DMSO、抗氧化剂与生长调节剂对全缘冬青扦插生根的影响
2014-05-25章建红张海军王正加
章建红,张海军,张 恒,王正加*
(1. 浙江省宁波市农业科学研究院,浙江 宁波 315040;
2. 浙江农林大学 亚热带森林培育国家重点实验室培育基地,浙江 临安 311300)
DMSO、抗氧化剂与生长调节剂对全缘冬青扦插生根的影响
章建红1,张海军2,张 恒2,王正加2*
(1. 浙江省宁波市农业科学研究院,浙江 宁波 315040;
2. 浙江农林大学 亚热带森林培育国家重点实验室培育基地,浙江 临安 311300)
采用了不同基质、不同扦插时间、不同生长调节剂及其不同浓度的处理,并在生长调节剂处理的同时添加活性组分DMSO以及抗氧化剂VC、PVP,研究其对全缘冬青(Ilex integra)生根的影响。结果表明:全缘冬青扦插时间以3月初最适;最适基质为泥炭:蛭石:珍珠岩 = 3:5:2(体积比);NAA对全缘冬青扦插苗生根作用最为显著,添加DMSO与VC、PVP对生根促进作用明显,最好的处理方法是NAA(200mg/L)+1%DMSO+Vc(500 mg/L)或NAA(200 mg/L)+1%DMSO+PVP(1 000 mg/L)浸泡0.5 h,生根率可达80%。
全缘冬青;扦插;育苗;生长调节剂
全缘冬青(Ilex integra)系冬青科冬青属常绿乔木,枝叶浓密紧凑,果球形,熟时鲜红色。具有较强的耐盐碱、耐干旱和抗风能力,适生应用范围广,是一种抗风耐瘠的滨海珍贵树种,十分适合作为长三角沿海地区的行道树、庭院树、风景林与防护林[1],同时,全缘冬青也是建筑、家具、细木工等的优质用材。另外,全缘冬青系我国沿海岛屿与日本共有种,对研究我国和日本植物区系有学术意义。因其分布区狭窄,植株散生,母树数量少,天然更新能力差,已处于亟待保护的境地,现已被列入浙江省珍稀濒危保护植物名录。
全缘冬青种子休眠期长、具有隔年发芽的特性,由于贮藏时间长,特别在夏季基质的湿度难以控制,常使播种繁殖失败。自然扦插也较难生根,采用一般的激素处理生根率也不到60%,且生根持续时间较长,增加了扦插期的管理难度[1]。因此,试验研究一种适宜全缘冬青扦插育苗的技术方法,对加快全缘冬青的快速繁殖,促进全缘冬青资源的保护与合理开发具有十分重要的意义。
1 试验地概况
试验地位于宁波市农业科学研究院高新农业技术实验园区的连栋大棚,该地域内地势平坦,土壤为沙壤土,肥力中等。试验地属亚热带季风性湿润气候,因濒临东海又带有海洋性气候特征,夏季湿热,冬季干冷,雨水充沛,热量充足,雨热同步。年平均温度16.2℃,最热7月,平均温度为28.1℃,最冷1月,平均温度为4.2℃,极端最低气温-8.8℃,≥10℃的年均积温为5 166.2℃,年均无霜期238 d,年平均相对湿度82%。
2 材料与方法
2.1 材料
从宁波农科业科学研究院高新农业技术实验园区全缘冬青种质资源圃中生长旺盛的全缘冬青母本中剪取半木质化的当年生枝条或一年生硬枝作为插穗,剪成两叶两芽、长度为4 ~ 6 cm,剪刀在使用前用75%以上酒精擦拭消毒,插穗要求切口平滑,不破皮不劈裂。上切口采用平切口,离芽1 cm左右,下切口采用斜切口,离芽的距离为0.5 cm左右,随剪随插。
2.2 方法
2.2.1 不同基质配比对生根的影响 试验于2007年9月28进行,以泥炭、蛭石、珍珠岩及其混配的7种基质进行扦插试验,每处理150个,不做任何激素处理,于2008年7月15日作调查,以成活率较高的基质作为优选基质。基质配比方案Ⅰ:泥炭;Ⅱ:蛭石;Ⅲ:珍珠岩;Ⅳ:泥炭:蛭石:珍珠岩 = 5:3:2(体积比,下同);Ⅴ:泥炭:蛭石:珍珠岩 = 4:4:2;Ⅵ:泥炭:蛭石:珍珠岩 = 4:2:4;Ⅶ:泥炭:蛭石:珍珠岩 = 3:5:2。
