外源IBA對(duì)薄殼山核桃嫩枝扦插及其生根過程中相關(guān)酶活性的調(diào)控效應(yīng)

姜宗慶， 李成忠， 余 樂， 湯庚國，2

(1.江蘇農(nóng)牧科技職業(yè)學(xué)院，江蘇泰州 225300； 2.南京林業(yè)大學(xué)森林資源與環(huán)境學(xué)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(chǎn)美國或墨西哥，我國將其作為一種多用途樹種將其引進(jìn)種植。扦插是較普遍的一種植物無性繁殖方法，廣泛應(yīng)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(bào)道相對(duì)較少，尚處于試驗(yàn)摸索階段。有研究發(fā)現(xiàn)，植物插穗經(jīng)植物生長調(diào)節(jié)劑處理，能促進(jìn)其扦插生根[3-5]，而相關(guān)酶在植物扦插生根過程中會(huì)發(fā)揮重要的作用，與不定根關(guān)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(jié)論不完全一致[6-10]。因此，筆者通過研究外源吲哚丁酸(IBA)對(duì)薄殼山核桃嫩枝扦插及其生根過程中相關(guān)酶活性的調(diào)控效應(yīng)，以期為薄殼山核桃扦插繁育技術(shù)的推廣及深入了解薄殼山核桃嫩枝扦插生根的有關(guān)生理調(diào)控機(jī)制提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料的準(zhǔn)備

本試驗(yàn)于2015年6月28日在江蘇農(nóng)牧科技職業(yè)學(xué)院園林試驗(yàn)基地進(jìn)行，選取2年生薄殼山核桃實(shí)生苗上長出的生長健壯、無病蟲害、生長基本一致的半木質(zhì)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(nèi)，留1～2張葉，保留頂芽，插穗基部保濕，備用。扦插基質(zhì)選用珍珠巖、蛭石體積比為1 ∶1進(jìn)行混合，扦插前用0.3%高錳酸鉀溶液對(duì)基質(zhì)進(jìn)行澆灌消毒。

1.2 試驗(yàn)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(duì)照，將插穗基部插入溶液中浸泡1 h；扦插，采用全自動(dòng)噴霧裝置補(bǔ)濕，間隔30 min噴霧1次，持續(xù)20 s，后期減少噴霧次數(shù)。每個(gè)處理60根，重復(fù)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(duì)照，將插穗基部在溶液中速蘸10～15 s；扦插，采用全自動(dòng)噴霧裝置補(bǔ)濕，間隔30 min噴霧1次，持續(xù)20 s，后期減少噴霧次數(shù)。每個(gè)處理60根，重復(fù)3次。

1.2.3 扦插生根的生理機(jī)制 基于2015年試驗(yàn)結(jié)果，2016年6月25日開始進(jìn)行扦插生根相關(guān)生理機(jī)制的研究。設(shè)IBA 200 mg/L 、清水(對(duì)照)2個(gè)處理，將插穗基部浸泡1 h，每個(gè)處理60根，重復(fù)3次。扦插前采樣1次，扦插后每隔7 d采樣1次，共計(jì)采樣7次，樣品置于-60 ℃冰柜中保存，備用。測(cè)定時(shí)，將插穗韌皮部和木質(zhì)部分離，取基部2 cm處的韌皮部組織，剪碎，待測(cè)。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.3.1 生根性狀指標(biāo)的測(cè)定 扦插42 d后，調(diào)查統(tǒng)計(jì)不同IBA處理的插穗生根率、平均生根數(shù)和平均根長。

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

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2013軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 低濃度IBA浸泡處理對(duì)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(shù)、平均根長高于清水處理(對(duì)照)，具體表現(xiàn)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(shù)、平均根長呈先上升后下降趨勢(shì)，IBA濃度過高會(huì)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(duì)較好，其生根率為63.26%，平均生根數(shù)為5.22條，平均根長13.73 cm。

表1低濃度IBA浸泡處理對(duì)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(duì)薄殼山核桃插條扦插生根的影響

由表2可見，速蘸清水時(shí)薄殼山核桃插條的生根率僅為4.65%，平均生根數(shù)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(shí)薄殼山核桃插條的生根率、平均生根數(shù)排序?yàn)? 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(shí)插條的生根率、平均生根數(shù)相對(duì)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(duì)最長；高濃度IBA速蘸處理對(duì)薄殼山核桃插條扦插生根的調(diào)控效應(yīng)較為明顯，隨IBA處理濃度的升高，其生根率、平均生根數(shù)、平均根長呈先上升后下降趨勢(shì)，3 000 mg/L IBA速蘸處理的插條，其生根率可達(dá)58.36%，平均生根數(shù)為4.35條，平均根長為 11.83 cm，生根效果相對(duì)較好。

表2高濃度IBA速蘸處理對(duì)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(guān)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(shí)間的推移呈持續(xù)下降趨勢(shì)，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(shì)，扦插后21 d達(dá)到峰值，這可能是由于插穗內(nèi)貯藏的營養(yǎng)物質(zhì)逐步消耗，生成的新不定根還不能從扦插基質(zhì)中吸收養(yǎng)分，從而導(dǎo)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(jìn)插穗SOD的累積，從而減弱自由基對(duì)植物細(xì)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(jìn)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(shì)，變化幅度相對(duì)較小，扦插后21 d POD活性達(dá)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(shì)，扦插后28 d POD活性達(dá)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(xì)胞活躍，有利于插穗基部愈傷組織的形成，從而促進(jìn)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(shì)；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(shì)，IAAO活性水平總體相對(duì)較低，這可能是由于IBA經(jīng)切口進(jìn)入插穗組織內(nèi)部快速轉(zhuǎn)化成吲哚乙酸(IAA)，從而抑制了IAAO的活性，這對(duì)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(jié)論與討論

