祝遵凌, 錢燕萍, 金建邦, 周 琦

(1.南京林業(yè)大學(xué)南方現(xiàn)代林業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇 南京 210037；2.南京林業(yè)大學(xué)藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院，江蘇 南京 210037；3.南京林業(yè)大學(xué)風(fēng)景園林學(xué)院，江蘇 南京 210037；4.江蘇省彩色植物多角度開發(fā)工程技術(shù)研究中心，江蘇 靖江 214500)

歐洲鵝耳櫪試管苗生根培養(yǎng)及其生理生化反應(yīng)

祝遵凌1,2,3,4, 錢燕萍1,3,4, 金建邦1,3,4, 周 琦1,3,4

(1.南京林業(yè)大學(xué)南方現(xiàn)代林業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇 南京 210037；2.南京林業(yè)大學(xué)藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院，江蘇 南京 210037；3.南京林業(yè)大學(xué)風(fēng)景園林學(xué)院，江蘇 南京 210037；4.江蘇省彩色植物多角度開發(fā)工程技術(shù)研究中心，江蘇 靖江 214500)

為了探究歐洲鵝耳櫪試管苗的生根機(jī)理，對(duì)其生根過程中內(nèi)源激素含量和酶活性的變化進(jìn)行了研究.采用三因素三水平正交試驗(yàn)進(jìn)行生根統(tǒng)計(jì)，結(jié)果表明，WPM+1.0 mg·L-1IBA+1.0 mg·L-1NAA (G3處理)是最適合歐洲鵝耳櫪試管苗不定芽生根誘導(dǎo)的培養(yǎng)基.測(cè)定了G3、G5、G6處理(生根率分別為高、中、低)的試管苗生根過程中內(nèi)源激素(ZR、GA3、IAA、ABA)含量的變化，結(jié)果表明，3個(gè)處理組試管苗的IAA、ZR含量呈“上升—下降”趨勢(shì)，ABA含量、IAA/ZR呈“下降—上升—下降”趨勢(shì)，GA3含量呈“下降—上升”趨勢(shì)，IAA/ABA呈“上升—下降—上升”趨勢(shì).測(cè)定對(duì)照組、G3處理組過氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、吲哚乙酸氧化酶(IAAO)活性的變化，結(jié)果表明：兩組試管苗的POD活性呈“上升—下降—上升—下降”趨勢(shì)，PPO、IAAO活性呈“上升—下降”趨勢(shì)；G3處理組的POD、PPO、IAAO活性均高于對(duì)照組.

歐洲鵝耳櫪; 組織培養(yǎng); 生根培養(yǎng); 內(nèi)源激素; 氧化酶活性

歐洲鵝耳櫪(Carpinusbetulus)又名西洋千金榆，為樺木科鵝耳櫪屬落葉闊葉喬木，主要分布在歐洲及西亞.歐洲鵝耳櫪枝葉濃密、株型緊湊、葉型秀麗、秋色葉金黃、果穗奇特，是頗為美觀的景觀樹種；又因其抗寒性強(qiáng)、抗風(fēng)力強(qiáng)、適應(yīng)性廣、病蟲害少，為我國(guó)東部沿海城市園林綠化及荒山造林的理想樹種.我國(guó)是鵝耳櫪屬植物的分布中心，引進(jìn)歐洲鵝耳櫪對(duì)完善鵝耳櫪屬種質(zhì)資源、豐富我國(guó)色葉樹種種類、增加園林觀賞植物的多樣性具有重要意義.目前我國(guó)對(duì)鵝耳櫪屬植物的研究主要集中在系統(tǒng)分類、起源與演化、形態(tài)解剖和群落生態(tài)學(xué)等方面，在對(duì)歐洲鵝耳櫪進(jìn)行大范圍推廣應(yīng)用前，首先要解決的是幼苗培育問題.

