彭映赫,唐 煒,袁 毅,藍芳榮,王繼智,陳永忠,陳隆升,楊繼敏,王 瑞
無性繁殖是林木繁殖的主要方式,有許多研究表明,林木穗條中由于存在生根抑制物質,影響了林木生根效率,從而限制了部分難生根樹種的無性繁殖的進程[1-12]。
油茶(Camellia oleifera)屬于山茶科(Theacae)山茶屬(Camellia)植物,與油棕(Elaeis guineensis Jacq.)、油橄欖(Olea europaea L.)和椰子(Cocos nucifera)并稱為世界四大木本食用油料植物[13-16]。目前,油茶主要采用無性繁殖方式,組織培養(yǎng)和扦插具有保持木本優(yōu)良性狀、成本低、繁殖速度快、簡單易行等特點,備受推崇,但是由于油茶組培苗、扦插苗穗條中存在生根抑制物,導致其存在生根慢、生根率低等問題,限制了無性繁殖的發(fā)展。本文以 4 個油茶新品種為材料,對不同類型穗條在不同季節(jié)穗條中生根抑制物進行了研究,以期為油茶無性繁殖采樣季節(jié)提供依據(jù)。
試驗所用的油茶優(yōu)良無性系穗條采自湖南省林業(yè)科學院試驗林場油茶采穗圃,所采用的優(yōu)良無性系為油茶新品種“朝霞”、“赤霞”、“秋霞”、“晚霞”,為 1997 年通過高接換冠技術造林。于 2014 年 4 月 15 日、5 月 12 日、6 月 12 日分三次采集當年生春梢,樣品采集后帶回實驗室處理。
表1 試驗設計Tab.1 Experimental design
1.2.1 提取液制備 穗條帶回實驗室后先用洗潔劑洗凈,再用自來水沖凈,最后用去離子水沖洗,吸水紙吸干水分。用不銹鋼刀片切去穗條基部變色部分,然后將整個穗條切成碎片。稱取 10 g左右碎片,剪碎,研磨成漿,按每 1 克鮮材料加入 1 mL 甲醇溶液進行提取。最后用蒸餾水稀釋,過濾,定容,待用。
1.2.2 提取液酸度測定 采用滴定法對提取液進行總酸度滴定。以酚酞作指示劑,用 0.1 mol/L 氫氧化鈉滴定,然后根據(jù)消耗的堿液體積計算樣品總酸的含量。
1.2.3 酚類物質含量測定 取 10 μL 待測液置于10 mL 刻度試管中,以蒸餾水為對照,加入 6 mL蒸餾水及 2.5 mL Folin-Denis 試劑,用力搖勻,3 min 后加入 1 mL 飽和碳酸鈉溶液,再加蒸餾水使終體積為 10 mL;搖勻后室溫下保持 1 h,于分光光度計中測定吸光度,測定波長 725 nm。配制濃度為 0、1.1、2.2、3.3、4.4、5.5、6.6、7.7 μg/mL 的沒食子酸溶液,按上述測定方法測定吸光度,繪制標準曲線并擬合直線回歸方程,根據(jù)直線方程計算各樣品的總酚含量。
1.2.4 生物效應鑒定 以白菜種子為試驗材料,將白菜種子用紗布包好,分別放入不同濃度的提取液(原液、稀釋 5 倍)中浸泡 12 h,將浸泡后的種子置于培養(yǎng)皿中的濕濾紙上,放在光照培養(yǎng)箱中進行種子發(fā)芽試驗,濾紙每天加 2 次提取液,保持濾紙濕潤。其中,每個濃度設 3 個重復,每重復 50 粒種子。發(fā)芽試驗結束后,通過統(tǒng)計發(fā)芽率來進行受試材料生物效應的鑒定,以去離子水為對照。
實驗數(shù)據(jù)采用 Excel 2007 及 SPSS19.0 進行統(tǒng)計分析。
2.1.1 酸度 從圖 1 可以看出,4 個油茶新品種在 4-6 月份穗條提取液的酸度基本呈現(xiàn)“先上升后下降”的趨勢,只有“晚霞”呈直線上升趨勢。月平均酸度比較為:5 月份(9.78%)>6 月份(7.42%)>4 月份(4.42%),除“晚霞”外,其余 3 個新品種的酸度最高值均出現(xiàn)在 5 月份,其中以“秋霞”最高,達到 10.83%;最低值均出現(xiàn)在 4 月份,“赤霞”最低,為 3.00%。
