地中海莢蒾插穗生根因子及生根過程中生理生化變化

李影 竇霄 許廷全 劉富坤 邢世巖 孫立民

摘要 ［目的］探究該物種扦插生根機理，便于品種的快速繁殖及應(yīng)用推廣。［方法］以不同扦插基質(zhì)類型、激素類型及激素水平組合測定地中海莢蒾扦插后0、5、10、15和20 d 5個時期的生根情況及不同營養(yǎng)物質(zhì)、相關(guān)酶活性和內(nèi)源激素等生理指標(biāo)的變化趨勢。［結(jié)果］扦插基質(zhì)類型、外源激素類型及濃度對莢蒾扦插生根率、生根數(shù)及根長產(chǎn)生了極顯著差異，蛭石、珍珠巖混合基質(zhì)與NAA+IBA（500 mg/L）激素組合下地中海莢蒾的生根效果最好，其生根率、生根數(shù)和根長最高。可溶性糖、可溶性蛋白含量均呈上升—下降—上升的趨勢，均在插后第5天達(dá)到峰值。過氧化物酶（POD）活性呈現(xiàn)上升—下降—再上升的趨勢，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變化趨勢。4種內(nèi)源激素（IAA、ABA、GA3、ZR）含量變化較為復(fù)雜，呈波浪型變化。［結(jié)論］蛭石、珍珠巖混合基質(zhì)與NAA+IBA（500 mg/L）激素組合的處理方式適用于地中海莢蒾的扦插。該研究開展的通過外源施加物質(zhì)的方法提高扦插成活率提供了理論基礎(chǔ)，也為地中海莢蒾南種北繁起到了促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞 地中海莢蒾；扦插；生根因子；生理生化

中圖分類號 S685.99? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A? 文章編號 0517-6611（2024）06-0127-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.06.028

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（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

莢蒾屬（Viburnum L.）隸屬于忍冬科（Caprifoliaceae），是極具觀賞價值的花灌木類群。其果實色彩艷麗，花葉及植株形態(tài)變化多樣，適應(yīng)性極強，廣受世界園藝界的青睞，被譽為“萬能”綠化灌木［1］。地中海莢蒾（V.tinus L.）系莢蒾屬常綠灌木，其葉、花和果均具有很高的觀賞價值，在園林綠化中具有一定的應(yīng)用潛力，是一種值得推廣的優(yōu)良樹種［2］。

扦插繁殖可以縮短育苗時間并保持苗木親本的優(yōu)良性狀，目前有關(guān)莢蒾屬植物扦插繁殖研究多集中在扦插時間、插穗類型、植物生長調(diào)節(jié)劑種類及處理時間和濃度等方面［3］，其中以雞樹條莢蒾（V.opulus Linn.var.calvescens（Rehd.）Hara f.calvescens）和日本莢蒾（V.japonicum）最為集中。羅鳳霞等［4］通過雞樹條莢蒾的嫩枝扦插試驗，對其扦插時間、插穗類型、激素處理等因素進(jìn)行了探究。王寶黨等［5］對日本莢蒾的扦插繁殖技術(shù)表明，在混合基質(zhì)（黃心土、珍珠巖、泥炭的質(zhì)量配比為3∶1∶1）中 200 mg/L ABT浸泡0.5 h為扦插育苗最佳效率組合。此外，香莢蒾［6］（V.farreri W.T.Stearn）、朝鮮莢蒾［7］（V.koreanum Nakai）、枇杷葉莢蒾［8］（V.rhytidophyllum Hemsl.）、繡球莢蒾［9］（V.macrocephalum Fort.）、蝶花莢蒾［10］（V.hanceanum Maxim.）、常綠莢蒾［11］（V.sempervirens K.Koch）的扦插繁殖也陸續(xù)被報道。

