外源IBA对薄壳山核桃嫩枝扦插及其生根过程中相关酶活性的调控效应

姜宗庆， 李成忠， 余 乐， 汤庚国，2

(1.江苏农牧科技职业学院，江苏泰州 225300； 2.南京林业大学森林资源与环境学院，江苏南京 210037)

薄壳山核桃(CaryaillinoensisK. Koch)别称长山核桃、美国山核桃，为胡桃科山核桃属落叶乔木，原产美国或墨西哥，我国将其作为一种多用途树种将其引进种植。扦插是较普遍的一种植物无性繁殖方法，广泛应用于各类苗木的繁殖。薄壳山核桃扦插繁殖较为困难[1-2]，我国在这方面的研究报道相对较少，尚处于试验摸索阶段。有研究发现，植物插穗经植物生长调节剂处理，能促进其扦插生根[3-5]，而相关酶在植物扦插生根过程中会发挥重要的作用，与不定根关系密切的酶有超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、吲哚乙酸氧化酶(IAAO)，但是研究结论不完全一致[6-10]。因此，笔者通过研究外源吲哚丁酸(IBA)对薄壳山核桃嫩枝扦插及其生根过程中相关酶活性的调控效应，以期为薄壳山核桃扦插繁育技术的推广及深入了解薄壳山核桃嫩枝扦插生根的有关生理调控机制提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料的准备

本试验于2015年6月28日在江苏农牧科技职业学院园林试验基地进行，选取2年生薄壳山核桃实生苗上长出的生长健壮、无病虫害、生长基本一致的半木质化枝条，剪成长 8～12 cm 的插穗，剪口上平下斜，上切口离顶部芽1～2 cm，下切口离底部芽1 cm以内，留1～2张叶，保留顶芽，插穗基部保湿，备用。扦插基质选用珍珠岩、蛭石体积比为1 ∶1进行混合，扦插前用0.3%高锰酸钾溶液对基质进行浇灌消毒。

1.2 试验方法

1.2.1 低浓度IBA浸泡处理 分别配制浓度为50、100、150、200、250、300 mg/L的IBA溶液，以清水处理为对照，将插穗基部插入溶液中浸泡1 h；扦插，采用全自动喷雾装置补湿，间隔30 min喷雾1次，持续20 s，后期减少喷雾次数。每个处理60根，重复3次。

1.2.2 高浓度IBA速蘸处理 分别配制浓度为1 000、2 000、3 000、4 000、5 000、6 000 mg/L的IBA溶液，以清水处理为对照，将插穗基部在溶液中速蘸10～15 s；扦插，采用全自动喷雾装置补湿，间隔30 min喷雾1次，持续20 s，后期减少喷雾次数。每个处理60根，重复3次。

1.2.3 扦插生根的生理机制 基于2015年试验结果，2016年6月25日开始进行扦插生根相关生理机制的研究。设IBA 200 mg/L 、清水(对照)2个处理，将插穗基部浸泡1 h，每个处理60根，重复3次。扦插前采样1次，扦插后每隔7 d采样1次，共计采样7次，样品置于-60 ℃冰柜中保存，备用。测定时，将插穗韧皮部和木质部分离，取基部2 cm处的韧皮部组织，剪碎，待测。

1.3 测定指标及方法

1.3.1 生根性状指标的测定 扦插42 d后，调查统计不同IBA处理的插穗生根率、平均生根数和平均根长。

1.3.2 相关酶活性的测定 分别采用氯化硝基四氮唑蓝(NBT)光化还原法、二氯酚比色法、愈创木酚比色法测定SOD、IAAO、POD活性[11-12]。

1.4 数据统计分析

采用Excel 2013软件对试验数据进行处理分析。

2 结果与分析

2.1 低浓度IBA浸泡处理对薄壳山核桃插条扦插生根的影响

由表1可见，低浓度IBA浸泡处理薄壳山核桃插穗，其生根率、平均生根数、平均根长高于清水处理(对照)，具体表现为200 mg/L>250 mg/L>150 mg/L>300 mg/L>100 mg/L>50 mg/L>CK；随IBA浸泡浓度的升高，薄壳山核桃插穗的生根率、平均生根数、平均根长呈先上升后下降趋势，IBA浓度过高会抑制薄壳山核桃插条的生根；200 mg/L IBA浸泡处理的插条生根效果相对较好，其生根率为63.26%，平均生根数为5.22条，平均根长13.73 cm。

表1低浓度IBA浸泡处理对薄壳山核桃插条扦插生根的影响

2.2 高浓度IBA速蘸处理对薄壳山核桃插条扦插生根的影响

由表2可见，速蘸清水时薄壳山核桃插条的生根率仅为4.65%，平均生根数为1.04条，平均根长为1.98 cm，均明显低于高浓度IBA速蘸处理；IBA速蘸处理时薄壳山核桃插条的生根率、平均生根数排序为3 000 mg/L>4 000 mg/L>5 000 mg/L>6 000 mg/L>2 000 mg/L>1 000 mg/L>CK，其中3 000 mg/L IBA速蘸处理时插条的生根率、平均生根数相对最高，而平均根长大小依次为4 000 mg/L>5 000 mg/L>3 000 mg/L>6 000 mg/L>2 000 mg/L>1 000 mg/L>CK，其中4 000 mg/L IBA速蘸处理的平均根长相对最长；高浓度IBA速蘸处理对薄壳山核桃插条扦插生根的调控效应较为明显，随IBA处理浓度的升高，其生根率、平均生根数、平均根长呈先上升后下降趋势，3 000 mg/L IBA速蘸处理的插条，其生根率可达58.36%，平均生根数为4.35条，平均根长为 11.83 cm，生根效果相对较好。