目前，歐洲鵝耳櫪主要通過種子繁殖，但種胚存在深度休眠而致使發(fā)芽率較低[1].Maynard et al[2-4]研究報(bào)道了歐洲鵝耳櫪扦插生根率較低，屬于較難生根的樹種，制約種苗產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程.組織培養(yǎng)能快速繁殖林木，特別是能保持母株優(yōu)良的性狀.然而目前鮮有利用組織培養(yǎng)技術(shù)對(duì)鵝耳櫪屬植物進(jìn)行快速繁殖的報(bào)道.許多研究表明，外植體內(nèi)源激素含量及過氧化物酶(peroxidase, POD)、多酚氧化酶(polyphenol oxidase, PPO)、吲哚乙酸氧化酶(indoleacetic acid oxidase, IAAO)與不定根的生長(zhǎng)和發(fā)育有著密切的關(guān)系[5-7].因此，本試驗(yàn)通過正交試驗(yàn)對(duì)歐洲鵝耳櫪試管苗進(jìn)行生根培養(yǎng)，研究激素種類及配比對(duì)試管苗生根的影響，測(cè)定試管苗在生根過程中內(nèi)源激素含量及POD、PPO、IAAO活性的變化，旨在篩選出最適合歐洲鵝耳櫪的最佳培養(yǎng)基，探索歐洲鵝耳櫪試管苗的生根機(jī)理，為歐洲鵝耳櫪組織培養(yǎng)的應(yīng)用提供參考.

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)材料為高5～8 cm的單株歐洲鵝耳櫪不定芽，由帶腋芽的莖段誘導(dǎo)而來.不定芽繼代增殖培養(yǎng)基為：WPM+1.0 mg·L-1BA+2.0 mg·L-1KT+0.01 mg·L-1IBA，繼代周期28 d，繼代次數(shù)4～5代.

1.2 方法

表1 正交試驗(yàn)因素水平表Table 1 Factors and levels of the orthogonal design

1.2.1 最佳生根培養(yǎng)基的篩選 將增殖得到的叢生芽切成單芽轉(zhuǎn)入生根培養(yǎng)基中進(jìn)行生根培養(yǎng)以獲取完整植株，采用三因素三水平的正交試驗(yàn)(表1).培養(yǎng)基的pH為5.8，置于25～28 ℃，光照12 h·d-1，光照度2 000 lx的環(huán)境中培養(yǎng)，觀察再生不定根的分化和生長(zhǎng)情況.每瓶接種2個(gè)外植體，每個(gè)處理12瓶，3次重復(fù)，60 d后統(tǒng)計(jì)生根率.生根率/%=生根株數(shù)/誘導(dǎo)株數(shù)×100.

1.2.2 內(nèi)源激素含量的測(cè)定 將生根G3、G5、G6培養(yǎng)基的植株每隔10 d取出進(jìn)行內(nèi)源激素含量的測(cè)定，取樣時(shí)間分別為0、10、20、30、40、50、60 d.采用酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定法測(cè)定IAA、GA3、ABA、ZR等4種植物內(nèi)源激素的含量，在中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)作物化學(xué)控制實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行.

1.2.3 氧化酶活性的測(cè)定 將空白WPM培養(yǎng)基(對(duì)照組)和生根G3培養(yǎng)基(處理組)的植株每隔10 d取出進(jìn)行POD、PPO、IAAO活性的測(cè)定，取樣時(shí)間分別為0、10、20、30、40、50、60 d.剪取外植體基部2 cm范圍內(nèi)的皮層，剪碎混合均勻后進(jìn)行測(cè)定.參照張志良等[8]的方法測(cè)定POD、IAAO的活性；參照李煥秀等[9]的方法并進(jìn)行改進(jìn)測(cè)定PPO活性.

1.2.4 數(shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)采用Excel 2003軟件處理，采用SPSS 13.0、DPS 2000軟件進(jìn)行方差分析、Duncan多重對(duì)比.

2 結(jié)果與分析

2.1 不同生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑配比對(duì)試管苗生根的影響

生長(zhǎng)素是誘導(dǎo)試管苗生根最重要的影響因子，起到其他植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑所不能代替的作用.將繼代培養(yǎng)長(zhǎng)勢(shì)良好的試管苗接種到生根培養(yǎng)基中，20～25 d發(fā)現(xiàn)有白色的根從試管苗的皮部長(zhǎng)出，待試管苗生長(zhǎng)60 d時(shí)統(tǒng)計(jì)生根情況.結(jié)果(表2)顯示，G3處理(A1B3C3)對(duì)試管苗不定芽的生根效果最好，即WPM+1.0 mg·L-1IBA+1.0 mg·L-1NAA處理的生根率最高，為90.28%，誘導(dǎo)出的不定根多，生長(zhǎng)健壯，且試管苗基部的愈傷組織較少，多數(shù)不定芽為皮部生根，移栽容易成活.方差分析表明(表略)，3個(gè)因素對(duì)試管苗不定芽生根率的影響均達(dá)到極顯著水平(P<0.01)，在一定范圍內(nèi)對(duì)試管苗根的誘導(dǎo)率、生根條數(shù)、根的長(zhǎng)度有促進(jìn)作用.極差分析表明，3個(gè)因素對(duì)試管苗不定芽生根率的影響程度大小為：NAA>培養(yǎng)基>IBA.多重比較(表3)顯示：1/4 WPM培養(yǎng)基的生根率為63.43%，顯著高于1/2 WPM培養(yǎng)基，然而與WPM培養(yǎng)基的差異不顯著；1.0 mg·L-1IBA、1.0 mg·L-1NAA的生根率分別為67.59%、75.93%，顯著高于其他水平.

