俄羅斯楊樹新品種N2組培苗生根相關生理生化指標變化分析

梁立東

(黑河市林業科學院，黑龍江 黑河 164300)

俄羅斯楊樹新品種N2(Populusnigra×P.pyramidaeis)適用于我國高緯度寒冷地區營造速生豐產林、農田防護林及城市綠化等，具有適應性強、生長迅速、深根窄冠、材質優良、抗逆性強等諸多特性[1～8]。黑河市林業科學院于2004年從俄聯邦科學院西伯利亞分院中心植物園引進了該品種，并對其開展了組織培養技術[1-4]、嫩枝扦插技術[5]、區域化試驗[6]、硬枝扦插生根能力[7]、硬枝扦插苗生長[8]情況等方面研究。目前，對俄羅斯楊樹新品種N2組培苗生根研究已有相關報道[1,4]，但對其組培苗生根過程中相關生理生化指標變化還未見報道。本研究在以建立腋芽組織培養體系的基礎上，測定分析了組培苗生根過程中可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、POD活性、PPO活性和IAAO活性變化，旨在探討這些相關生理生化指標變化與組培苗不定根形成的關系，為建立俄羅斯楊樹新品種N2組培苗高效生根技術體系提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料為俄羅斯楊樹新品種N2當年萌生嫩枝，去葉剪成2 cm帶芽莖段，流水沖凈后，75%乙醇消毒30 s，再0.1%氯化汞消毒12 min，無菌水沖洗5～8次，接種到附加6-BA 0.5 mgL-1和NAA 0.05 mgL-1的1/2MS培養基上培養，獲得均勻一致的組培苗為試驗材料。

1.2 試驗方法

1.2.1 生根培養方法 選擇去葉約為2 cm組培苗莖尖，將其接種到生根培養基(MS+IBA0.04 mgL-1+蔗糖30 gL-1+瓊脂8 gL-1，pH5.8)上，培養溫度25 ℃，光照強度20 μmolm-2s-1，光照周期18 hd-1

1.2.2 生理生化指標測定 從組培苗生根0 d開始取樣，每天取樣1次，共取8次樣。所取樣品用于生根過程中可溶性糖、可溶性蛋白、POD、PPO和IAAO活性測定?？扇苄蕴呛繙y定采用苯酚法；可溶性蛋白含量測定采用考馬斯亮藍法；POD活性測定采用愈創木酚比色法；PPO活性測定采用鄰苯二酚比色法；IAAO活性測定采用二氯酚比色法。

1.3 數據處理

試驗獲得數據應用SPSS19.0軟件進行統計分析，采用Sigma Plot 12.5進行作圖。

2 結果與分析

俄羅斯楊樹新品種N2組培苗在生根過程中相關生理生化指標存在著較大差異，在可溶性糖、可溶性蛋白、POD活性、PPO活性和IAAO活性方面的差異見表1。

表1 俄羅斯楊樹新品種組培苗生根過程中相關生理生化指標變化

注：同一列中相同小字母表示在P﹤0.05水平差異不顯著

2.1 可溶性糖含量變化

由圖1可知，可溶性糖含量隨著生根時間的增加，呈現出前期減小后期增加的趨勢，在組培苗生根過程中可溶性糖含量變化幅度較大。在組培苗生根前期的0～4 d內，可溶性糖含量呈顯著下降趨勢，由1.64 mgg-1下降到1.17 mgg-1。在組培苗生根第4天時可溶性糖含量達到最低點。

圖1俄羅斯楊樹新品種組培苗生根過程中可溶性糖含量變化分析

隨后在組培苗生根的第4～7天，可溶性糖含量呈顯著上升趨勢，由1.17 mgg-1上升到1.42 mgg-1?？扇苄蕴菫榻M培苗不定根形成的主要營養物質，在不定根形成前期需要消耗大量可溶性糖，造成組培苗體內可溶性糖含量的迅速下降，而隨著不定根形成后，組培苗恢復正常生長合成了大量可溶性糖，致使組培苗體內可溶性糖含量迅速增加，恢復到組培苗正常生長所需水平。

