大叶茶树品种内源激素水平及其与扦插生根的关系

邓少春 陈林波 陈春林 徐丕忠 庞丹丹 包云秀 田易萍 李叶云

摘要：以易生根的云南大叶茶树品种紫娟、云抗10号及难生根的云抗14号、云茶1号为材料进行扦插试验，跟踪调查其生根情况，并测定插穗愈伤组织和新生根部的吲哚乙酸（IAA）、脱落酸（ABA）、反式玉米素核苷（TZR）、赤霉素（GA4）等内源激素含量。结果显示：IAA含量在云抗14号愈伤组织中最高，云抗10号根部中最低;ABA含量在云茶1号愈伤组织中最高，云抗10号根部中最低;IAA/ABA在云抗14号根部中最高，紫娟愈伤组织中最低;TZR含量在云抗14号根部中最高，云茶1号愈伤组织中最低;GA4含量在云茶1号愈伤组织中最高，云茶1号根部中最低。研究结果表明，IAA、ABA 的含量及IAA/ABA高低与扦插生根难易密切相关。

关键词：大叶茶树;内源激素;扦插生根;插穗;愈伤组织

中图分类号：S571.101 文献标志码：A 文章编号：1002-1302（2020）21-0146-04

茶树[Camellia sinensis （L.） O. Kuntze]属山茶科山茶属，为多年生常绿木本植物，是我国传统的经济树种[1]。我国是世界上最大的产茶国，茶树栽培在我国已有上千年的历史，茶业在我国农业产业结构中有着重要的地位。随着我国人们生活水平的提高，名优茶成为茶业的支柱，作为名优茶的基础，茶树良种越来越受到重视[2]。目前，短穗扦插是茶树良种繁育的主要方式，具有取材方便、操作简单、遗传性状稳定、繁育周期短、繁殖系数大等优点[3]。但是，我国大叶茶产区选育的一些珍稀优良品种及濒危茶树资源存在繁育和推广困难等问题，比如发现于1961年、鉴定树龄为1 700多年的巴达野生型古茶树王于2012年自然倒伏死亡，由于其扦插成活率极低，这株千年古茶树资源未能得以保存。又如国家级茶树良种云抗14号自然性状优良、抗性好、适制茶类广泛，但因为扦插成活率低，导致其很难在适栽地区大面积推广。

植物内源激素是指在植物体内合成的，通常从合成部位运往作用部位，在较低浓度下对植物的生长发育产生显著调节作用的微量有机物质[4]。树木插条的生根能力受内源抑制物质和生长物质比例消长变化的控制，内源激素在茶树扦插生根中具有重要作用[5]。本研究从内源激素入手，揭示云南大叶茶树内源激素与扦插生根的关系，旨在为茶树良种繁育提供理论依据和实践指导。

1 材料与方法

1.1 材料

以易生根的紫娟、云抗10号及难生根的云抗14號、云茶1号4个云南大叶茶树品种为试验材料，插条均采自云南省农业科学院茶叶研究所科研试验基地（100°25′31.501″E、21°59′42.143″N）。选取当年生、新梢长度在25 cm以上、茎粗为3～5 mm、2/3以上已木质化或半木质化、呈棕红色的枝条，将枝条剪成长3～4 cm，带有1张叶片和饱满腋芽的短穗，剪口要平滑、倾斜。

1.2 方法

1.2.1 扦插时间和地点 扦插试验于2018年12月12日在云南省农业科学院茶叶研究所的试验苗圃内进行。

1.2.2 扦插方法 扦插前先将苗床浇透水，再用甲基托布津500倍液喷洒消毒，待水分下渗后土壤松软时扦插。扦插时用拇指和食指夹住插穗垂直或稍斜插入土壤中，露出叶柄，叶片不能相互重叠，且要避免叶片贴土，边插边压实，使插穗与土壤密接。扦插行间距 8～10 cm，株间距2～3 cm。

1.2.3 调查 按照茶树常规观测标准，在扦插后每隔7 d调查1次，每次取5株插穗观测愈伤组织形成情况、死亡情况、生根数、最长根根长、最长根根粗。180 d后调查愈伤率、生根率和成活率。

1.2.4 取样 扦插180 d后取样，共取8个样品，分别是为紫娟、云抗10号、云抗14号及云茶1号的愈伤组织及新生根部。随机选取4个品种的插穗各20条，用蒸馏水迅速将插穗基部冲洗干净并用滤纸吸干，分别剥取插条愈伤组织和新生根部，充分剪碎、混匀，用液氮速冻后，置于-80 ℃冰箱保存备用。

