外源IBA对裸花紫珠插穗营养物质含量及抗氧化酶活性的影响
材料,使用吲哚丁酸(IBA,1 500 mg/L)处理插穗,以清水为对照,每隔6 d取样1次,测定生根过程中插穗基部可溶性糖、淀粉、可溶性蛋白含量及吲哚乙酸氧化酶(IAAO)、多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)活性的动态变化。结果表明,扦插后0~12 d,1 500 mg/L IBA处理增加了插穗内可溶性蛋白含量,降低了淀粉含量,可溶性糖含量先降后升,IAAO、POD、PPO活性增加;扦插后12~30 d,淀粉及可溶性糖含量逐渐降低,可溶性蛋白含量先升后降,但仍都高于对照,IAAO和PPO活性逐渐下降,POD活性先降后增;扦插30 d后,可溶性糖、蛋白、淀粉含量逐步趋于稳定,IAAO活性趋于稳定,而PPO和POD活性逐渐降低。总之,较高浓度的可溶性糖、可溶性蛋白,低浓度的淀粉,较高的IAAO、POD和PPO活性有利于裸花紫珠插穗不定根形成和发育。
关键词 扦插繁殖;营养物质;抗氧化酶活性;IBA处理
中图分类号 S567 文献标识码 A
裸花紫珠(Callicarpa nudiflora Hook. et Arn.)为马鞭草科(Verbenaceae)紫珠属(Callicarpa)植物,国内主要分布在福建、广东、广西、海南等省区[1]。全株可入药,具有抗菌、止血、消炎、解毒、收敛等功效,药用价值高、应用范围广[2]。近年来,种植面积不断扩大,对苗木的需求不断增大。由于裸花紫珠采种期短且种子不宜储藏、发芽率较低的缘故[3],扦插繁殖成为主要的繁殖手段。
外源激素类物质被广泛用于植物的扦插繁殖,特别是IAA和IBA,对不定根的诱导和发生起调控作用[4-5]。一些研究表明,扦插生根过程中,插穗内的营养物质含量及抗氧化酶活性与不定根形成密切相关。茅林春等[6]研究发现,经IBA处理后的梅(Prunus mume Sieb)插穗在不定根发生和生长过程中,可溶性糖含量和生根率呈显著的正相关,而淀粉含量和生根率呈显著的负相关。赵云龙等[7]对糙叶杜鹃(Rhododendron scabrifoliu)扦插研究发现,外源激素可显著的促进插穗内可溶性糖的增加,有利于插穗不定根的形成。外源激素类物质对插穗内过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)和吲哚乙酸氧化酶(IAAO)活性产生显著影响[8-10]。魏海蓉等[11]对甜樱桃(Prunus avium)矮化砧‘吉塞拉 6号’研究发现,外源IBA处理能够提高生根率,其主要原因是提高了PPO、POD活性,降低了IAAO活性。
外源IBA处理可显著提高裸花紫珠扦插生根率[12]。 周再知等[13]采用4种IBA浓度处理裸花紫珠插穗,确定了1 500 mg/L IBA浓度下生根效果最佳,揭示了此浓度下,插穗内源激素IAA、ABA、GA和ZR含量随生根进程的变化规律。对扦插过程中,插穗营养物质含量和相关氧化酶活性的变化规律尚不明确。本研究的目的是探究外源IBA(1 500 mg/L)处理下,裸花紫珠扦插生根过程中,插穗的可溶性糖、淀粉及可溶性蛋白含量以及POD、PPO和IAAO活性的变化规律,进一步揭示其不定根的形成机理,为裸花紫珠的扦插繁殖提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料
从海南五指山采集野生裸花紫珠的种子,播种育苗。2年生时,选用生长健壮、无病虫害的当年生半木质化枝条。截取中部,制成长度9~11 cm,具2~3个芽眼,上端为平口、保留两侧半片叶,下端斜切接近马蹄形的插穗。
1.2 方法
1.2.1 试验设计 采用单因素完全随机区组设计,设置2个IBA浓度(0和1 500 mg/L)处理,每个区组重复3次,每处理小区插穗100条。以泥炭 ∶ 蛭石 ∶ 河沙=2 ∶ 1 ∶ 1的体积比配置混合扦插基质。扦插前2 d,将其装入长540 mm×宽280 mm×深110 mm规格50穴苗盘内,并用0.5%的高锰酸钾进行淋灌消毒。将制备好的插穗每50条扎成1捆,用质量百分比为0.1%的高锰酸钾溶液消毒1~2 min,取出用蒸馏水冲洗干净。在IBA不同处理浓度溶液及清水中速蘸15 s,而后竖直插于上述穴盘中,深度3~4 cm。扦插后,浇水、覆盖薄膜,每隔3 d交替喷洒质量百分比为0.1%的高锰酸钾溶液和50%多菌灵可湿性粉剂500倍液消毒。20 d以后,仍按此浓度交替消毒,7 d 1次。保持扦插环境温度在21~33 ℃之间,相对湿度在70%以上。
1.2.2 测定项目与方法 扦插后,每隔6 d,取样1次,总共取样8次。每个重复随机抽取10~12条插穗,迅速用蒸馏水将基部冲洗干净,滤纸擦干,然后置于冰盒内,带回实验室。迅速剥取穗条基部2~3 cm韧皮部,剪碎、混匀,经过液氮冷冻处理后,保存于-20 ℃的超低温冰箱中。采用蒽酮比色法测定可溶性糖和淀粉含量;考马斯亮蓝G-250染色法测定可溶性蛋白含量;吲哚乙酸氧化酶(IAAO)活性和过氧化物酶(POD)活性的测定,参照植物生理学实验指导[14];采用邻苯二酚比色法测定多酚氧化酶(PPO)活性,参照植物生理学实验技术[15]。各测定项目材料均以鲜重(FW)计量。
2 结果与分析
2.1 裸花紫珠插穗生根过程中营养物质含量的变化
2.1.1 可溶性糖含量的变化 图1表明,IBA(1 500 mg/L)处理下插穗基部可溶性糖含量,呈现出“下降-上升-下降”的趋势。扦插后逐渐下降,第6天时降到谷值,降幅34.1%,6~12 d快速上升,12~18 d上升速度减缓,在第18天时达到峰值,增幅为40.7%。对照在扦插第6天后,插穗的可溶性糖含量持续下降,第12天时达到谷值,12~18 d上升较为缓慢,18~24 d上升速度加快,第24天时,达到峰值,增幅为41.0%。峰值之后,IBA处理的可溶性糖含量持续下降,第30天后,趋于平稳,而对照处理则延迟到第36天以后。第42天时,两者的可溶性糖含量均维持在40.0 mg/g(以鲜重计,以下类同)左右。