（植物学专业论文）灵发素促进不定根形成的效应及机理研究.pdf

灵发素促进不定根形成的效应及机理研究 摘要 生长素 i a a 是学术界公认的促进不定根形成的主要激素 常用细胞 分裂素 c t k 如6 b a k t 和z t 都是抑制不定根的形成和生长 灵发 素 l f s 按化学结构和主要生物活性都应属于c t k 但它却又有与i a a 相似的 促进不定根发生的活性 为探讨l f s 促进不定根发生的机理 以绿豆 黄瓜 拟南芥和罗汉果等为试验材料 从生物学效应 形态解 剖 酶活性和内源激素4 个方面对l f s 促进植物不定根发生的机理进行 了研究 所获主要结果如下 1 l f s 处理能够提高罗汉果 拟南芥组培苗和绿豆下胚轴 黄瓜插 条的生根率 增加生根数和生根范围 l f s 促进不定根形成具有明显的 浓度效应和时间效应 在1 0 石 1 0 m 0 1 l i 的浓度范围内 以1 0 m 0 1 l i 促进绿豆插条生根的效果最好 而在处理时间方面以连续处理2 4 h 以上 或在插条离体后的1 2 2 4 h 进行处理 效果最好 2 绿豆下胚轴插条不定根原基由维管组织间的薄壁细胞分化而来 形成时期是插条离体后的4 8 7 2 h l f s 处理插条不定根原基形成的部位 与c k 组的相同 但是发育进程比c k 处理的更快 不定根的形成过程可 分为5 个阶段 0 1 2 h 为脱分化期 1 2 2 4 为诱导期 2 4 4 8 h 为细胞 分裂期 4 8 7 2 h 为根原基形成期 7 2 9 6 h 为根原基的生长和不定根形 成期 3 i a a o p o d 和p p o 是与植物不定根的发生和发展有着密切关系 的三种酶 能调节内源i a a 水平 在不定根形成过程中 l f s 处理可以 降低插条生根部位的i a a o 活性 提高p o d 和p p o 的活性 4 l f s 处理提高了插条生根部位的内源i a a a b a 含量 降低g a 含量 对z r 含量无显著影响 l f s 对绿豆插条内源i a a z r 和a b a 含量的影响与i b a 相似 i a a z r i a a a b a 在4 8 h 不定根原基形成前 期 和9 6 h 不定根形成期 分别达到最大值 l f s 促进不定根发生 其机理与内源i a a 水平变化密切相关 在不 定根形成的不同时期 l f s 可能通过调节i a a o p o d 和p p o 活性 间 接影响i a a 代谢 提高插条内i a a 的水平 同时调节插条内z r a b a 的水平 使i a a z r 在不定根原基形成前期 i a a a b a 在不定根形成期 分别达到一个较高水平 从而促进不定根的发生 关键词 灵发素不定根生长素 n s t u d i e so nt h ee f f e c t sa n dm e c h a n i s mo f a d v e n t i t i o u s r o o tf o r m a t i o np r o m o t e db yl f s l i ux i a o y a n c o l l e g eo f a g r i c u l t u r e g u a n g x iu n i v e r s i t y n a n n i n g5 3 0 0 0 4 c h i n a a b s t r a c t i t i sg e n e r a l l yb e l i e v e dt h a ti a ai st h em a i nh o r m o n et op r o m o t e a d v e n t i t i o u sr o o t s w h i l ec y t o k i n i n s c t k s u c ha s6 b a k ta n dz t w i l l s u p p r e s sa d v e n t i t i o u sr o o tf o r m a t i o n l f s an e wh o r m o r n e b e l o n g st oc t k a c c o r d i n g t oi t sc h e m i c a lc o n s t i t u t i o na n d b i o a c t i v i t y h o w e v e r w ef o u n dt h a t l f sc o u l dp r o m o t et h ea d v e n t i t i o u sr o o t w h i c hh a ss i m i l a rf u n c t i o nw i t h i a ab u tr e v e r s ef u n c t i o nt ot h eo t h e rc t k s f o u rp l a n ts p e c i e s n a m e l ym u n g b e a n c u c u m b e r f r u c t u sm o m o r d i c a ea n da r a b i d o p s i st h a l i a n aw e r eu s e da s s t u d ym a t e r i