金侯定,鄭春穎,華 斌,俞晨良,李柯豫,喻衛(wèi)武,*
(1.浙江農(nóng)林大學(xué) 省部共建亞熱帶森林培育國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,浙江 杭州 311300; 2.上海建設(shè)管理職業(yè)技術(shù)學(xué)院 園林技術(shù)與藝術(shù)學(xué)院, 上海 200232; 3.安吉縣靈峰寺林場(chǎng),浙江 安吉 313300; 4.杭州市富陽(yáng)區(qū)農(nóng)林資源保護(hù)中心,浙江 杭州 311400)
香榧(‘Merrillii’)為紅豆杉科(Taxaceae)榧屬(Arn.)榧樹(Fort. ex Lindl)中的一個(gè)栽培類型,是我國(guó)特有的珍稀干果,資源稀少,生命周期長(zhǎng),集果用、油用、藥用、材用、綠化觀賞、生態(tài)等多種用途于一體。香榧生長(zhǎng)緩慢,幼齡期非常漫長(zhǎng),無(wú)性繁殖可縮短培育周期。香榧的無(wú)性繁殖技術(shù)主要有植物組織培養(yǎng)、嫁接、扦插等。扦插繁殖可以保持林木優(yōu)良品種固有性狀,縮短育種周期,提高選擇效率,具有生長(zhǎng)均勻、生產(chǎn)力高、管理簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn);但扦插苗的缺點(diǎn)是植株生長(zhǎng)勢(shì)比較弱,容易早衰,一些林木受遺傳或年齡成熟等因素限制,扦插困難。因此,有必要對(duì)香榧扦插技術(shù)和扦插苗生長(zhǎng)生理做進(jìn)一步研究。
在浙江省新昌市香榧苗圃基地采集10~12年生雌株樹冠的中部硬枝,選擇生長(zhǎng)健壯、無(wú)病蟲害和機(jī)械損傷、完全木質(zhì)化的枝條。用2.5 mg·L標(biāo)典3721扦插專用生根液(鄭州標(biāo)典科技開發(fā)有限公司)速蘸插穗基部30 s,然后進(jìn)行扦插,共扦插250根。自扦插當(dāng)日起到插穗大部分生根為止,每隔7~10 d取樣1次。每次隨機(jī)抽取5根插穗,用去離子水洗凈并擦干,先進(jìn)行外部形態(tài)觀察,再取莖段基部(生根區(qū)域)3 cm左右,置于甲醛-乙酸-乙醇固定液(FAA)固定液(70%乙醇)中固定48 h后,倒出固定液,置于丙三醇、無(wú)水乙醇各半的軟化劑中30~60 d備用。常規(guī)石蠟切片法制片,切片厚12~14 μm,番紅-固綠染色后,用OlympusBX60正置熒光顯微鏡觀察、拍照。
在浙江省新昌市香榧苗圃基地采集香榧硬枝進(jìn)行扦插。插穗選擇長(zhǎng)15 cm、直徑0.4~0.5 cm的枝條,并用鋒利的刀片斜切,保持切口光滑平整。整個(gè)插穗浸泡在0.125%多菌靈(25%有效含量)溶液中消毒約2 min,瀝干后放在陰涼處備用。分別用5 mg·L的標(biāo)典3721扦插專用生根液速蘸插穗15 s、300 mg·L的生根粉GGR6(中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院提供)浸泡插穗20 min,以清水浸泡20 min作為對(duì)照;每處理300株,共900株。插穗的處理在采集后2 h內(nèi)完成,去除基部總?cè)~片1/3的葉片,處理過(guò)程中及時(shí)用濕毛巾包好插穗,以防止插穗失水、氧化。扦插深度為插穗總長(zhǎng)度的1/3(5 cm),插穗間距4 cm ×5 cm,壓緊實(shí)插穗周圍的基質(zhì),保證插穗基部與基質(zhì)充分接觸。于扦插前取樣1次,扦插后每隔7~10 d取樣1次,直至插穗生根,共取樣14次,每次取12株,用冰盒帶回實(shí)驗(yàn)室,清洗插穗并擦干,-80 ℃保存?zhèn)溆?。每次各處理?株用于酶活性測(cè)定,重復(fù)3次。