目前有關(guān)地中海莢蒾扦插繁殖的研究鮮見報道。僅王勇［12］對包括地中海莢蒾在內(nèi)的5種莢蒾屬植物生根的最佳組合方式進(jìn)行了研究，且目前地中海莢蒾扦插生根過程中生理生化變化的研究鮮見報道。為此，筆者以地中海莢蒾為研究對象，探究了基質(zhì)類型、外源激素種類及濃度對其扦插生根的影響，并對扦插生根過程中生理生化變化進(jìn)行分析，旨在探明扦插生根主導(dǎo)因子，建立規(guī)模化、標(biāo)準(zhǔn)化、高效繁育技術(shù)體系，為該樹種的規(guī)模化繁育及應(yīng)用尤其在北方地區(qū)的引種馴化提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗所需材料來源于山東省林木種苗和花卉站引進(jìn)的地中海莢蒾品種資源，選用生長旺盛、長勢一致、無病蟲害的植株為試驗材料。

1.2 研究方法

1.2.1 扦插試驗布設(shè)及取樣。

選用地中海莢蒾嫩枝作為插穗，取插穗長度為8～10 cm，粗度為1.0～1.5 cm，距頂部1 cm剪成平口，下切口剪成單馬耳形，保持切口平滑，不撕皮。每株插穗保留1～2片葉片，扦插前用 0.1%～0.2%高錳酸鉀溶液浸泡基部5～10 min進(jìn)行消毒，再將插穗基部放入不同激素中浸泡后進(jìn)行扦插試驗（表1）。

自扦插試驗布置之日起，每隔5 d取根莖交界處3 cm莖段和根系，用于生化指標(biāo)測定，每處理重復(fù)3次。扦插后25 d隨機選擇各處理扦插苗10株，測定扦插生根率（%）、生根數(shù)（條）、根長（cm）等生長指標(biāo)，每處理重復(fù)3次。

1.2.2 測定分析方法。

可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定，可溶性蛋白含量參照考馬斯亮藍(lán)法G-250染色法測定［13］；過氧化物酶（POD）活性采用愈創(chuàng)木酚法測定［14］；多酚氧化酶（PPO）活性參照NBT還原法測定［15-16］，以1 g樣品1 min（ΔA 460）增加0.01為1個酶活力單位（U）表示酶活性；吲哚乙酸氧化酶（IAAO）活性采用比色法測定［17］；采用高效液相色譜法測定內(nèi)源激素（IAA、ABA、GA3、ZR）含量［18］。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)利用統(tǒng)計軟件SAS 9.2、Microsoft Excel 2016進(jìn)行統(tǒng)計分析，采用Duncan多重比較法進(jìn)行處理間差異性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同因素對地中海莢蒾生根的影響

扦插基質(zhì)類型、外源激素類型及濃度對地中海莢蒾扦插生根產(chǎn)生顯著影響，各組合生根率、生根數(shù)和根長均呈現(xiàn)出極顯著差異（P＜0.01）。不同基質(zhì)及激素組合中，莢蒾生根率變幅為12.67%～89.33%，生根率排名前3的組合分別為處理⑨（89.33%）、處理⑥（87.33%）、處理⑩（81.33%），生根率最低為處理⑤、處理B11，生根率均為12.67%；生根數(shù)變幅為4.00～19.50條，生根數(shù)排名前3的組合分別為處理⑩（19.50條）、處理⑨（19.43條）、處理⑦（18.08條），生根數(shù)最低的為處理B12（4.00條）；不定根長變幅為0.20～4.93 cm，根長排名前3的組合分別為處理⑨（4.93 cm）、處理⑥（4.55 cm）、處理⑩（4.44 cm），根長最小的為處理B12（0.20 cm）（表2）。在無外源激素影響下，3種基質(zhì)類型莢蒾平均生根率為52.00%，平均生根數(shù)為10.60條，不定根長平均為2.30 cm，而在外源激素影響下，珍珠巖+蛭石混合基質(zhì)生根率、生根數(shù)和根長最高，平均生根率達(dá)到81.78%，平均生根數(shù)達(dá)到18.30條，平均根長達(dá)到4.05 cm；在各基質(zhì)組合類型下，NAA+IBA（500 mg/L）激素組合生根率、生根數(shù)和根長均較好，且在混合基質(zhì)中達(dá)到最高生根率89.33%，生根數(shù)達(dá)到19.43條，平均根長達(dá)到4.93 cm。