a l st oi d e n t i f yt h ee f f e c t so fl f so na d v e n t i t i o u sr o o tf o r m a t i o n b e s i d e s s t u d i e so nt h eb i o l o g i c a le f f e c t s f o r ma n a t o m y e n z y m ea c t i v i t ya n d e n t o g e n o u sh o r m o n ew e r ec o n d u c t e ds oa st op r o n d i n t ot h em e c h a n i s mo f a d v e n t i t i o u sr o o tf o r m a t i o np r o m o t e db yl f s t h em a i nr e s u l t sw e r es u m m a r i z e da sf o l l o w s 1 t h et r e a t m e n tw i t hl f sc o u l dp r o m o t et h er o o t i n gr a t e r o o tn u m b e r a n dr o o t i n gs c o p eo ft h et i s s u e c u l t u r ep l a n t l e t so ff r u c t u sm o m o r d i c a ea n d a r a b i d o p s i s t h a l i a n a t h es i m i l a rr e s u l t sw e r eo b t a i n e di n r o o t i n g e x p e r i m e n t so ft h em u n gb e a nh y p o c o t y l sa n dc u c u m b e rs t u m pp l a n t s 1 1 1 c o n c e n t r a t i o na n dt i m ee f f e c t so fl f so nt h ea d v e n t i t i o u sr o o tf o r m a t i o n w e r eo b v i o u s t h et r e a t m e n tw i t ht h el f sc o n c e n t r a t i o no f10 5m 0 1 l 1a c t e d b e s tw h e nc o m p a r e dt oo t h e rt r e a t m e n t sw i t ht h ec o n c e n t r a t i o nr a n g ef r o m 10 6m o l l 1t o10 一m o l l 一 b e s tr e s u l t sc o u l db eo b t a i n e db yc o n t i n u o u sl f s t r e a t m e n tf o rm o r et h a n2 4 h o rl f st r e a t m e n ta f t e r12 2 4 ho ft h es t u m p p l a n t sw e r ee x s o m a t i z e df r o mt h es t o c kp l a n t s 2 t h ea d v e n t i t i o u sr o o t p r i m o r d i ao fm u n gb e a nh y p o c o t y lw e r e g e n e r a t e d4 8 7 2 ha f t e rt h es t u m pp l a n t sw e r ee x s o m a t i z e df r o mt h es t o c k p l a n t s w h i c hw e r ed i f f e r e n t i a t e df r o mt h ep a r e n c h y m a t o u sc e l l sb e t w e e n v a s c u l a rt i s s u e t h el o c a t i o no fa d v e n t i t i o u s r o o tp r i m o r d i au n d e rl f s t r e a t m e n tw a ss i m i l a rw i t ht h a tu n d e rt h e c o n t r o l c k h o w e v e r t h e d e v e l o p m e n to fa d v e n t i t i o u s r o o tp r i m o r d i au n d e rl f st r e a t m e n tg r e wf a s t e r t h a nt h a tu n d e rc k t h ef o r m a t i o no fa d v e n t i t i o u sr