不同生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑配方對(duì)抗松材線蟲(chóng)病馬尾松扦插生根的影響

賴略 ，凌惠鋒

(1.河源市森林病蟲(chóng)害防治服務(wù)中心,廣東 河源 517000；2.河源市國(guó)有黎明林場(chǎng),廣東 河源 517200)

馬尾松()利用價(jià)值高，開(kāi)發(fā)前景廣闊，是我國(guó)生態(tài)建設(shè)和脂材兩用的主要造林樹(shù)種，在廣東、廣西、江西、福建、浙江、貴州等南方17個(gè)省區(qū)均有分布。然而近年來(lái)，由于松材線蟲(chóng)病的快速傳播擴(kuò)散，馬尾松感病及死亡率高，造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。為控制松材線蟲(chóng)病進(jìn)一步蔓延，全國(guó)多地先后發(fā)布了“限松令”，禁止馬尾松的大量種植，嚴(yán)重阻礙了松樹(shù)產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。松材線蟲(chóng)病入侵我國(guó)已30余年，防治方面主要采用砍伐疫木、焚燒、噴施藥劑、媒介昆蟲(chóng)控制等手段，但目前仍未能從根本上實(shí)現(xiàn)松材線蟲(chóng)病的有效防控。

通過(guò)抗病育種提高植物對(duì)病原物的抗性是實(shí)施植物病害高效防控的重要策略。研究發(fā)現(xiàn)，馬尾松群體中存在抗松材線蟲(chóng)病的基因型，在松材線蟲(chóng)入侵時(shí)表現(xiàn)出了強(qiáng)而穩(wěn)定的抗病性。因此，抗病種質(zhì)資源篩選與繁育利用，是從根本上解決松材線蟲(chóng)病防控的有效途徑。馬尾松無(wú)潛伏根原基，屬難生根樹(shù)種。激素在植物不定根發(fā)生過(guò)程中起到關(guān)鍵作用。基于此，本研究以篩選的抗松材線蟲(chóng)病馬尾松植株為研究對(duì)象，通過(guò)設(shè)置不同生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理，分析扦插生根率、內(nèi)源激素水平及苗木生長(zhǎng)變化情況，以期為抗松材線蟲(chóng)病馬尾松高效繁育提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

采集抗性馬尾松植株上成熟球果，經(jīng)自然晾曬收集種子，去雜后流水沖洗1 h，28 ℃溫水浸泡過(guò)夜，再用0.5%高錳酸鉀浸泡15 min后，無(wú)菌水洗3次，然后直接播于沙床。待種子發(fā)芽種殼掉落時(shí)，移栽至裝有輕型基質(zhì)(泥炭土∶珍珠巖∶椰糠=1∶1∶1)容器杯中。待苗木培育10個(gè)月，篩選苗高>25 cm、地徑>2.5 mm且生長(zhǎng)健壯、無(wú)病蟲(chóng)害苗木為采穗母株，按照常規(guī)的馬尾松采穗圃營(yíng)建方法建立采穗圃。在11月下旬，采集半木質(zhì)化穗條作為試驗(yàn)材料進(jìn)行扦插。扦插試驗(yàn)在受控環(huán)境條件下進(jìn)行：光照強(qiáng)度2 000～2 500 lx，光照時(shí)間12 h，溫度(25±0.5) ℃，相對(duì)濕度90%～95%。扦插基質(zhì)為黃泥，經(jīng)0.5%高錳酸鉀消毒過(guò)夜，再經(jīng)流水沖洗干凈后備用。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 生根劑處理 以生根粉1號(hào)(ABT1)、萘乙酸(NAA)、吲哚乙酸(IAA)、吲哚丁酸(IBA)、多效唑(PBZ)為生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，開(kāi)展不同種類、不同濃度生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理嫩枝扦插試驗(yàn)。每種生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑設(shè)3個(gè)水平(表1)，采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，共設(shè)置18個(gè)生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理(表2)。將穗條分別用不同濃度、不同組分的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑浸泡6 h，然后直接插于裝有黃泥容器杯中。每處理4重復(fù)，每重復(fù)60株。