2.2.2 不同扦插时间对生根的影响 使用泥炭:蛭石:珍珠岩 = 3:5:2 的基质,以NAA浓度200 mg/L,浸泡0.5 h处理插穗,每组处理100个插条,选择2008年3月8日、6月5日、9月4日、9月27日4个不同的扦插时间来进行对比,于2009年6月3日统计生根情况。
2.2.3 不同生长调节剂处理对生根的影响 试验于2008年9月4日进行,使用泥炭:蛭石:珍珠岩 = 3:5:2为扦插基质,分别以NAA、IAA、IBA、GGR6# 4种生长调节剂浓度为100 mg/L和200 mg/L处理浸泡插穗各0.5 h。每组处理100个插条,于2009年6月3日统计生根情况。
2.2.4 不同NAA浓度对扦插生根的影响 于2009年9月4日,分别用100、200、500、1 000、2 000、3 000 mg/L的NAA溶液处理全缘冬青插穗,每组处理100个穗条,于2010年7月15日统计其生根情况。
2.2.5 抗氧化剂与细胞活性组分对扦插的影响 2011年3月8日,在进行生长调节剂处理的同时,在生长调节剂中加入一定比例的抗氧化剂VC(抗坏血酸)或PVP(聚乙烯毗咯烷酮)和DMSO(二甲基亚砜),按表1进行配比,每组处理100个插条,于2011年10月12日进行每苗调查,统计其生根率、根长和梢长,分析不同的抗氧化剂和细胞活性组分对全缘冬青扦插苗生根及地上部分生长的影响。
表1 抗氧化剂、细胞活性组分与生长调节剂的配比方案
2.2.6 插后管理 根据试验要求铺设床宽100 cm,高度15 cm的扦插苗床,在苗床中铺设经消毒处理的扦插基质。苗床上搭建拱棚,插后浇透水,在插穗上喷洒800倍液的多菌灵,并在拱棚上盖薄膜,四周密封。紧贴薄膜覆盖遮阳率55% ~ 65%的遮荫网一层,在大棚外再架设一层遮阳网。在扦插初期保持基质含水量为饱和含水量的60% ~ 70%,空气相对湿度85% ~ 95%以上,扦插苗发根后,应适当降低基质含水量,保持在饱和含水量的40%左右,空气湿度在75%以上,一般每隔20 ~ 30 d补一次水。
拱棚内温度控制在20 ~ 25℃,如发现温度过高(超过38℃),则通过遮阴、小拱棚膜上喷水以及加强大棚通风来降温。
2.2.7 数据处理 试验数据使用DPS软件进行统计分析,各生理指标数据采用单因素方差分析,确定显著性差异。
3 结果与分析
3.1 不同基质配比对生根的影响
基质是影响插条生根效果的重要因子之一,它的透气透水性都会影响插条的生根与成活,不同基质影响插条生根的效果不一。从表2中可以看出,使用纯基质作为扦插基质时,泥炭、蛭石、珍珠岩均表现不理想;混合基质中,以泥炭:蛭石:珍珠岩 = 3:5:2基质最好,其生根率达19.33%±1.33%。
表2 不同基质配比中全缘冬青的生根率比较
3.2 不同扦插时间对生根的影响
插穗内的营养物质对根原始体的分化具有重要意义[2]。从图1可以看出,全缘冬青利用NAA处理后生根率明显提高,平均生根率在50%,平均愈伤率在57%。生根率最高的是3月8日扦插的枝条,达67%,其次是9月4日;愈伤率最高的是也3月8日,达76%,最低是9月27日。与9月份扦插的相比,9月初扦插的成活率明显要高于9月底扦插的,可能是因为全缘冬青需要形成愈伤组织的时间较长,一般要在插后35 ~ 55 d,9月底扦插,在愈伤组织形成后,在从愈伤组织膨大向根诱导期发展的关键阶段马上又进入低温休眠期了,造成插穗内的可溶性蛋白总量、总糖含量持续下降,至下一年,由于所消耗掉的养分过多,对生根产生了一定的影响。从不同的季节来看,6月初的生根率要比3月初与9月初的明显低,这可能也是因为在6月初扦插,愈伤组织刚形成后,马上进入高温休眠期,从而影响了生根率。
图1 不同扦插时间对生根的影响
