高美娜，趙清，孫明飛，魏鑫，朱杰，李潞，井俊麗，梁博文，周莎莎，徐繼忠，李中勇

（1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，河北 保定 071000；2.河北省農(nóng)業(yè)特色產(chǎn)業(yè)技術(shù)指導(dǎo)總站，河北 石家莊 050011）

蘋(píng)果矮化密植栽培具有管理簡(jiǎn)單、結(jié)果早、產(chǎn)量高等優(yōu)點(diǎn)，是世界蘋(píng)果產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主流方向［1，2］。矮化砧木的利用方式主要有自根砧和中間砧兩種，當(dāng)前我國(guó)以矮化中間砧為主，中間砧利用方式適應(yīng)性廣、抗性強(qiáng)，不足之處是苗木繁育需嫁接兩次，技術(shù)比較繁瑣；國(guó)外蘋(píng)果栽培多采用矮化自根砧苗，具有易成花、結(jié)果早、苗木一致性高、豐產(chǎn)優(yōu)質(zhì)等顯著特點(diǎn)［3］。壓條是矮化自根砧的主要繁育方式之一，壓條繁殖中常對(duì)新梢實(shí)施機(jī)械造傷以提高生根率，常見(jiàn)的造傷方法有環(huán)割、絞縊、刻傷［4］。楊利粉等發(fā)現(xiàn)絞縊處理的蘋(píng)果矮化砧木‘9－3’新梢生根率、平均根數(shù)顯著高于對(duì)照［5］。絞縊處理可以阻止光合作用的養(yǎng)分向下輸送，促進(jìn)傷口處營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)積累，并在傷口處形成愈傷組織，提高抗病力，從而促進(jìn)新梢生根［4］。

生長(zhǎng)素具有促進(jìn)不定根和側(cè)根形成和發(fā)育的作用［6］。張曉平等在鵝掌楸扦插生根研究中指出，吲哚乙酸（IAA）含量在不定根原基誘導(dǎo)期及表達(dá)期呈上升趨勢(shì)，有利于不定根生成［7］；Guan等研究表明，在不定根形成過(guò)程中，IAA可能通過(guò)促進(jìn)淀粉粒水解補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)來(lái)促進(jìn)M9蘋(píng)果新梢基部細(xì)胞分裂和伸長(zhǎng)，從而導(dǎo)致皮孔開(kāi)裂，促進(jìn)不定根伸出［8］。細(xì)胞分裂素主要在根尖形成時(shí)起作用，一般通過(guò)玉米素（ZT）或者玉米素核苷（ZR）含量來(lái)判斷細(xì)胞分裂素對(duì)植物生根的影響［9］；研究顯示，IAA／ZT值影響不定根的生成［10］。李朝暉在青檀扦插生根過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，吲哚丁酸（IBA）處理能夠引起新梢體內(nèi)IAA、脫落酸（ABA）、ZT和赤霉素（GA3）含量的變化，從而促進(jìn)插穗生根［11］。綜上，不定根發(fā)生過(guò)程是多種激素共同作用的結(jié)果，分析各種內(nèi)源激素在生根過(guò)程中的含量變化對(duì)了解不定根形成過(guò)程具有重要意義。

蘋(píng)果矮化砧木新品種‘冀砧2號(hào)’是從SH40實(shí)生后代中選出的，作為中間砧嫁接‘天紅2號(hào)’，矮化性狀明顯、產(chǎn)量高、果實(shí)整齊度高［12］，但其自根砧繁育及生產(chǎn)尚屬空白。本研究以‘冀砧2號(hào)’為試材，探討絞縊處理對(duì)其生根率及壓條期間生理指標(biāo)變化的影響，以期為建立優(yōu)良蘋(píng)果矮化砧木壓條繁殖技術(shù)體系提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2020年3—12月在河北省保定市順平縣蒲溪苗圃場(chǎng)進(jìn)行，試材為蘋(píng)果矮化砧木‘冀砧2號(hào)’。

2020年3月下旬定植母株，將試材與地面呈45°夾角傾斜栽于試驗(yàn)小區(qū)，株行距為20 cm×60 cm，待母株上新梢長(zhǎng)至10 cm時(shí)，用“U”型鐵絲固定母株前端，使其水平貼于地面；待母株上新梢長(zhǎng)至35 cm時(shí)進(jìn)行絞縊處理，以不絞縊處理為對(duì)照，并進(jìn)行第1次培鋸末，厚度約為10 cm，然后噴濕，待新梢長(zhǎng)至50 cm時(shí)進(jìn)行第2次培鋸末，其他管理按常規(guī)措施進(jìn)行。