統(tǒng)計(jì)每個(gè)處理插穗的生根數(shù)、愈傷數(shù)、死亡數(shù),每個(gè)處理統(tǒng)計(jì)30株,重復(fù)3次,一個(gè)處理共90株。生根統(tǒng)計(jì)時(shí)間(約扦插后65 d):在大部分處理生根,主根伸長(zhǎng)并且出現(xiàn)側(cè)根時(shí)進(jìn)行生根統(tǒng)計(jì)。愈傷數(shù)是指插條扦插后僅形成愈傷組織而未形成根的情況。生根數(shù)、愈傷數(shù)、死亡數(shù)三者的百分率之和為100%。
1.3.1 POD活性測(cè)定
酶提取液的制備:取香榧插穗基部約3 cm皮層并剪碎,精確稱取0.2 g放入預(yù)冷過(guò)的研缽中,加2 mL預(yù)冷的磷酸緩沖液(PBS,0.05 mol·L,pH值7.8),加石英砂冰浴快速研磨成勻漿,倒入10 mL離心管內(nèi),再加2 mL PBS,分2次潤(rùn)洗研缽,使終體積為6 mL。4 ℃、10 000×離心20 min,所得上清液即為酶提取液。將上清液轉(zhuǎn)移到10 mL離心管內(nèi),4 ℃保存?zhèn)溆茫刻幚碇貜?fù)3次。
采用愈創(chuàng)木酚比色法測(cè)定POD活性:在比色皿中加入3 mL POD反應(yīng)液(100 mL 0.1 mol·LpH值6.0磷酸緩沖液+100 mL蒸餾水+100 μL愈創(chuàng)木酚+100 μL 30% HO),再加入10 μL酶液;對(duì)照用蒸餾水代替酶液,其余成分相同;立即用紫外分光光度計(jì)(島津UV-2600)讀取470 nm的吸光度,每隔30 s讀1次,讀取反應(yīng)3 min內(nèi)的吸光度,以每分鐘內(nèi)Δ470變化0.01為1個(gè)酶活性單位(U)。
1.3.2 IAAO活性測(cè)定
酶提取液的制備:取香榧插穗基部約3 cm皮層,剪碎,精確稱取0.5 g放入預(yù)冷過(guò)的研缽中,加2 mL預(yù)冷PBS (0.2 mol·L,pH值6.0),冰浴快速研磨成勻漿,倒入10 mL離心管內(nèi),再加PBS潤(rùn)洗研缽,按鮮重100 mg材料加1 mL提取液的比例定容至5 mL。在4 ℃ 11 100×離心20 min,所得上清液即為酶提取液。將上清液轉(zhuǎn)移到10 mL離心管內(nèi),0~4 ℃保存?zhèn)溆谩H?.5 mL酶提取液于試管,加入1 mL MnCl、1 mL 2,4-二氯酚、2 mL IAA、1.5 mL酶液和4.5 mL磷酸緩沖液,均勻混合后置30 ℃水浴30 min。對(duì)照管用磷酸緩沖液替代酶提取液,其余成分相同。取水浴后試管溶液2 mL與4 mL反應(yīng)液(10 mL 0.5 mol·LFeCl,500 mL 35%過(guò)氯酸,避光)小心混勻后,放在黑暗條件下的40 ℃保溫箱,30 min后測(cè)定530 nm處的吸光度。IAA標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作與上述方法相同,設(shè)置 0、0.5、1.0、2.5、5、10、15、20、25 μg·mL梯度濃度的IAA標(biāo)準(zhǔn)液替代1.5mL酶提取液。以IAA濃度(μg·mL)做為橫坐標(biāo),對(duì)應(yīng)值為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。以1 mL酶液在1 h內(nèi)分解破壞的IAA量(μg)表示酶活性大小。
1.3.3 PPO活性測(cè)定