2.2 試管苗生根內(nèi)源激素含量的變化

2.2.1 IAA含量 IAA對(duì)植物生長(zhǎng)和形態(tài)發(fā)生有著廣泛的影響，IAA的一個(gè)重要生理功能就是促進(jìn)不定根的形成.圖1顯示：G3、G5、G6處理的試管苗，其內(nèi)源IAA含量呈“上升—下降”趨勢(shì)，40 d時(shí)的IAA含量達(dá)到峰值；G3、G5處理的試管苗在整個(gè)生根過程中，IAA含量比G6處理高，這可能是G3、G5處理的生根率高于G6處理的原因.

表2 生根培養(yǎng)結(jié)果的極差分析1)Table 2 Range analysis of different rooting medium

1)同列數(shù)據(jù)后附不同大寫字母者表差異極顯著(P<0.01)，附不同小寫字母者表差異顯著(P<0.05)，附相同字母者表差異不顯著(P>0.05).

表3 三因素三水平間的多重比較結(jié)果1)Table 3 Multiple comparison on 3 factors at 3 levels

1)同列數(shù)據(jù)后附不同大寫字母者表示差異極顯著(P<0.01)，附不同小寫字母者表示差異顯著(P<0.05)，附相同字母者表示差異不顯著(P>0.05).

圖1 歐洲鵝耳櫪生根過程中IAA含量的變化Fig.1 Changes in IAA content in C.betulus during rooting

圖2 歐洲鵝耳櫪生根過程中ABA含量的變化Fig.2 Changes in ABA level in C.betulus during rooting

外源生長(zhǎng)素作為一種信號(hào)物質(zhì)，啟動(dòng)植物體產(chǎn)生一系列生理生化反應(yīng).但不同植物需要的生長(zhǎng)素種類不盡相同.由G3、G5、G6處理添加的激素種類可知，NAA對(duì)試管苗內(nèi)源IAA的含量影響較大，促使植物體啟動(dòng)生理生化反應(yīng)，從而提高生根率.然而，G3處理與G5處理相比，IAA含量相差不大，而G3處理的生根率為90.28%，G5處理的生根率只有61.11%.因此，IAA含量對(duì)試管苗生根有很大的影響.

2.2.2 ABA含量 ABA作為植物天然的抑制性激素，對(duì)植物的生根起到關(guān)鍵作用.適量的ABA能促進(jìn)試管苗不定根的發(fā)生，高含量的ABA則會(huì)抑制不定根的發(fā)生；另外，ABA與GA3產(chǎn)生拮抗作用，從而與GA3共同對(duì)試管苗不定根的發(fā)生產(chǎn)生影響.圖2顯示，G3、G5、G6處理的試管苗，其內(nèi)源ABA含量均呈“下降—上升—下降”趨勢(shì).這可能是因?yàn)樘砑油庠醇に睾?，試管苗發(fā)生一系列生理生化反應(yīng)致使ABA含量開始較低，20 d時(shí)各處理的ABA含量達(dá)到最低值，不定根完成誘導(dǎo)后，試管苗的ABA含量升高.G3處理的生根率高于G5、G6處理，而且生根時(shí)間較G5、G6處理短，培養(yǎng)20 d時(shí)就有大量試管苗生根，這可能是由于G5、G6處理的高含量ABA抑制了不定根的分化.在試管苗的生根過程中，可通過添加外源激素使植物內(nèi)源激素含量發(fā)生改變，從而提高試管苗的生根率.G3、G5處理的ABA含量在整個(gè)生根過程中比G6處理低，這可能是G3、G5處理的生根率高于G6處理的原因.