o o tc o u l db ed i v i d e di n t o 5s t a g e sa sf o l l o w i n g s 0 1 2 h d i f f e r e n t i a t i o ns t a g e 1 2 2 4 h i n d u c t i o ns t a g e 2 4 4 8 h c e l ld i v i s i o ns t a g e 4 8 7 2 h t h es t a g ef o rt h ef o r m a t i o no fr o o t p r i m o r d i a 7 2 9 6 h t h es t a g ef o rt h eg r o w t ho fr o o tp r i m o r d i aa n df o r m a t i o n o fa d v e n t i t i o u s r o o t 3 i a a o p o da n dp p ow e r et h r e em a jo re n z y m e sw h i c hc o u l dr e g u l a t e t h ec o n t e n to fe n t o g e n o u si a as oa st oa f f e c tt h eo c c u r r e n c ea n dd e v e l o p m e n t o fp l a n t s a d v e n t i t i o u sr o o ti n d e r e c t l y d u r i n gth ef o r m a t i o no fa d v e n t i t i o u s r o o t s l f st r e a t m e n t sc o u l dr e d u c et h ea c t i v i t yo fi a a o b u tp r o m o t et h e a c t i v i t yo fp o d a n dp p o i v 4 t h er e s u l t so fe n t o g e n o u sh o r m o n e si d e n t i f i c a t i o ni n d i c a t e dt h a tt h e l f st r e a t m e n tc o u l dp r o m o t et h ec o n t e n t so fe n t o g e n o u si a aa n da b ab u t r e d u c et h ec o n t e n to fg a w h i l ei ts h o w e dn oa b v i o u se f f e c t so nt h ec o n t e n t o fz r l f st r e a t m e n th a ds i m i l a re f f e c t so nt h ec o n t e n to fe n t o g e n o u si a a z ra n da b aa si b a i e t h er a t i oo fl a a z ra n di a a a b ar e a c h e dt h ep e a k v a l u ei n4 8 h e a r l i e rs t a g eo ft h ef o r m a t i o no fa d v e n t i t i o u sr o o tp r i m o r d i a a n d 9 6 h s t a g ef o rt h ef o r m a t i o n o fa d v e n t i t i o u sr o o t r e s p e c t i v e l y i nc o n c l u s i o n t h ee f f e c to fl f so nt h ef o r m a t i o no fa d v e n t i t i o u sr o o t w a sc l o s e l y r e l a t e dt ot h el e v e lo fe n t o g e n o u si a a a td i f f e r e n ts t a g eo ft h e a d v e n t i t i o u sr o o tf o r m a t i o n l f sc o u l dr e g u l a t et h ea c t i v i t i e so fi a a o p o d a n dp p o t h e ni n d i r e c t l ya f f e c t e dt h em e t a b o l i s mo fi a a w h i c hw o u l d p r o m o t et h ec o n t e n to fi a ai ns t u m pp l a n t s m e a n w h i l e l f sc o u l da l s o r e g u l a t et h ec o n t e n t so fz r a n da b ai ns t u m pp l