不同生长调节剂对翅茎白粉藤扦插生根的影响
2021-09-14陆湘云张艳玲邓荣艳
陆湘云,张艳玲,邓荣艳,杨 梅
(1.广西国有高峰林场,南宁 530001;2.广西大学林学院,南宁 530004)
翅茎白粉藤(Cissushexangularis)为葡萄科白藤属木质藤本,分布于广东、海南、广西等地,生于山地疏林中,喜高温半遮蔽环境[1,2]。翅茎白粉藤是热带及亚热带地区的特色药用植物,具有祛风除湿、活血通络之功效[3]。中国翅茎白粉藤植物资源蕴含丰富,目前从其研究现状来看,对翅茎白粉藤的研究主要集中在其植物的化学成分、药用价值等方面。翅茎白粉藤植物中含有糖类、苷类、皂苷、鞣质、黄酮类、酚类、香豆素、生物碱及挥发油等化学成分[4],尤其是白藜芦醇具有抗内皮素-1和蛇毒、抗过敏、抗肿瘤、抗肝损伤等作用[5],具有很大的开发利用潜力。
目前,多以采集翅茎白粉藤野生植株作为药用原料,而很少对翅茎白粉藤进行人工栽培。由于翅茎白粉藤萌孽及结种量不多,因此,天然状态下的野生植株数量不足使开发利用受到一定限制。加强翅茎白粉藤无性繁殖培育技术研究,对培育优质翅茎白粉藤苗木、扩大翅茎白粉藤的人工栽培起到积极的推动作用。目前对翅茎白粉藤扦插繁殖技术的报道较少。本研究采用不同浓度ABT(生根粉)、IAA(吲哚乙酸)、NAA(a-萘乙酸)3种植物生长调节剂处理翅茎白粉藤穗条,分析植物生长调节剂对翅茎白粉藤扦插生根的影响,旨在为翅茎白粉藤的扦插繁殖提供借鉴,推进其快速、大量繁殖。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
本试验在广西大学林学院苗圃基地进行,该基地位于广西省南宁市东经108°22′、北纬22°48′,属亚热带季风气候,湿润多雨,阳光充沛,气候温和,夏长冬短,年平均气温在21.2℃左右,年均降雨量达1 350 mm,平均相对湿度为80%,气候条件适宜翅茎白粉藤的繁殖生长。
1.2 试验设计
2019年2月20日采集无病虫害、生长健壮的一年生翅茎白粉藤枝条,制备插穗长度为10~15 cm,每个枝条带2个节并保留1片叶子,所留的叶子减掉1/2。采用单因素完全随机区组试验,设置植物生长调节剂不同质量浓度,生根粉(ABT)100、200、300、400 mg/L,吲哚丁酸(IAA)100、200、300、400 mg/L,萘乙酸(NAA)100、200、300、400 mg/L,未经过生长调节剂处理组(CK)。每个处理重复3次,每个重复10根用橡皮筋扎成一捆,置于1%多菌灵中浸泡30 min后用清水冲净,置于不同的生根剂中浸泡2 h后,扦插于河沙基质中。沙床于扦插前1 d用0.1%浓度的KMnO4消毒,扦插时用清水冲洗干净。2019年4月20日统计生根情况,测定扦插生根后插穗可溶性糖、可溶性糖蛋白及过氧化物酶(POD)活性等生理指标。
1.3 指标测定方法
扦插60 d后测定各处理插穗的生根数、最长根长以及其扦插生根后插穗的生理指标,各指标取平均值。采用蒽酮法测定可溶性总糖含量[6],采用考马斯亮蓝G-250染色法测定可溶性蛋白质含量[7],采用愈创木酚比色法测定过氧化物酶(POD)活性[8]。
1.4 数据分析与统计
采用Excel软件进行数据整理,采用SPSS 22.0统计软件进行方差分析和多重比较(Duncan法,α=0.05),并用欧几米德En多重向量法[9]对各处理进行综合评价。
2 结果与分析
2.1 不同处理的扦插生根情况
