大葉茶樹品種內(nèi)源激素水平及其與扦插生根的關系

鄧少春 陳林波 陳春林 徐丕忠 龐丹丹 包云秀 田易萍 李葉云

摘要：以易生根的云南大葉茶樹品種紫娟、云抗10號及難生根的云抗14號、云茶1號為材料進行扦插試驗，跟蹤調(diào)查其生根情況，并測定插穗愈傷組織和新生根部的吲哚乙酸（IAA）、脫落酸（ABA）、反式玉米素核苷（TZR）、赤霉素（GA4）等內(nèi)源激素含量。結(jié)果顯示：IAA含量在云抗14號愈傷組織中最高，云抗10號根部中最低;ABA含量在云茶1號愈傷組織中最高，云抗10號根部中最低;IAA/ABA在云抗14號根部中最高，紫娟愈傷組織中最低;TZR含量在云抗14號根部中最高，云茶1號愈傷組織中最低;GA4含量在云茶1號愈傷組織中最高，云茶1號根部中最低。研究結(jié)果表明，IAA、ABA 的含量及IAA/ABA高低與扦插生根難易密切相關。

關鍵詞：大葉茶樹;內(nèi)源激素;扦插生根;插穗;愈傷組織

中圖分類號：S571.101?文獻標志碼：A?文章編號：1002-1302（2020）21-0146-04

茶樹[Camellia sinensis （L.） O. Kuntze]屬山茶科山茶屬，為多年生常綠木本植物，是我國傳統(tǒng)的經(jīng)濟樹種[1]。我國是世界上最大的產(chǎn)茶國，茶樹栽培在我國已有上千年的歷史，茶業(yè)在我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構中有著重要的地位。隨著我國人們生活水平的提高，名優(yōu)茶成為茶業(yè)的支柱，作為名優(yōu)茶的基礎，茶樹良種越來越受到重視[2]。目前，短穗扦插是茶樹良種繁育的主要方式，具有取材方便、操作簡單、遺傳性狀穩(wěn)定、繁育周期短、繁殖系數(shù)大等優(yōu)點[3]。但是，我國大葉茶產(chǎn)區(qū)選育的一些珍稀優(yōu)良品種及瀕危茶樹資源存在繁育和推廣困難等問題，比如發(fā)現(xiàn)于1961年、鑒定樹齡為1 700多年的巴達野生型古茶樹王于2012年自然倒伏死亡，由于其扦插成活率極低，這株千年古茶樹資源未能得以保存。又如國家級茶樹良種云抗14號自然性狀優(yōu)良、抗性好、適制茶類廣泛，但因為扦插成活率低，導致其很難在適栽地區(qū)大面積推廣。

植物內(nèi)源激素是指在植物體內(nèi)合成的，通常從合成部位運往作用部位，在較低濃度下對植物的生長發(fā)育產(chǎn)生顯著調(diào)節(jié)作用的微量有機物質(zhì)[4]。樹木插條的生根能力受內(nèi)源抑制物質(zhì)和生長物質(zhì)比例消長變化的控制，內(nèi)源激素在茶樹扦插生根中具有重要作用[5]。本研究從內(nèi)源激素入手，揭示云南大葉茶樹內(nèi)源激素與扦插生根的關系，旨在為茶樹良種繁育提供理論依據(jù)和實踐指導。

1 材料與方法

1.1 材料

以易生根的紫娟、云抗10號及難生根的云抗14號、云茶1號4個云南大葉茶樹品種為試驗材料，插條均采自云南省農(nóng)業(yè)科學院茶葉研究所科研試驗基地（100°25′31.501″E、21°59′42.143″N）。選取當年生、新梢長度在25 cm以上、莖粗為3～5 mm、2/3以上已木質(zhì)化或半木質(zhì)化、呈棕紅色的枝條，將枝條剪成長3～4 cm，帶有1張葉片和飽滿腋芽的短穗，剪口要平滑、傾斜。

1.2 方法

1.2.1 扦插時間和地點 扦插試驗于2018年12月12日在云南省農(nóng)業(yè)科學院茶葉研究所的試驗苗圃內(nèi)進行。

1.2.2 扦插方法 扦插前先將苗床澆透水，再用甲基托布津500倍液噴灑消毒，待水分下滲后土壤松軟時扦插。扦插時用拇指和食指夾住插穗垂直或稍斜插入土壤中，露出葉柄，葉片不能相互重疊，且要避免葉片貼土，邊插邊壓實，使插穗與土壤密接。扦插行間距 8～10 cm，株間距2～3 cm。

1.2.3 調(diào)查 按照茶樹常規(guī)觀測標準，在扦插后每隔7 d調(diào)查1次，每次取5株插穗觀測愈傷組織形成情況、死亡情況、生根數(shù)、最長根根長、最長根根粗。180 d后調(diào)查愈傷率、生根率和成活率。