2.2 地中海莢蒾扦插生根過程中生化變化的F檢驗

扦插生根過程中，內(nèi)源激素、生根關(guān)聯(lián)酶、營養(yǎng)物質(zhì)等因素在插穗不定根的形成過程中都發(fā)揮著重要作用，均呈現(xiàn)出極顯著差異（P＜0.01）。在內(nèi)源激素中，IAA含量F值為6.885，ABA含量F值為18.940。ZR含量F值為11.686，GA3含量F值為41.980；在生根關(guān)聯(lián)酶中，IAAO活性F值為29.022，PPO活性F值為53.329，POD活性F值為14.476；營養(yǎng)物質(zhì)包括可溶性蛋白和可溶性糖，其含量F值分別為12.005和30760（表3）。

2.3 地中海莢蒾生根過程中營養(yǎng)物質(zhì)變化

從圖1可見，莢蒾扦插生根過程中可溶性糖含量呈上升—下降—上升的趨勢，在扦插后第5天可溶性糖含量最高（165.07 mg/g），后逐漸降低，在第10天降至最低（96.18 mg/g），隨后可溶性糖含量開始回升。

可溶性蛋白含量在莢蒾扦插生根過程中呈升高—下降—上升的趨勢，在扦插后的5 d內(nèi)可溶性蛋白逐漸上升到9.71 mg/g，在5～15 d逐漸下降到7.37 mg/g，至15 d后可溶性蛋白含量開始回升。

2.4 地中海莢蒾生根過程中生根關(guān)聯(lián)酶活性變化

從圖2可見，地中海莢蒾插穗生根過程中POD活性呈升高—下降—升高趨勢，在扦插后的5 d內(nèi)POD活性不斷上升，至第5天出現(xiàn)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。地中海莢蒾扦插生根過程中PPO活性呈先升高后降低的趨勢，在扦插后第10天達(dá)到峰值，即31.61 U/（min·g），此后PPO活性下降。

莢蒾扦插生根過程中IAAO活性呈先升高后降低的趨勢，在扦插后的0～10 d，IAAO活性呈上升狀態(tài)，在扦插后第10天達(dá)到峰值282.67 U/（min·g），隨后出現(xiàn)下降趨勢。

2.5 地中海莢蒾生根過程中內(nèi)源激素含量

從圖3可見，在地中海莢蒾插穗扦插生根過程中，IAA含量呈下降—上升—下降—略微上升的趨勢。在扦插時其含量為10.28 μg/g，隨后的 5 d內(nèi)IAA含量下降，在5～10 d IAA含量逐漸升高，在第10天時出現(xiàn)峰值（9.29 μg/g），10～15 d IAA含量逐漸下降，至扦插第15天后，IAA含量趨于穩(wěn)定。

在莢蒾扦插生根過程中，ABA含量呈升高—降低—稍微升高的趨勢，在莢蒾扦插5 d內(nèi)ABA含量出現(xiàn)大幅上升現(xiàn)象，扦插后5 d出現(xiàn)ABA含量的最大值（5.82 μg/g），后開始出現(xiàn)下降，至10 d降至最低，10 d后略有回升趨勢。

在莢蒾扦插生根過程中，ZR含量呈上升—降低—上升—降低的趨勢，在5 d內(nèi)ZR含量呈上升趨勢，扦插5～10 d ZR含量趨于穩(wěn)定并略有下降，在10～15 d ZR含量再上升，至15 d達(dá)到峰值（6.14 μg/g），隨后ZR含量呈現(xiàn)下降趨勢。

在莢蒾扦插生根過程中，GA3含量呈“W”形的變化趨勢，扦插后的5 d內(nèi)，其含量急劇下降；扦插后的5～15 d呈平緩的變化趨勢，在插后10～15 d略有下降，在扦插15～20 d，GA3含量出現(xiàn)上升趨勢。