a n t s t h e r e f o r e t h er a t i oo f i a a z rr e a c h e dh i g hl e v e lb e f o r et h ef o r m a t i o no fa d v e n t i t i o u sr o o t p r i m o r d i a a n dt h er a t i o o fi a a a b ar e a c h e dh i g hl e v e lt o od u r i n gt h e f o r m a t i o no fa d v e n t i t i o u sr o o t w h i c hw o u l dp r o m o t et h ef o r m a t i o no f a d v e n t i t i o u sr o o t k e yw o r d s l i n g f a s u a d v e n t i t i o u sr o o ta u x i n v 英文缩写表 t a b l eo f e n g l i s ha b b r e v i a t i o n 承诺书 广西大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明 所呈交的学位论文是本人在导师的指导下完成的 研究工作所取 得的成果和相关知识产权属广西大学所有 除已注明部分外 论文中不包含其他人已 经发表过的研究成果 也不包含本人为获得其它学位而使用过的内容 对本文的研究 工作提供过重要帮助的个人和集体 均已在论文中明确说明并致谢 本人完全意识到 本声明的法律后果由本人承担 作者签名 曹7 跷蓖 日期 砌浑6 月己ze t 学位论文版权使用授权书 本人完全了解广西大学关于收集 保存 使用学位论文的规定 即 本人保证不 以其它单位为第一署名单位发表或使用本论文的研究内容 按照学校要求提交学位论 文的印刷本和电子版本 学校有权保存学位论文的印刷本和电子版 并提供目录检索 与阅览服务 学校可以采用影印 缩印 数字化或其它复制手段保存论文 在不以赢 利为目的的前提下 学校可以公布论文的部分或全部内容 本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致 本学位论文属于 口保密 在年解密后适用本授权书 不保密 学位论文全文电子版提交后 司同意在校园网上发布 供校内师生和与学校有共享协议的单位浏览 作者签名 鱼i 盟丝白期 盈趁 么 2 z 导师签名 广西大掌硕士掌位 沦文夏发素砸u 乏不定根形成的效应及机理研究 1 前言 1 1 灵发素的研究概况 上世纪6 0 年代 中国医学科学院抗菌素研究所 现医用生物技术研究所 许鸿 章及其同事 由中国土壤分离出吸水链霉菌a n g u s t n z y c e t i c u s 的变种菌株 从其发酵 液获得一种白色结晶化合物 命名为 a n t i b i o t i c8 并系统地测定了理化性质 质谱 与光谱学分析肯定分子式为c l i h l 3 0 4 n 5 无水 分子量为2 7 9 质谱法 结构是9 位 取代的腺嘌呤狭霉糖甙 妒 a n g u s t o sa d e n i n e 图l 1 许鸿源 2 0 0 3 从而肯定 a n t i b i o t i c8 和上世纪5 0 年代国外报告的a n g u s t m y e i na 狭霉素a 是同一化合物 2 0 0 4 年许鸿章与其学生通过现代光谱学研究 又首次确定了a n t i b i o t i c8 a n g u s t m y e i n a 的立体结构 解云英 2 0 0 4 图1 2 图1 1 灵发素结构式 图1 2 灵发素立体结构式 f i g 1 1t h es t r u c t u r a lf o r m u l af i g 1 2t h et h r e e d i m e n s i o n a ls t m c t u r a j o f a n g u s t m y e i na f o r m u l ao f a n g u s t m y c i na 长期以来 国内外学者一直把a n t i b i o t i c8 a n g u s t m y c i na 作为抗菌素将其研究局 限在医学领域 却无人涉及植物学与农学 上世纪8 0 年代后期 在许鸿章的支持下 许鸿源用a n t i b i o t i c8 对植物进行试验 结果意外地发现它能延长植物离体叶片的寿 命 促进植物细胞分裂及器官分化 随即定其研究代号为 p g r 0 8 p l a n tg r o w t h r e g u l a t o r 0 8 植物生长调节剂0 8 号 简称 0 8 h p l c 技术证明 p g r 0 8 在培养基 灭菌所需要的p h 及高温 高压条件下 不被破坏分解 加之p g r 0 8 极易溶于水 这些都为它以后在植物组织培养中的应用提供了保证和方便 基于对p g r 0 8 a n g u s t m y c i na 在植物学和农学方面的研究结果 许鸿源于2 0 0 5 年获得了相关的发明专利 为便于日后在农业上推广应用 按 0 8 的谐音 