遮荫处理对马尾松穗条产量和生理生化特性的影响

周凤娇 ，韦小丽 ，彭凌帅 ，邓　锐

（1.贵州大学 林学院，贵州 贵阳 550025；2.贵州省林业科学研究院，贵州 贵阳 550005）

马尾松Pinus massonianaLamb是我国南方特有的用材和产脂树种，它面积大，分布广，适应性强，在我国林业生产中占有重要地位[1]。随着马尾松良种选育理论与技术研究的不断进步，马尾松育苗造林已逐步走上良种化道路，优良的马尾松家系、无性系成为马尾松育苗的重要种质资源。对于马尾松优良无性系的繁育，培养优质穗条以提高其扦插成活率十分重要。穗条的生理生化特性，包括内源激素、酶活性等与生根密切相关。前人[2-3]的研究表明，遮荫有调节植物内源激素和酶活性的作用，马尾松采穗圃调控有截顶与施肥对穗条的影响[4]的研究，但未见遮荫处理对马尾松穗条及生理生化特性的报道，因而试图通过遮荫探讨是否有助于提高马尾松穗条生理质量，提高穗条生根率。

1　材料与方法

1.1　试验材料

马尾松采穗母株来源于贵州省都匀市马尾松国家级良种基地，1年生苗，盆栽，栽植盆规格高28 cm，底部直径25 cm，上部直径30 cm，土壤为m黄心土∶m腐殖土=2∶1，每盆1株，于2015年5月10日移栽，在大棚内培养，定期浇水。

1.2　试验设计

1.2.1　马尾松采穗母株的遮荫处理

马尾松当年生苗在2015年5月盆栽成活后，于7月28日截顶[5]，定干高度为13 cm，同时在露地条件下用黑色遮阳网进行遮荫处理，分别为75±5%遮荫（二层遮荫）、50±5%遮荫（一层遮荫）和不遮荫3种处理，每个处理3个重复，每个重复15株， 2个月后统计穗条的数量、长度和直径，测定其内源激素、SOD活性、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量和过氧化氢酶（CAT）、多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶（POD）等指标，同时取样进行扦插试验。

1.2.2　穗条内源激素及生理生化指标的测定

1.2.2.1内源激素的测定

采用液相色谱-串联质谱联通法（LC/MS/MS）检测。

内源激素的提取：马尾松检测样品3 g，于液氮中研磨成粉末，转入20 mL预冷的80% 甲醇中加入，1 mol /L抗坏血酸100 μL，于4 ℃下置于冰箱12 h后，于冰浴超声避光浸提2 h，在-10 ℃下，以10 000 r/min 离心15 min，分离上清液，沉淀物中加2 mL预冷80%甲醇，然后在4 ℃以下超声浸提2 h，离心，合并上清液，经过聚乙烯聚吡咯烷酮PVPP柱和二乙基氨基乙基交联葡聚糖凝胶（DEAE Sephadex A-25）柱净化，氮气吹干，用色谱纯级甲醇定容至1 mL，过0.22 μm 滤膜后上样进行检测。

检测的色谱条件： ZT检测的扫描模式是正离子，母离子为220.124 m/z，子离子为136.056和202.097 m/z，碰撞能量为24和18 eV，透射电镜为80和80；IAA检测的扫描模式是正离子，母离子为176.106 m/z，子离子为130.079和77.086 m/z，碰撞能量为20和40 eV，透射电镜为73和73；ABA检测的扫描模式是负离子，母离子为263.111 m/z，子离子为153.143和204.139 m/z，碰撞能量为17和17 eV，透射电镜为76和76；GA检测的扫描模式是负离子，母离子为345.115 m/z，子离子为143.127 m/z，碰撞能量为40 eV，透射电镜为95。

1.2.2.2生理生化指标的测定

剪取不同处理的马尾松穗条测定生理生化指标。可溶性糖含量的测定采用蒽酮比色法，可溶性蛋白质含量采用考马斯亮蓝G-250染色法测定； SOD采用氮蓝四唑（NBT）法测定，过氧化氢酶（CAT）、多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶（POD）采用刘萍等的方法测定[6]；吲哚乙酸氧化酶（IAAO）活性用比色方法测定[7]。每个指标测定3个重复。

1.2.3　不同遮荫处理穗条的扦插试验

采穗母株遮荫处理60 d后，剪取萌发的穗条进行扦插试验。用枝剪剪去穗条基部末端，在1∶1 000的高锰酸钾溶液中浸泡10 min，取出穗条晾干，用生根剂（IBA∶NAA=1∶1）配制成800 mg/L的溶液浸泡30 min后进行扦插，共设3个处理组，每组30根穗条，3个重复。扦插于大棚内扦插池，基质为粉状细沙。

扦插完成后，10 d内，每天定时喷灌3～5次（依天气情况），每次喷灌3 min，10 d以后每天喷灌2～3次（依天气情况），每次1 min。

每隔10 d观察一次插穗基部愈伤的形成及发根状况，扦插后3个月调查统计生根情况，计算生根率。

1.2.4　数据处理

采用Excel2007和SPSS17.0软件进行统计分析。

2　结果与分析

2.1　遮荫处理对马尾松采穗母株萌条的影响

马尾松采穗母株截顶后，不同遮荫处理的萌条数量差异极显著（P＜0.01），长度差异显著（P＜0.05）。75%遮荫处理和50%遮荫处理后萌条的平均数量分别比不遮荫处理减少31%和28%；马尾松采穗母株不遮荫处理萌条的平均长度为5.04 cm，75%遮荫处理和50%遮荫处理后萌条的平均长度分别比不遮荫处理减少18%和10%，这可能与马尾松是喜光树种，在遮荫条件下受光照胁迫，光合作用减弱有关（见图1）。