2.1.1 不同处理对翅茎白粉藤生根率的影响 由图1可知,IAA 300 mg/L处理的插穗生根率最低只有63.3%,CK生根率次低为66.7%,3种生长调节剂处理除IAA 300 mg/L外,其他调节剂对插穗生根率都有促进作用,各处理间无显著差异,其中ABT 100mg/L、IAA 400 mg/L、NAA 100 mg/L处理插穗生根率较高,均达96.7%。NAA处理的插穗扦插生根率优于其他处理。
图1 不同处理下翅茎白粉藤插穗的生根率
2.1.2 不同处理对翅茎白粉藤生根数的影响 从图2可知,不同生长调节剂处理翅茎白粉藤插穗生根数都比CK组生根数(2个)多,其中ABT 100 mg/L处理的插穗生根数显著高于其他处理,单个插穗平均生根数达19个不定根。3种生长调节剂处理的插穗,其中ABT处理的插穗生根效果最好,插穗生根数最多,更有利于插穗的生根,而插穗生根数随着ABT处理的浓度的升高而降低,说明高浓度ABT抑制了插穗的生根数,低浓度有利于扦插生根数的增加;NAA、IAA处理的插穗生根效果较差。
图2 不同处理下翅茎白粉藤单株插穗平均生根数
2.1.3 不同处理对翅茎白粉藤根长的影响 由图3可知,NAA 100 mg/L处理的翅茎白粉藤单个插穗最长根长平均值达83.56 cm,显著高于大部分处理,而CK的单个插穗不定根最长根长平均值最低,仅有49.65 cm,表明植物生长调节剂在一定程度上能够促进插穗不定根的生长。3种生长调节剂处理的插穗中,NAA处理更有利于插穗不定根的生长;ABT处理的插穗平均不定根根长较短,促进效果不明显。在不同浓度生长调节剂处理下,ABT 400 mg/L、IAA 400 mg/L、NAA 300 mg/L对翅茎白粉藤扦插不定根的生长有明显的促进作用。
图3 不同处理下插穗扦插生根的最长根长平均值
2.2 不同处理的扦插生理指标研究
2.2.1 不同处理对翅茎白粉藤可溶性糖含量的影响 测定插穗生根后其可溶性糖含量能够很好地说明生根情况的好坏程度,可溶性糖含量低,插穗生根消耗的营养物质多,扦插生根能力好[10]。由图4可知,与对照(CK)相比,经生长调节剂处理的插穗消耗可溶性糖含量较多,说明植物生长调节剂能促进对可溶性糖的消耗用于其自生的生根发育,在一定程度上促进插穗生根,提高生根能力[11]。CK的插穗可溶性糖含量最高,达6.604 mg/g,而ABT 100 mg/L处理的插穗可溶性糖含量最低,只有3.411 mg/g,表明CK处理的插穗在扦插生根过程中消耗可溶性糖量最少,ABT 100 mg/L处理的插穗消耗可溶性糖量最多,进一步说明ABT 100 mg/L处理的插穗扦插生根最旺盛,对翅茎白粉藤扦插生根有明显的促进作用。对比3种生长调节剂处理的插穗可知,ABT处理的插穗可溶性糖含量较低,ABT促进扦插生根作用效果较明显。在不同浓度生长调节剂处理下,ABT 100 mg/L、IAA 400 mg/L、NAA 100 mg/L处理的插穗可溶性含糖量较低,其对翅茎白粉藤扦插不定根的生长促进作用较强。
图4 不同处理下翅茎白粉藤插穗可溶性糖含量
2.2.2 不同处理对翅茎白粉藤可溶性蛋白含量的影响 由图5可知,翅茎白粉藤CK的插穗可溶性蛋白含量最高,达28.470 mg/g,而IAA 400 mg/L处理的插穗可溶性蛋白含量最低,只有15.518 mg/g。经过生长调节剂处理的插穗扦插生根后可溶性蛋白含量比CK处理偏低,表明生长调节剂在一定程度上能促进扦插穗条对可溶性蛋白的利用。通过方差分析可知,不同生长调节剂、不同浓度处理的翅茎白粉藤扦插生根后的可溶性蛋白含量存在显著差异。不同处理组之间可溶性蛋白含量虽然存在显著差异,但没有表现出扦插生根显著的相关性,只经生长调节剂处理的插穗可溶性蛋白含量偏低。在不同浓度生长调节剂处理下,ABT 200 mg/L、IAA 400 mg/L、NAA 400 mg/L处理的插穗可溶性蛋白含量较低,其对翅茎白粉藤扦插不定根的生长促进作用较强。