2.2 可溶性蛋白含量變化

由圖2可知，可溶性蛋白含量隨著生根時間的增加，呈現出先增加后減小再增加再減小的趨勢，在組培苗生根過程中可溶性蛋白含量變化幅度較大。在組培苗生根的0～2 d內，可溶性蛋白含量呈顯著上升趨勢，由0.07 mgg-1上升到0.14 mgg-1。在組培苗生根的第2～3天，可溶性蛋白含量呈顯著下降趨勢，由0.14 mgg-1下降到0.12 mgg-1。在組培苗生根第3天時可溶性蛋白含量達到最低點。在組培苗生根的第3～4天，可溶性蛋白含量再次呈顯著上升趨勢，由0.12 mgg-1上升到0.16 mgg-1。在組培苗生根第4天時可溶性蛋白含量最高點。隨后在組培苗生根的第4～7天，可溶性蛋白含量再次呈顯著下降趨勢，由0.16 mgg-1下降到0.13 mgg-1?？扇苄缘鞍自诮M培苗不定根形成過程中起著重要的作用，在不定根形成前期需要某些特定酶的大量合成，促使組培苗體內可溶性蛋白含量不斷增大，而在不定根形成后這些酶減少合成量，使組培苗體內可溶性蛋白含量迅速下降，恢復到組培苗正常生長所需水平。

2.3 POD活性變化

由圖3可知，POD活性隨著生根時間的增加，呈現出先增加后減小再增加再減小的趨勢，在組培苗生根過程中POD活性變化幅度較大。在組培苗生根的第0～3天，POD活性呈顯著上升趨勢，由11.84 Ug-1min-1上升到45.23 Ug-1min-1。在組培苗生根的第3～4天，POD活性呈顯著下降趨勢，由45.23 Ug-1min-1下降到42.08 Ug-1min-1。在組培苗生根的第4～6天，POD活性再次呈顯著上升趨勢，由42.08 Ug-1min-1上升到52.01 Ug-1min-1。在組培苗生根第6 d時POD活性達到最高點。隨后在組培苗生根的6～7 d內，POD活性再次呈顯著下降趨勢，由52.0 1 Ug-1min-1下降到45.07 Ug-1min-1。POD活性已被作為生根的重要生理生化指標，在組培苗生根過程中POD活性會出現2個高峰，分別參與不定根誘導和表達，促進組培苗不定根形成[9,10]。俄羅斯楊樹新品種N2組培苗在生根過程中POD活性變化也出現了2個高峰，也進一步證實POD活性變化與組培苗不定根形成有密切關系。

2.4 PPO活性變化

由圖4可知，PPO活性隨著生根時間的增加，呈現出前期減小后期增加的趨勢，在組培苗生根過程中PPO活性變化幅度較大。在組培苗生根前期的0～3天，PPO活性呈顯著下降趨勢，由1.61 Ug-1min-1下降到0.61 Ug-1min-1。在組培苗生根第3天時PPO活性達到最低點。隨后在組培苗生根的第3～7天，PPO活性呈顯著上升趨勢，由0.61 Ug-1min-1上升到1.69 Ug-1min-1。PPO活性與組培苗生根有著密切關系，在組培苗生根過程中PPO活性急劇上升，催化酚類物質與IAA形成一種促進不定根形成的物質，促進組培苗不定根形成[11,12]。俄羅斯楊樹新品種N2組培苗在生根過程中PPO活性變化與之不同，這可能是由于樹種不同及其不定根形成所需酚類物質含量不同所導致。

2.5 IAAO活性變化

由圖5可知，IAAO活性隨著生根時間的增加，呈現出先增加后減小再增加的趨勢，在組培苗生根過程中IAAO活性變化幅度較大。在組培苗生根的第0～4天，IAAO活性呈顯著上升趨勢，由50.56 Ug-1h-1上升到106.45 Ug-1h-1。在組培苗生根第4天時IAAO活性達到最高點。在組培苗生根的第4～5天，IAAO活性呈顯著下降趨勢，由106.45U?g-1?h-1下降到70.35U?g-1?h-1。隨后在組培苗生根的第5～7天，IAAO活性再次呈顯著上升趨勢，由70.35U?g-1?h-1上升到105.71U?g-1?h-1。IAAO活性與組培苗生根有重要關系，在組培苗生根前期IAAO活性相對較低，有利于不定根形成分化，而隨著不定根形成后，IAAO活性急劇上升，降低組培苗體內IAA含量，促進不定根生長[13]。俄羅斯楊樹新品種組培苗N2在生根過程中IAAO活性與之相同，也進一步證實了這一點。

3 討論與結果

俄羅斯楊樹新品種N2組培苗生根與可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、POD活性、PPO活性和IAAO活性具有密切相關性。在組培苗不定根形成過程中，可溶性糖含量呈現出前期減小后期增加的趨勢；可溶性蛋白含量呈現出先增加后減小再增加再減小的趨勢；POD活性呈現出先增加后減小再增加再減小的趨勢；PPO活性呈現出前期減小后期增加的趨勢；IAAO活性呈現出先增加后減小再增加的趨勢。在組培苗不定根形成高峰期左右達到最高值或最低值。這些結果與很多相似試驗研究結果是基本相同的，從而進一步證實不定根形成與相關生理生化指標具有相關性，可以采用相關生理生化指標作為不定根形態分化指標。