2.2.3 ZR含量 適量的ZR在根原基形成及根伸長(zhǎng)時(shí)能提高細(xì)胞數(shù)量及其分裂速度，從而促進(jìn)根的縱向伸長(zhǎng)生長(zhǎng)和橫向根徑生長(zhǎng).圖3顯示，G3、G5、G6處理的試管苗，其內(nèi)源ZR含量均呈“上升—下降”趨勢(shì)，20 d時(shí)的ZR含量達(dá)到峰值，分別為9.62、11.62、16.92 ng·g-1.施用外源激素可導(dǎo)致內(nèi)源細(xì)胞分裂素發(fā)生變化，因此，0～20 d時(shí)，試管苗的ZR含量較高.一定量的ZR能促進(jìn)試管苗生根，ZR含量較高可能會(huì)抑制不定根的產(chǎn)生從而促進(jìn)不定芽的分化.G3處理的ZR含量低于G5、G6處理，因此，G3處理的生根率高于G5、G6處理.

2.2.4 GA3含量 GA3能抑制植株生根培養(yǎng)起始期的細(xì)胞分裂，從而抑制根的分化和形成，在不定根完成分化后，則促進(jìn)不定根的伸長(zhǎng)生長(zhǎng)；同時(shí)，GA3與ABA產(chǎn)生拮抗作用，從而與ABA共同對(duì)外植體不定根的發(fā)生產(chǎn)生影響.G3、G5、G6處理的試管苗，其GA3含量大致呈“下降—上升”趨勢(shì)，直至最后達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)(圖4).在生根過程中適量的外源激素可能會(huì)使試管苗內(nèi)源GA3含量下降，從而促進(jìn)生根.

圖3 歐洲鵝耳櫪生根過程中ZR含量的變化Fig.3 Changes in ZR level in C.betulus during rooting

2.2.5 IAA/ABA、IAA/ZR 在外植體生根培養(yǎng)的過程中，不僅IAA、ABA、ZR的絕對(duì)量會(huì)對(duì)外植體的生根率產(chǎn)生影響，且IAA、ABA、ZR的相對(duì)量也會(huì)影響外植體不定根的發(fā)生.由圖5、6可知，試管苗在生根的過程中無(wú)論是IAA/ABA還是IAA/ZR，G3處理均高于G5、G6處理.G3、G5、G6處理的IAA/ABA呈“上升—下降—上升”趨勢(shì)，0～10 d緩慢上升，10～20 d急劇上升，20～30 d下降，30～60 d緩慢上升后趨于平穩(wěn)狀態(tài).試管苗在生根的過程中，G3、G5、G6處理的IAA/ZR呈“下降—上升—下降”趨勢(shì).這可能是由于試管苗起初吸入大量細(xì)胞分裂素，導(dǎo)致IAA/ZR下降，而后試管苗開始吸入大量生長(zhǎng)素類物質(zhì)，從而使IAA/ZR上升.因此，生根培養(yǎng)基中試管苗IAA/ZR、IAA/ABA的提高，會(huì)促進(jìn)了不定根的形成和生長(zhǎng).

2.3 試管苗生根酶活性的變化

2.3.1 POD活性 POD在植物的生長(zhǎng)中起著重要作用，與插穗不定根的形成和發(fā)育存在著密切聯(lián)系.在有酚類物質(zhì)存在的條件下，POD還能參與生長(zhǎng)素的代謝及促使細(xì)胞壁的木質(zhì)化.圖7顯示，對(duì)照組試管苗的POD活性低于G3處理組，說明添加外源激素能提高試管苗的POD活性，從而提高生根率.對(duì)照組、G3處理組的POD活性均呈“上升—下降—上升—下降”趨勢(shì)，第30、50天達(dá)到峰值.說明0～30 d可能是不定根的誘導(dǎo)期，POD活性上升有助于IAA的氧化，適量的內(nèi)源IAA有利于根原基的誘導(dǎo)和發(fā)育.30～40 d，POD活性下降導(dǎo)致試管苗IAA含量升高，從而有利于不定根的誘導(dǎo)生成.POD活性在40～50 d再次呈上升趨勢(shì)，50 d達(dá)到第2次峰值，從而促進(jìn)不定根的伸長(zhǎng)生長(zhǎng).

