張翠玲 王怡 浦同華 莊輝發(fā) 邢詒彰 王輝
摘 要 為探究外源激素對苦丁茶冬青扦插生根的影響,以苦丁茶冬青當年生半木質化的枝條作為扦插材料,分別浸泡在一定濃度的生長素(IAA)、吲哚丁酸(IBA)和萘乙酸(NAA)中2 h,以清水為對照,分析不同處理條件下插穗韌皮部營養(yǎng)物質含量和相關酶活性變化,并統(tǒng)計各處理的生根時間和生根率。結果表明:IBA和NAA處理能提高插穗超氧化物歧化酶(SOD)和過氧化物酶(POD)活性,插穗整個生根過程中可溶性蛋白含量呈先下降后上升趨勢,其中NAA處理又顯著提高可溶性糖含量,從而使生根時間縮短至49.25 d,生根率達71.43%,同時顯著增加單插穗生根數(shù),可在生產中應用推廣。
關鍵詞 外源激素;苦丁茶冬青;插穗;生根
中圖分類號:S571.1 文獻標志碼:A DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2021.11.001
苦丁茶冬青為冬青屬常綠喬木,其葉芽經(jīng)加工后可作為飲料,口感獨特,具有生津止渴、消食提神、清火解毒、降壓減肥等多種藥理功效,是華南地區(qū)的傳統(tǒng)產品和特產,作為茶藥兩用作物至今已有2 000多年的生產和飲用歷史,被譽為“綠色黃金”,產品在國內外市場上很受歡迎,其產業(yè)在推動農業(yè)產業(yè)調整、促進農民增收和鄉(xiāng)村振興過程中發(fā)揮著重要作用[1-2]。
然而,隨著苦丁茶產業(yè)的快速發(fā)展,海南等地區(qū)種苗供應不足,一定程度上影響了產業(yè)規(guī)模,究其原因為無性繁育成活率難以突破,主要表現(xiàn)在種苗扦插繁育的生根率與移栽成活率均較低。外源激素用于苦丁茶冬青扦插繁育有一定研究基礎[3],但大都集中在繁育技術方面,關于外源激素影響其扦插生根的機理尚未見報道。基于此,通過研究分析不同激素處理對插穗生根、物質積累和相關酶活性影響,以期揭示外源激素影響插穗生根的機理,為優(yōu)化苦丁茶冬青無性繁育技術提供理論支持。
1 材料與方法
1.1 材料
用于制作插穗的苦丁茶冬青枝條取自中國熱帶農業(yè)科學院香料飲料研究所試驗基地成齡植株,選用當年半木質化的枝條作為插條。
1.2 方法
1.2.1 插條處理
選取直徑4 mm以上的枝條,根據(jù)實際將插條剪成長度8~10 cm的插穗,每個插穗在上端剪口附近保留1~2片葉,每片葉減去1/2~2/3的面積并保留葉柄,每30支插穗扎綁為一小捆待用。
1.2.2 插穗處理
將插穗分別用200 mL·L-1的IAA(T1)、IBA(T2)和NAA(T3)浸泡插穗基部處5 cm以上,處理時間2 h,以清水為對照(CK)。每個處理1捆插穗,共設3次重復,采用單因素完全隨機排列[4]。
1.2.3 扦插管理
選擇用河砂作為基質的苗床,苗床上方用遮光度為75%的遮陰網(wǎng)遮光,扦插前2~3 d用50%多菌靈可濕性粉劑800倍噴淋消毒;扦插株行距6 cm×8 cm,扦插后每個苗床淋水12 L,用薄膜覆蓋保水,之后隔天澆等量水,保持苗床濕潤。
1.2.4 取樣與測定
扦插后每10 d取插穗基部2 cm內韌皮部測定營養(yǎng)物質和相關酶活性??扇苄缘鞍踪|含量測定用考馬斯亮藍G-250比色法,可溶性糖含量測定采用硫酸-蒽酮比色法[5],SOD活性測定采用氮藍四唑法,POD活性測定采用愈創(chuàng)木酚法。40 d起,隔天觀察記錄生根情況;扦插后第65 d統(tǒng)計各處理插條的生根率、生根數(shù)和根長。
1.2.5 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計方法
采用Excel處理實驗數(shù)據(jù)與圖表,采用SPSS 20.0進行顯著性分析。
2 結果與分析
2.1 不同外源激素對苦丁茶冬青插穗生根的影響
3種外源激素對生根的影響見表1,各激素處理都顯著縮短了插穗生根時間,T3處理平均生根時間可縮短至49.25 d;T1、T2、T3處理生根時間比對照分別縮短了
