乙烯利和吲哚丁酸对扦插蓝莓组培苗不定根生长的影响

龚月桦 张家豪 周万海

摘要：为探究乙烯利和吲哚丁酸对蓝莓组培苗不定根生长的影响，以兔眼蓝莓品种灿烂组培苗为材料，用不同浓度乙烯利和吲哚丁酸溶液进行单一或复合处理，然后在30、50、70 d时测定蓝莓的生根率、平均生根数、平均根长、生根力指数。结果表明，在乙烯利单独处理时，浓度在40 mg/L时促生根效果最好，50 d时生根率达100.0%，70 d时生根力指数达11.48;吲哚丁酸单独处理时，浓度在400 mg/L时促生根效果最好，50 d时生根率65.6%，70 d时生根率为100.0%，生根力指数17.69;乙烯利和吲哚丁酸共同处理时，某些组合协同效应明显，400 mg/L吲哚丁酸+10 mg/L乙烯利组合促生根效果最好，50 d时生根率100.0%，70 d时生根力指数21.03。

关键词：蓝莓;不定根;乙烯利;吲哚丁酸;生根率;生根数;根长;生根力指数

中图分类号：S663.904+.3   文献标志码： A  文章编号：1002-1302（2020）10-0157-05

收稿日期：2019-05-09

基金项目：四川省教育厅重点项目（编号：17ZA0455）;四川省宜宾市重点科技计划（编号：2014NY016）。

作者简介：龚月桦（1971—），女，四川简阳人，博士，教授，主要从事植物生态生理研究。E-mail：gongyh01@163.com。

通信作者：周万海，博士，副教授，主要从事植物组织培养与种质改良研究。E-mail：wanhaizhou@126.com。

蓝莓（blueberry）又称越橘，属杜鹃花科越橘属多年生灌木植物，是一种重要的小浆果类果树。蓝莓果实除了含有糖、酸和维生素C外，还富含维生素E、维生素A、维生素B、超氧化物歧化酶、熊果苷、蛋白质、花青苷、食用纤维以及丰富的Ca、Fe、Zn、K等矿物质元素。经常食用蓝莓鲜果具有防止脑神经老化、软化血管、抗癌、明目、增强人体免疫能力的作用。蓝莓鲜果以其独特的营养价值在国际市场上受到追捧，被国际粮农组织列为人类五大健康食品之一[1]。目前，在我国蓝莓产业化发展中，苗木繁殖困难是制约蓝莓商业化栽培的重要因素之一，主要原因是苗木生根困难，且蓝莓的根系不发达，主根不明显，根细弱，无根毛，根分布浅[2]。

由于生长素对不定根形成起主要作用，目前常用吲哚丁酸（IBA）或萘乙酸（NAA）处理蓝莓促进其生根[3-7]，但效果并不理想。乙烯也是一种植物激素，农业生产中常用乙烯释放剂乙烯利促进果实成熟。已有研究表明，乙烯也有促进不定根形成的作用，但对不同的植物作用效果可能不同[8-10]。还有研究认为，乙烯和生长素在信号途径上存在相互作用[10-12]。乙烯利在蓝莓扦插生根中的作用还未见报道，因此本试验研究乙烯利对蓝莓不定根生长的影响以及乙烯利和吲哚丁酸二者共同使用对蓝莓插条生根的效应，为提高蓝莓生根的效率和蓝莓苗木的质量提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

蓝莓品种为灿烂，属于五大蓝莓品种群中的兔眼蓝莓（Vaccinium ashei）群。组培蓝莓苗长至4～5 cm 时，炼苗2周左右，取出洗净培养基，剪除基部老化褐变的部分消毒待用。此部分试验于2017年9—12月在宜宾学院川茶学院组培实验室进行。

1.2 组培苗的扦插移栽

扦插基质选用智利产水苔，经过8 h浸泡吸胀后，放入育苗盘内用1%高锰酸钾溶液浸透放置过夜后可以使用，将蓝莓组培苗分株移栽到育苗盘苔藓内。此部分试验于2018年11月至2019年3月在宜宾学院川茶学院试验农场（104°54′E、28°70′N）进行。

1.3 生根试验设计

生根试验分为乙烯利处理（浓度梯度为0、10、20、30、40、50 mg/L，处理编号分别为CK、E1、E2、E3、E4、E5）、吲哚丁酸处理（浓度梯度为0、100、200、300、400 mg/L，处理编号分别为CK、I1、I2、I3、I4）、乙烯利和吲哚丁酸共同处理（用T表示，表1）。

