油茶扦插生根的生化特性

葉小萍，黃永芳，譚 莎，李孟南，戴秋月

(1.佛山市云勇生態(tài)林養(yǎng)護中心，廣東 佛山 528518；2.華南農(nóng)業(yè)大學林學與風景園林學院／廣東省森林植物種質(zhì)創(chuàng)新與利用重點實驗室，廣東 廣州 510642)

油茶(Camellia oleifera)是一種小型常綠喬木或灌木，是我國南方主要的經(jīng)濟樹種，與油橄欖、油棕和椰子并稱為世界四大木本食用油料樹種[1]。另外，茶油還被譽為“東方橄欖油”[2]，具有抗氧化、抗衰老、抗高血壓、高血脂等功效，已被廣泛應用于食品添加劑、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥生產(chǎn)和化妝品工業(yè)[3—4]。油茶苗木繁育的主要方法有扦插、嫁接和組織培養(yǎng)等，而扦插是無性繁殖中應用最廣的方法，與嫁接、組織培養(yǎng)等相比，它具有簡單易行、不受樹種限制、繁殖系數(shù)較高、成本低的優(yōu)點[5]，但存在生根慢、根系不夠發(fā)達等問題，因此有必要深入開展油茶扦插生根的研究。研究表明，可溶性蛋白與植物形態(tài)發(fā)生有密切的關系，是根系生長發(fā)育不可缺少的[6]；過氧化物酶(POD)在細胞分化發(fā)育過程中起著重要作用[7—8]；葉綠素作為一種重要的光合色素分子在光合作用中占有重要地位，其含量在一定程度上反映植物同化能力，而葉綠素的多少直接影響植物光合速率[9]。本研究通過分析生根過程中插穗皮部 POD活性、可溶性蛋白質(zhì)及葉片葉綠素含量的動態(tài)變化，探討油茶插穗生根與生化指標的關系，為了解油茶扦插生根機理提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

選用華南農(nóng)業(yè)大學增城教學科研基地生長健壯、整齊一致、無病蟲害的4年生‘岑軟2號’油茶(C.oleifera ‘Cenruan 2’)當年生半木質(zhì)化枝條作為插穗，采用不同生長調(diào)節(jié)劑(ABT6、IBA、NAA)500 mg·kg-1處理插穗30 s，以清水作為對照，以90%黃心土+10%沙作為基質(zhì)進行扦插生根試驗。

1.2 方法

從扦插即日起，每隔14 d測定對照和處理組插穗韌皮層的POD活性、蛋白質(zhì)含量和葉片葉綠素含量。POD活性的測定采用愈創(chuàng)木酚法[10]，蛋白質(zhì)含量測定采用考馬斯亮藍法[11]，葉綠素測定采用無水乙醇法[12]。試驗重復3次，取平均值。插穗生根期間，結合取樣，觀測插穗的形態(tài)及不定根生長狀況。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)使用Excel 2003和SAS軟件進行統(tǒng)計分析和制圖。

2 結果與分析

2.1 油茶插穗韌皮部POD活性變化

油茶插穗韌皮部 POD活性呈現(xiàn)“升高–降低–升高–降低”雙峰變化趨勢(圖 1)。扦插后 14 d內(nèi)，插穗的POD活性急劇增加，并于第 14 d升至最高水平，14 d后插穗的POD活性開始明顯下降，直至 42 d后又開始緩慢增加，70 d后急劇下降。對不同天數(shù)插穗韌皮部過氧化物酶活性進行多重比較可知(表 1)，油茶扦插后不同天數(shù)里，插穗韌皮部POD活性升降幅度較大，其中0 d與42 d、84 d間差異不顯著(P>0.05)，0 d、42 d、84 d與其他天數(shù)間差異極顯著(P<0.01)。

圖1 油茶扦插生根過程中插穗過氧化物酶(POD)活性的變化Fig.1 Changes of peroxidase activity during cottage of Camellia oleifera

表1 不同時間過氧化物酶活性、可溶性蛋白質(zhì)及葉綠素含量Table 1 Multiple comparison among peroxidase,soluble protein,chlorophyll contents of different days

對不同生長調(diào)節(jié)劑處理的插穗韌皮部過氧化物酶活性進行多重比較可知，ABT6、IBA、NAA三種處理間插穗皮部過氧化物酶活性無顯著差異(P>0.05)，但均與CK存在極顯著差異(P<0.01)(表2)。

表2 不同生長調(diào)節(jié)劑處理的插穗韌皮部過氧化物酶活性、可溶性蛋白質(zhì)及葉綠素含量多重比較Table 2 Multiple comparison among peroxidase,soluble protein,chlorophyll contents under different hormone treatments

方差分析表明，在油茶扦插過程中，不同生長調(diào)節(jié)劑處理間、插后不同天數(shù)、不同生長調(diào)節(jié)劑處理與插后不同天數(shù)交互作用的插穗韌皮部過氧化物酶活性均有極顯著差異(P<0.01) (表3)。

表3 油茶扦插生根過程中插穗韌皮部過氧化物酶活性方差分析Table 3 Variance analysis of peroxidase treated with different hormone types and days

2.2 油茶插穗韌皮部蛋白質(zhì)含量變化

油茶扦插生根過程中蛋白質(zhì)含量的變化情況見圖 2，可溶性蛋白質(zhì)呈“上升–下降–上升”變化趨勢。扦插后 28 d內(nèi)，插穗的蛋白質(zhì)含量緩慢上升，IBA、NAA處理的插穗蛋白質(zhì)含量于第 28 d達到峰值，然后逐漸下降，在56 d后急劇上升；ABT6 和對照在42 d達到峰值，42 d后緩慢下降，直至56 d后急劇上升。對不同天數(shù)插穗韌皮部蛋白質(zhì)進行多重比較可知，插后不同天數(shù)里，插穗韌皮部蛋白質(zhì)含量升降幅度較大，其中 0 d與 14 d差異不顯著(P>0.05)，與 56 d 差異顯著(P<0.05)，與 28 d、42 d、70 d、84 d差異極顯著(P<0.01) (表1)。