酶液制備同1.3.2節(jié)IAAO活性測(cè)定,參照焦兒茶酚比色法測(cè)定。在3 mL PBS(0.05 mol·L,pH值6.0)中加入0.1 mL酶液混勻,在30 ℃恒溫水浴鍋中準(zhǔn)確反應(yīng)1 min,加入0.1 mol·L鄰苯二酚溶液1 mL,測(cè)定525 nm處的吸光度,每隔30 s讀取1次,讀取反應(yīng)最初5 min內(nèi)的吸光度,以每min Δ525變化0.01為1個(gè)酶活性單位(U)。
1.3.4 SOD活性測(cè)定
酶液制備同1.3.1節(jié)POD活性測(cè)定。使用基于黃嘌呤氧化酶法的T-SOD試劑盒(A001-1, 南京建成生物工程研究所)測(cè)定。以1 g樣品在1 mL反應(yīng)液中SOD抑制率達(dá)50%時(shí)所對(duì)應(yīng)的SOD量為一個(gè)SOD活力單位(U)。
開展大學(xué)生思想政治教育工作是輔導(dǎo)員的核心工作,然而由于輔導(dǎo)員自身指導(dǎo)理論的有限性以及多重身份的局限性等因素,在一定程度了增加了其在思想政治教育工作中的難度。與此同時(shí),信息網(wǎng)絡(luò)化的普及、文化多樣化的發(fā)展在一定程度上拓寬了大學(xué)生對(duì)思想政治教育內(nèi)容的獲取途徑,也為輔導(dǎo)員話語(yǔ)權(quán)帶來(lái)了諸多挑戰(zhàn)。
取上述測(cè)酶活性的樣品測(cè)定可溶性蛋白含量,提取液制備同1.3.1節(jié)POD活性測(cè)定??扇苄缘鞍缀坎捎每捡R斯亮蘭G-250染色法測(cè)定。取0.1 mL提取液,加入0.9 mL蒸餾水,放入帶塞刻度試管中,加入5 mL考馬斯亮蘭G-250試劑,充分混合;放置2 min后在595 nm下比色,記錄吸光度值。使用100 μg·mL牛血清蛋白作為標(biāo)準(zhǔn)溶液,配置0、20、40、60、80、100 μg·mL系列濃度,測(cè)定595 nm吸光度,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)曲線查得可溶性蛋白含量。
利用Excel 2003軟件對(duì)所測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理,用SPSS18.0軟件作圖。
香榧枝條莖的初生結(jié)構(gòu)是由表皮、皮層、維管柱3部分組成(圖1)。表皮由一層排列緊密的細(xì)胞組成(圖1-a和1-b)。皮層由多層薄壁細(xì)胞組成,細(xì)胞多為不規(guī)則的卵石狀,皮層中分布著樹脂道(圖1-a);樹脂道為植物分泌組織之一,香榧枝條皮層中的樹脂道由分泌樹脂的上皮細(xì)胞和2~3層鞘細(xì)胞圍繞而成。維管柱位于皮層內(nèi),由韌皮部、木質(zhì)部、髓組成(圖1-a)。韌皮部由篩胞、韌皮薄壁細(xì)胞組成,韌皮部靠近形成層區(qū)有含晶韌皮纖維,在橫切面上呈長(zhǎng)方形,細(xì)胞壁加厚(圖1-c)。形成層由5~7層體積較小、排列緊密的細(xì)胞組成(圖1-c)。木質(zhì)部由管胞組成,髓由較大的薄壁細(xì)胞組成,有時(shí)能觀察到葉跡或枝跡(圖1-d)。在香榧莖的橫切面觀察中,未發(fā)現(xiàn)潛在的根原基。
a,莖橫切;b,韌皮部與形成層;c,莖表皮;d,葉跡或枝跡。Cl,表皮層;Co,皮層;Ph,韌皮部;Php,韌皮薄壁組織;Rd,樹脂道;CrF,含晶韌皮纖維;C,形成層;Xy,木質(zhì)部;Pi,髓;LT/BT,葉跡或枝跡;Pi,髓;Vc,維管柱。a, Transectional shoot; b, Phloem and callus; c, Cuticle of the shoot; d, Leaf trace or branch shoot. Cl, Cuticular layer; Co, Cortex; Ph, Phloem; Php, Parenchyma in phloem; Rd, Resin duct; CrF, Crystalliferous phloem fiber; C, Cambial layer; Xy, Xylem; Pi, Pith; LT/BT, Leaf trace or branch trace; Vc, Vascular column.圖1 香榧插穗的解剖學(xué)觀察Fig.1 Anatomical observation of Torreya grandis ‘Merrillii’ cuttings