表1 生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑組分水平表 單位：mg·L-1

1.2.2 指標(biāo)測(cè)定

生根率：扦插40 d時(shí)，統(tǒng)計(jì)各處理生根苗株數(shù)占扦插總株數(shù)百分比。

內(nèi)源激素測(cè)定：根據(jù)不同生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理試驗(yàn)結(jié)果，以T1、T2處理插穗為研究對(duì)象，在扦插第0、20(根原始體誘導(dǎo)形成)、40(不定根形成)天時(shí)，分別取樣測(cè)定穗條中內(nèi)源生長(zhǎng)素(IAA)、赤霉素(GAs)含量。使用儀器為美國(guó)安捷倫公司生產(chǎn)的Agilent 1290液相色譜儀、Agilent 6460C三重四極桿質(zhì)譜儀和配電噴霧離子源，激素標(biāo)準(zhǔn)品為Sigma公司生產(chǎn)，色譜純級(jí)。參照王榮的色譜條件和質(zhì)譜條件，取不同扦插時(shí)間插穗基部1 cm長(zhǎng)的去掉針葉根莖為樣品，每重復(fù)各取樣約1 g進(jìn)行測(cè)定。

根條數(shù)：扦插40天時(shí)，統(tǒng)計(jì)各處理苗木根長(zhǎng)>5 mm平均根條數(shù)。

生根時(shí)間：待肉眼可見(jiàn)且長(zhǎng)度>2 mm的不定根出現(xiàn)時(shí)，計(jì)為生根時(shí)間。

移栽成活率：扦插3個(gè)月后，統(tǒng)計(jì)各處理存活植株占扦插總株數(shù)百分比。

苗高：扦插3個(gè)月后，用卷尺測(cè)定(精度0.1 cm)，統(tǒng)計(jì)各處理平均苗高。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行方差分析、Duncan’s多重比較和-test兩個(gè)處理間差異分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理下生根率變化

由表2可知，不同生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理下扦插生根率差異顯著。

表2 馬尾松扦插育苗生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑不同配比極差分析

其中，未使用生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的T1處理下的生根率為0，明顯低于其他17個(gè)使用生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的處理〔(17,54)=1 723.5，<0.001〕，表明馬尾松扦插生根中外源性生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的應(yīng)用是必需的。在供試17個(gè)使用生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理中，以T2處理(0 mg·LABT1+100 mg·LNAA+100 mg·LIAA+100 mg·LIBA+50 mg·LPBZ)下生根率最高，達(dá)95.3%。從各生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑組分極差分析結(jié)果看，NAA影響最大(=31.5)，其次PBZ(=20.7)，而IAA影響最小(=6.5)。

由正交設(shè)計(jì)效應(yīng)曲線(圖1)可以看出，對(duì)馬尾松生根影響最大的NAA、PBZ分別在100 mg·L和50 mg·L濃度處理下，生根率最高，而當(dāng)濃度增加時(shí)，生根率反而下降。這說(shuō)明，NAA、PBZ在馬尾松扦插過(guò)程中具有明顯的濃度效應(yīng)，其使用時(shí)需控制在適宜濃度范圍。此外，從IAA的效應(yīng)曲線變化看，100～200 mg·LIAA范圍內(nèi)生根率隨著濃度增加無(wú)明顯變化，這反映了IAA的效用不會(huì)隨著使用量增加而增強(qiáng)。

圖1 馬尾松扦插育苗生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑正交設(shè)計(jì)效應(yīng)曲線圖

2.2 扦插生根過(guò)程中內(nèi)源IAA與GAs水平變化

外源生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的作用機(jī)制主要在于誘導(dǎo)了內(nèi)源激素水平的變化。IAA是核心激素，NAA具有類似IAA的功能，而PBZ是GAs生物合成抑制劑。因此，根據(jù)不同生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)馬尾松扦插生根的影響結(jié)果，為進(jìn)一步驗(yàn)證生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的作用，以生根差異顯著的T1、T2處理下的插穗為研究材料，分析了其生根過(guò)程中內(nèi)源性IAA和GAs水平的變化。從圖2可知，生根過(guò)程中兩個(gè)處理插穗中內(nèi)源IAA、GAs水平均變化較大，其中IAA均表現(xiàn)為先高后低的趨勢(shì)，而GAs在T1、T2處理下表現(xiàn)相反，前者先低后高，后者先高后低。從相同生根時(shí)間兩個(gè)處理間IAA、GAs水平的變化看，生根初始時(shí)兩個(gè)處理下穗條中IAA、GAs水平無(wú)差異(||=1.23～1.27，= 0.251～0.267)，但在生根第20和40天時(shí)，T2處理下的IAA高于T1(||=11.43～12.04，<0.001)，而GAs低于T1(||=17.94～30.23，<0.001)。這說(shuō)明，較高水平的IAA和較低水平的GAs利于插穗生根。