3.3 不同生长调节剂对生根的影响
不同生长调节剂对扦插生根的影响见表3。
表3 不同生长调节剂对扦插生根的影响
从表3可以看出,不用生长调节剂处理时,全缘冬青生根率极低,仅为2%,从4种生长调节剂与对照相比,除GGR6#不明显外,其它几种处理都能够较明显地提高生根率,尤以NAA处理后的效果最为明显,平均生根率为36.5%;在生根数量上,经NAA处理的插穗生根量明显多于其他激素处理,同时,经IBA处理能明显促进根长生长。
3.4 不同浓度NAA对扦插生根的影响
不同浓度NAA处理对全缘冬青生根的影响见表4。从表4可以看出,不同浓度NAA对全缘冬青的扦插生根率均达到显著差异,以l00 mg/L处理2 h生根率最高达72%;1 000 ~ 3 000 mg/L的速蘸处理,生根率基本超过60%。平均生根数量以200 mg/L处理最好,达显著水平。据报道,高浓度的生长素可诱导乙烯的产生,而乙烯又对生根有抑制作用[3],本试验中,3 000 mg/L的NAA处理可能就是处理产生的乙烯较多,因而对全缘冬青的生根不利,生根率反而降低。在试验中还观察到,用NAA 200 mg/L处理,个别插穗蘸药部位会变黑,蘸药部位以上2 ~ 3 cm部分肿大,甚至开裂,但见到的愈伤组织并不多,插穗仅能维持成活,说明200 mg/L处理时,2 h的处理时间已经过长。
表4 不同浓度NAA处理对全缘冬青生根的影响
3.5 抗氧化剂与细胞活性组分对扦插的影响
DMSO对生物表层有很强的渗透能力,它常用作农药添加剂,以有效发挥农药的效力[4];VC与PVP均是抗氧化剂,其在生物组培的防褐化中已有研究应用[5~7],本试验把它们应用到扦插试验中。从表5中可以看出,与不作处理的清水相比,各种处理生根率均有明显的提高。生根率最高的是NAA(200 mg/L)+1%DMSO+PVP(1 000 mg/L)处理达80%,最低的是NAA(100 mg/L),为37.7%。实验结果表明,添加各种抗氧化剂与细胞活性组分能显著的提高全缘冬青生根率,尤其是添加DMSO后,其交互作用效果更加明显。但在500 mg/L的NAA处理0.5 h时,加入DMSO,生根率反而下降明显,这可能是因为DMSO的强渗透性,加速了插穗对NAA的吸收效果,0.5h处理时间太长,产生了药害。
表5 加入不同抗氧化剂与细胞活性组分对扦插苗的影响
3 小结与讨论
国内外大量研究显示,植物激素与扦插苗不定根形成之间存在着密切的关系[8~9],插穗扦插成活的关键是插穗能否产生不定根,许多试验都证实了植物生长调节剂对插穗产生不定根具有促进作用[10~11]。从本试验结果来看,用NAA、IAA、IBA、GGR6#四种生长激素处理均能提高其生根率,尤以NAA对不定根的诱导作用效果最为明显。同时,激素处理时,添加一定量的活性组分DMSO,并添加抗氧化剂VC、PVP,能有效促进生根,其生根率可达80%,其组合处理方式为NAA(200 mg/L)+1%DMSO+VC(500mg/L)或NAA(200 mg/L)+1%DMSO+PVP(1 000 mg/L)混配溶液浸泡0.5 h。
试验表明,全缘冬青扦插时以早春(3月初)扦插最适,扦插时间宜早不宜迟,使全缘冬青有更充足的生根时间,基质配比以泥炭:蛭石:珍珠岩 = 3:5:2最适。
对于此类难生根树种的扦插繁殖,全缘冬青插穗内是否存在阻碍生根的物质或解剖结构,如有机酸、单宁或机械组织等,以及如何来解除或降低这种阻碍物质,克服生根时间过长,以及插穗生根过程中的活性组分与抗氧化剂添加后,与生长调节物质、碳水化合物和抑制剂的相互作用机理等方面,还有待于进一步研究。
[1] 徐斌芬,王国明,王美琴,等. 全缘冬青和钝齿冬青的分布与繁殖技术[J]. 中国野生植物资源,2007,26(4):63-65.