香榧夏季硬枝扦插繁殖的不定根均來(lái)源于愈傷組織。扦插后15 d在插穗基部切口位置出現(xiàn)少量愈傷組織;扦插后20 d愈傷組織明顯隆起,顏色為黃褐色;扦插后35 d愈傷組織覆蓋整個(gè)切口,顏色變深;扦插后45 d插穗切口底端出現(xiàn)黃色凸起;扦插后55 d部分插穗白色不定根突破愈傷組織表面;扦插后65 d不定根伸長(zhǎng),約半數(shù)插穗生根;扦插后95 d部分插穗出現(xiàn)一級(jí)側(cè)根,不定根長(zhǎng)約5 cm;扦插后170 d,一級(jí)側(cè)根發(fā)達(dá)(圖2)。
a,無(wú)愈傷組織(7 d);b,出現(xiàn)薄薄一層愈傷組織(15 d);c,愈傷組織明顯隆起,顏色為黃褐色(20 d);d,基部愈傷組織繼續(xù)膨大(35 d);e,基部底端出現(xiàn)黃色突起(45 d);f,白色不定根突破愈傷組織表面(55 d);g,不定根伸長(zhǎng)(65 d);h,出現(xiàn)一級(jí)側(cè)根(95 d)。圖中標(biāo)尺均表示0.5 cm。a, No callus observed (7 days after cutting); b, A thin layer of callus observed (15 days after cutting); c, Obviously protruded yellow-brown callus (20 days after cutting); d, Continuously swelling callus (35 days after cutting); e, The yellow swelling observed at the bottom of the cut (45 days after cutting); f, White adventitious roots breaking through the callus surface (55 days after cutting); g, Elongating adventitious roots observed on half of the cuttings (65 days after cutting); h, The first grade lateral roots observed (95 days after cutting). Bar scale=0.5 cm.圖2 香榧插穗不定根形成的外部形態(tài)變化過(guò)程Fig.2 Morphological changes in adventitious roots of Torreya grandis ‘Merrillii’ cuttings
香榧扦插后,插條基部切口處能產(chǎn)生愈傷組織,創(chuàng)口處的皮層、韌皮部、形成層、髓等部位的薄壁細(xì)胞不斷增生而形成愈傷組織,其細(xì)胞形狀不一,排列緊密(圖3-a、3-b)。隨著細(xì)胞的不斷分裂,愈傷組織數(shù)量不斷增加,逐漸覆蓋整個(gè)切口,插條基部膨大。隨后愈傷組織中逐漸形成一團(tuán)體積小、排列緊密、分生能力強(qiáng)的細(xì)胞,即根原基(圖3-c)。隨著根原基的不斷發(fā)育,不定根和插條的維管組織互相連接形成維管系統(tǒng),同時(shí)不斷伸長(zhǎng),最終從插條基部的愈傷組織伸出而生根(圖3-d)。
