不同生长调节剂配方对抗松材线虫病马尾松扦插生根的影响

赖略 ，凌惠锋

(1.河源市森林病虫害防治服务中心,广东 河源 517000；2.河源市国有黎明林场,广东 河源 517200)

马尾松()利用价值高，开发前景广阔，是我国生态建设和脂材两用的主要造林树种，在广东、广西、江西、福建、浙江、贵州等南方17个省区均有分布。然而近年来，由于松材线虫病的快速传播扩散，马尾松感病及死亡率高，造成了严重的经济损失。为控制松材线虫病进一步蔓延，全国多地先后发布了“限松令”，禁止马尾松的大量种植，严重阻碍了松树产业的健康发展。松材线虫病入侵我国已30余年，防治方面主要采用砍伐疫木、焚烧、喷施药剂、媒介昆虫控制等手段，但目前仍未能从根本上实现松材线虫病的有效防控。

通过抗病育种提高植物对病原物的抗性是实施植物病害高效防控的重要策略。研究发现，马尾松群体中存在抗松材线虫病的基因型，在松材线虫入侵时表现出了强而稳定的抗病性。因此，抗病种质资源筛选与繁育利用，是从根本上解决松材线虫病防控的有效途径。马尾松无潜伏根原基，属难生根树种。激素在植物不定根发生过程中起到关键作用。基于此，本研究以筛选的抗松材线虫病马尾松植株为研究对象，通过设置不同生长调节剂处理，分析扦插生根率、内源激素水平及苗木生长变化情况，以期为抗松材线虫病马尾松高效繁育提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

采集抗性马尾松植株上成熟球果，经自然晾晒收集种子，去杂后流水冲洗1 h，28 ℃温水浸泡过夜，再用0.5%高锰酸钾浸泡15 min后，无菌水洗3次，然后直接播于沙床。待种子发芽种壳掉落时，移栽至装有轻型基质(泥炭土∶珍珠岩∶椰糠=1∶1∶1)容器杯中。待苗木培育10个月，筛选苗高>25 cm、地径>2.5 mm且生长健壮、无病虫害苗木为采穗母株，按照常规的马尾松采穗圃营建方法建立采穗圃。在11月下旬，采集半木质化穗条作为试验材料进行扦插。扦插试验在受控环境条件下进行：光照强度2 000～2 500 lx，光照时间12 h，温度(25±0.5) ℃，相对湿度90%～95%。扦插基质为黄泥，经0.5%高锰酸钾消毒过夜，再经流水冲洗干净后备用。

1.2 试验方法

1.2.1 生根剂处理 以生根粉1号(ABT1)、萘乙酸(NAA)、吲哚乙酸(IAA)、吲哚丁酸(IBA)、多效唑(PBZ)为生长调节剂，开展不同种类、不同浓度生长调节剂处理嫩枝扦插试验。每种生长调节剂设3个水平(表1)，采用正交试验设计，共设置18个生长调节剂处理(表2)。将穗条分别用不同浓度、不同组分的生长调节剂浸泡6 h，然后直接插于装有黄泥容器杯中。每处理4重复，每重复60株。

表1 生长调节剂组分水平表 单位：mg·L-1

1.2.2 指标测定

生根率：扦插40 d时，统计各处理生根苗株数占扦插总株数百分比。

内源激素测定：根据不同生长调节剂处理试验结果，以T1、T2处理插穗为研究对象，在扦插第0、20(根原始体诱导形成)、40(不定根形成)天时，分别取样测定穗条中内源生长素(IAA)、赤霉素(GAs)含量。使用仪器为美国安捷伦公司生产的Agilent 1290液相色谱仪、Agilent 6460C三重四极杆质谱仪和配电喷雾离子源，激素标准品为Sigma公司生产，色谱纯级。参照王荣的色谱条件和质谱条件，取不同扦插时间插穗基部1 cm长的去掉针叶根茎为样品，每重复各取样约1 g进行测定。

根条数：扦插40天时，统计各处理苗木根长>5 mm平均根条数。

生根时间：待肉眼可见且长度>2 mm的不定根出现时，计为生根时间。

移栽成活率：扦插3个月后，统计各处理存活植株占扦插总株数百分比。

苗高：扦插3个月后，用卷尺测定(精度0.1 cm)，统计各处理平均苗高。

1.3 数据处理

数据采用SPSS 19.0统计分析软件进行方差分析、Duncan’s多重比较和-test两个处理间差异分析。

2 结果与分析

2.1 不同生长调节剂处理下生根率变化

由表2可知，不同生长调节剂处理下扦插生根率差异显著。

表2 马尾松扦插育苗生长调节剂不同配比极差分析

其中，未使用生长调节剂的T1处理下的生根率为0，明显低于其他17个使用生长调节剂的处理〔(17,54)=1 723.5，<0.001〕，表明马尾松扦插生根中外源性生长调节剂的应用是必需的。在供试17个使用生长调节剂处理中，以T2处理(0 mg·LABT1+100 mg·LNAA+100 mg·LIAA+100 mg·LIBA+50 mg·LPBZ)下生根率最高，达95.3%。从各生长调节剂组分极差分析结果看，NAA影响最大(=31.5)，其次PBZ(=20.7)，而IAA影响最小(=6.5)。