[2] 王新建,何威,张秋娟,等. 豫楸1号扦插生根过程中营养物质含量及氧化酶类活性的变化[J]. 林业科学,2009,45(4):156-161.
[3] Abeles F B, Leather G R, Forrence L F, et al. Abscission: regulation of senescence, protein synthesis, and enzyme secretion by ethylene Hortscience[J]. Hortscience, 1971, 6(4): 371-376..
[4] 孟祥杰,李云春,杨晓刚,等. 二甲基亚砜的应用与市场分析[J]. 湖南化工,1999(12):10-11.
[5] 韦鹏霄,覃伟,岑秀芬,等. 不同抗氧化剂预处理防止优质籼稻种胚愈伤组织褐化的研究[J]. 广西农业生物科学,2005,24(2):109-112.
[6] 刘均利,马明东. 华盖木组织培养中褐化控制研究[J]. 浙江林业科技,2007,27(1):20-23.
[7] 刘杰,张希,POUDYAL Bharat Kumar,等. 梨外植体组培褐变的影响因子及预防措施[J]. 果树学报,2008,25(2):727-731.
[8] 邓桂香,雷玮,李江,等. ABT1号生根粉和吲哚-3-乙酸对思茅松扦插育苗成活率影响的研究[J]. 西部林业科学,2006,35(4):73-77.
[9] Shimon Meir, Donald A Hunter, Jen-Chih Chen, et al. Molecular changes occurring during acquisition of abscission competence following auxin depletion in Mirabilis jalapa[J]. Plant Physiol, 2006, 141(4): 1 604-1 616.
[10] Sunil Puri, R C Verma. Vegetative propagation of Dalbergi sissoo Roxb. using softwood and hardwood stem cuttings[J]. J Arid Environ, 1996, 34(2): 235-245..
[11] 王军辉,张建国,张守攻,等. 川西云杉硬枝扦插生根特性的研究[J]. 浙江林学院学报,2006,23(3):351-356.
Effect of DMSO, Antioxidants and Growth Regulators on Rooting of Ilex integra Cuttings
ZHANG Jian-hong1,ZHANG Hai-jun2,ZHANG Heng2,WANG Zheng-jia2*
(1. Ningbo Agriculture Academy of Zhejiang, Ningbo 315040, China; 2. State Key Laboratory Cultivation Base of Subtropical Silviculture, Zhejiang A and F University, Lin’an 311300, China)
Experiments were conducted on effect of different treatment on rooting of Ilex integra cuttings. Treatments had different substrates, different cutting times, different growth regulators and their different concentrations, and growth regulators+ DMSO and VC, PVP. The results showed that the optimal time for cutting was in early March, substrates was peat: vermiculite: perlite =3:5:2, growth regulator was NAA, adding DMSO and VC, PVP. The experiments indicated the best treatment was that cutting soaked 0.5 hour in solution of NAA (200 mg / L) +1% DMSO + VC (500mg / L) or NAA (200mg / L) +1% DMSO + PVP (1000mg / L) had rooting rate of 80%.
Ilex integra; cuttings; seedling cultivation; growth regulator
S723.1
A
1001-3776(2014)01-0042-05
2013-11-07;
2013-12-08
宁波市科技局项目(2006C100003)
章建红(1976-),男,浙江兰溪人,高级工程师,硕士,从事林业种苗研究;*通讯作者。