香榧扦插苗的不定根初生構(gòu)造橫向由表皮、皮層、中柱3部分組成;表皮的細(xì)胞排列緊密,部分細(xì)胞外壁向外突出形成根毛;皮層由多層細(xì)胞組成,能看到凱氏點(diǎn);中柱由中柱鞘、輻射維管束組成(3-e)??v向由根冠、分生區(qū)與伸長(zhǎng)區(qū)組成(圖3-f)。
a、b,愈傷組織形成部位;c,根原基;d,不定根與莖維管束連接;e,不定根橫切;f,不定根縱切。Ca,愈傷組織;RPIC,根原基原始細(xì)胞;Cl,表皮層;Co,皮層;C,形成層;Xy,木質(zhì)部;Pi,髓;Vc,維管柱;Ar,不定根;Per,中柱鞘;PX,初生木質(zhì)部;PPh,初生韌皮部;RH,根毛;AM,頂端分生組織;M,分生區(qū);Ez,伸長(zhǎng)區(qū);Ph,韌皮部。a and b, Formation of callus; c, Root primordia; d, Connection between adventitious roots and vascular bundle; e and f, Transverse and longitudinal sections of adventitious roots. Ca, Callus; RPIC, Initial cells in root primordia; Cl, Cuticular layer; Co, Cortex; C, Cambial layer; Xy, Xylem; Pi, Pith; Vc, Vascular column; Ar, Adventitious root; Per, Pericycle; PX, Primary xylem; PPh, Primary phloem; RH, Root hair; AM, Apical meristem; M, Meristem; Ez, Elongation zone; Ph, Phloem.圖3 香榧扦插不定根發(fā)育的解剖學(xué)觀察Fig.3 Anatomical observation of developing adventitious roots of Torreya grandis‘Merrillii’ cuttings
根據(jù)形態(tài)學(xué)觀察,香榧在扦插生根過(guò)程中,0~35 d為根誘導(dǎo)階段,35~105 d為始發(fā)階段,105~135 d為伸長(zhǎng)階段。扦插后第197 d進(jìn)行生根數(shù)、愈傷數(shù)和死亡數(shù)等指標(biāo)統(tǒng)計(jì),結(jié)果(表1)顯示,5 mg·L標(biāo)典3721扦插專用生根液處理插穗愈傷數(shù)最高,死亡數(shù)最少;各處理的生根數(shù)相近。
表1 不同處理對(duì)香榧扦插生根的影響Table 1 Effects of different treatments on cutting rooting of Torreya grandis
香榧插穗基部皮層的PPO活性總體呈上升-下降的單峰趨勢(shì)(圖4-b)。扦插后0~14 d先下降,14~35 d呈上升趨勢(shì),在第35天達(dá)到峰值,之后下降,第45天之后變化較小。標(biāo)典、GGR6處理與對(duì)照組總體趨勢(shì)一致,在第35天達(dá)到峰值時(shí),對(duì)照組PPO活性高于GGR6,而標(biāo)典處理的PPO活性低于GGR6處理。在第105天后,標(biāo)典處理和對(duì)照組PPO活性呈緩慢上升趨勢(shì),而GGR6處理呈先上升后下降趨勢(shì)。
