黃化處理對植物扦插生根的影響研究進(jìn)展

王國平 陳秋芳 樊新萍 劉偉 郭華

摘 要 對母株進(jìn)行黃化處理可以得到插穗，在生長素的輔助下，難生根植物的生根率會有所提高。為了給黃化處理在扦插生根中的作用提供理論基礎(chǔ)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從國內(nèi)外黃化處理促進(jìn)扦插生根的研究進(jìn)程，黃化處理的方法，黃化處理促進(jìn)生根的形態(tài)學(xué)、解剖學(xué)、生理生化方面的原理，黃化處理促進(jìn)生根的效果及應(yīng)用情況等方面進(jìn)行了總結(jié)。

關(guān)鍵詞 植物；黃化處理；扦插生根

中圖分類號：S723.132 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：C DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2023.13.005

扦插是一種傳統(tǒng)的植物無性繁殖方法，被廣泛應(yīng)用于林業(yè)和花卉種苗生產(chǎn)中。當(dāng)前國內(nèi)外對扦插繁殖的研究主要集中在技術(shù)層面，對黃化處理促進(jìn)扦插生根的綜合評述較少?；诖?，本文就黃化處理的歷史、方法、促進(jìn)生根的原理和效果及應(yīng)用情況進(jìn)行總結(jié)。

1? 黃化處理的歷史

黃化處理是將整個(gè)植株或植株的一部分置于遮陰或完全黑暗的條件下，對生長發(fā)育期的母本進(jìn)行扦插前預(yù)處理的過程。黃化處理在植物無性繁殖中歷史悠久。根據(jù)文獻(xiàn)記載，最早可以追溯到1537年[1]。堆土壓條、空中壓條等都是黃化處理的具體操作。

1.1? 國外

國外研究人員早在1537年就通過試驗(yàn)表明：對母株進(jìn)行黃化處理，有利于插穗生根[1]。20世紀(jì)20年代，黃化處理在眾多木本植物中得到了廣泛應(yīng)用。1937年，Gardner在蘋果扦插過程中發(fā)現(xiàn)，黃化枝條更易生根[2]。試驗(yàn)人員在1970年通過黃化或弱光照處理，發(fā)現(xiàn)生長素和茶多酚具有協(xié)同作用[3]。1978年，Nelson報(bào)道黃化枝條中中柱鞘的形成減少[4]。1982年，Herman和Hess報(bào)道，黃化枝條細(xì)胞分裂少，黃化作用可增加木槿和菜豆枝條中生長素協(xié)同物質(zhì)的含量[5]。近年來研究表明，黃化枝條生根率提高與形態(tài)學(xué)、生理學(xué)和分子的改變有關(guān)系。

1.2? 國內(nèi)

在我國，黃化處理對扦插生根的影響研究相對起步較晚。最早有文獻(xiàn)記載的是，周漢忠等于1966年在茶樹扦插過程中，發(fā)現(xiàn)對母株黃化處理可以使插穗提前發(fā)根[6]。20世紀(jì)90年代后，馬鋒旺證明了對枝條進(jìn)行黃化處理可以明顯提高生根率[7]。此后，科技工作者對黃化枝條生理特性進(jìn)行了深入研究。盧楠等在對1年生四倍體刺槐硬枝的黃化處理中，測定了扦插后不同時(shí)間插穗的3種氧化酶活性和4種內(nèi)源激素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，試驗(yàn)表明與未進(jìn)行黃化處理的枝條相比，經(jīng)過黃化處理的枝條生根質(zhì)量明顯提高；進(jìn)一步證明，通過生長素和黃化插穗的結(jié)合，確實(shí)可以促進(jìn)插穗形成不定根[8]。解夢雨等對2個(gè)牡丹品種——洛陽紅和黃金翠的枝條進(jìn)行黃化處理后，黃化部位皮層的薄壁細(xì)胞增多，木栓層發(fā)育延遲，插穗木質(zhì)化程度減輕，枝條黃化處理對牡丹的高效繁殖有積極的促進(jìn)作用[9]。

