愈傷表面伸出體外形成不定根（圖2b）。不定根根原基在發育的同時伴隨著內部維管系統的發育，最終與插穗內的維管系統相連。但并不是所有的根原基都能突出愈傷組織形成不定根。

圖2 根源基細胞分化過程Fig.2 Differentiation process of root primordia(Rp)cells

2.3.3 皮部生根部位

插穗扦插1 個月后，莖基部距切口2～3 cm 處皮孔開裂，有不定根產生（圖3），該不定根起源于木質部和韌皮部之間維管形成層的具有強烈分裂能力的薄壁細胞，薄壁細胞逐漸分化為一團薄壁細胞團，薄壁細胞團與周圍細胞有明顯區別，排列緊密，細胞核較大（圖4a）。薄壁細胞團向著皮層的一端不斷伸展分裂，逐漸構成的分生組織團塊繼續進行平周和垂周分裂，形成不定根原基，根原基沿著韌皮射線伸展方向發展，形成不定根維管系統，并與插穗中的維管組織相連，內部出現明顯的分層，逐漸形成具有根冠、分生區及伸長區結構的不定根，根穿越皮層，最終伸出周皮（圖4b）。

圖3 不定根形成過程Fig.3 Adventitious roots formation

圖4 插穗基部的愈傷組織（a）和生根情況（b）Fig.4 Callus(a)and rooting(b)in cutting bases

3 結論與討論

3.1 生長調節劑與插穗類型對扦插生根的影響

IBA屬內源生長素，NAA是廣譜性的植物生長調節劑，兩者均能誘導插穗形成不定根[22-25]。試驗中3種生長調節劑處理的單葉單芽插穗均有皮部生根和愈傷生根出現，其中Q1（IBA 200 mg∕L+NAA 300 mg∕L）是IBA 的較低濃度（200 mg∕L）與NAA的較高濃度（300 mg∕L）組合，產生的皮部生根類型最多，表明Q1 可以有效促進皮部生根；Q3（IBA 800 mg∕L+NAA 100 mg∕L）是IBA的較高濃度（800 mg∕L） 與NAA的較低濃度（100mg∕L）組合，愈傷生根類型最多，表明Q3 可以有效促進愈傷生根；Q2（IBA 500 mg∕L+NAA 200 mg∕L）是3種生長調節劑配方中IBA 與NAA 的中等濃度組合，皮部生根和愈傷生根出現比較均衡，且其處理的插穗生根快、根數多、根系長而粗，表明Q2所采用的IBA 和NAA 的配制比例最科學，最適宜單葉單芽插穗生根。

試驗用篩選出的優良生長調節劑配方Q2 進行不同插穗類型扦插對比，2 種類型插穗均有3 種生根類型產生，其中單葉單芽插穗3種生根類型所占比例均衡，均為33.33%；兩葉兩芽皮部生根比例較大（46.67%），愈傷生根比例較小（16.67%），中間生根類型所占比例與單葉單芽差別不大。表明不同生根類型的出現主要受生長調節劑影響，受插穗類型影響較小。

3.2 插穗生根的誘導發生

根原基有潛伏根原基和誘生根原基2種類型[26]，本試驗進行了扦插前金花茶插穗莖條的解剖觀察，未發現莖條內有潛伏根原基存在。不定根是由基質、生長調節劑等誘導下形成的誘生根原基發育而成，屬誘導生根，這與白樺（Betula platyphylla）嫩枝[13]、費約果（Feijoa sellowiana）[14]、東方杉（×Taxodiomera peizhongii）[27]等的根原基來源相同。本研究表明金花茶插穗的皮部和愈傷均有不定根發生，其中皮部產生的不定根起源于木質部和韌皮部之間維管形成層的薄壁細胞，愈傷產生的不定根是由愈傷組織形成的木質部外側一些近圓形的細胞團特化而成。

3.3 愈傷組織與不定根發育的關系

陳四維等[28]、張鋼民等[20]認為植物扦插不定根發生的先決條件是愈傷組織的形成，而林艷等[13]認為，愈傷組織的產生對插穗的皮部生根有抑制作用。本試驗中插穗在無生長調節劑處理（CK）的條件下僅有愈傷生根出現，表明在沒有生長調節劑的條件下，不定根發生的先決條件是愈傷組織的出現，這與陳四維等[28]的觀點一致；而用生長調節劑（Q1、Q2、Q3）處理的插穗均有皮部生根和愈傷生根出現，表明在適宜的生長調節劑處理下，愈傷組織對皮部生根的影響不明顯，這個結論與林艷等[13]觀點不一致。試驗過程中還觀察到沒有產生愈傷組織的插穗基部很容易變黑霉爛，而產生愈傷組織的插穗基部現象少，表明愈傷組織的產生可以防止外界病菌的侵入，促進插穗的扦插成活。