香榧插穗基部皮層的IAAO活性總體呈下降-上升趨勢(shì)(圖4-c)。外源生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理插穗IAAO活性高于對(duì)照。扦插后0~35 d,香榧插穗各處理IAAO活性急劇下降;標(biāo)典處理在扦插后35~85 d呈緩慢上升趨勢(shì),在第85天達(dá)到峰值后活性下降,直到第105天后上升;GGR6處理的IAAO活性在第55天達(dá)到峰值后緩慢下降,直到第105天活性達(dá)到較低值后再上升;對(duì)照組在扦插后28~65 d IAAO活性一直較低,第75天達(dá)到較小峰值后下降,第95天達(dá)到最低值,之后活性上升。
香榧扦插生根過(guò)程中,插穗基部皮層SOD活性總體呈下降-上升趨勢(shì),對(duì)照組與外源生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理的SOD活性上升時(shí)間不同。對(duì)照組SOD活性在扦插后0~14 d上升,14~28 d呈下降趨勢(shì),28~45 d急劇上升,之后活性恢復(fù)到扦插前水平。GGR6處理SOD活性在扦插后0~14 d上升,14~35 d呈下降趨勢(shì),第35天后上升,之后穩(wěn)定在扦插前水平。標(biāo)典處理的SOD活性在扦插后0~14 d下降,14~21 d上升,21~45 d下降,在第45天急劇上升,之后也穩(wěn)定在扦插前水平(圖4-d)。
數(shù)據(jù)以鮮重計(jì)。下同。Data was detected based on fresh weight. The same as below.圖4 香榧插穗生根過(guò)程中相關(guān)酶活性的變化Fig.4 Changes of related enzyme activities during rooting of Torreya grandis cuttings
香榧扦插生根過(guò)程中,各處理插穗基部皮層可溶性蛋白含量變化有3個(gè)峰值(圖5)。3種處理在扦插后0~21 d可溶性蛋白含量都上升。標(biāo)典處理在21~35 d下降到最低值,35~75 d不斷上升,第75天后開始下降,至第85天可溶性蛋白含量下降至最低后呈上升趨勢(shì),第105 d下降。GGR6處理在28 d后下降到最低值,35~45 d含量上升,55~65 d又下降,85~125 d呈上升趨勢(shì)。標(biāo)典處理的可溶性蛋白含量峰值高于GGR6處理和對(duì)照。
圖5 香榧插穗生根過(guò)程中可溶性蛋白含量變化Fig.5 Changes of soluble protein contents during rooting of Torreya grandis cuttings
香榧多嫁接繁殖,僅砧木至少要培養(yǎng)2 a,常用2+2(2年生的砧木嫁接2年生的接穗)的苗木,生產(chǎn)周期很長(zhǎng),而扦插繁殖在生產(chǎn)上尚未廣泛應(yīng)用。從插穗的解剖結(jié)構(gòu)來(lái)看,如果存在環(huán)狀厚壁組織且連續(xù)排列,則扦插生根較困難。珙桐()扦插成活率低,與莖中無(wú)潛伏根原基和存在環(huán)狀厚壁組織有關(guān)。板栗()的莖解剖發(fā)現(xiàn),靠近初生韌皮部的皮層中有數(shù)層厚壁纖維細(xì)胞,并連成環(huán)狀,影響不定根形成。Hu等對(duì)2~100年生香榧的莖解剖時(shí)發(fā)現(xiàn),香榧莖次生韌皮部的軸向系統(tǒng)由篩胞、含晶韌皮纖維、韌皮薄壁細(xì)胞和石細(xì)胞組成,含晶韌皮纖維為連續(xù)或間斷切向帶,石細(xì)胞星散分布在韌皮薄壁組織細(xì)胞帶中,含晶韌皮纖維長(zhǎng)度和香榧枝條年齡成正比。李伊樂研究表明,香榧次生韌皮部有含晶韌皮纖維,呈近似弦向排列。含晶韌皮纖維是一種特殊的厚壁組織,松科(Pinaceae)、紅豆杉科(Taxaceae)植物的莖中均有發(fā)現(xiàn),香榧含晶韌皮纖維細(xì)胞壁上嵌埋著草酸鈣結(jié)晶。