絞縊處理方法：在壓條新梢基部以上3～4 cm處，用細(xì)鐵絲絞縊一圈，以勒緊表皮不脫落為宜。試驗(yàn)分3個(gè)小區(qū)，作為3次重復(fù)，隨機(jī)排列，每小區(qū)處理100個(gè)新梢。

1.2 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.2.1 生理指標(biāo)測(cè)定 處理30 d開(kāi)始采樣，15 d后再采樣一次，之后生根進(jìn)程加快，改為每10 d取樣一次。每小區(qū)采集3個(gè)新梢為1個(gè)重復(fù)，重復(fù)3次；取處理部位上下各3 cm的莖皮，去離子水洗凈并擦干，剪碎并混合后液氮速凍，用于測(cè)定內(nèi)源激素含量（高效液相色譜法［13］）的存放于－80℃冰箱，用于測(cè)定可溶性糖、淀粉（硫酸－蒽酮比色法［14］）的存放于－40℃冰箱，備用。

1.2.2 壓條生根解剖學(xué)研究 以絞縊處理的新梢為材料，壓條30 d后開(kāi)始，每隔5 d隨機(jī)選取不同母株上的5根新梢，截取處理部位上下2 cm的莖段保存于FAA固定液（70%乙醇90 mL＋5 mL冰醋酸＋5 mL甲醛）中，用石蠟切片法制片后觀察解剖結(jié)構(gòu)［13］。直至壓條苗基部產(chǎn)生不定根。

1.2.3 生根率調(diào)查 1月7日統(tǒng)計(jì)生根率。生根率＝生根插穗數(shù)量／壓條插穗總數(shù)，取3個(gè)小區(qū)的平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 不定根形成過(guò)程解剖結(jié)構(gòu)變化

‘冀砧2號(hào)’新梢絞縊部位由外到內(nèi)分別是表皮、韌皮部、維管形成層、木質(zhì)部、髓（圖1 A、B）。形成層細(xì)胞排列整齊，木質(zhì)部發(fā)達(dá)；髓由不規(guī)則的厚壁細(xì)胞組成，多呈方形或者橢圓形。絞縊部位未發(fā)現(xiàn)潛伏根原基，屬于誘導(dǎo)根原基類(lèi)型。根原基的發(fā)生部位位于愈傷組織（圖1C）、形成層（圖1E）以及髓射線（圖1D）。

處理后30～45 d，在形成層及愈傷組織處出現(xiàn)內(nèi)部細(xì)胞排列緊密、由根原基原始細(xì)胞不斷分裂分化形成的圓形細(xì)胞團(tuán)（圖1C、E），外表表現(xiàn)為韌皮部以及愈傷組織逐漸膨大。隨著根原基細(xì)胞的分裂分化，形成楔形根原基（圖1F），處理后45～55 d，根原基逐漸形成橢圓形根狀結(jié)構(gòu)，突破韌皮部及表皮，發(fā)育形成不定根（圖1G、H）。

圖1 不定根形成過(guò)程解剖學(xué)結(jié)構(gòu)

根據(jù)以上觀察，將‘冀砧2號(hào)’壓條新梢不定根的形成期劃分為3個(gè)階段，即愈傷組織形成和不定根誘導(dǎo)期（處理后30～45 d）、不定根表達(dá)期（處理后45～55 d）、不定根伸長(zhǎng)期（處理后55～65 d）。

2.2 生根率統(tǒng)計(jì)結(jié)果

11月7日進(jìn)行生根率統(tǒng)計(jì)，結(jié)果（圖2）顯示，‘冀砧2號(hào)’絞縊處理生根率為57.43%，顯著高于對(duì)照（30.28%）。

2.3 壓條生根過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量變化動(dòng)態(tài)

2.3.1 淀粉含量的變化 由圖3可知，壓條生根過(guò)程中絞縊處理淀粉含量呈現(xiàn)先下降后升高的趨勢(shì)，對(duì)照呈現(xiàn)“下降－升高－下降”的趨勢(shì)。處理后30～45 d，絞縊處理的可溶性淀粉含量從1.71%下降至0.72%，對(duì)照可溶性淀粉含量從1.87%下降至0.65%，二者間差異不顯著；處理后45～55 d，二者淀粉含量均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，絞縊處理的淀粉含量高于對(duì)照；處理后55～65 d，絞縊處理的淀粉含量繼續(xù)上升，于65 d時(shí)達(dá)到最大值，為2.23%，是對(duì)照的1.7倍。處理后45～65 d，絞縊處理的淀粉含量呈快速上升趨勢(shì)，這可能與絞縊處理抑制了新梢制造的光合產(chǎn)物向母株運(yùn)輸有關(guān)，絞縊部位淀粉含量的積累對(duì)不定根的發(fā)生和生長(zhǎng)有一定的促進(jìn)作用。