3 討論與結(jié)論

在扦插繁育過程中，插穗生根受多種因素共同影響。陳斌等［19］研究發(fā)現(xiàn)，不同的基質(zhì)處理對夏黑無核葡萄扦插苗的根系數(shù)量及根長等均有影響。適宜的基質(zhì)配方不僅能夠提高扦插苗的成活率，并且能增加苗木的生根數(shù)、根系數(shù)量、根長等生根性狀指標(biāo)。辜云杰等［20］研究表明，在山杜英（Elaeocarpus sylvestris）根誘導(dǎo)分化的過程中，IBA和NAA對促進(jìn)生根都發(fā)揮了極大作用。季孔庶等［21］研究表明，用適宜濃度的IBA處理插穗，能較大程度地促進(jìn)馬尾松（Pinus massoniana）生根。該研究中地中海莢蒾最適扦插基質(zhì)及激素組合為蛭石、珍珠巖混合基質(zhì)與NAA+IBA（500 mg/L）激素組合，其生根率、生根數(shù)和根長最高，且在混合基質(zhì)中達(dá)到最高生根率89.33%，生根數(shù)達(dá)到19.43條，平均根長達(dá)到4.93 cm。

地中海莢蒾扦插生根過程中營養(yǎng)物質(zhì)變化顯著，可溶性糖、可溶性蛋白含量均呈上升—下降—上升的趨勢。這種趨勢產(chǎn)生的原因可能是扦插前期地中海莢蒾儲存了大量可溶性糖和可溶性蛋白，保證愈傷組織及根原基的形成；不定根發(fā)生初期，可溶性糖和可溶性蛋白消耗大于積累，導(dǎo)致含量逐漸下降；展葉后可溶性糖和可溶性蛋白得到了積累，導(dǎo)致扦插后期含量升高的現(xiàn)象，這與陳寧［22］的研究結(jié)果一致。生根關(guān)聯(lián)酶活性隨扦插時間也呈現(xiàn)出極顯著的變化，POD活性呈現(xiàn)升高—下降—升高的趨勢，在愈傷組織形成與不定根形成期，POD活性的上升有利于促進(jìn)大量不定根的發(fā)生，這與吳海東［23］研究結(jié)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。地中海莢蒾扦插生根過程中PPO和IAAO活性均呈先升高后降低的趨勢，愈傷組織形成發(fā)育期活性升高，有利于促進(jìn)愈傷組織的形成，后活性下降，有利于不定根的生長與伸長，這與李明等［24］的研究結(jié)果一致。主要內(nèi)源激素在地中海莢蒾插穗扦插生根過程中變化顯著，IAA和GA3含量均呈現(xiàn)波浪型的變化趨勢，在扦插開始時可能是愈傷組織的形成消耗了大量的IAA和GA3，導(dǎo)致含量下降；后隨著愈傷組織的不斷形成，含量出現(xiàn)上升趨勢；在扦插后第10～15天大量IAA和GA3被消耗，用于不定根的形成，導(dǎo)致其含量下降；至扦插第15天后，含量出現(xiàn)回升的趨勢，這可能是插穗新梢合成的IAA和GA3大于其體內(nèi)IAA和GA3含量的代謝，這也與詹亞光等［25］的研究結(jié)果相一致。在地中海莢蒾扦插生根過程中，ABA含量呈升高—降低—升高的趨勢，在扦插初期ABA含量出現(xiàn)大幅上升現(xiàn)象，這可能與插穗離開母體后，刺激離體插穗產(chǎn)生大量脫落酸，使含量上升，隨后進(jìn)入不定根形成期，消耗較多ABA使其含量下降，后期在不定根生成后，脫落酸含量有一定程度的回升。在地中海莢蒾扦插生根過程中，ZR含量呈逐步上升再降低的趨勢，初期含量先升高后降低可能與愈傷組織的形成密切相關(guān)，在10～15 d隨著根原基的形成，積累了大量ZR，導(dǎo)致ZR含量的上升，隨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。通過對地中海莢蒾扦插生根過程中營養(yǎng)物質(zhì)、生根關(guān)聯(lián)酶及激素含量變化規(guī)律的研

究，為探究其生根機理，通過外源施加物質(zhì)的方法提高扦插生活率提供了理論基礎(chǔ)，也為地中海莢蒾南種北繁起到了促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)

［1］ 呂文君，劉宏濤，夏伯順，等.莢蒾屬植物資源及其園林應(yīng)用［J］.世界林業(yè)研究，2019，32（3）：36-41.

［2］ 鄧源，曹征宇，顧韻莉.地中海莢蒾的組培快繁技術(shù)研究［J］.上海農(nóng)業(yè)科技，2008（5）：96.