本研究對(duì)香榧1年生枝條橫切時(shí)發(fā)現(xiàn),韌皮部和形成層處有單層不連續(xù)含晶韌皮纖維,含晶韌皮纖維和石細(xì)胞都屬于厚壁組織,可能對(duì)香榧插穗不定根的發(fā)育有一定影響。扦插生根過(guò)程中,根據(jù)不定根發(fā)生的時(shí)間,將根原基分為潛生根原基和誘生根原基2種類型。潛伏狀態(tài)的根原基在適宜環(huán)境條件下解除休眠,繼續(xù)發(fā)育成不定根。誘生根原基指外植體本身不存在潛生根原基,需要誘導(dǎo)才能分化。香榧1年生枝條中未發(fā)現(xiàn)潛生根原基,因此,香榧插穗在扦插生根過(guò)程中,屬誘生根原基類型。不定根按其形成部位可分為皮層生根型、愈傷組織生根型和混合生根型3種。綜合分析得出,香榧扦插根原基產(chǎn)生于愈傷組織,不定根由愈傷組織伸出,因此,初步推斷屬于愈傷組織生根型。
植物體內(nèi)的IAAO、PPO、POD、SOD活性與不定根的生長(zhǎng)發(fā)育相關(guān)。POD能破壞某些阻礙插穗生根的抑制劑,被認(rèn)為是生根標(biāo)志之一。POD活性在扦插生根過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)2個(gè)峰值,分別為根的誘導(dǎo)與伸長(zhǎng)。扦插后至第1次峰值為根誘導(dǎo)期,隨著POD活性上升,消除插穗內(nèi)多余的內(nèi)源IAA,此時(shí)香榧插穗基部愈傷組織已形成,在POD活性第二次峰值前,POD活性的下降有助于IAA含量的累積,促使不定根的形成,此時(shí)香榧插穗陸續(xù)生根,與桉樹()中的研究結(jié)果相一致。隨著不定根的伸長(zhǎng),POD活性又逐漸上升以促進(jìn)不定根生長(zhǎng),這與東方杉(×)中的研究結(jié)果相一致。香榧扦插生根過(guò)程中,標(biāo)典處理的POD活性高于GGR6和對(duì)照組,峰值出現(xiàn)早,更利于不定根的誘導(dǎo)與表達(dá)。
香榧插穗生根過(guò)程中,標(biāo)典、GGR6處理與對(duì)照組在扦插后0~14 d PPO活性下降,此時(shí)插穗切口表面形成較薄的愈傷組織;第35天PPO活性出現(xiàn)峰值,此時(shí)標(biāo)典和GGR6處理的插穗愈傷組織發(fā)達(dá),覆蓋整個(gè)切口,顏色為黃褐色,而對(duì)照組的愈傷組織少而薄。高活性的PPO催化酚類物質(zhì)與IAA合成生根輔助因子,從而起根原基誘導(dǎo)作用。香榧插穗各處理PPO活性的增加,有利于生根輔助因子的合成,進(jìn)而促進(jìn)根原基的誘導(dǎo)與不定根的形成。在山杏()和榛子()的扦插生根研究中也發(fā)現(xiàn)了相似情況。切口愈傷組織顏色為黃褐色時(shí),香榧對(duì)照組插穗PPO活性高于外源生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理,說(shuō)明對(duì)照需要更高的PPO活性誘導(dǎo)根原基的形成。扦插后45~105 d,PPO活性回到最初水平,變化趨于平緩,此時(shí)香榧插穗愈傷組織進(jìn)一步生長(zhǎng)成熟,顏色加深,表面出現(xiàn)圓點(diǎn)狀凸起,少數(shù)插穗生根。扦插后105~135 d,PPO活性呈緩慢上升趨勢(shì),此時(shí)插穗陸續(xù)生根,根不斷伸長(zhǎng),少數(shù)出現(xiàn)側(cè)根。綜合分析,標(biāo)典與GGR6處理能縮短香榧插穗的根原基形成時(shí)間,但不能提高生根率。各處理在扦插后約一個(gè)月為愈傷組織形成和根原基誘導(dǎo)期,雖然能較快形成根原基,但是根原基發(fā)育并形成不定根突破愈傷組織所需時(shí)間較長(zhǎng),這可能與香榧插穗生根特性相關(guān)。