图1　遮荫处理对马尾松采穗母株萌条数量和长度的影响Fig. 1　Effect of shading on the number and length of the sprout of Piuns massoniana

2.2　遮荫处理对马尾松穗条生理生化指标的影响

2.2.1　对穗条内源激素含量的影响

研究结果（图2）表明：遮荫处理对穗条的内源激素含量影响差异显著（P＜0.05），遮荫处理的GA、ZT、IAA、ABA含量均比对照高，其中GA、IAA、ABA均以50%遮荫处理含量最高，分别比对照高出200%、5.99%、13.9%；ZT含量则以75%遮荫处理最高，比对照高出27.5%。

图2　遮荫处理后马尾松穗条内源激素的含量Fig. 2　The content of endogenous hormones in the spike of Pinus massoniana after different shading treatments

2.2.2　对穗条可溶性糖和蛋白质含量的影响

不同遮荫处理穗条内可溶性糖含量差异显著（P＜0.05），50%遮荫处理的穗条可溶性糖含量最高，比对照高出12.3%，75%遮荫处理与对照差异不显著（P＞0.05）。

不同遮荫处理穗条内可溶性蛋白质含量差异极显著（P＜0.01），50%遮荫处理的穗条可溶性蛋白质含量最高，其次是75%遮荫处理的，分别比对照高出169%、49.1%（见图3）。

图3　遮荫处理后马尾松穗条可溶性糖和蛋白质的含量Fig. 3　The content of soluble sugar and protein in the spike of Pinus massoniana after different shading treatments

2.2.3　对穗条酶活性的影响

遮荫处理对穗条不同酶活性的影响不一致，对PPO、POD、CAT影响差异不显著（P＞0.05），对SOD影响差异显著（P＜0.05）。50%遮荫处理SOD酶的活性最高，其次是75%遮荫，分别比对照高出54.3%和43.6%；遮荫处理对IAAO酶的活性影响差异极显著（P＜0.01），75%和50%遮荫处理均比对照IAAO的活性低，分别低43.3%和32.8%（见表1）。

2.3　遮荫处理对穗条扦插效果的影响

方差分析结果表明，遮荫处理对马尾松穗条扦插生根率的影响差异显著（P＜0.05）（图4），75%遮荫和50%遮荫处理的穗条生根率均高于对照，75%遮荫处理的生根率比对照高出1.09倍，比50%遮荫处理的穗条生根率高51%。

表1　遮荫处理对马尾松穗条酶活性的影响†Table 1　Effect of shading on enzyme activity in Pinus massoniana spike

图4　遮荫对马尾松穗条生根率的影响Fig. 4　Effects of shading on rooting rate of Pinus massoniana

3　结论与讨论

光照强度是影响植物光合作用的主要因子。马尾松是喜光树种，遮荫处理会使植物光合作用减弱，制造的有机物减少，从而穗条的产量和数量降低。遮荫下由于受到光胁迫，穗条内可溶性糖含量增加，与前人对少花龙葵、三叶鬼针草和胜红蓟叶片的研究结果一致[8]，但与木兰科植物和青冈等常绿阔叶树木的幼苗可溶性糖含量随光强的减弱而呈递减趋势的研究结果相反[9]，这与不同的植物对光强的反应不同有关。马尾松穗条内可溶性蛋白质遮荫条件下比对照含量高，与遮荫对其它木本植物的影响结果一致[10-11]。插穗在生根过程中所消耗的营养物质主要是碳水化合物和氮素化合物[12]，可溶性糖和蛋白质含量的增加有利于根的形成[13]。

插穗自身的激素含量影响生根性状[14]，内源激素生长素IAA、脱落酸ABA、细胞分裂素和赤霉素，对插穗生根起着重要的作用[15-16]，本研究中遮荫使IAA、GA、ZT、ABA 4种内源激素含量均增加，与光照对格木苗的影响[17]结果一致，但是与王兴等[18]遮荫抑制ABA合成的结果不一致，可能不同的植物对光照的响应不同，另外，也有研究认为ABA可以促进横向根的形成[19]，本研究的扦插试验结果也验证了遮荫处理后的穗条生根率提高，可能是遮荫调控了马尾松穗条的激素状况，从而对插穗的生根起到促进作用。

POD、SOD、CAT 3种酶的活性与植物的抗逆性、抗氧化性有关，多酚氧化酶（PPO）与植物的褐变有关。本研究中遮荫处理使马尾松受到弱光胁迫，马尾松穗条内的POD、SOD、CAT 3种酶的活性增加，可以促进植物的生理代谢活动，防止自由基毒害，有利于保护细胞，这与对茉莉的研究认为遮荫促使SOD、POD活性增加的结果一致， 但CAT活性降低结果不一致[20]，可能是不同物种遮阴度和遮荫时间不同，不同酶的活性变化不一致。遮荫处理使马尾松穗条褐变及氧化减慢，在脱离母株的状态下能够成活，有利于插穗的生根。而吲哚乙酸氧化酶IAAO的活性施肥后降低，分解IAA的能力减弱，使IAA的浓度升高，促进插穗的生根。

综上所述，遮荫条件下马尾松采穗母株萌条的数量和长度虽然减少了，但穗条的内源激素GA、ZT、IAA、ABA含量增加，可溶性糖和可溶性蛋白质的含量增加，PPO、POD、SOD、CAT酶的活性升高，而IAAO活性降低，生理质量得到改善，因而穗条的扦插生根率升高。为提高插穗生根率，生产上可尝试对马尾松采穗圃进行遮荫，调控穗条质量，提高扦插生根率。

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