将p g r 0 8 称作 灵发素 1 i n g f a s u l f s 近年来 在一些植物和农作物的研究中发现 l f s 具有使离体叶片保绿 促进细 广西大掌硕士掌位论文灵发素促进不定根形成的效应及机理研究 胞分裂与生长 促进种子萌发 促进胚状体形成 促进不定芽和不定根发生等生物活 性 许鸿源在对l f s 生物活性的研究中发现 l f s 能减缓蒲公英离体叶圆片c h l 的降解 延长叶圆片寿命1 2 倍以上 并能促进叶圆片分化出不定根或不定芽 甚至建成小植 株 从而证明0 8 具有植物细胞分裂素的一般活性 许鸿源等 2 0 0 3 而成功促进马铃 薯愈伤组织分化出试管薯 则进一步证明了l f s 具有促进植物细胞分裂和促进植物器 官分化的生物活性 许鸿源等 2 0 0 3 此外 邓惠文等的研究结果表明 l f s 对菊科 的菊花 苣买菜 菊花脑及桑树离体叶片有显著保绿活性 而且在药 食兼用蔬菜菊 花脑的保鲜贮存应用中获得了成功 邓惠文 2 0 0 5 l f s 可促进小麦种子的萌发和幼苗的生长 5 5 0m g l 1l f s p g r 0 8 对小麦浸一 种8 h 2 d 内发芽率比c k h 2 0 增加9 3 1 9 3 6 d 后 苗高与根长都相当于c k 的2 4 倍 2 5 d 后 麦苗的一级分蘖为c k 的1 6 2 3 倍 而且有1 4 1 2 的植株出现二级分蘖 同样条件下 c k 却无二级分蘖 许鸿源等 1 9 9 5 l f s 在促进三七茎段发生愈伤组织 延长愈伤组织寿命 促进愈伤组织的增殖和 胚状体发生等方面 都显示了比6 b e n z y l a d e n i n e 6 b a k i n e t i n k t 和z e a t i n z t 等更 有效的生物活性 l f s 可激活已经板结老化完全丧失分生能力的三七茎段愈伤组织重 新恢复分生能力 并迅速增殖 另外 l f s 能使多种药用植物的愈伤组织获得胚状体 特别是三七 无论是茎段 或是叶柄 叶片作外植体 都能促进出大量形状各异 极 性明显的胚状体 并能萌发成苗 许鸿源等 2 0 0 4 在罗汉果组织培养中 0 2m g l 1l f s 可直接可促进外植体腋芽迅速萌动生长 促进不定根的发生和生长 无须添加生长素 且极少促进愈伤组织发生 而6 b a 和 k t 则使外植体长出大量愈伤组织 腋芽萌发迟缓 成苗率不足3 0 抑制不定根的发 生 许鸿源等 2 0 0 6 多年来的研究证明 l f s 除具有c y t o k i n i n c t k 共有的一些活性外 又不同于一 般的c t k 同时还具有a u x i n i a a 的活性 能够促进不定根的发生与建成 但是l f s 促进不定根发生的机理 尚无研究报道 1 2 不定根发生的解剖学研究 不定根常发生于植物个体发育的不同时期 以及生长于植株的不同部位 而呈 现出一定的特殊作用 在植物的生长发育中往往占有十分重要的地位 2 灵发素促进不定根形成的效应及机理研究 不同的植物组织形成不定根的方式及部位有所不同 大多数植物的不定根的起源 虽像侧根一样 是内起源的 但其起源的部位与侧根不同 不定根通常发生于维管组 织的附近 双子叶植物和裸子植物幼小茎上的不定根 通常由束间薄壁组织产生 较 老茎上的不定根则是由靠近维管形成层的维管射线产生 因此 新生的根十分靠近木 质部和韧皮部 朱念德 2 0 0 0 有些树种不定根的根原始体在发育早期未离体时就已经产生 即在采条时已经 存在 称为 潜伏根原始体 但是一些树种扦插后才分化出不定根的根原始体 称 为 诱发根原始体 它多产生于插穗下端0 1 o 3 c m 范围内 从维管形成层 韧 皮薄壁组织细胞 韧皮射线 髓射线及其复合组织等部位都可产生诱发根原始体 也 可在愈伤组织中产生 郭素娟 2 0 0 0 不定根按其形成部位可分为皮层生根型 愈伤组织生根型和混合生根型三大类 皮层生根型表现在不定根由插穗皮层 形成层 韧皮部 木质部等处产生根原基 愈 伤组织生根型表现在不定根从插穗切口处愈伤组织内产生 混合生根型表现在皮层和 愈伤组织内都可以产生不定根 杨青珍等 2 0 0 6 不定根形成的一个关键阶段是根原基的形成 潘瑞炽认为不定根形成的步骤大致 如下 薄壁细胞或维管束问细胞经过脱分化 形成潜在的根原始点 经过刺激开始细 胞分裂 细胞增大 形成形成层 进一步形成根原基 根原基形成维管束并连接起来 生长 不定根露出表皮 潘瑞炽 1 9 9 8 j a r v i s 等 1 9 8 6 将不定根形成过程分为促进期 起始早期 起始晚期和生长分化期四个阶段 肖尊安等 2 0 0 2 贝1 j 将不定根的形成过程 分为五个时期 脱分化期 促进期 细胞分裂成类分生组织期 根原基形成期和根伸 长期 认为各期时间随植物而异 1 3 酶的活性与不定根形成的关系 吲哚乙酸氧化酶 i a ao x i d a s e l a a o 过氧化物酶 p e r o x i d a s e p o d 多酚氧 化酶 p o l y p h e o lo x i d a s e p p o 在植物的生长 发育中起重要的作用 近年来的研究发 现 这些酶与植物不定根的发生和发展有着密切的关系 i a a o 广泛存在于植物界 能降解吲哚乙酸 i a a 调节其在植物体内的水平 