2.3.2 PPO活性 在試管苗的生根過程中，PPO能催化酚類物質(zhì)與IAA結(jié)合形成“IAA—酚酸復(fù)合物”，從而促進(jìn)愈傷組織的分化及不定根的形成[10].圖8顯示，對(duì)照組試管苗的PPO活性低于G3處理組，說明添加外源激素能提高試管苗的PPO活性，從而提高生根率.對(duì)照組、G3處理組的PPO活性均呈“上升—下降”趨勢(shì)，30 d時(shí)達(dá)到峰值.說明0～30 d，PPO活性的上升促進(jìn)試管苗合成大量的生根輔助因子，有利于根原基的發(fā)育及不定根的誘導(dǎo)，從而促進(jìn)不定根的形成.根原基形成后，30～60 d時(shí)，PPO活性下降促進(jìn)了不定根的表達(dá)及伸長(zhǎng).對(duì)照組試管苗不定根誘導(dǎo)初期PPO活性較低，可能導(dǎo)致合成的生根輔助因子少，從而使試管苗不定根的誘導(dǎo)率較低.

圖5 歐洲鵝耳櫪生根過程中IAA/ABA的變化Fig.5 Changes in IAA/ABA ratio in C.betulus during rooting

圖7 歐洲鵝耳櫪生根過程中POD活性的變化Fig.7 Changes in POD activity in C.betulus during rooting

圖9 歐洲鵝耳櫪生根過程中IAAO活性的變化Fig.9 Changes in IAAO activity in C.betulus during rooting

2.3.3 IAAO活性 IAAO可以氧化IAA，因此，IAAO活性的高低與根的發(fā)生有重要關(guān)系[11].圖9顯示，對(duì)照組試管苗的IAAO活性低于G3處理組，說明添加外源激素能提高試管苗IAAO的活性，有利于不定根的誘導(dǎo)，從而提高生根率.對(duì)照組、G3處理組的IAAO活性均呈“上升—下降”趨勢(shì)，50 d時(shí)達(dá)到峰值，使試管苗的內(nèi)源IAA含量降低，從而有利于根原基的發(fā)育及不定根的誘導(dǎo)，促進(jìn)不定根的形成.此后，IAAO活性下降，促進(jìn)不定根的表達(dá)及伸長(zhǎng).

扈紅軍等[12]認(rèn)為，不定根的形成初期可分為2個(gè)階段，即生長(zhǎng)素敏感階段、生長(zhǎng)素不敏感階段.研究表明，在根的表達(dá)期要求較高濃度的IAA以促進(jìn)根的生長(zhǎng)，IAAO活性降低[13-14]；但也有研究表明，根表達(dá)期的IAAO活性較高，使體內(nèi)IAA含量下降，促進(jìn)根的伸長(zhǎng)[15].本試驗(yàn)結(jié)果顯示，無(wú)論G3處理組還是對(duì)照組，IAAO的活性均只有一個(gè)峰值，而后呈下降趨勢(shì).

3 結(jié)論與討論

3.1 試管苗生根

WPM+1.0 mg·L-1IBA+1.0 mg·L-1NAA最適合歐洲鵝耳櫪試管苗不定芽生根誘導(dǎo)培養(yǎng)，試管苗基部的愈傷組織適量，誘導(dǎo)出的不定根數(shù)較多，生長(zhǎng)健壯.樊軍鋒等[16]對(duì)秦美獼猴桃(Actinidiachinensis)的研究發(fā)現(xiàn)，單獨(dú)使用NAA或IBA，誘導(dǎo)生根效果較二者混合使用的差.李毅等[17]研究報(bào)道，IBA較適合毛白楊(Populustomentosa)不定芽的生根誘導(dǎo)，而NAA較容易引起試管苗產(chǎn)生愈傷組織，因此不適合作為誘導(dǎo)生根的激素.邱璐等[18]對(duì)史密斯桉(Eucalyptussmithii)的研究發(fā)現(xiàn)，與IBA、IAA相比，NAA更適合試管苗不定根的誘導(dǎo).本試驗(yàn)雖未對(duì)外源激素進(jìn)行單因素試驗(yàn)，但正交試驗(yàn)表明，NAA比IBA更適合作為歐洲鵝耳櫪不定根的誘導(dǎo)激素，至于二者的配合使用是否比單一使用NAA的效果更好，還需要做進(jìn)一步研究.