每个育苗盘32孔，每孔1株，每处理重复2盘。在有吲哚丁酸进行处理的试验组中，须要将筛选好的苗进行分组，在对应浓度梯度的溶液中进行25～30 s的蘸根处理再扦插。其他处理可以直接扦插移栽。

1.4 生根试验管理

1.4.1 生根营养液配方 1/8 WPM营养液（大量元素和微量元素），调节pH值为5.0。

1.4.2 乙烯利溶液的配制 称取250 mg乙烯利溶解在10 mL蒸馏水中，然后定容配制成5 mg/mL的母液，过滤灭菌，使用时稀释成所需浓度。

1.4.3 吲哚丁酸溶液的配制 称取1 g吲哚丁酸用NaOH助溶，然后加蒸馏水定容配成20 mg/mL的母液，过滤灭菌待用。使用时用蒸馏水稀释至所需浓度即可。

1.4.4 管理 蓝莓苗扦插后即浇生根营养液 10 mL/株，2周澆1次，需要乙烯利处理的也每2周浇1次乙烯利溶液10 mL/株。生根营养液和乙烯利溶液交叉进行，即1周浇营养液、1周浇乙烯利。需要IBA处理的，扦插前用吲哚丁酸溶液蘸根处理 25～30 s后扦插，以后不再进行IBA处理，只每2周浇1次生根营养液。其余时间每天观察苗的生长情况和基质含水量，根据基质的干湿情况补水。

1.5 指标测定及数据处理

处理30、50、70 d时，观察记录生根情况，测生根率。然后随机选取10～15个/盘样品植株，测量单株生根数和根长。采用Excel 2010进行数据分析。

生根率=（生根植株数/总植株数）×100%;

平均根长（mm）=所测植株总根长/该植株的生根总数;

生根力指数=（平均根长×平均生根数）/总植株数[4]。

2 结果与分析

2.1 乙烯利单独处理对蓝莓不定根生长的影响

从表2可以看出，单独用10～50 mg/L乙烯利处理蓝莓组培苗可以明显促进插条的生根率。处理30 d时，对照没有生根，乙烯利处理的生根率在37.5%～43.8%;处理50 d时，对照生根率为 50.0%，10～40 mg/L乙烯利处理的生根率为 93.8%～100.0%，但更高浓度的乙烯利生根率只有79.0%;延长处理时间，对照的生根率上升，但乙烯利处理的生根率不再上升。因此用乙烯利单独处理时，在10～40 mg/L的浓度范围内处理50 d，对蓝莓插条生根率均有较好的促进作用。

乙烯利处理对平均生根数有明显的促进作用，处理30 d时，各浓度处理的差异不显著;在处理50、70 d时，E4（40 mg/L）处理的结果明显优于其他处理，分别为18.0、27.0条/株。

乙烯利处理对根长的促进作用在处理30 d时较明显，后期只有40 mg/L乙烯利处理稍有促进，其余处理都不明显。

由于生根数和根长是在生根的植株中抽取进行测定，而生根效果与生根率、生根数、根长都有关，不容易比较各处理的效果。因此为了综合反映各处理植株的生根情况，将生根率、生根数、根长都考虑进去，使用了生根力指数这个指标。

从试验结果来看，乙烯利处理可明显提高生根力指数，處理30 d时，50 mg/L乙烯利的处理生根力指数最高;但处理时间延长至50～70 d时，则是 40 mg/L 乙烯利的处理生根力指数最高，分别为 5.04、11.48。

综合上述试验结果可知，用乙烯利对蓝莓插条单独进行处理时，短时间用50 mg/L效果好一些;长时间用浓度为40 mg/L的溶液对促进不定根发生具有最佳的处理效果。但乙烯利对根伸长并无明显促进作用。

2.2 吲哚丁酸单独处理对蓝莓不定根生长的影响

100～400 mg/L吲哚丁酸处理30 d，与对照一样，蓝莓未生根。由表3可知，处理50 d，生根率与CK相比，只有高浓度略有优势;处理70 d，生根率显著高于对照，200～400 mg/L IBA处理的生根率均达到100.0%。