进 而影响植物的生长发育 b h a t t a c h a r y a 1 9 8 k i e l i s z e w 1 9 8 9 李明 2 0 0 0 宋丽红 2 0 0 5 黄卓烈等 1 9 9 5 的研究结果表明 容易生根的植物体内i 从o 活性较低 难生根 的植物i a a o 活性较高 b h a t t a e h a r y a 等 1 9 8 9 指出 用萘乙酸 n a a 处理插条可增加 厂西大掌硕士掌位论文灵发索促进不定根形成的效应及机理研咒 不定根数量 在不定根形成期间 体内i a a o 活性下降 而i a a 含量上升 白花泡桐根 分化过程中 i a a o 在根分化的初期活性下降 随后逐步上升 韦素玲等 2 0 0 1 黄卓 烈等 2 0 0 2 用不同生长素对桉树无性系插条进行处理后发现 在生根的愈伤组织促进 阶段 i a a o 活性均大幅度上升 到了不定根形成期 酶活性上升速度放慢 甚至稍有 下降 到新根伸长期 各酶活性又上升 在光叶楮扦插生根过程中 愈伤组织形成期 i a a o 活性呈上升趋势 不定根促进期达到高峰 而根伸长期i a a o 下降 宋丽红等 2 0 0 5 p o d 是形态发生中研究得较多的一种 酶崔灏 1 9 8 3 但关于p o d 与植物生根关 系的说法各异 黄卓烈等 2 0 0 2 用n a a 或i b a 处理桉树插条后 发现难生根的m l a 的 p o d 活性比易生根的u 6 w 5 要高 于亚军 2 0 0 5 也发现 难生根的芽变毛白杨插条 内p o d 活性比易生根的毛白杨高 芽变毛白杨组培苗在生根过程中 p o d 活性变化总 体呈下降趋势 l i u 1 9 9 7 指出 在玉米不定根形成期间 用n a a 处理插条可增加不 定根数量 体内p o d 活性下降 但黑松苗的胚用生长素处理后 随着生根进程 p o d 活性升高 k i e l i s z e w 1 9 8 9 k a k k a r 等 1 9 8 6 也指出 在菜豆胚轴切段发根时 p o d 的活性水平显著升高 蒋小满 1 9 9 8 以 艾西丝 南瓜组培苗为材料 研究其在促进不 定根形成过程中p o d 活性的变化 在不定根形成之前 p o d 活性处在较低水平 而当 不定根形成时 p o d 活性迅速升高 以后一直维持在较高水平 高等植物中普遍存在p p o 这种酶不仅在植物的生长 发育中起重要的作用 而 且对不定根的形成十分重要 黄卓烈等 2 0 0 3 a l b a r a z i 等 1 9 8 4 研究发现 p p o 主要 分布在不定根起源部位的附近 b h a t t a c h a r y a 等 1 9 8 9 曾证明p p o 催化生长素代谢 促进不定根的起源与发育 m o l n a r 等 1 9 7 2 发现h y d r a n g e n m a c r o p h y l l a 茎组织产生 不定根时 p p o 活性剧烈地上升 h a b a g u c h 1 9 7 7 用胡萝卜的愈伤组织进行培养时 伴 随着根点的出现 p p o 活性也急剧上升 u p a d h y a y a 等 1 9 8 6 用多效唑处理菜豆的插条 时 发现在其生根量大大升高的同时 体内的p p o 活性也大幅度上升 凤仙花 i m p a t i e n s b a l s a m i n a 的插条发根时 随着根原基的形成 p p o 活性大大升高 d h a w a n 1 9 8 2 f o o n g 等 1 9 8 1 发现在易生根的杜鹃体内的p p o 活性较高 而在难生根的赤杜鹃中p p o 活性就要低得多 1 4 植物激素与不定根形成的关系 植物内源激素 是一些在植物体内合成 并从产生之处运送到别处 对生长发 4 g 西大掌硕士掌位论文 灵发素促进不定根形成的效应及机理研究 育产生显著作用的微量有机物质 李利 2 0 0 6 植物内源激素种类很多 目前根据其 作用的重要程度 主要研究的激素有生长素 a u x i n i a a 赤霉素 o i b b e r l l i n g a 细胞分裂素 c y t o k i m n c t k 脱落酸 a b s c i s ca c i d a b a 和乙烯五大类 在植物组 织培养 试管苗移植以及花卉 树木的扦插过程中 不定根的发生起着重要作用 而 植物内源激素和外施的生长调节物质对不定根的分化又起着关键性的调节作用 其中 l a a 起关键作用 江玲 2 0 0 0 但i a a 并不是唯一的决定因素 c t k a b a 及g a 也在 不定根的形成过程中起到复杂的作用 朱念德 2 0 0 0 1 4 1 生长素与不定根形成的关系 i a a 是公认的促进不定根形成的植物激素 在不定根起始和发生中起中心作用 d ek l e r k g 1 9 9 5 a r ae ta 1 1 9 9 8 在很多种植物中 促进生根需要外施生长素类 物质 a u x i n 如i b a 哼i 哚丁酸 i h h 哼l 哚乙酸 n a a 萘乙酸 和2 4 d 2 4 二氯苯酚 乙酸 等 a u x i n 促进生根的作用受其种类和浓度的影响 通过对不同a u x i n 作用效果 差异的研究发现 m a 