表2高浓度IBA速蘸处理对薄壳山核桃插条扦插生根的影响

2.3 薄壳山核桃插条扦插生根过程中相关酶活性的变化

2.3.1 SOD活性 由图1可见，清水处理的插穗其SOD活性随扦插后时间的推移呈持续下降趋势，而200 mg/L IBA浸泡处理的插穗其SOD活性呈先上升后下降趋势，扦插后21 d达到峰值，这可能是由于插穗内贮藏的营养物质逐步消耗，生成的新不定根还不能从扦插基质中吸收养分，从而导致清水处理的插穗抗逆性下降；IBA浸泡处理的插穗SOD活性明显高于清水处理，且扦插21 d后，SOD活性仍处于较高水平，说明IBA处理可促进插穗SOD的累积，从而减弱自由基对植物细胞的伤害，延缓插穗老化，为其不定根的形成提供保障，在一定程度上促进了薄壳山核桃嫩枝扦插苗的生根。

2.3.2 POD活性 由图2可见，清水处理的插穗，其POD活性呈先缓慢下降后逐步上升趋势，变化幅度相对较小，扦插后21 d POD活性达到谷值；200 mg/L IBA浸泡处理的插穗，其POD活性呈先大幅上升后缓慢下降趋势，扦插后28 d POD活性达到峰值，POD活性处于较高水平，这表明IBA浸泡处理能够明显提高薄壳山核桃插穗的POD活性，插穗基部细胞活跃，有利于插穗基部愈伤组织的形成，从而促进不定根根系的生长。

2.3.3 IAAO活性 由图3可见，清水处理的薄壳山核桃插穗，其IAAO活性呈“上升—下降—上升”趋势；200 mg/mL IBA处理的薄壳山核桃插穗，其IAAO活性在扦插后呈先下降后略有上升趋势，IAAO活性水平总体相对较低，这可能是由于IBA经切口进入插穗组织内部快速转化成吲哚乙酸(IAA)，从而抑制了IAAO的活性，这对不定根的生成是有利的，而后期大量不定根形成，IAA合成减弱，致使IAAO活性又略有上升。

3 结论与讨论

扦插是生产上普遍采用的苗木繁殖方法之一，操作方便、育苗速度相对较快、繁殖系数高[13-15]。本试验研究外源IBA对薄壳山核桃嫩枝扦插及其生根过程中相关酶活性的调控效应，结果表明，低浓度IBA浸泡处理的薄壳山核桃插穗，其生根率、平均生根数、平均根长都高于清水处理(对照)，具体表现为200 mg/L>250 mg/L>150 mg/L>300 mg/L>100 mg/L>50 mg/L>CK，其中200 mg/L IBA浸泡处理的插条生根效果较好，生根率为63.26%，平均生根数为5.22条，平均根长为13.73 cm；高浓度IBA速蘸处理对薄壳山核桃扦插生根的调控效应明显，随IBA处理浓度的升高，插条的生根率、平均生根数、平均根长呈先上升后下降趋势，其中3 000 mg/L IBA速蘸处理的插条生根效果较好，生根率达58.36%，平均生根数为4.35条，平均根长达11.83 cm。

前人研究表明，植物扦插生根与插穗内的相关酶活性关系密切[6-10]。本试验结果表明，清水处理的插穗，其SOD活性随扦插后时间的推移呈持续下降趋势；200 mg/L IBA浸泡处理的插穗，其SOD活性呈先上升后逐渐下降趋势，扦插后21 d达到峰值；IBA浸泡处理的插穗，其SOD活性明显高于对照，且处于较高水平，表明IBA处理可促进插穗中SOD的积累，活性升高，从而减弱自由基对植物细胞的伤害，延缓插穗老化，可为其不定根的形成提供保障；清水处理的插穗，其POD活性呈先缓慢下降后逐步上升趋势，而用200 mg/L IBA浸泡处理的插穗其POD活性呈先大幅上升后有所下降趋势，扦插后28 d达到峰值，表明IBA浸泡处理能够明显提高插穗的POD活性，插穗基部细胞活跃，有利于插穗基部愈伤组织的形成；清水处理的插穗IAAO活性呈“上升—下降—上升”趋势，IBA处理的薄壳山核桃插穗，其IAAO活性在扦插后呈先下降后略有回升趋势，总体活性水平相对较低，这可能是IBA经切口进入插穗组织内部快速转化成IAA，从而抑制了IAAO活性，这对不定根的生成是有利的。

总之，采用浓度200 mg/L IBA浸泡处理薄壳山核桃插条，可以促进薄壳山核桃扦插苗的生根，达到相对较好的生根效果。

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