1.2.5 测定 将冷冻干燥的样品置于干冰中，送至南京钟鼎生物技术有限公司测定内源激素吲哚乙酸（生长素，IAA）、脱落酸（ABA）、反式玉米素核苷（TZR）、赤霉素（GA4） 的含量。

1.3 数据分析

调查及试验数据利用Excel 2007处理，并采用 DPS 7.55、SPSS 19.0数据分析软件处理与分析。

2 结果与分析

2.1 扦插生根情况

据观测，紫娟最早生根，扦插后80 d时部分插穗开始长根，120 d时大量生根;云抗10号最早出现愈伤组织，扦插30 d后部分插穗开始长出愈伤组织，45 d时大量插穗长出愈伤组织，90 d时部分插穗开始长根，120 d时大量生根;云抗14号扦插30 d后部分插穗开始长出愈伤组织，150 d时长出大量愈伤组织，130 d时部分插穗开始长根，150 d时大量生根;云茶1号扦插45 d后部分插穗开始长出愈伤组织，180 d时长出大量愈伤组织，110 d时部分插穗开始长根，180 d时大量生根。

扦插180 d后统计愈伤组织形成和生根情况，结果（表1）显示，紫娟的生根时间最早，愈伤率最低，生根率最高，成活率最高;云抗10号的愈伤组织出现时间最早，愈伤率最高，平均根长最长;云抗14号生根率最低，平均根长最短;云茶1号的愈伤率、生根率和平均根长都不是最低的，但成活率最低。愈伤组织出现时间早晚排序为云抗10号>云抗14号>云茶1号>紫娟;生根时间早晚排序为紫娟>云抗10号>云茶1号>云抗14号。

从表1可以看出，4个品种的愈伤率排序为云抗10号>云抗14号>云茶1号>紫娟;生根率排序为紫娟>云抗10号>云茶1号>云抗14号;平均根长排序为云抗10号>紫娟>云茶1号>云抗14号;成活率排序为紫娟>云抗10号>云抗14号>云茶1号。愈伤组织出现时间早晚与愈伤率高低排序一致，生根时间早晚与生根率高低排序一致。

2.2 内源激素含量情况

2.2.1 生长素的含量 从表2可以看出，在4个茶树品种中，成活率较低的茶树品种云抗14号愈伤组织的IAA含量是所有送检样品中最高的;而成活率较高的茶树品种云抗10号根部的IAA含量最低。对4个茶树品种内不同取样部位的IAA含量进行比较发现，每个品种愈伤组织的IAA含量都高于根部。

2.2.2 脱落酸的含量 从表2可以看出，在4个茶树品种中，成活率最低的茶树品种云茶1号愈伤组织的ABA含量最高;而成活率较高的茶树品种云抗10号根部的ABA含量最低。对4个茶树品种内不同取样部位的ABA含量进行比较发现，每个品种愈伤组织的ABA含量都高于根部。

2.2.3 IAA/ABA 从表2可以看出，在4个茶树品种中，成活率较低的茶树品种云抗14号根部的IAA/ABA最高，而成活率最高的茶树品种紫娟愈伤组织的IAA/ABA最低。对4个茶树品种内不同取样部位的IAA/ABA进行比较发现，每个品种愈伤组织的IAA/ABA都低于根部。

2.2.4 反式玉米素核苷的含量 从表2可以看出，在4个茶树品种中，成活率较低的茶树品种云抗14号根部的TZR含量最高;而成活率最低的茶树品种云茶1号愈伤组织的TZR含量最低。对4个茶树品种内不同取样部位的TZR含量进行比较，紫娟愈伤组织的TZR含量稍高于根部，而其他3个品种愈伤组织的TZR含量都低于根部。

2.2.5 赤霉素的含量 由表2可见，在4个茶树品种中，成活率最低的茶树品种云茶1号愈伤组织的GA4含量最高;而云茶1号根部的GA4含量最低。

对4个茶树品种内不同取样部位的GA4含量进行比较，云抗14号愈伤组织的GA4含量稍低于根部，而其他3个品种愈伤组织的GA4含量都高于根部。

2.3 不同取样部位内源激素含量及比值与生根的关联分析

将4个茶树品种根部和愈伤组织的内源激素含量分别与生根率及愈伤率作关联分析。从表3可以看出，4个品种根部内源激素含量及比值与生根率具有相关性，其中IAA含量与生根率呈负相关;ABA含量与生根率和成活率均呈负相关;IAA/ABA与生根率和成活率呈负相关;TZR含量与生根率和成活率呈负相关;GA4含量与生根率和成活率呈正相关。从表4可以看出，4个品种愈伤组织内源激素含量及比值与生根率具有相关性，其中IAA含量与愈伤率和成活率呈负相关;ABA含量与愈伤率和成活率呈负相关;IAA/ABA与愈伤率和成活率呈正相关;TZR含量与愈伤率和成活率呈正相关。