［3］ 馮小璐，陳俊強，游捷，等.莢蒾屬植物研究進(jìn)展［J］.山東林業(yè)科技，2021，51（1）：76-80.

［4］ 羅鳳霞，孫健友，尹鳳琴，等.雞樹條莢蒾與大花莢蒾扦插繁殖研究［J］.河北林業(yè)科技，2000（3）：6-8.

［5］ 王寶黨，陳獻(xiàn)志，李賀鵬，等.日本莢蒾嫩枝扦插繁殖研究［J］.浙江林業(yè)科技，2018，38（3）：9-15.

［6］ 殷萬利，閆雙虎.香莢蒾硬枝扦插育苗試驗［J］.青海農(nóng)林科技，2012（1）：48-50.

［7］ 宋洪文，張象君，周鑫.朝鮮莢蒾扦插試驗研究［J］.綠色科技，2013（1）：191-192.

［8］ 楊巧云，劉杰，周小娟，等.植物生長調(diào)節(jié)劑對枇杷葉莢蒾嫩枝扦插的影響［J］.山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，45（1）：79-80.

［9］ 陳碧華，佘小涵，張娟，等.不同季節(jié)繡球莢蒾扦插繁殖試驗［J］.中國園藝文摘，2017，33（10）：6-7，19.

［10］ 胡杏，程仁武，倪建中，等.不同生長調(diào)節(jié)劑對蝶花莢蒾扦插生根的影響［J］.林業(yè)與環(huán)境科學(xué)，2018，34（2）：69-72.

［11］ 黃梓良，錢永平，林芳.常綠莢蒾扦插生根試驗初報［J］.林業(yè)調(diào)查規(guī)劃，2018，43（4）：160-163.

［12］ 王勇.五種莢蒾屬植物的扦插繁育與生態(tài)適應(yīng)性研究［D］.長沙：中南林業(yè)科技大學(xué)，2016.

［13］ 李合生.植物生理生化實驗原理和技術(shù)［M］.北京：高等教育出版社，2000.

［14］ 李美如，劉鴻先，王以柔，等.鈣對水稻幼苗抗冷性的影響［J］.植物生理學(xué)報，1996，22（4）：379-384.

［15］ ANDERSON J V，MORRIS C F.An improved whole-seed assay for screening wheat germplasm for polyphenol oxidase activity［J］.Crop science，2001，41（6）：1697-1705.

［16］ 張正竹.茶葉生物化學(xué)實驗教程［M］.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2009：35-37.

［17］ 張志良.植物生理學(xué)實驗指導(dǎo)手冊［M］.北京：高等教育出版社，2000.

［18］ 許楠.影響銀杏插穗生根的因子及生根過程中生理生化變化［D］.泰安：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，2019.

［19］ 陳斌，聶松青，劉昆玉，等.不同基質(zhì)對夏黑無核葡萄扦插苗生長的影響［J］.湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013（15）：44-46.

［20］ 辜云杰，鄧小敏，張建康，等.IBA及NAA對山杜英組培苗生根過程中POD、PPO活性的影響［J］.亞熱帶植物科學(xué)，2004，33（2）：8-9，12.

［21］ 季孔庶，王章榮，陳天華，等.幾種生長調(diào)節(jié)劑對馬尾松插穗促根的效應(yīng)［J］.福建林學(xué)院學(xué)報，2001，21（2）：120-123.

［22］ 陳寧.五彩柊樹扦插繁殖及其生根生理生化特性研究［D］.南京：南京林業(yè)大學(xué)，2011.

［23］ 吳海東.六種植物的嫩枝扦插繁殖及生長調(diào)節(jié)劑對插條生理生化代謝調(diào)控的研究［D］.大連：遼寧師范大學(xué)，2005.

［24］ 李明，黃卓烈，譚紹滿，等.吲哚乙酸處理桉樹插條后氧化酶活性及同工酶變化與生根關(guān)系的比較研究［J］.林業(yè)科學(xué)研究，2001，14（2）：131-140.

［25］ 詹亞光，楊傳平，金貞福，等.白樺插穗生根的內(nèi)源激素和營養(yǎng)物質(zhì)［J］.東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報，2001，29（4）：1-4.