处理50 d时，只有高浓度IBA处理的平均生根数稍多;处理70 d时，生根数明显高于对照，其中300 mg/mL IBA处理的最高，达32条/株。

IBA处理50 d时平均根长差异不显著;70 d时所有处理的根长都高于对照，以400 mg/L IBA处理的最长。

IBA处理50 d生根力指数略高于对照，但处理间差异不明显;处理70 d时，300～400 mg/L IBA处理的蓝莓生根力指数较高，达18左右。综上所述，用IBA单独处理蓝莓时，300～400 mg/L比较好。

对表2和表3进行比较可知，乙烯利处理促进不定根发育的效果较早，而吲哚丁酸处理的效应发生较晚。而且IBA处理不仅促进不定根的发生，后期也促进不定根的伸长。

2.3 乙烯利和吲哚丁酸共同处理对蓝莓不定根生长的影响

由表4可知，当乙烯利和IBA共同处理30 d时，大多数的处理都比单独乙烯利或IBA处理的生根率高。平均生根数和平均根长有部分组合比单独乙烯利处理的高，多数组合处理生根力指数也比单独乙烯利处理的好。以T4-4处理即400 mg/L IBA和40 mg/L乙烯利短期处理效果最佳，说明乙烯利和IBA共同处理对蓝莓不定根生长发育有协同效应。

处理50 d以后各处理生根率都在90%以上，显著高于对照，也明显高于IBA单独处理，接近乙烯利单独处理的效果。与单独乙烯利或IBA处理相比，生根数的协同效果较好，多数组合处理的平均生根数显著高于乙烯利或IBA单独处理;但根长的协同效果不明显。其中，T4-1处理效果最好，其生根力指数最高，到70 d时，其平均生根数可达41条/株，生根力指数为21.03。因此，长时间处理采用IBA浓度 400 mg/L、乙烯利浓度10 mg/L组合处理对蓝莓不定根生长较好。

3 讨论与结论

不定根形成分为2个阶段，即根原基分化形成和根原基生长发育阶段。生长素是促进不定根形成的主要激素，主要作用是促进根原基的形成，与新的形成层位点诱导和第1次细胞分裂的启动有关。乙烯不仅能诱导不定根原基外表皮细胞发生死亡，还能促进不定根原基突破表皮和不受损伤。

乙烯作为重要的信号分子参与并调控根的生长发育，包括抑制主根伸长生长，促进侧根和不定根的形成[12]。乙烯对不定根形成的作用，在不同植物或不同组织器官中有所不同，有的促进，有的抑制，有的无反应[13]。

目前认为，生长素和乙烯在不定根形成中有相互作用，乙烯能促进生长素合成[14]，生长素也能促进乙烯合成[15]。但具体信号途径还不清楚，乙烯反应可能位于生长素途径的上游[11]。但是也有研究认为，乙烯信号可以直接诱导水稻不定根出现，生长素是诱导乙烯产生而刺激不定根形成[16]。切下番茄和矮牵牛的营养茎叶后，外施生长素可以使其产生许多不定根，但生长素对乙烯不敏感突变体作用很小或者几乎没有作用，这也说明生长素对不定根的促进作用由乙烯介导[17]。然而也有试验认为，生长素和乙烯之间的作用是可以分开的，虽然它们之间存在一定程度的协同作用[18]。本研究表明，乙烯利处理可以促进蓝莓组培苗瓶外扦插时不定根的形成，这和在绿豆下胚轴、大豆下胚轴中的作用相似[8-9]。处理30 d时生根率达到40%左右，到 50 d 时接近100%，明显高于对照，但处理时间延长须要降低浓度。

本试验结果还显示，IBA单独处理比乙烯利单独处理生根晚，30 d时没有生根，但70 d时生根率达100%，且平均生根数、根长和生根力指数明显高于对照。乙烯利处理的蓝莓组培苗生根快，而IBA处理的生根慢;用IBA和乙烯利共同处理，部分组合的生根率、生根数和生根力指数都高于两者单独处理，说明二者协同作用明显，可以间接推测乙烯信号直接诱导不定根形成，外施的IBA可能通过诱导植物产生乙烯而刺激不定根形成，但还须进一步的研究。近年的研究表明，IBA通过增加内源NO和H2O2水平实现对万寿菊不定根形成的促进作用[19]，NO也参与乙烯诱导黄瓜不定根的形成[20]。说明NO是乙烯和IBA诱导根系发育的共同信号通路，可以以此为契机进一步探讨生长素和乙烯信号的关系。处理70 d后，IBA单独处理的蓝莓无论根长、生根数、生根力指数都高于乙烯利单独处理，说明乙烯利不适于长时间使用，这和其促进不定根形成，但抑制根伸长的作用一致。