不仅促进生根效果好 而且根的进一步生长也较正常 h a n m a n n 1 9 9 0 l u d w i g 1 9 9 3 李云等 2 0 0 4 生长素的促进生根的作用还受处 理时间的影响 田兴l l l 1 9 9 7 和王金祥 2 0 0 2 分别用生长素对绿豆插条进行处理 发 现0 5m g l 以5 6 c 1 2 帆 m e 在插条离体后的0 2 4 h 进行处理 10 一t o o l l d i a a 在插 条离体后的6 一 1 2 h 1 8 2 4 h 进行 插条生根数最多 而江玲 2 0 0 0 发现i b a 处理m 9 苹果离体芽4 8 h 产生的根数目最多 人们发现内源i a a 含量高的嫩枝比冬季休眠枝容易生根 带有芽和叶的插穗 比 去掉芽和叶的插穗生根率高 这是因为芽和叶中产生的i a a 通过极性运输并积累在插 穗基部的缘故 可见i a a 对插穗的生根有重要的作用 b l a k e s l e y 1 9 9 1 在根原基的 发生阶段i a a 像一个 扳机 一样作用于根的发端 促进早期根原基的形成 黄学林等 1 9 9 5 杨淑华等 1 9 9 5 报道 内源l a a 含量越高 形成不定根的数目越多 有人观察 到绿豆插条生根时 在生根的区域i a a 水平有一提高的过程 张晓平等 2 0 0 4 研究发 现 杂交鹅掌楸夏季扦插过程中 在不定根原基促进期及表达期 插条基部和叶内的 l 蛆含量一直都呈现上升趋势 迟彦等 2 0 0 7 测定芽变毛白杨及其亲缘种扦插生根过 程中内源激素含量的动态变化与该研究结果相一致 但是另有研究却表明内源生长素水平和不定根发生能力之间并不呈简单对应 i s a b e l 等 1 9 9 6 在研究胡桃树胚的三种不同材料 即子叶 子叶与胚轴连接区 胚轴 的 生根能力与内源i a a 水平的关系时发现 内源认a 水平与生根能力呈负相关 连接区 5 广西大掌硕士掌位论文灵发素促进不定根形成的效应及机理研究 生根能力最强 但内源i a a 水平最低 谈宏鹤等 2 0 0 0 对甘蓝下胚轴不同切段的l 诅水 平和其相应生根能力的比较也发现 内源l 讼水平和其生根能力不成正相关 切段3 内源i a a 水平最高 而其生根能力不是最强 只占切段5 平均生根数的5 8 9 切段2 内源i a a 水平最低 但其生根能力却不是最低 生长素在插条中的分布和变化可能比其含量本身更重要 徐继忠等 1 9 8 9 对桃 硬枝插条生根时的内源激素含量变化作了研究 结果表明在愈伤组织和根原基形成过 程中 内源i a a 含量下降 不定根突出前 内源i a a 含量上升到高峰 不定根突出后 含量又下降 p a n 和t i a n 等 1 9 9 9 发现用i b a 和b s a a 3 苯b 硒基乙酸 处理的绿豆下胚 轴 插条生根区内源i a a 在1 2 h 有一个高峰 然后慢慢下降 b s a a 和i b a 处理插条的 内源i a a 峰值比c k 高 且b s a a 的比i b a 高 而生根数也是b s a a 处理的最多 m a l d l n y e 1 9 8 6 等发现番茄下胚轴插条切下后7 2 h 出现i a a 峰 9 6 h 可看到不定根原基 认为i a a 含量升高与不定根原基的促进几乎是同时发生的 冯昕 2 0 0 4 测定黑林1 号杨组培叶片不定根发生过程中内源i a a 的含量在第1 0 d 左 右 根原基形成阶段 出现峰值 随后内源i a a 下降 反映了根原基的形成和继续发育 对内源i a a 的需求量的不同 表明在根原基的发生阶段i a a 可能作为基因的活化剂 促进早期根原基的形成 陈雪梅等 1 9 9 4 对杨树 p o p u l u s 扦插期间内源激素水平的测 定表明 插穗扦插后插穗芽也有一个i a a 含量显著增加 然后下降的过程 以上这些 试验结果说明这些树种根原基的形成阶段需要有较高浓度的内源i a a 随后的下降反 映了根原基的形成和伸长对内源i a a 的需求量不同 秦新民 1 9 9 5 j a c k s o n 1 9 8 8 指出 不定根形成的初期是细胞分化和分裂的时期 需要较高水平 的内源生长素以促进根原基的形成 而根原基生长和分化阶段却被高浓度的i a a 所抑 制 但也有研究表明 生根率最高的无性系在扦插前认a 质量分数最低 在扦插过程 中也维持低水平状态 说明i a a 在扦插过程中对生根不起主要作用 只是起协同作用 刘桂丰等 2 0 0 1 根据大多数的研究结果 不定根发生过程中i a a 水平变化规律大 体可总结为 脱离母株后下降 形成根原基期间上升 生根后又下降这一过程 另外 有研究发现 生根能力越强的品种 在愈合组织形成及不定根突出表皮阶段 出现的 l 蚺峰值越高 高峰持续时间越长 黄焱 2 0 0 7 1 4 2 细胞分裂素与不定根形成的关系 相对与生长素来讲 细胞分裂素被认为是抑制不定根发生的因子 一般认为 生 根只需要较低的c t k 水平 超过这个水平就无法生根 b o l l m a r k 等 1 9 8 6 发现 光下 6 广西大掌硕士掌位论文 灵发素促进不定根形成的效应及机理研究 豌豆茎的基部 在根的起始早期 细胞分裂素水平低 一旦根原基形成 含量则增加 可能是满足活跃的细胞分裂的需要 