1.2.4 取樣 扦插180 d后取樣，共取8個樣品，分別是為紫娟、云抗10號、云抗14號及云茶1號的愈傷組織及新生根部。隨機選取4個品種的插穗各20條，用蒸餾水迅速將插穗基部沖洗干凈并用濾紙吸干，分別剝?nèi)〔鍡l愈傷組織和新生根部，充分剪碎、混勻，用液氮速凍后，置于-80 ℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.5 測定 將冷凍干燥的樣品置于干冰中，送至南京鐘鼎生物技術有限公司測定內(nèi)源激素吲哚乙酸（生長素，IAA）、脫落酸（ABA）、反式玉米素核苷（TZR）、赤霉素（GA4） 的含量。

1.3 數(shù)據(jù)分析

調(diào)查及試驗數(shù)據(jù)利用Excel 2007處理，并采用 DPS 7.55、SPSS 19.0數(shù)據(jù)分析軟件處理與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 扦插生根情況

據(jù)觀測，紫娟最早生根，扦插后80 d時部分插穗開始長根，120 d時大量生根;云抗10號最早出現(xiàn)愈傷組織，扦插30 d后部分插穗開始長出愈傷組織，45 d時大量插穗長出愈傷組織，90 d時部分插穗開始長根，120 d時大量生根;云抗14號扦插30 d后部分插穗開始長出愈傷組織，150 d時長出大量愈傷組織，130 d時部分插穗開始長根，150 d時大量生根;云茶1號扦插45 d后部分插穗開始長出愈傷組織，180 d時長出大量愈傷組織，110 d時部分插穗開始長根，180 d時大量生根。

扦插180 d后統(tǒng)計愈傷組織形成和生根情況，結(jié)果（表1）顯示，紫娟的生根時間最早，愈傷率最低，生根率最高，成活率最高;云抗10號的愈傷組織出現(xiàn)時間最早，愈傷率最高，平均根長最長;云抗14號生根率最低，平均根長最短;云茶1號的愈傷率、生根率和平均根長都不是最低的，但成活率最低。愈傷組織出現(xiàn)時間早晚排序為云抗10號>云抗14號>云茶1號>紫娟;生根時間早晚排序為紫娟>云抗10號>云茶1號>云抗14號。

從表1可以看出，4個品種的愈傷率排序為云抗10號>云抗14號>云茶1號>紫娟;生根率排序為紫娟>云抗10號>云茶1號>云抗14號;平均根長排序為云抗10號>紫娟>云茶1號>云抗14號;成活率排序為紫娟>云抗10號>云抗14號>云茶1號。愈傷組織出現(xiàn)時間早晚與愈傷率高低排序一致，生根時間早晚與生根率高低排序一致。

2.2 內(nèi)源激素含量情況

2.2.1 生長素的含量 從表2可以看出，在4個茶樹品種中，成活率較低的茶樹品種云抗14號愈傷組織的IAA含量是所有送檢樣品中最高的;而成活率較高的茶樹品種云抗10號根部的IAA含量最低。對4個茶樹品種內(nèi)不同取樣部位的IAA含量進行比較發(fā)現(xiàn)，每個品種愈傷組織的IAA含量都高于根部。

2.2.2 脫落酸的含量 從表2可以看出，在4個茶樹品種中，成活率最低的茶樹品種云茶1號愈傷組織的ABA含量最高;而成活率較高的茶樹品種云抗10號根部的ABA含量最低。對4個茶樹品種內(nèi)不同取樣部位的ABA含量進行比較發(fā)現(xiàn)，每個品種愈傷組織的ABA含量都高于根部。

2.2.3 IAA/ABA 從表2可以看出，在4個茶樹品種中，成活率較低的茶樹品種云抗14號根部的IAA/ABA最高，而成活率最高的茶樹品種紫娟愈傷組織的IAA/ABA最低。對4個茶樹品種內(nèi)不同取樣部位的IAA/ABA進行比較發(fā)現(xiàn)，每個品種愈傷組織的IAA/ABA都低于根部。

2.2.4 反式玉米素核苷的含量 從表2可以看出，在4個茶樹品種中，成活率較低的茶樹品種云抗14號根部的TZR含量最高;而成活率最低的茶樹品種云茶1號愈傷組織的TZR含量最低。對4個茶樹品種內(nèi)不同取樣部位的TZR含量進行比較，紫娟愈傷組織的TZR含量稍高于根部，而其他3個品種愈傷組織的TZR含量都低于根部。

2.2.5 赤霉素的含量 由表2可見，在4個茶樹品種中，成活率最低的茶樹品種云茶1號愈傷組織的GA4含量最高;而云茶1號根部的GA4含量最低。

對4個茶樹品種內(nèi)不同取樣部位的GA4含量進行比較，云抗14號愈傷組織的GA4含量稍低于根部，而其他3個品種愈傷組織的GA4含量都高于根部。

2.3 不同取樣部位內(nèi)源激素含量及比值與生根的關聯(lián)分析

將4個茶樹品種根部和愈傷組織的內(nèi)源激素含量分別與生根率及愈傷率作關聯(lián)分析。從表3可以看出，4個品種根部內(nèi)源激素含量及比值與生根率具有相關性，其中IAA含量與生根率呈負相關;ABA含量與生根率和成活率均呈負相關;IAA/ABA與生根率和成活率呈負相關;TZR含量與生根率和成活率呈負相關;GA4含量與生根率和成活率呈正相關。從表4可以看出，4個品種愈傷組織內(nèi)源激素含量及比值與生根率具有相關性，其中IAA含量與愈傷率和成活率呈負相關;ABA含量與愈傷率和成活率呈負相關;IAA/ABA與愈傷率和成活率呈正相關;TZR含量與愈傷率和成活率呈正相關。