2? 黃化處理的方法

2.1? 埋干

埋干處理即一般所說的埋干促萌。通過剪取苗圃地一年生苗的地上莖干，或者母株平茬后形成的新枝條，在修剪、消毒和激活處理后實(shí)施沙藏促萌，用萌發(fā)的嫩枝進(jìn)行扦插繁殖。鄭先波等取新疆毛桃一年生苗，將苗平鋪于催芽池中，待苗干萌發(fā)出新芽，其基部自然黃化，研究發(fā)現(xiàn)埋干黃化處理能明顯提高新疆毛桃扦插生根率[10]。在核桃無性系繁殖中，裴東采用埋干黃化催芽，將黃化的芽作為插條進(jìn)行扦插，明顯提高了扦插生根率[11]。孟丙南對四倍體刺槐進(jìn)行了埋枝黃化催芽處理，扦插成活率達(dá)到了90.6%，并且縮短了扦插生根時(shí)間[12]。

2.2? 綁縛

綁縛處理是黃化的一種輔助形式。對作為插穗的枝條基部進(jìn)行遮光處理，然后進(jìn)行扦插，可獲得高的生根率。英國東茂林實(shí)驗(yàn)站用蘋果、椴樹等難生根的樹種作為扦插材料，試驗(yàn)了綁縛處理的最佳時(shí)期與溫度和濕度條件要求。通過綁縛處理，蘋果砧木M9生根率從14%提高到84%；試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)綁縛物透光率20%不會影響插條的生根率[13]。1937年，Gardner對蘋果枝條靠近生長點(diǎn)的地方用黑膠布綁縛，將生根率提高了70%[2]。經(jīng)過綁縛處理后，綁縛處的組織得以幼化，細(xì)胞活性提高，分生能力增強(qiáng)，有利于生根。

2.3? 遮陰

對母株進(jìn)行遮陰處理，一般是用不透光或透光性弱的材料。在遮陰前對母株進(jìn)行平茬，可以獲得更多的黃化枝條用于扦插繁殖。張杰等以栓皮櫟和蒙古櫟當(dāng)年生實(shí)生苗作母本，通過對母本進(jìn)行遮陰處理，獲得了黃化插穗。遮陰10 d后，采集黃化特征明顯、無病蟲害且生長良好的插穗，進(jìn)行扦插試驗(yàn)。調(diào)查黃化嫩枝在生根數(shù)、生根率、根徑和根長方面的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)各項(xiàng)調(diào)查結(jié)果均高于對照。同時(shí)，通過不同質(zhì)量濃度植物生長調(diào)節(jié)劑對栓皮櫟、蒙古櫟黃化插穗的處理，兩個(gè)樹種的生根率、生根數(shù)、根徑和根長指標(biāo)都高于對照[14]。周漢忠在茶叢上面搭拱架，拱架的高度比茶叢高30 cm，在拱架上蓋稻草，厚度以不透光為標(biāo)準(zhǔn)。遮陰黃化15 d后，茶樹的嫩枝葉片由綠色變成黃綠色，并出現(xiàn)不規(guī)則的波紋。隨后去除遮蓋物，讓茶樹在正常條件下生長15 d，使葉片恢復(fù)到綠色。遮陰黃化后，綠化時(shí)間不宜超過20 d，過遲會影響黃化處理的效果[6]。

3? 黃化處理促進(jìn)生根的原理

3.1? 形態(tài)學(xué)

黃化處理可以使得某些幼態(tài)特征重現(xiàn)，包括插穗中成熟態(tài)或近成熟態(tài)的細(xì)胞、組織或器官。插條經(jīng)黃化處理后，由于缺少光照，葉片相對變大變薄，莖節(jié)間明顯變長。所有這些變化，都是黃化處理使一些難生根的樹種能夠快速生根的形態(tài)學(xué)原因。

3.2? 解剖學(xué)