圖3 壓條生根過(guò)程中絞縊處理與對(duì)照的淀粉含量變化

2.3.2 可溶性糖含量變化 由圖4可知，壓條生根過(guò)程中絞縊處理和對(duì)照的可溶性糖含量變化規(guī)律基本一致，均呈現(xiàn)先降低后升高趨勢(shì)，處理后30～45 d，絞縊處理可溶性糖含量由3.72%下降至1.33%，對(duì)照可溶性糖含量由3.58%下降至1.56%，二者之間差異不顯著；45 d以后，二者可溶性糖含量均呈現(xiàn)緩慢上升趨勢(shì)，在處理后55 d，絞縊處理的可溶性糖含量顯著高于對(duì)照，是對(duì)照的1.16倍；處理后65 d，二者可溶性糖含量達(dá)到一致水平。

圖4 壓條生根過(guò)程中絞縊、對(duì)照可溶性糖含量變化

2.4 壓條生根過(guò)程中內(nèi)源激素含量變化動(dòng)態(tài)

2.4.1 ZR含量變化 由圖5可知，絞縊處理和對(duì)照的ZR含量在整個(gè)壓條生根期間均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，且絞縊處理顯著高于對(duì)照；處理后45～65 d，絞縊處理的ZR含量是對(duì)照的1.93～3.29倍，顯著高于對(duì)照。這一時(shí)期為不定根形成期，可能是絞縊處理促進(jìn)了細(xì)胞分裂素在壓條生根過(guò)程中迅速積累，對(duì)不定根的形成和發(fā)育起到促進(jìn)作用。

圖5 壓條生根過(guò)程中ZR含量變化

2.4.2 DHZR含量變化 由圖6可知，整個(gè)壓條生根期間，絞縊處理的DHZR含量呈現(xiàn)不斷上升趨勢(shì)，變化幅度較對(duì)照大，且在整個(gè)生根期間均顯著高于對(duì)照。處理后55～65 d，絞縊處理的DHZR含量上升了43.84%，在第65 d時(shí)達(dá)到最大值，為57.71 ng／gFW，是對(duì)照的1.88倍。

圖6 壓條生根過(guò)程中DHZR含量的變化

2.4.3 GA3含量變化 由圖7可知，絞縊處理與對(duì)照的GA3含量均呈現(xiàn)先下降后升高趨勢(shì)，且絞縊處理的GA3含量在整個(gè)生根期間均顯著高于對(duì)照。處理后30～45 d愈傷組織形成階段，二者的GA3含量均下降，表明低濃度的GA3可能促進(jìn)愈傷組織的形成；處理后45～55 d，絞縊處理的GA3含量大幅上升，增加了62.93 ng／gFW，增幅約是對(duì)照的2.7倍；處理后55～65 d，絞縊處理的增幅明顯低于對(duì)照，至處理后65 d時(shí)兩者的GA3含量均達(dá)到最大值，分別為101.78、86.05 ng／gFW。

圖7 壓條生根過(guò)程中GA3含量變化

2.4.4 IAA含量變化 由圖8可知，在整個(gè)生根過(guò)程中，絞縊處理的IAA含量均呈現(xiàn)“升高－降低－升高”趨勢(shì)。處理后30～45 d，絞縊和對(duì)照的IAA含量均明顯上升，在45 d達(dá)到最大值，分別為10.14、7.45 ng／gFW，這一階段IAA含量逐漸升高有利于愈傷組織形成；處理后45～55 d，二者IAA含量明顯下降，分別下降了44.06%、51.25%；處理后55～65 d又有回升，有利于不定根的伸長(zhǎng)。在整個(gè)壓條生根期間，絞縊處理的IAA含量變化幅度比較大，且顯著高于對(duì)照，說(shuō)明絞縊處理顯著提高了生根部位的IAA含量，進(jìn)而加快了不定根的形成。

圖8 壓條生根過(guò)程中IAA含量的變化

2.4.5 IAA／ZR值變化 由圖9可知，IAA／ZR值在壓條生根期間總體呈下降趨勢(shì)。處理后30～45 d，絞縊處理的IAA／ZR下降了60.19%，而對(duì)照則無(wú)明顯變化，此期為愈傷組織形成期，IAA／ZR值下降有利于愈傷組織的形成。處理后45～65 d，絞縊處理和對(duì)照的IAA／ZR值均不斷下降，對(duì)照的IAA／ZR值顯著高于絞縊處理，說(shuō)明IAA／ZR值較低有利于不定根的形成。