圖1 不同品種、不同季節(jié)穗條提取液的酸度變化曲線Fig.1Acidity changes in scions extracts of different varieties in different season
2.1.2 酚類物質含量 由圖 2 可知,4 個油茶新品種在 4-6 月份穗條提取液中酚類物質含量變化趨勢一致,均呈現(xiàn)“先上升后下降”的趨勢。月平均酚類物質含量比較為:5 月份(179 μg/g)>4 月份(123 μg/g)>6 月份(122 μg/g),5 月份月平均酚類物質含量最高。除“赤霞”外,其余 3 個新品種的最高值均出現(xiàn)在 5 月份,最低值均出現(xiàn)在 6 月份,而“赤霞”的酚類物質含量也在 5 月份達到最高值,且在 4 個品種中達到最高值,為 195.67 μg/g,最低值出現(xiàn)在 4 月份,為 65.02 μg/g。
圖2 不同品種、不同季節(jié)穗條提取液中酚類物質含量變化曲線Fig.2Phenols content changes in scions extracts of different varieties in different season
2.1.3 種子發(fā)芽率 圖 3 結果表明,4 個油茶新品種在 4-6 月份穗條提取液原液中種子發(fā)芽率變化趨勢基本一致,呈“V”型變化,即先降低后上升,“晚霞”呈直線下降的趨勢。月平均發(fā)芽率比較為:4 月份(36.7%)>6 月份(27.3%)>5月份(14.5%),5 月份,月平均發(fā)芽率達到最低值。在 4 月份、6 月份,“赤霞”的發(fā)芽率均達到最大值,分別為 69.0%、38.0%,而 5 月份“晚霞”的發(fā)芽率達到最大值,為 31.0%。
圖3 不同品種、不同季節(jié)的穗條提取液原液中種子發(fā)芽率變化曲線Fig.3Seed germination rate changes in scions extracts of different varieties in different season
圖 4 數(shù)據(jù)顯示,4 個油茶新品種在 4-6 月份穗條提取液 5 倍稀釋液中種子發(fā)芽率變化趨勢基本一致,呈“V”型變化,即先降低后上升,“秋霞”呈直線上升的趨勢。月平均酸度比較為:6 月份(83.0%)>4 月份(70.0%)>5 月份(55.5%),5 月份,月平均發(fā)芽率達到最低值,除“秋霞”外,其余 3 個新品種的種子發(fā)芽率均在 5 月份達到最低值,其中以“朝霞”種子發(fā)芽率最低,為 31.0%。
圖4 不同品種、不同季節(jié)穗條提取液的5倍稀釋液中種子發(fā)芽率變化曲線Fig.4Seed germination rate changes in 5 times dilution of different varieties in different season
2.2.1 酸度 由圖 5 可知,不同類型穗條提取液中不同月份間酸度變化趨勢一致,均呈上升趨勢,即 6 月份酸度均大于 4 月份。在 4 月份,3 種類型穗條提取液中酸度相差不大,以嫁接大樹最高,為 4.67%,家系苗最低,為 3.87%;6 月份,家系苗穗條提取液中酸度急劇上升,達到 9.20%,遠高于組培苗(5.00%)和嫁接大樹(5.00%)。
圖5 不同類型、不同季節(jié)穗條提取液的酸度變化曲Fig.5 Acidity changes in scions extracts of different types in different season