3 討論與結(jié)論

內(nèi)源激素IAA含量的高低，對植物的生根有很大的影響。大量研究表明，內(nèi)源IAA是促進不定根形成的主要激素[6]。劉明國等研究表明，在不定根的誘導期IAA含量的提高是促進北美香柏插穗生根的重要原因[7];Koo等研究發(fā)現(xiàn)，柳樹容易生根與插穗內(nèi)的IAA含量高有關[8];李永欣等研究發(fā)現(xiàn)，高濃度的內(nèi)源IAA有利于插穗根原基分化形成及生長發(fā)育，IAA的初始含量與光皮樹生根率呈正相關[9]。在本研究中，4個茶樹品種根部中IAA的含量都與生根率及成活率呈負相關關系，這與以上幾位研究人員的研究結(jié)果不一致，推斷可能與其愈傷組織及根部的ABA含量高有關。

脫落酸（ABA）是植物體內(nèi)的一種負調(diào)控激素，低濃度有促進生根作用，但稍高濃度對生根有抑制作用[10]。多數(shù)研究認為，脫落酸對插穗生根有著抑制作用[11-13]。劉明國等研究認為，ABA對北美香柏插穗不定根的形成起抑制作用[7];鄒吉祥等研究表明，低濃度的ABA有利于芽變毛白楊生根[14];馬振華等研究認為，在四倍體刺槐扦插生根過程中ABA含量的下降有利于插穗生根[15];王喬春研究表明，當脫落酸濃度為10～20 mg/L時有利于插條不定根的形成[16]。從本試驗的結(jié)果看，4個茶樹品種根部ABA的含量都與生根率及成活率呈負相關關系，這與以上研究結(jié)果基本一致，說明高含量ABA對茶樹插穗生根具有抑制作用。

不定根的形成過程很復雜，需要多種激素的共同作用。多數(shù)研究表明，IAA/ABA與生根率呈正相關[17-19]。許曉崗等研究發(fā)現(xiàn)，IAA/ABA較高時，垂絲海棠插穗的生根率較高，反之生根率較低[20];郭素娟等研究表明，白皮松插穗IAA/ABA與生根率呈正相關關系[21];辜云杰等研究發(fā)現(xiàn)，IAA/ABA較高時，生根率較高，反之則生根率較低[22]。在本研究中，4個品種愈傷組織的IAA/ABA與愈傷率呈高度正相關關系，卻與成活率相關關系較弱，這與以上研究結(jié)果不太一致，說明高IAA/ABA有利于插穗形成愈傷組織，不一定有利于插穗生根。

細胞分裂素促進細胞的分裂、抑制分生組織的生長[23]。反式玉米素是具有很高生物活性的細胞分裂素，常以核糖核苷或核糖核苷酸的形態(tài)存在。曹慧穎等研究證明，反式玉米素在愈傷組織的形成過程中開始增加，且在愈傷組織最發(fā)達的時候達到峰值，說明它在細胞的脫分化、愈傷組織發(fā)育及再分化中發(fā)揮著重要作用[24]。韓召奮等研究發(fā)現(xiàn)，農(nóng)桿菌GV3101株系內(nèi)的反式玉米素合成基因的表達產(chǎn)物能夠促進煙草外植體再生，調(diào)節(jié)細胞生長[25]。李俊慧研究發(fā)現(xiàn)，TZR的含量在人參榕塊根開始膨大期變化是不明顯的，在塊根膨大后期與前期相比呈極顯著差異，說明TZR對人參榕塊根的形成和膨大有積極作用[26]。本研究發(fā)現(xiàn)，4個品種根部TZR含量與生根率呈負相關關系，愈傷組織TZR含量與愈傷率和成活率都呈正相關關系，這與以上研究結(jié)果基本一致，說明愈傷組織中高含量TZR有利于生根，而根部高含量TZR不利于生根。

赤霉素（GA）含量對不同植物生根過程中的影響表現(xiàn)不一[27-30]。黃焱等研究發(fā)現(xiàn)，較高水平的GA4對珍珠黃楊生根有抑制作用，即較低水平的GA4對生根有促進作用[31]。劉關君等研究認為，GA4在長白落葉松插穗愈傷組織形成及不定根產(chǎn)生過程中起促進作用[32]。劉桂豐等的研究表明，落葉松雜種插穗生根過程中，GA4在根原基分化時期起很重要的作用[33]。本研究的結(jié)果表明，4個品種根部GA4含量與生根率呈正相關關系，說明GA4含量與生根有關，這與以上研究人員的研究結(jié)果一致。