黃化處理使插穗葉綠素含量減少，木質(zhì)化程度降低，薄壁細(xì)胞增多，厚壁組織稀疏且不連續(xù)，髓射線寬大，這些解剖學(xué)方面的變化，都有利于新根形成。解夢雨等對牡丹處理30 d后發(fā)現(xiàn)，黃化枝條的皮層細(xì)胞核基本消失，厚角組織發(fā)育清晰可見，木栓層細(xì)胞2～3層且發(fā)育良好，木質(zhì)部加厚且染色逐漸變深。此時(shí)與對照枝條相比，黃化枝條的韌皮部明顯增厚。處理50 d后，黃化枝條和對照枝條在解剖學(xué)方面差異顯著。對照枝條木栓層外的皮層較厚，表皮細(xì)胞和皮層細(xì)胞呈現(xiàn)較完整的狀態(tài)，厚角組織細(xì)胞壁再次增厚，木栓層細(xì)胞5～6層且栓質(zhì)化嚴(yán)重，這些解剖學(xué)方面的變化，是抑制生根的主要因素[9]。枝條黃化處理后，黃化部位的皮層薄壁細(xì)胞增多、木栓層發(fā)育延遲、木栓層外組織松散且最先出現(xiàn)不定根。說明光照影響了嫩枝的木質(zhì)化程度，從而減少了影響根原基形成的障礙。

3.3? 生理生化

從生理生化方面來看，黃化處理導(dǎo)致插穗內(nèi)源生長素吲哚乙酸（IAA）含量增加，生根阻礙物質(zhì)減少，植物激素的活性增強(qiáng)，從而延緩了插穗木質(zhì)化進(jìn)程，保持插穗組織的幼嫩性。而且黃化處理使得插穗基部的生長素增多，這促使根原基分化和根的形成，從而提高扦插生根率。盧楠等研究了黃化處理在四倍體刺槐上的應(yīng)用，黃化插穗與對照相比，生根率從76.2%增加到89.4%。生根前，二者氧化酶變化不大，但在生根關(guān)鍵期，黃化插穗的吲哚乙酸氧化酶則明顯增多。同時(shí)，黃化插穗含有更多的內(nèi)源激素，并且

IAA/ABA（脫落酸）值較高，表明黃化處理促進(jìn)插穗的氧化酶和內(nèi)源激素含量的變化，這些生理生化方面的變化，促進(jìn)形成不定根[8]。黃化處理會對插穗根系的生長發(fā)育產(chǎn)生可持續(xù)影響，如黃化處理不僅提高了楸樹、血皮槭、桃、歐榛和平榛等木本植物的扦插生根率，還提高了蘋果和橄欖扦插繁殖中不定根數(shù)量、根長，并縮短了不定根發(fā)生時(shí)間。

與未黃化嫩枝比較，黃化插穗多酚氧化酶活性明顯提高，促進(jìn)了木質(zhì)素的合成。酚類物質(zhì)在扦插不定根的形成和生長過程中效果顯著，多酚氧化酶催化酚類物質(zhì)和IAA形成一種“IAA-酚酸復(fù)合物”，此復(fù)合物參與了愈傷組織和不定根的形成。

黃化處理會影響插穗糖含量。插穗扦插生根前期適當(dāng)降低糖含量有利于形成根原基，而在后期，糖含量的增加則可以加速形成不定根。在測定黃化處理插穗與對照的基部淀粉含量時(shí)發(fā)現(xiàn)，二者差異顯著，在扦插生根后期，黃化處理插穗的可溶性糖含量高于對照。這是因?yàn)椴逅爰綦x母體進(jìn)行扦插后，在根原基誘導(dǎo)和愈傷組織的形成過程中，所消耗的大量營養(yǎng)物質(zhì)都是靠插穗自身提供，而黃化處理插穗通過提高自身淀粉含量并轉(zhuǎn)化為可溶性糖，促進(jìn)了生根。

4? 黃化處理促進(jìn)生根的效果及其應(yīng)用

4.1? 黃化處理促進(jìn)生根的效果

黃化處理可以明顯提高原來扦插生根困難樹種的生根指標(biāo)，配合使用生長調(diào)節(jié)劑可起到事半功倍的效果。大量試驗(yàn)表明：難生根樹種經(jīng)過黃化處理，生根數(shù)、生根率等指標(biāo)都有了明顯的提高。如蘋果黃化處理后，扦插生根率達(dá)70%。

促進(jìn)生根的原因是黃化處理改變了插條內(nèi)生長素、多胺的含量和分布及有關(guān)酶的活性。在嬰羅花枝條生長的初期進(jìn)行黃化處理，60 d后采集的插條生根率仍然明顯高于未黃化枝條，這是因?yàn)樵谥l發(fā)育早期進(jìn)行黃化處理，效果最好。周漢忠研究發(fā)現(xiàn)，黃化處理插穗氮素含量比對照高，去除遮陰物后，母株在光照下超過20 d，再剪插穗進(jìn)行扦插，生根率和生長率均比20 d以內(nèi)的效果差，主要原因是插穗內(nèi)的氮素含量發(fā)生了變化[6]。