徐志平 2 0 0 2 i 9 l b j 定了绿豆下胚轴插条基部的c t k 水平变化并发现根系切除后的第1 天 z r 细胞分裂素玉米素核苷 成分含量降低 当 根原基形成后 z r 含量急剧增加 认为z r 对根原基的发生没有明显的作用 但在根 原基的进一步生长发育阶段中可能发挥着重要作用 白花泡桐组培试验中 幼年型和 成年型茎切段扦插c t k 含量分别在促进的第2 天 第4 天达到高峰 与根原基出现的时 间一致 秦新民等 1 9 9 5 白桦扦插试验中 插穗的z r 含量在根原基开始形成到高峰 期的1 5 d l 为呈上升趋势 z r 含量在第1 5 d 时最高 以后明显下降 第2 0 d 时 z r 降至最 高时的1 5 与根原基形成时间一致 詹亚光等 2 0 0 1 刘桂丰 2 0 0 1 在落叶松杂种 扦插试验中发现 在生根率较高的无性系插穗生根过程中 z r 的含量始终比生根率 中等和生根率低的两组无性系的含量高 并且认为对插穗生根起主要作用 1 4 3 脱落酸与不定根形成的关系 a b a 对不定根形成的影响 不同的研究者得出不同的结论 有人认为a b a 抑制 根的发生 郭素鹃 1 9 9 7 b a l l e s t e r 1 9 9 9 也有人认为a b a 促进根的发生 b l a k e s l e y 1 9 9 1 杨淑华 1 9 9 5 a b a 对不定根发生的影响与浓度有关 徐志平 2 0 0 2 王金祥 2 0 0 2 m a l d i n e y 1 9 8 6 在番茄生根试验中发现根原基的形成初期需要高水平的a b a 而高水平的细胞分裂素和赤霉素则抑制根原基细胞分裂 阻碍根原基形成 珍珠黄杨 春季扦插生根过程中 a b a 质量分数在扦插初期始终处于快速下降过程 而在根原 基形成分化阶段a b a 质量分数显著升高 至不定根形成后又开始缓慢下降 黄焱 2 0 0 7 但也有报道表明 a b a 含量在整个生根期持续下降 如桃硬枝插条的生根期 间 a b a 含量持续下降 徐继忠 1 9 8 9 白花泡桐组培成年型材料中内源a b a 呈逐 步下降趋势 秦新民等 1 9 9 5 易生根的芽变毛白杨 大官杨和难生根的普通毛白杨 其在扦插期间的a b a 含量均呈下降趋势 迟彦 2 0 0 7 郑均宝等 1 9 9 1 的研究表明 a b a 的浓度与促进或抑制插穗生根有关 认为i a a i b a 的消长与生根能力有密切关 系 而不能将a b a 单纯视为抑制生根的激素 1 4 4 赤霉素与不定根形成的关系 大多数实验支持赤霉素 g a 3 抑制插条不定根的形成 h a a i s s i g 1 9 7 2 报道 g a 3 降低根原基内的细胞分裂 阻碍生长素在根原基发育过程中的作用 l i 和p a n 1 9 9 3 认为g a 抑制根原基的形成 即使1 0 3 t o o l 1 的g a l 乃也会抑制根原基的形成 m a l d i n e y 1 9 8 6 在番茄生根试验中发现根原基的形成初期 高水平的g a 抑制根原基的 7 广西大掌硕士掌位论文更发素促进不定根形成的效应及机理研究 细胞分裂 阻碍根原基的形成 肖关丽等 2 0 0 1 对甘蔗继代培养绿苗中的内源激素进 行测定分析 认为g a i n 与生根率呈显著负相关性 迟彦 2 0 0 7 通过对不同杨树品种的 插穗扦插生根过程g a 3 含量多少的比较 发现g a 3 含量在芽变毛白杨和大官杨不定根 原基促进期间呈下降趋势 表达期呈上升趋势 表明赤霉素g a 3 抑制了芽变毛白杨和 大官杨插条不定根原基的形成 珍珠黄杨g a 4 质量分数在扦插初期有一个短暂的下降 过程 然后在愈合组织形成和根原基分化时期持续大量增长 在开始生根后下降 当 大量生根时降至最低值 以后又逐渐上升并达到最大值 黄焱等 2 0 0 7 对黑林1 号 杨组培叶片不定根的发生与内 外源激素关系的研究表明 在不定根的整个形成过程 中 低含量的g a 3 利于不定根的发生 林士杰等 2 0 0 6 梁玉堂等 1 9 9 3 认为树木插条 的生根能力受内源抑制物质和生长物质比例的消长变化所控制 插条中高浓度的g a 可调节核酸和蛋白质的合成 并通过干扰这些过程抑制根原基的孕育 抑制不定根的 发生 江振儒 1 9 8 5 1 4 5i a a a b a i a a z r a b a g a 与不定根形成的关系 由于植物体内存在着多种激素 因而 决定生理效应的往往不是某种激素的绝对 量 而是各激素间的相对含量 生根时期内源激素的动力学变化比特定时期的含量更 为重要 肖尊安等 2 0 0 2 在组织培养中生长素与细胞分裂素不同的比值影响根芽的 分化 烟草茎髓部愈伤组织的培养实验证明 当细胞分裂素与生长素的比例高时 愈 伤组织就分化出芽 比例低时 有利于分化出根 当二者比例处于中间水平 愈伤组 织只生长而不分化 这种效应已被广泛应用于组织培养中 张防 2 0 0 6 有研究认为i a a 动态变化与a b a 是此消彼长的关系 在不定根原基促进期i a a 含量上升 而a b a 含量降低 在表达期l 认含量降低 而a b a 含量升高 詹亚光 2 0 0 1 张晓平 2 0 0 4 对于i a a a b a 的比值与生根的关系的研究较多 结论也比较 一