3 讨论与结论

内源激素IAA含量的高低，对植物的生根有很大的影响。大量研究表明，内源IAA是促进不定根形成的主要激素[6]。刘明国等研究表明，在不定根的诱导期IAA含量的提高是促进北美香柏插穗生根的重要原因[7];Koo等研究发现，柳树容易生根与插穗内的IAA含量高有关[8];李永欣等研究发现，高浓度的内源IAA有利于插穗根原基分化形成及生长发育，IAA的初始含量与光皮树生根率呈正相关[9]。在本研究中，4个茶树品种根部中IAA的含量都与生根率及成活率呈负相关关系，这与以上几位研究人员的研究结果不一致，推断可能与其愈伤组织及根部的ABA含量高有关。

脱落酸（ABA）是植物体内的一种负调控激素，低浓度有促进生根作用，但稍高浓度对生根有抑制作用[10]。多数研究认为，脱落酸对插穗生根有着抑制作用[11-13]。刘明国等研究认为，ABA对北美香柏插穗不定根的形成起抑制作用[7];邹吉祥等研究表明，低浓度的ABA有利于芽变毛白杨生根[14];马振华等研究认为，在四倍体刺槐扦插生根过程中ABA含量的下降有利于插穗生根[15];王乔春研究表明，当脱落酸浓度为10～20 mg/L时有利于插条不定根的形成[16]。从本试验的结果看，4个茶树品种根部ABA的含量都与生根率及成活率呈负相关关系，这与以上研究结果基本一致，说明高含量ABA对茶树插穗生根具有抑制作用。

不定根的形成过程很复杂，需要多种激素的共同作用。多数研究表明，IAA/ABA与生根率呈正相关[17-19]。许晓岗等研究发现，IAA/ABA较高时，垂丝海棠插穗的生根率较高，反之生根率较低[20];郭素娟等研究表明，白皮松插穗IAA/ABA与生根率呈正相关关系[21];辜云杰等研究发现，IAA/ABA较高时，生根率较高，反之则生根率较低[22]。在本研究中，4个品种愈伤组织的IAA/ABA与愈伤率呈高度正相关关系，却与成活率相关关系较弱，这与以上研究结果不太一致，说明高IAA/ABA有利于插穗形成愈伤组织，不一定有利于插穗生根。

细胞分裂素促进细胞的分裂、抑制分生组织的生长[23]。反式玉米素是具有很高生物活性的細胞分裂素，常以核糖核苷或核糖核苷酸的形态存在。曹慧颖等研究证明，反式玉米素在愈伤组织的形成过程中开始增加，且在愈伤组织最发达的时候达到峰值，说明它在细胞的脱分化、愈伤组织发育及再分化中发挥着重要作用[24]。韩召奋等研究发现，农杆菌GV3101株系内的反式玉米素合成基因的表达产物能够促进烟草外植体再生，调节细胞生长[25]。李俊慧研究发现，TZR的含量在人参榕块根开始膨大期变化是不明显的，在块根膨大后期与前期相比呈极显著差异，说明TZR对人参榕块根的形成和膨大有积极作用[26]。本研究发现，4个品种根部TZR含量与生根率呈负相关关系，愈伤组织TZR含量与愈伤率和成活率都呈正相关关系，这与以上研究结果基本一致，说明愈伤组织中高含量TZR有利于生根，而根部高含量TZR不利于生根。

赤霉素（GA）含量对不同植物生根过程中的影响表现不一[27-30]。黄焱等研究发现，较高水平的GA4对珍珠黄杨生根有抑制作用，即较低水平的GA4对生根有促进作用[31]。刘关君等研究认为，GA4在长白落叶松插穗愈伤组织形成及不定根产生过程中起促进作用[32]。刘桂丰等的研究表明，落叶松杂种插穗生根过程中，GA4在根原基分化时期起很重要的作用[33]。本研究的结果表明，4个品种根部GA4含量与生根率呈正相关关系，说明GA4含量与生根有关，这与以上研究人员的研究结果一致。