4.2? 黃化處理促進(jìn)生根的應(yīng)用

黃化處理促進(jìn)生根，在很多植物上得到了驗(yàn)證。如黃化處理可以有效提高核桃、榛和蘋果等木本植物的扦插生根率。田雪鄰等對平歐雜種榛進(jìn)行黃化處理試驗(yàn)，經(jīng)黃化處理后的插穗生根率、生根性狀都有顯著提高；張廣啟將黃化處理應(yīng)用于元寶楓，對照生根率為43.1%，而黃化元寶楓插穗生根率提高到63.6%；鄧建軍研究發(fā)現(xiàn)白花泡桐半黃化嫩枝扦插效果好于正常綠枝[15-17]。

5? 展望

為了給黃化處理更好地應(yīng)用于扦插繁殖技術(shù)奠定理論基礎(chǔ)，今后需從生理、生化和分子方面更深入地研究黃化處理促進(jìn)生根的機(jī)理。

參考文獻(xiàn)：

[1] FROLICH E F. Etiolation and the rooting of cuttings[J]. Etiolation & the Rooting of Cuttings， 1961（11）： 277-283.

[2] GARDNER F E. Etiolation as a method of rooting apple variety stem cuttings[J]. Proceedings American Society Hort Science， 1937（34）： 323-329.

[3] HACKETT W P. The influence of auxin，catechol and methanolic tissue extracts on root initiation in aseptically cultured shoot apices of the juvenile and adult forms of Hedera helix[J]. American Society Horticultural Science， 1970， 95（4）： 398-402.

[4] NELSON S H. A test for junvenility as an index for rootability in clonal apple rootstocks[J]. Canadian Journal of Plant Science， 1978（58）： 605-609.

[5] HERMAN D E， HESS C E. The effect of etiolation upon the rooting of cuttings[J]. Proc Int Plant Prop Soc， 1963（13）： 42-62.

[6] 周漢忠.茶樹母株遮陰黃化處理對扦插發(fā)根的影響[J].茶葉科學(xué)，1966（1）：64-68.

[7] 馬鋒旺.預(yù)暗培養(yǎng)對蘋果離體不定根形成期間游離氨基酸含量的影響[J].植物生理學(xué)通訊，1993（3）：188.

[8] 盧楠，孟丙南，孫宇涵，等.四倍體刺槐黃化嫩枝扦插生根過程生理生化分析[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，41（11）：5-9.

[9] 解夢雨，徐珂，王心怡，等.黃化對牡丹枝條解剖結(jié)構(gòu)及不定根發(fā)生的影響[J].四川農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2022，40（6）：901-906.

[10] 鄭先波，李明，王昊，等.埋干幼化對新疆毛桃扦插生根的影響[J].河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2017，51（1）：19-24.

[11] 裴東.核桃不定根發(fā)生調(diào)控機(jī)制與蛋白組學(xué)探討[D].北京：北京林業(yè)大學(xué)，2004．

[12] 孟丙南.四倍體刺槐扦插技術(shù)優(yōu)化及生根機(jī)理研究[D].北京：北京林業(yè)大學(xué)，2010．

[13] KWON S I， KIM M J， PAEK P N， et al. Factors involved in rooting response of M9（Malus domestica Borkh.）dwarf apple rootstock to stem etiolation[J]. Journal of Life Science， 2009， 19（6）： 832-835.

[14] 張杰，李健康，段安安，等.不同質(zhì)量濃度NAA、IBA對栓皮櫟、蒙古櫟黃化嫩枝扦插生根的影響[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2019，41（7）：128-138.

[15] 田雪鄰，史彥江，宋鋒惠，等.不同處理對平歐雜種榛黃化萌條扦插生根的影響[J].西北林學(xué)院學(xué)報(bào)，2018，33（1）：126-132.

[16] 張廣啟，久峰，段正洪，等.元寶楓扦插技術(shù)研究[J].山東林業(yè)科技，2020，50（4）：54-55.

[17] 鄧建軍，李芳東，喬杰，等.白花泡桐幼樹嫩枝扦插幼化技術(shù)[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，39（8）：5-6.