3.75 d、6.00 d和8.75 d。扦插后第65 d的生根率以T3處理為最高,達71.43%,T2和T3處理分別比對照提高19.17和25.14個百分點;單個插穗的根數(shù)以T2和T3處理為多,高于對照和T1處理;而此時的平均根長在2.98~3.41 cm,各處理都小于對照,但差異不顯著。
2.2 不同外源激素對插穗營養(yǎng)物質變化的影響
2.2.1 對可溶性蛋白含量的影響
如圖1所示,對照和T1處理插穗可溶性蛋白含量在扦插后總體呈下降趨勢,僅在扦插后50 d有稍許增加;T2和T3處理條件下可溶性蛋白含量呈先下降后上升趨勢。在20 d,T1、T3處理顯著高于對照;在第30~40 d,T3處理又顯著低于T1、T2處理;在生根后期,T2、T3處理顯著高于對照和T1處理。
2.2.2 對可溶性糖含量的影響
在扦插后10~20 d,各插穗可溶性糖含量都保持在9.54~10.54 mg·g-1 FW(見圖2),各處理之間差異不顯著,之后呈上升→下降→上升→下降趨勢;在30 d以后的各個時期,T3處理都顯著高于其他處理和對照;在40 d和50 d,T1處理可溶性糖顯著低于其他處理和對照。
2.3 不同外源激素對插穗關鍵酶活性的影響
2.3.1 對插穗SOD酶活性的影響
由圖3可知,對照在扦插后40 d插穗SOD酶活性最高,而各種激素處理在扦插后30 d活性最高,之后隨扦插時間延長略有下降,但幅度不大,基本保持在183.89個活性單位左右;T3處理在酶活性高峰期(30 d)顯著高于其他處理,比對照最高值(40 d)提高51.51%。除了第10 d、第20 d和第40 d,T1、T2處理的SOD活性都顯著高于對照,扦插10 d以后各時期T3處理都顯著高于對照。
2.3.2 對插穗POD酶活性的影響
如圖4所示,T3處理條件下POD酶活性伴隨扦插時間的推移呈先上升,后下降,再上升的趨勢,其他處理條件下酶活性呈先上升后下降趨勢。在扦插20 d和50 d以后,T3處理POD活性顯著高于其他處理;除扦插后第30~40 d,其余時期T1、T2處理POD酶活性也顯著高于對照。
3 結論與討論
本研究采用3種外源激素浸泡插穗,分析各處理對苦丁茶冬青插穗生根的影響及相關生理機制。結果表明,IAA、IBA和NAA處理都顯著縮短了生根時間并顯著提高了裝袋前的生根率,以NAA處理最優(yōu),平均生根時間縮短至49.25 d,生根率高達71.43%;IBA和NAA處理單插穗根數(shù)也高于對照和T1處理,說明IBA和NAA可用于扦插繁育,結果與前人研究一致[6-9]。
蛋白質和碳水化合物在插穗生根和根系生長過程中不可或缺,他們?yōu)椴逅胩峁┠茉吹耐瑫r又能顯著促進不定根的發(fā)生和生長[10]。研究表明,對照和IAA處理插穗可溶性蛋白含量總體呈下降趨勢,僅在扦插后50 d有稍許增加;IBA和NAA處理條件下可溶性蛋白含量呈先下降后上升趨勢;蛋白質前期的減少證明生根過程需要大量物質和能量,而IBA和NAA處理在生根后期又能提高蛋白質含量,可推測兩種處理一定程度上增強了插穗的光合能力,使得光合產物增多進而表現(xiàn)為蛋白質含量增加。NAA處理可溶性糖在30 d出現(xiàn)峰值,而且之后顯著高于其他對照和處理,說明NAA處理促進了插穗呼吸作用和淀粉降解。
相關酶也參與插穗生根過程,且作用明顯,其中SOD和POD是植物插穗形成愈傷組織能力的重要標志[11],能促進植物組織中的碳水化合物轉化,加速其木質化進程[12]。研究發(fā)現(xiàn),IBA和NAA處理一定程度上提高了SOD和POD活性,表明這兩種處理能促進新陳代謝,進而正向影響愈傷組織及根的形成。
綜上,一定濃度的NAA浸穗可促進插穗呼吸作用、淀粉降解和光合能力的恢復,并且能在一定程度上提高SOD和POD活性,進而縮短生根時間,提高生根率和單插穗根數(shù),在生產上可應用推廣。
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(責任編輯:趙中正)