在不定芽誘導(dǎo)生根的過程中，外植體一般對(duì)生長(zhǎng)素類物質(zhì)需求較多，而對(duì)細(xì)胞分裂素類物質(zhì)需求較少.生長(zhǎng)素類物質(zhì)一般在外植體生根前期起刺激作用，后期反而可能會(huì)阻礙外植體不定根的形成.添加外源激素主要是通過改變植物內(nèi)源激素的含量而促使器官分化.不同植物甚至同種植物不同品種外植體不定根的誘導(dǎo)對(duì)激素的需求都不盡相同.因此，通過不斷試驗(yàn)從而掌握生長(zhǎng)素的施用種類、濃度、時(shí)間對(duì)外植體的生根具有至關(guān)重要的作用.劉寶光等[19]研究發(fā)現(xiàn)，添加生長(zhǎng)素反而會(huì)抑制紅皮云杉(Piceakoraiensis)試管苗生根，而空白培養(yǎng)基卻可大大提高生根率.本試驗(yàn)中，歐洲鵝耳櫪的生根過程并未出現(xiàn)此類現(xiàn)象，可能是激素并未在試管苗中大量積累或者是歐洲鵝耳櫪不定根的分化需要較高含量的生長(zhǎng)素.

3.2 內(nèi)源激素含量

李勝等[20]研究表明，在葡萄(Vtisvinifera)根系啟動(dòng)階段，內(nèi)源ZRs含量上升，IAA、ABA含量下降.肖關(guān)麗等[21]研究表明：外源激素的添加與內(nèi)源激素的作用緊密相關(guān)，內(nèi)源激素的含量、比例與實(shí)踐中外源激素的配比及水平對(duì)甘蔗(Saccharumofficinarum)不定根的形成效果相一致；在根系啟動(dòng)階段，內(nèi)源ZRs含量上升，IAA、ABA含量下降，IAA/CTK高，有利于生根.陳偉等[22]研究表明，添加外源激素使得內(nèi)源激素ZR、ABA、IAA、iPA含量的增加，從而對(duì)芽、根的形成、發(fā)育起到促進(jìn)作用.賀丹等[14]研究表明，牡丹(Paeoniasuffruticosa)根原基誘導(dǎo)期的IAA含量下降，而生根后IAA含量升高；同時(shí)，ZR含量在根誘導(dǎo)期也大幅下降，而在根原基形成和根伸長(zhǎng)期升高；IAA/ABA、IAA/ZR的變化趨勢(shì)與IAA含量的基本相近，分別在根原基發(fā)生初期和根伸長(zhǎng)生長(zhǎng)前期出現(xiàn)峰值.常永健等[23]研究表明，蘋果(Maluspumila)試管苗生根主要取決于IAA/ABA，比值高有利于根數(shù)量的增加及生長(zhǎng).陳凌艷等[24]對(duì)西洋杜鵑(Rhododendronhybridum)試管苗進(jìn)行生根培養(yǎng)時(shí)發(fā)現(xiàn)，IAA含量、ABA含量、IAA/GA3、IAA/ZR呈“上升—下降”趨勢(shì)，而GA3含量、ZR含量、IAA/ABA呈“下降—上升”趨勢(shì)，ABA/GA3則保持在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的水平.本試驗(yàn)結(jié)果表明：較高含量的IAA有助于試管苗生根，ABA含量前期呈下降趨勢(shì)，說明ABA在根原基的誘導(dǎo)階段可能起抑制作用；ZR含量呈“上升—下降”趨勢(shì)，GA3含量呈“下降—上升”趨勢(shì)，直至最后達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，與ABA含量的變化趨勢(shì)大致相同，說明GA3、ABA含量可能對(duì)生根的影響不大；IAA/ABA呈“上升—下降—上升”趨勢(shì)，IAA/ZR呈“下降—上升—下降”趨勢(shì)，說明IAA含量可能是影響試管苗生根的主要因素.本試驗(yàn)結(jié)果與李勝等[20]、肖關(guān)麗等[21]、陳偉等[22]、陳凌艷等[24]的結(jié)果相反，而與賀丹等[14]、常永健等[23]的結(jié)果一致.試管苗外植體不定根的誘導(dǎo)和發(fā)育相當(dāng)復(fù)雜，各種內(nèi)源激素共同作用調(diào)控植物體生根.只有當(dāng)各種激素的含量趨于平衡時(shí)才能得到較好的生根效果.