扦插是生產(chǎn)上普遍采用的苗木繁殖方法之一，操作方便、育苗速度相對(duì)較快、繁殖系數(shù)高[13-15]。本試驗(yàn)研究外源IBA對(duì)薄殼山核桃嫩枝扦插及其生根過程中相關(guān)酶活性的調(diào)控效應(yīng)，結(jié)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(shù)、平均根長都高于清水處理(對(duì)照)，具體表現(xiàn)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(shù)為5.22條，平均根長為13.73 cm；高濃度IBA速蘸處理對(duì)薄殼山核桃扦插生根的調(diào)控效應(yīng)明顯，隨IBA處理濃度的升高，插條的生根率、平均生根數(shù)、平均根長呈先上升后下降趨勢(shì)，其中3 000 mg/L IBA速蘸處理的插條生根效果較好，生根率達(dá)58.36%，平均生根數(shù)為4.35條，平均根長達(dá)11.83 cm。

前人研究表明，植物扦插生根與插穗內(nèi)的相關(guān)酶活性關(guān)系密切[6-10]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，清水處理的插穗，其SOD活性隨扦插后時(shí)間的推移呈持續(xù)下降趨勢(shì)；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(shì)，扦插后21 d達(dá)到峰值；IBA浸泡處理的插穗，其SOD活性明顯高于對(duì)照，且處于較高水平，表明IBA處理可促進(jìn)插穗中SOD的積累，活性升高，從而減弱自由基對(duì)植物細(xì)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(shì)，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(shì)，扦插后28 d達(dá)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(xì)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(shì)，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(shì)，總體活性水平相對(duì)較低，這可能是IBA經(jīng)切口進(jìn)入插穗組織內(nèi)部快速轉(zhuǎn)化成IAA，從而抑制了IAAO活性，這對(duì)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(jìn)薄殼山核桃扦插苗的生根，達(dá)到相對(duì)較好的生根效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]耿國民，周久亞，朱燦燦. 薄殼山核桃扦插繁殖技術(shù)初報(bào)[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39(6)：249-250.

[2]李俊南，李蓮芳，熊新武，等. 插穗母樹年齡和粗度對(duì)薄殼山核桃硬枝扦插的影響[J]. 西北林學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，28(4)：94-97，135.

[3]林 強(qiáng)，陳小青，莫現(xiàn)會(huì)，等. 幾種植物激素處理對(duì)桑樹硬枝扦插成活率的比較試驗(yàn)[J]. 廣西蠶業(yè)，2002，39(4)：5-7.

[4]劉峻蓉，羅瑞芳. 不同植物生長調(diào)節(jié)劑對(duì)大葉黃楊扦插生根的影響[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2008，24(7)：340-342.

[5]鄧文韜，張日清，袁德義. 植物生長調(diào)節(jié)劑對(duì)菲油果嫩枝扦插生根的影響[J]. 中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，31(3)：160-163.

[6]沈 向，辛培剛，胡艷麗. 核果類果樹超氧化物歧化酶(SOD)活性的比較[J]. 園藝學(xué)報(bào)，2002，5(7)：12-16.

[7]張志華，劉新彩，王紅霞，等. 核桃POD酶活性與生長勢(shì)的關(guān)系[J]. 園藝學(xué)報(bào)，1998，12(7)：98-102.

[8]黃卓烈，李 明，詹福建，等. 不同生長素處理對(duì)桉樹無性系插條氧化酶活性影響的比較研究[J]. 林業(yè)科學(xué)，2002，38(4)：46-52.

[9]扈紅軍，曹幫華，尹偉倫，等. 不同處理對(duì)歐榛硬枝扦插生根的影響及生根過程中相關(guān)氧化酶活性的變化[J]. 林業(yè)科學(xué)，2007，43(12)：70-75.

[10]華 宏，杜旭華，王順財(cái)，等. 楸樹扦插生根過程中插條保護(hù)酶與丙二醛動(dòng)態(tài)變化[J]. 南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2008，32(6)：128-132.

[11]李合生. 植物生理生化實(shí)驗(yàn)原理與技術(shù)[M]. 北京：高等教育出版社，2000：20-30.

[12]李 明，黃卓烈，譚紹滿，等. 難易生根桉樹多酚氧化酶、吲哚乙酸氧化酶活性及其同工酶的比較研究[J]. 林業(yè)科學(xué)研究，2000，13(5)：493-500.

[13]周余華，周 琴，蔣 濤，等. 生長調(diào)節(jié)劑及基質(zhì)對(duì)圓錐繡球扦插育苗的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，44(9)：204-207.

[14]韓金龍，唐冬蘭，唐 泉，等. 不同基質(zhì)對(duì)軟籽石榴扦插苗生長的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，44(8)：226-227.

[15]李 進(jìn)，曾衛(wèi)軍，彭子模. 促進(jìn)園林樹木扦插繁殖生根的方法與技術(shù)[J]. 新疆師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2002，21(1)：44-50.