圖2 馬尾松扦插生根過(guò)程中內(nèi)源IAA與GAs水平的變化注：不同小寫(xiě)字母表示同一處理不同生根時(shí)間差異顯著，不同大寫(xiě)字母表示同一生根時(shí)間不同處理間差異顯著(P<0.05)。

2.3 不同生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理下扦插苗生長(zhǎng)變化情況

為觀察不同生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理下扦插苗生長(zhǎng)情況是否存在差異，以T1、T2及生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑組分與T2一致但濃度增加一倍的T3處理下扦插生根苗為研究對(duì)象，分析了其根條數(shù)、生根時(shí)間、移栽成活率、平均苗高及生長(zhǎng)表現(xiàn)的變化(表3)。在無(wú)生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的T1處理下，生根率為0，插穗基部發(fā)生了嚴(yán)重的莖腐，并在扦插40 d時(shí)全部死亡。T2和T3處理下，80%以上的穗條生根，但T2處理的穗條根條數(shù)〔(2,9)=2 653.8，<0.001〕、生根時(shí)間(||=10.89，<0.001)、移栽成活率〔(2,9)=8 735.9，<0.001〕、苗高(||=10.02，<0.001)及苗木生長(zhǎng)活力均明顯優(yōu)于T3。這說(shuō)明高濃度生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑由于誘導(dǎo)的愈傷組織過(guò)于發(fā)達(dá)，不僅生根率有所降低，其扦插成苗效果也顯著下降。

表3 不同生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理馬尾松扦插苗生長(zhǎng)變化情況

3 結(jié)論與討論

馬尾松扦插生根困難，外源生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑應(yīng)用是不定根誘導(dǎo)的關(guān)鍵。在供試18種不同組合生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理下，插穗生根率為43.6%～95.3%。本研究結(jié)果表明，通過(guò)優(yōu)化生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑配比，可實(shí)現(xiàn)馬尾松高效生根。

不同生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)馬尾松插穗生根作用效果不同。NAA是一種類似于IAA的生長(zhǎng)類激素，其活性明顯高于IAA，且相較IAA而言，光穩(wěn)定性強(qiáng)，不易見(jiàn)光分解。NAA對(duì)馬尾松扦插生根的作用顯著大于其他4種生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，建議今后在馬尾松不定根誘導(dǎo)中可把NAA作為核心外源生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑。該研究結(jié)果與繼代培養(yǎng)中馬尾松生根能力的研究結(jié)果相類似。PBZ作為一種植物生長(zhǎng)延緩劑，能使樹(shù)體矮化、枝條縮短，從而促進(jìn)通風(fēng)透光，有利于開(kāi)花、坐果，提高產(chǎn)量，因此在林農(nóng)種植領(lǐng)域中應(yīng)用較廣泛。在供試5種生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑中，除NAA外，PBZ顯著提升了插穗生根效果，但應(yīng)控制在適宜范圍內(nèi)。這可能與PBZ對(duì)GAs合成抑制性有關(guān)。GAs能促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)，調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)發(fā)育。生根過(guò)程中GAs水平降低，表明GAs在馬尾松扦插生根中具有抑制作用，因此PBZ的應(yīng)用能提升扦插生根效果。但過(guò)高濃度PBZ可能導(dǎo)致內(nèi)源GAs水平過(guò)低，從而抑制了不定根進(jìn)一步發(fā)育與形成。因此，需要進(jìn)一步分析驗(yàn)證不同濃度PBZ處理下插穗內(nèi)源GAs水平變化。

IAA為中心調(diào)控激素。馬尾松插穗生根后期，內(nèi)源性IAA水平明顯低于初始階段，且在本試驗(yàn)供試最優(yōu)組合生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理下，內(nèi)源性IAA水平顯著高于未使用生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理。然而，在供試的5種外源性生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑中，IAA對(duì)馬尾松的生根效果卻最低。這表明，較高水平的內(nèi)源性IAA利于不定根形成，但外源性IAA穩(wěn)定性弱，作用不明顯。因此，進(jìn)行馬尾松扦插育苗時(shí)，一方面可以使用NAA等高活性、穩(wěn)定性強(qiáng)的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)代替IAA來(lái)實(shí)現(xiàn)內(nèi)源性IAA誘導(dǎo)；另一方面可通過(guò)適量的PBZ降低內(nèi)源性GAs水平，從而實(shí)現(xiàn)高效扦插育苗。