生長(zhǎng)素(IAA)是促進(jìn)不定根形成的主要激素。根原基的發(fā)生需要較高濃度的生長(zhǎng)素,而根原基的伸長(zhǎng)和生長(zhǎng)不需要高水平的生長(zhǎng)素。香榧插穗在扦插后0~35 d,IAAO活性急劇下降,分解IAA能力降低,促進(jìn)IAA積累,為根原基的發(fā)生做準(zhǔn)備。之后,IAAO活性上升,GGR6、標(biāo)典、對(duì)照組分別在第55、75、85天達(dá)到峰值,促使IAA降解,低濃度的IAA有助于根原基的伸長(zhǎng)和生長(zhǎng)。香榧扦插生根過(guò)程中IAAO活性與榛子()、四倍體刺槐(Tetraploid)相接近,而榛子與四倍體刺槐扦插繁殖也都十分困難。
香榧扦插生根過(guò)程中,各處理插穗基部皮層SOD活性總體呈下降-上升趨勢(shì)。在扦插初期0~14 d,對(duì)照組與GGR6處理的SOD活性上升,插穗離開樹體受到創(chuàng)傷,切口易被氧化,水分與養(yǎng)分來(lái)源被切斷,處于逆境狀態(tài),因此,SOD活性升高起保護(hù)作用;而標(biāo)典處理SOD活性呈下降趨勢(shì),表明插穗受創(chuàng)細(xì)胞已修復(fù),愈傷組織形成時(shí)間早于對(duì)照和GGR6處理。扦插第21天,插穗基部愈傷組織開始形成,SOD活性開始下降,插穗吸收水分與養(yǎng)分能力部分恢復(fù);隨著插穗基部愈傷組織的生長(zhǎng),愈傷組織顏色加深,表面出現(xiàn)小凸起,SOD活性又開始恢復(fù),與扦插前枝條在樹體上的活性相近,SOD的再合成能避免自由基的大量積累,增強(qiáng)插穗抗性。與對(duì)照組相比,施加外源生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑能使插穗SOD活性長(zhǎng)期保持在較低水平,表明其愈傷組織生長(zhǎng)較好,吸收水分與養(yǎng)分避免插穗處于逆境。綜合分析,SOD活性變化與香榧插穗生根有一定關(guān)系,在愈傷組織形成與根原基誘導(dǎo)期SOD活性呈下降趨勢(shì),標(biāo)典處理能縮短插穗愈傷組織形成時(shí)間,加快不定根的誘導(dǎo)。
香榧扦插后0~21 d可溶性蛋白含量上升,有助于插穗內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的積累,扦插后21~35 d標(biāo)典與GGR6處理的插穗中可溶性蛋白含量下降,達(dá)到最低值,推測(cè)插穗根原基的誘導(dǎo)與形成消耗了大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。蛋白質(zhì)含量與酶的合成和活性有關(guān)。扦插初期,插穗基部形成愈傷組織,細(xì)胞細(xì)嫩,生理活動(dòng)旺盛,需要大量的蛋白酶參與,因而扦插初期各處理可溶性蛋白含量均成上升趨勢(shì)。扦插后期,各處理可溶性蛋白含量均下降,此時(shí)插穗不定根陸續(xù)長(zhǎng)出。隨著不定根的伸長(zhǎng),營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量有所下降,說(shuō)明不定根的伸長(zhǎng)消耗了部分營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。生根過(guò)程中,標(biāo)典處理的可溶性蛋白含量高于GGR6處理和對(duì)照組,峰值更明顯,表明標(biāo)典處理更有利于插穗內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的積累。綜合分析,施加標(biāo)典能提高插穗生根后期可溶性蛋白含量,有助于不定根的發(fā)育和生長(zhǎng)。