圖9 壓條生根過(guò)程中IAA／ZR值變化

3 討論與結(jié)論

糖類(lèi)物質(zhì)和淀粉是生根過(guò)程中不可缺少的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，對(duì)不定根的發(fā)生具有重要意義。在本研究中，絞縊處理與對(duì)照的可溶性糖、淀粉含量變化規(guī)律基本一致，處理后30～45 d兩種物質(zhì)含量均呈下降趨勢(shì)，這是因?yàn)榇似跒橛鷤M織形成期，需要消耗大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，新梢基部貯存的可溶性糖和淀粉通過(guò)水解酶的活動(dòng)被分解利用，為細(xì)胞分裂和分化提供所必需的能量［15］；處理后45～65 d，絞縊處理的可溶性糖、淀粉含量不斷上升，并顯著高于對(duì)照，這可能是絞縊處理阻斷了韌皮部運(yùn)輸通道，進(jìn)而阻止了地上部光合產(chǎn)物向基部運(yùn)輸，導(dǎo)致絞縊部位糖、淀粉含量升高［16－18］，從而為后期不定根的形成和伸長(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

生長(zhǎng)素可以促進(jìn)細(xì)胞的分裂和分化，促進(jìn)韌皮薄壁細(xì)胞分化形成愈傷組織進(jìn)而生根［19］。本研究中絞縊處理后30～45 d，IAA含量呈現(xiàn)升高的趨勢(shì)，此期恰是愈傷組織形成期，高濃度的IAA有利于愈傷組織形成；處理后45～55 d為不定根表達(dá)期，隨著不定根逐漸突破表皮，逐漸消耗IAA，新梢基部的IAA含量有所下降；處理后55～65 d，葉片合成的IAA依賴生長(zhǎng)素的極性運(yùn)輸，沿著植物莖部運(yùn)輸，在絞縊部位不斷積累，致使新梢基部IAA含量積累升高，促進(jìn)不定根的伸長(zhǎng)［20－22］。

低濃度的細(xì)胞分裂素促進(jìn)根原基分化形成，較高濃度的細(xì)胞分裂素有利于不定根伸長(zhǎng)生長(zhǎng)［23］。本研究中，壓條前期ZR含量較低，說(shuō)明低濃度的ZR有利于根原基的分化和形成；整個(gè)生根期間，絞縊處理的ZR、DHZR含量均顯著高于對(duì)照，這可能是絞縊處理通過(guò)增加各個(gè)時(shí)期的細(xì)胞分裂素含量來(lái)促進(jìn)不定根的形成與伸長(zhǎng)。

細(xì)胞分裂素與生長(zhǎng)素可相互作用調(diào)控植物不定根的形成［24，25］。本研究中，在愈傷組織形成期（處理后30～45 d），絞縊處理和對(duì)照的IAA、ZR含量均呈上升趨勢(shì)，說(shuō)明不定根形成早期，細(xì)胞分裂素可以和生長(zhǎng)素起協(xié)同作用誘導(dǎo)愈傷組織形成；處理后45～55 d，IAA／ZR值不斷下降，這可能是由于細(xì)胞分裂素抑制生長(zhǎng)素輸出載體PIN的表達(dá)，進(jìn)而抑制生長(zhǎng)素運(yùn)輸至基部，阻止生長(zhǎng)素的積累［26，27］，有利于細(xì)胞分裂素發(fā)揮生理優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)細(xì)胞分裂，進(jìn)而促進(jìn)不定根的形成［28］。

Brian等認(rèn)為GA3在生根過(guò)程中抑制根原基細(xì)胞的分裂，從而抑制不定根的形成［29］；李永欣等在光皮樹(shù)扦插研究中指出低濃度GA3有利于插穗生根［30］。本研究中，絞縊處理和對(duì)照的GA3含量均在愈傷組織形成期下降，這可能是因?yàn)榈蜐舛鹊腉A3可以促進(jìn)愈傷組織形成［31］；在不定根表達(dá)期（處理后45～55 d），絞縊處理顯著增加了壓條苗體內(nèi)的GA3含量。張金浩研究表明，高水平的GA3有利于不定根的形成與伸長(zhǎng)［32］。

綜上所述，‘冀砧2號(hào)’不定根根原基屬于誘導(dǎo)型根原基，生根類(lèi)型屬于混合生根型。低水平的ZR、GA3含量促進(jìn)愈傷組織形成，高水平的ZR、GA3、IAA含量及低水平的IAA／ZR促進(jìn)不定根伸長(zhǎng)。絞縊處理顯著增加了壓條生根期間ZR、DHZR、GA3、IAA含量及不定根表達(dá)期和伸長(zhǎng)期的可溶性糖、淀粉含量，從而顯著提高了壓條生根率（由30.28%提高至57.43%）。