图5 不同处理下翅茎白粉藤插穗的可溶性蛋白含量
2.2.3 不同处理对翅茎白粉藤过氧化物酶(POD)活性的影响 研究显示,较高的POD活性对插穗不定根的诱导和形成生长具有积极作用。由图6可知,不同生长调节剂、不同浓度处理对翅茎白粉藤扦插生根后的插穗POD活性显著提高,与CK处理存在显著差异。其中,ABT 100 mg/L处理的插穗POD活性最高,达452.33 U/(g·FW·min),而CK的插穗POD活性最低,只有201.00 U/(g·FW·min),这表明植物生长调节剂在一定程度可提高插穗的POD活性。3种生长调节剂处理的插穗,ABT处理的插穗POD活性较高,IAA处理相对较低。在不同浓度生长调节剂处理下,ABT 100 mg/L、IAA 400 mg/L、NAA 100 mg/L处理的插穗POD活性较高,对翅茎白粉藤扦插不定根的生长有显著的促进作用。
图6 不同处理下翅茎白粉藤插穗的POD活性
2.3 扦插效果的多向量综合评定法
用欧几米德En多向量理论综合评定法对不同生长调节剂处理翅茎白粉藤扦插生根进行综合评价。综合评价(表1)可得,各生长调节剂处理最适浓度为ABT 100 mg/L、IAA 400 mg/L、NAA 100 mg/L,随着生长调节剂ABT、NAA浓度的增大,促进扦插生根效果越差。
表1 不同生长调节剂不同浓度处理翅茎白粉藤多向量坐标综合评价
3 小结与讨论
营养物质碳水化合物对于扦插生根具有重要作用,是插穗在扦插生长生根过程中主要的供能物质,为不定根的形成与伸长提供必要的能量来源[12]。生长调节剂处理能够促进插穗对碳水化合物(可溶性糖与可溶性蛋白质)的消耗[13],提高POD活性,在一定程度上促进插穗生根和不定根的生长,使根系发达,提高生根率[14]。扦插繁殖的生根数目、不定根根长能够反映出插穗生长、生根情况的好坏程度,生根数目越多、不定根根长越长,扦插生根能力越好,生长越旺盛,更能成活长成新植株[15]。本研究表明,不同植物生长调节剂不同浓度处理翅茎白粉藤插穗进行扦插生根,对其生根有促进作用,生根率显著提高,不定根数目、根长增加。李双双等[16]研究表明,ABT处理的金樱子插条的存活率、生根率、平均根数、最长根长以及平均根长皆优于其他处理,用ABT处理金樱子插条生根效果最佳。本研究中,ABT处理的翅茎白粉藤插穗消耗可溶性糖与可溶性蛋白质较多,POD活性较高,生根情况最好,更有利于插穗的生根。可溶性蛋白与整个植物或组织的代谢密切相关,它不仅调节细胞的生长和分化,而且对于植物形态发生、生长发育是必不可少的[17]。不同处理之间可溶性蛋白含量虽然存在显著差异,但没有表现出扦插生根显著的相关性,只经生长调节剂处理过的插穗可溶性蛋白含量偏低一些。植物生长调节剂在一定程度提高插穗的POD活性,促进不定根的诱导和伸长,宋金耀等[18]研究发现,在不定根诱导期苹果的POD活性升高,较高的POD活性可促进IAA的分解进而促进根原基诱导。本研究IAA处理的插穗POD活性比另两种生长调节剂相对较低,生根指标较差。适宜浓度生根效果更好,更能促进扦插生根生长,生长调节剂浓度越高反而不利于插穗的生根[19],随着浓度的增大,各生理指标与清水对照组的差异不明显,表明一定浓度的生长调节剂更能明显促进扦插生根。
综合分析,ABT(生根粉)处理的插穗生根效果相对较好,扦插生根率、生根数、不定根根长的生根情况都比较良好,生理特性方面也具有一定优势,消耗更多的碳水化合物,根系活力(POD活性)更高。3种生长调节剂不同浓度处理综合评定可知,各生长调节剂最适浓度为ABT 100 mg/L、IAA 400 mg/L、NAA 100 mg/L。