由正交设计效应曲线(图1)可以看出，对马尾松生根影响最大的NAA、PBZ分别在100 mg·L和50 mg·L浓度处理下，生根率最高，而当浓度增加时，生根率反而下降。这说明，NAA、PBZ在马尾松扦插过程中具有明显的浓度效应，其使用时需控制在适宜浓度范围。此外，从IAA的效应曲线变化看，100～200 mg·LIAA范围内生根率随着浓度增加无明显变化，这反映了IAA的效用不会随着使用量增加而增强。

图1 马尾松扦插育苗生长调节剂正交设计效应曲线图

2.2 扦插生根过程中内源IAA与GAs水平变化

外源生长调节剂的作用机制主要在于诱导了内源激素水平的变化。IAA是核心激素，NAA具有类似IAA的功能，而PBZ是GAs生物合成抑制剂。因此，根据不同生长调节剂对马尾松扦插生根的影响结果，为进一步验证生长调节剂的作用，以生根差异显著的T1、T2处理下的插穗为研究材料，分析了其生根过程中内源性IAA和GAs水平的变化。从图2可知，生根过程中两个处理插穗中内源IAA、GAs水平均变化较大，其中IAA均表现为先高后低的趋势，而GAs在T1、T2处理下表现相反，前者先低后高，后者先高后低。从相同生根时间两个处理间IAA、GAs水平的变化看，生根初始时两个处理下穗条中IAA、GAs水平无差异(||=1.23～1.27，= 0.251～0.267)，但在生根第20和40天时，T2处理下的IAA高于T1(||=11.43～12.04，<0.001)，而GAs低于T1(||=17.94～30.23，<0.001)。这说明，较高水平的IAA和较低水平的GAs利于插穗生根。

图2 马尾松扦插生根过程中内源IAA与GAs水平的变化注：不同小写字母表示同一处理不同生根时间差异显著，不同大写字母表示同一生根时间不同处理间差异显著(P<0.05)。

2.3 不同生长调节剂处理下扦插苗生长变化情况

为观察不同生长调节剂处理下扦插苗生长情况是否存在差异，以T1、T2及生长调节剂组分与T2一致但浓度增加一倍的T3处理下扦插生根苗为研究对象，分析了其根条数、生根时间、移栽成活率、平均苗高及生长表现的变化(表3)。在无生长调节剂的T1处理下，生根率为0，插穗基部发生了严重的茎腐，并在扦插40 d时全部死亡。T2和T3处理下，80%以上的穗条生根，但T2处理的穗条根条数〔(2,9)=2 653.8，<0.001〕、生根时间(||=10.89，<0.001)、移栽成活率〔(2,9)=8 735.9，<0.001〕、苗高(||=10.02，<0.001)及苗木生长活力均明显优于T3。这说明高浓度生长调节剂由于诱导的愈伤组织过于发达，不仅生根率有所降低，其扦插成苗效果也显著下降。

表3 不同生长调节剂处理马尾松扦插苗生长变化情况

3 结论与讨论

马尾松扦插生根困难，外源生长调节剂应用是不定根诱导的关键。在供试18种不同组合生长调节剂处理下，插穗生根率为43.6%～95.3%。本研究结果表明，通过优化生长调节剂配比，可实现马尾松高效生根。

不同生长调节剂对马尾松插穗生根作用效果不同。NAA是一种类似于IAA的生长类激素，其活性明显高于IAA，且相较IAA而言，光稳定性强，不易见光分解。NAA对马尾松扦插生根的作用显著大于其他4种生长调节剂，建议今后在马尾松不定根诱导中可把NAA作为核心外源生长调节剂。该研究结果与继代培养中马尾松生根能力的研究结果相类似。PBZ作为一种植物生长延缓剂，能使树体矮化、枝条缩短，从而促进通风透光，有利于开花、坐果，提高产量，因此在林农种植领域中应用较广泛。在供试5种生长调节剂中，除NAA外，PBZ显著提升了插穗生根效果，但应控制在适宜范围内。这可能与PBZ对GAs合成抑制性有关。GAs能促进细胞生长，调节植物生长发育。生根过程中GAs水平降低，表明GAs在马尾松扦插生根中具有抑制作用，因此PBZ的应用能提升扦插生根效果。但过高浓度PBZ可能导致内源GAs水平过低，从而抑制了不定根进一步发育与形成。因此，需要进一步分析验证不同浓度PBZ处理下插穗内源GAs水平变化。

IAA为中心调控激素。马尾松插穗生根后期，内源性IAA水平明显低于初始阶段，且在本试验供试最优组合生长调节剂处理下，内源性IAA水平显著高于未使用生长调节剂处理。然而，在供试的5种外源性生长调节剂中，IAA对马尾松的生根效果却最低。这表明，较高水平的内源性IAA利于不定根形成，但外源性IAA稳定性弱，作用不明显。因此，进行马尾松扦插育苗时，一方面可以使用NAA等高活性、稳定性强的生长调节物质代替IAA来实现内源性IAA诱导；另一方面可通过适量的PBZ降低内源性GAs水平，从而实现高效扦插育苗。