IBA和乙烯利共同处理协同作用明显，部分组合的生根率、生根数和生根力指数都高于两者单独处理，将来可以应用于蓝莓扦插生根中，提高苗木质量。短期处理30 d，400 mg/L IBA+40 mg/L乙烯利效果最好;若长期处理，比如处理70 d，则是400 mg/L IBA+10 mg/L乙烯利較好。

IBA使用时须用乙醇或NaOH助溶，会对植物有损伤，因此不宜浇灌植株，一般是扦插前短时间浸泡，只处理1次，使用浓度较高。而乙烯利是水溶性的，可以配合浇水多次使用，便于调节，也可降低使用浓度。本试验中乙烯利处理前后浓度未改变，从试验结果来看短期处理浓度高一些较好，但长期处理浓度需要低一些。因此以后可以进一步试验探索，在处理过程中调整乙烯利浓度和处理次数，比如前高后低，也许可以进一步提高生根效果。

参考文献：

[1]王 辉，王鹏云，王 蜀，等. 我国蓝莓的发展现状及前景[J]. 农业现代化研究，2008，29（2）：250-253.

[2]李亚东，刘海广，唐雪东. 蓝莓栽培图解手册[M]. 北京：中国农业出版社，2014：69-84.

[3]宋 刚，徐 银，宋金耀，等. 蓝莓试管苗不定根的诱导研究[J]. 江苏农业科学，2011，39（6）：89-91.

[4]周晓梅，陈 曦，刘 强，等. 不同处理措施对蓝莓嫩枝扦插生根的影响[J]. 广东农业科学，2012（4）：38-40.

[5]韦吉梅，聂 飞，何 健，等. 不同处理措施对兔眼蓝莓绿枝扦插生根的影响[J]. 落叶果树，2008（5）：12-14.

[6]曾光辉，王法格，黄树辉. 兔眼越橘扦插育苗技术研究[J]. 中国南方果树，2007，36（5）：70-71.

[7]阳 翠，王 军，董顺文，等. 培养基组分对蓝莓组培苗瓶内生根的影响[J]. 植物生理学报，2016，52（9）：1438-1442.

[8]刘凤丽，王万鹏，李文滨，等. 生长素、乙烯和温度对大豆不定根形成的影响[J]. 大豆科学，2017，36（4）：547-553.

[9]刁俊明，文方德，潘瑞炽. 乙烯利对绿豆下胚轴不定根形成的促进作用[J]. 华南师范大学学报（自然科学版），1999（1）：102-105.

[10]郑均宝，刘玉军，裴保华. 乙烯与几种木本植物茎插穗生根的关系[J]. 河北林学院学报，1992，7（3）：187-192.

[11]胡一兵，刘 炜，徐国华. 生长素与乙烯信号途径及其相互关系研究进展[J]. 植物学报，2011，46（3）：338-349.

[12]王金祥，严小龙，潘瑞炽. 不定根形成与植物激素的关系[J]. 植物生理学通讯，2005，41（2）：133-142.

[13]Swarup R，Perry P，Hagenbeek D，et al. Ethylene upregulates auxin biosynthesis in Arabidopsis seedlings to enhance inhibition of root cell elongation[J]. Plant Cell，2007，19：2186-2196.

[14]Burg S P，Burg E A. Auxin-induced ethylene formation：its relation to flowering in the pineapple[J]. Science，1966，152（3726）：1269.

[15]E Z G，Ge L，Wang L. Molecular mechanism of adventitious root formation in rice[J]. Plant Growth Regulation，2012，68：325-331.

[16]Taiz L，Zeiger E. Plant physiology[M]. 5th Edition. Sunderland Massachusetts：Sinauer Associates Inc.，2010.

[17]Romano C P，Cooper M L，Klee H J. Uncoupling auxin and ethylene effects in transgenic tobacco and Arabidopsis plants[J]. Plant Cell，1993，5（2）：181-189.

[18]廖伟彪，黄高宝，郁继华，等. NO和H2O2在IBA诱导万寿菊不定根形成中的作用[J]. 园艺学报，2011，38（5）：939-946.

[19]徐晓婷，金 鑫，廖伟彪. 一氧化氮参与乙烯诱导黄瓜不定根的形成[J]. 园艺学报，2017，44（1）：53-61.