圖2 油茶扦插生根過程中插穗韌皮部可溶性蛋白質(zhì)含量的變化Fig.2 Changes of soluble protein content during cottage of Camellia oleifera

對不同生長調(diào)節(jié)劑處理的插穗韌皮部蛋白質(zhì)含量進行多重比較，可知 ABT6、IBA、NAA三種生長調(diào)節(jié)劑處理間插穗韌皮部蛋白質(zhì)含量無顯著差異(P>0.05)， 但均與CK存在顯著差異(P<0.05)(表2)。

方差分析表明，在油茶扦插過程中，不同生長調(diào)節(jié)劑處理間、插后不同天數(shù)、不同生長調(diào)節(jié)劑處理與插后不同天數(shù)交互作用對插穗韌皮部蛋白質(zhì)含量均有極顯著差異(P<0.01)(表4)。

表4 油茶扦插生根過程中插穗韌皮部蛋白質(zhì)含量方差分析Table 4 Variance analysis of soluble protein contents treated with different hormone types and days

2.3 油茶插穗葉片葉綠素含量變化

油茶扦插生根過程中葉片葉綠素含量變化情況見圖3，葉綠素含量呈“下降–上升–下降–上升”變化趨勢。扦插后14 d內(nèi)，葉綠素含量緩慢下降，并于第 14 d下降到最低水平，14 d之后葉綠素含量緩慢上升，至42 d到達峰值后又緩慢下降，直至第70 d急劇增加。對不同天數(shù)葉片葉綠素含量進行多重比較可知，0 d與14 d、70 d差異不顯著(P<0.05)，與其他天數(shù)差異極顯著(P<0.01)；14 d與28 d、42 d、56 d、84 d差異極顯著(P<0.01)；28 d與56 d差異不顯著(P>0.05)，與0 d、14 d、42 d、84 d差異極顯著(P<0.01)；42 d與84 d差異不顯著(P>0.05)，與其他天數(shù)差異極顯著(P<0.01)；56 d與0 d、14 d、42 d、84 d有極顯著差異(P<0.01)；70 d與84 d差異極顯著(P<0.01)(表 1)。

圖3 油茶扦插生根過程中葉片葉綠素含量變化Fig.3 Relationship between chlorophyll contents and rooting time

對不同生長調(diào)節(jié)劑處理的葉片葉綠素含量進行多重比較可知，ABT6、IBA、NAA三種生長調(diào)節(jié)劑處理的葉片葉綠素含量間無顯著差異(P<0.05)，但均與CK差異顯著(P<0.05)(表2)。

方差分析表明，在油茶扦插過程中，不同生長調(diào)節(jié)劑處理間、插后不同天數(shù)、不同生長調(diào)節(jié)劑處理與插后不同天數(shù)間交互作用的葉片葉綠素含量均有極顯著差異(P<0.01)(表5)。

表5 油茶扦插生根過程中葉片葉綠素含量方差分析Table 5 Variance analysis of chlorophyll contents treatedwith different hormone types and days

3 結論與討論

本研究表明，油茶插穗中POD活性、可溶性蛋白含量、葉綠素含量都隨著生根的進程而不斷變化，且呈一定的規(guī)律性。扦插后不同時間的POD活性、可溶性蛋白含量、葉綠素含量均有極顯著差異(P<0.01)。岑軟2號油茶扦插后生根需約70 d[13]，在0～14 d愈傷組織誘導期，POD先急劇上升；在14～42 d愈傷組織形成期逐漸下降；在42～70 d根的形成期又呈上升趨勢；在70～84 d根伸長期，急劇下降，油茶插穗POD活性呈“升高–下降–升高–降低”雙峰變化趨勢與以往研究一致[14]?？扇苄缘鞍缀吭谟鷤T導期和組織形成期緩慢上升；在愈傷組織形成后期和不定根形成期，緩慢下降；在新根伸長期，急劇上升，這種變化趨勢與爬藤榕扦插中的可溶性蛋白變化趨勢相似[15]。葉綠素總量在愈傷組織誘導期急劇下降；在愈傷組織形成期有不同程度的增加；在不定根形成期含量降低；在新根伸長期急劇上升，與王關林等[16]在NAA、IBA對櫻桃砧木插條的生理生化代謝和生根的影響研究結果一致。

生長調(diào)節(jié)劑處理組與對照的插穗韌皮部 POD活性、蛋白質(zhì)含量及葉片葉綠素含量變化趨勢一致。在整個生根過程中，三種生長調(diào)節(jié)劑處理的POD活性、可溶性蛋白含量、葉綠素含量均高于對照組，說明生長調(diào)節(jié)劑提高了POD活性，促進了蛋白質(zhì)的運作速率，增加了葉綠素含量，尤其在愈傷組織形成期和不定根誘導的關鍵期。葉小萍等[17]關于油茶扦插生根過程中營養(yǎng)物質(zhì)含量變化的研究表明，生長調(diào)節(jié)劑 ABT6、IBA、NAA提高了油茶插穗生根率，改善了生根性狀，說明POD、可溶性蛋白、葉綠素等這些物質(zhì)含量的動態(tài)變化與插穗生根相關，生長調(diào)節(jié)劑是通過調(diào)節(jié)插穗內(nèi)代謝物質(zhì)含量促進插穗生根。