3.3 相關(guān)酶活性

本試驗(yàn)中，對(duì)照組、G3處理組試管苗的POD活性呈“上升—下降—上升—下降”趨勢(shì)，而PPO、IAAO活性呈“上升—下降”趨勢(shì)，對(duì)照組的POD、PPO、IAAO活性均低于G3處理組.Haissig[7]研究發(fā)現(xiàn)，生根素是在POD以及一些其他酶的作用下合成的.辜云杰等[25]研究報(bào)道，外源激素影響POD活性從而對(duì)內(nèi)源IAA起作用，進(jìn)而影響外植體不定根的分化.另外，POD在酚類物質(zhì)存在時(shí)參與生長(zhǎng)素的代謝及細(xì)胞壁的木質(zhì)化[26].POD、PPO、IAAO的活性與生根密切相關(guān)，不同生根時(shí)期相關(guān)酶的活性不同.賀丹等[14]研究表明，在牡丹根原基誘導(dǎo)期和根突破表皮期，POD活性呈上升趨勢(shì)，PPO、IAAO的活性在根原基誘導(dǎo)初期較低，IAA含量相對(duì)較高，而后PPO活性開始上升，IAA含量進(jìn)一步下降，此結(jié)果與本試驗(yàn)結(jié)果一致，即根原基誘導(dǎo)需要較低活性的IAAO及較高活性的POD、PPO；根生長(zhǎng)期需要較低活性的POD、IAAO及較高活性的PPO.POD、PPO、IAAO通常相互作用影響試管苗不定根的分化，對(duì)生根的影響相當(dāng)復(fù)雜，可能因物種不同而不同，具體作用機(jī)制有待于進(jìn)一步研究.

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(責(zé)任編輯:施曉棠)

Physiology and biochemistry dynamics inCarpinusbetulusduring rooting culture

ZHU Zunling1, 2, 3,4, QIAN Yanping1,3,4, JIN Jianbang1,3,4, ZHOU Qi1,3,4

(1.Collaborative Innovation Center of Sustainable Forestry in Southern China, Nanjing Forestry University, Nanjing, Jiangsu 210037, China; 2.College of Arts & Design, Nanjing Forestry University, Nanjing, Jiangsu 210037, China; 3.College of Landscape Architecture, Nanjing Forestry University, Nanjing, Jiangsu 210037, China; 4.Multi-angle Development Research Center of Colored Plants in Jiangsu Province, Jingjiang, Jiangsu 214500, China)

To investigate the rooting mechanism ofCarpinusbetuluswhen tissue culture seedling, basal medium, IBA, NAA at 3 levels were applied toC.betulusin orthogonal design. Variations in enzyme activities and endogenous hormones were studied during rooting. The result showed that the optimum medium for seed rooting was WPM+1.0 mg·L-1IBA+1.0 mg·L-1NAA. Then 4 endogenous hormones (ZR, GA3, IAA, ABA) from treatments G3, G5, and G6with rooting rates in an descending order were tested. Activities of peroxidase (POD), polyphenol oxidase (PPO), indoleacetic acid oxidase (IAAO) activities were determined in G3and CK. Results showed that IAA and ZR levels firstly increased and then dropped. ABA and IAA/ZR ratio started with a reduction, followed by a climb, and end up with a decrease. GA3level peaked in the middle of the rooting period while IAA/ABA ratio rose generally with a sharp drop in middle of the period. POD activity fluctuated all the period while PPO and IAAO increased first and then decreased. Averagely, activities of POD, PPO and IAAO of G3were higher in treatments than the CK.

Carpinusbetulus; tissue culture; rooting culture; endogenous hormones; oxidase activity

2015-11-09

2016-10-13

江蘇省工程技術(shù)研究中心建設(shè)項(xiàng)目(BM2013478)；江蘇省科技計(jì)劃項(xiàng)目(BY2015006-01)；江蘇省六大人才高峰項(xiàng)目(NY-029)；江蘇省“青藍(lán)工程”資助項(xiàng)目(2012).

祝遵凌(1968-)，男，教授，博士.研究方向：園林植物栽培及應(yīng)用.Email:zhuzunling@aliyun.com.

S687.9

A

1671-5470(2017)01-0043-07

10.13323/j.cnki.j.fafu(nat.sci.).2017.01.008