2.2.2 酚類物質含量 從圖 6 可以看出,不同類型穗條提取液中不同月份間酚類物質含量變化趨勢一致,均呈下降趨勢,即 4 月份酚類物質含量均大于 4 月份。在 3 中不同類型穗條間,以嫁接大樹穗條提取液中酚類物質含量最高,在 4 月份和 6 月份均高于其他 2 種穗條,酚類物質含量分別為 150.80 μg/g和 97.98 μg/g。
圖6 不同類型、不同季節(jié)穗條提取液中酚類物質含量變化曲線Fig.6Phenols content changes in scions extracts of different types in different season
2.2.3 種子發(fā)芽率 圖 7 數(shù)據(jù)顯示,不同類型穗條提取液原液中不同月份間種子發(fā)芽率變化規(guī)律不一致,其中嫁接大樹與組培苗穗條提取液原液中種子發(fā)芽率呈上升趨勢,即 6 月份種子發(fā)芽率高于 4 月份,而家系苗變化趨勢相反,呈下降趨勢,即 4 月份種子發(fā)芽率高于 6 月份。4 月份,家系苗提取液原液中種子發(fā)芽率最高,為 28%,6 月份,組培苗提取液原液中種子發(fā)芽率最高,為47%。
圖7 不同類型、不同季節(jié)穗條提取液原液中種子發(fā)芽率變化曲線Fig.7Seed germination rate changes in scions extracts of different types in different season
圖 8 數(shù)據(jù)顯示,不同類型穗條提取液 5 倍稀釋液中不同月份間種子發(fā)芽率變化規(guī)律一致,均呈上升趨勢,即 6 月份種子發(fā)芽率均高于 4 月份。家系苗提取液原液中種子發(fā)芽率在 4 月份及 6月份均為最高值,分別為 73% 和 90%。
圖8 不同類型、不同季節(jié)穗條提取液的5倍稀釋液中種子發(fā)芽率變化曲線Fig.8Seed germination rate changes in 5 times dilution of different types in different season
(1)不同品種穗條提取液中不同季節(jié)生根抑制物質的酸度和酚類物質含量的變化趨勢一致,均為“先上升后下降”,而種子發(fā)芽率的變化趨勢與酸度和酚類物質含量的變化趨勢相反,即“先下降后上升”。在 5 月份,酸度和酚類物質含量達到最高值,而種子發(fā)芽率在 5 月份最低,說明酸度和酚類物質含量對種子發(fā)芽率影響較大,屬于生根抑制物質。這與穗條生長的物候期是相吻合的,說明在穗條成熟過程中,穗條提取液的生根抑制物隨著穗條的成熟逐漸升高,待穗條成熟后(6 月份),生根抑制物逐漸轉移或轉化,生根抑制物含量減少并趨于穩(wěn)定。
(2)不同品種穗條提取液中不同季節(jié)生根抑制物質的酸度呈“上升”趨勢,酚類物質含量呈“下降”趨勢,發(fā)芽率呈“上升”趨勢,即 6 月份種子發(fā)芽率高于 4 月份,也說明在不同類型的穗條中,6 月份穗條中酚類物質含量較低,適合扦插等無性繁殖。
(3)“晚霞”酸度變化及在提取液原液中種子發(fā)芽率的變化與其他品種不一致,呈“直線”上升趨勢。在 6 月份達到最高值,而其余 3 個新品種均在 5 月份達到最高值,這可能與“晚霞”物候期比其它 3 個品種晚有關。
(4)嫁接大樹的酸度及酚類物質含量高于組培苗和家系苗,而種子發(fā)芽率最低,說明在不同類型穗條中,8 年生嫁接大樹穗條的生根抑制物質含量最高,高于 3 年生的組培苗和家系苗穗條,這與 Paton D M 等關于“莖和葉子越成熟,抑制物的含量越高”的結論是一致的[17]。
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