SH40苹果矮化砧木扦插繁殖技术及生根机理初探

摘要

使用矮化自根砧苗是我国苹果产业的发展方向。SH系矮化砧木在我国华北及西北地区栽培表现良好，是该地区应用的主要苹果矮化砧木，SH系矮化砧在繁殖过程中生根困难，限制了其自根砧的大面积推广，目前以作中间砧为主。为建立快速、高效的苹果矮化砧木嫩枝扦插繁殖技术，实现其自根砧形式的生产应用，本研究以一年生SH40/八棱海棠为获得嫩枝插条的母株，研究了苗木质量、截留长度和刻芽处理对嫩枝发生量及黄化处理对嫩枝扦插生根率的影响。并对嫩枝扦插生根过程中的形态解剖结构和淀粉、可溶性糖、可溶性蛋白含量以及生根相关基因表达进行了研究，旨在揭示黄化处理促进扦插生根机理，优化SH40嫩枝扦插繁殖技术。主要研究成果如下:
　　1、优质壮苗、适当短截、刻芽处理可以提高嫩枝发生量。直径为0.5 cm左右的SH40苗平均单株嫩枝发生量为3.4条，直径为1 cm左右的SH40苗平均单株嫩枝发生量为8.3条，是直径0.5 cm左右苗平均单株嫩枝发生量的2.4倍;芽体充足的情况下，截留长度越短平均单株嫩枝发生量越高，且萌芽早，芽体萌发较集中，截留长度为25、35、45和60 cm的SH40苗平均单株嫩枝发生量分别为5.73、5.55、4.76和4.40条;刻芽处理的SH40苗平均单株嫩枝发生量为10.5条，不刻芽的平均单株嫩枝发生量为8.3条，刻芽比不刻芽的SH40苗平均单株嫩枝发生量高出26.51％。
　　2、基部黄化处理能够显著提高SH40嫩枝扦插生根率，缩短生根周期、提高不定根数量和平均根长。嫩枝基部黄化处理后扦插生根率高达92.31％，未黄化的嫩枝扦插生根率仅为51.92％，而完全黄化处理的嫩枝在扦插后12天内逐渐腐烂死亡，生根率仅有17.95％;基部黄化处理能够减少嫩枝基部愈伤组织的形成，嫩枝在插后12天左右就已经开始生根，较对照提前3-5天;基部黄化处理嫩枝平均不定根数量为14条，平均根长29.30 mm，对照嫩枝平均不定根数量仅有7条，平均根长19.13mm。完全黄化嫩枝平均不定根数量为17条，平均根长26.51 mm。
　　3、基部黄化处理改变了SH40嫩枝基部茎段髓、木质部、韧皮部（包括形成层）和皮部的比例，使得黄化部位叶绿素减少、皮层增厚、组织幼嫩。基部黄化嫩枝基部茎段髓、木质部、韧皮部（包括形成层）、皮部的比例为1∶0.73∶0.41∶1.21，对照嫩枝髓、木质部、韧皮部（包括形成层）、皮部的比例为1∶0.86∶0.43∶0.73，二者皮层厚度差异显著。
　　4、SH40嫩枝扦插生根过程中根原基在韧皮部、皮层及髓射线处均可发生。
　　5、基部黄化处理提高了嫩枝黄化部位ARRO-1和ARF7基因的表达量。扦插当天，基部黄化处理嫩枝黄化部位ARRO-1、ARF7和ARF19基因的相对表达量分别是对照的14.37、2.11和1.75倍。速蘸IBA溶液后扦插，ARRO-1基因相对表达量明显升高，于插后2天达到峰值，为对照的60.84倍。但ARF7和ARF19基因的相对表达量升高幅度不是很大，分别为对照的2.84和2.41倍，说明ARRO-1基因可能是参与SH40嫩枝扦插不定根形成的主要基因。未黄化嫩枝黄化部位ARRO-1基因的相对表达量为对照的49.54倍，ARF7和ARF19基因的相对表达量均下降，为对照的0.62、0.45倍。同时基部黄化提高了体内淀粉及可溶性糖含量，有利于根原基的形成和分化，促进嫩枝扦插生根。

目录

声明

摘要

缩略词

1 引言

1．1 苹果主要矮化砧木及其应用现状

1．1．1 国外苹果矮化砧木及其应用现状

1．1．2 国内苹果矮化砧木及其应用现状

1．2 国内外苹果矮化砧苗木繁育现状

1．2．1 国外苹果矮化砧苗木繁育现状

1．2．2 国内苹果矮化砧苗木繁育现状

1．3 扦插繁殖技术的研究现状

1．3．1 扦插繁殖技术研究

1．3．2 苹果砧木扦插繁殖技术研究

1．3．3 黄化处理在扦插技术中的应用

1．3．4 扦插繁殖生根机理的研究

1．4 本研究的选题依据与目的意义

2 材料与方法

2．1 试验材料

2．1．1 植物材料

2．1．2 试验试剂

2．1．3 试验仪器

2．2 试验处理

2．2．1 苗木质量及处理对嫩枝发生量的影响

2．2．2 黄化处理对嫩枝扦插生根的影响

2．3 试验方法

2．3．1 促发嫩枝

2．3．2 扦插

2．3．3 嫩枝扦插后管理

2．3．4 生根过程观察

2．3．5 生根解剖结构观察

2．3．6 可溶性糖、淀粉含量的测定

2．3．7 可溶性蛋白含量的测定

2．3．8 生根相关基因的提取和表达分析

2．4 嫩枝扦插生根情况调查

2．5 统计分析

3 结果与分析

3．1 不同苗木质量对嫩枝发生量的影响

3．2 不同截留长度对嫩枝发生量的影响

3．3 刻芽处理对苗木嫩枝发生量的影响

3．4 黄化处理对嫩枝扦插生根的影响

3．5 生根过程观察

3．5．1 生根形态学及解剖结构观察

3．5．2 生根部位解剖结构观察

3．6 嫩枝扦插生根过程中可溶性糖含量的变化

3．7 嫩枝扦插生根过程中淀粉含量的变化

3．8 嫩枝扦插生根过程中可溶性蛋白含量的变化

3．9 嫩枝扦插生根过程中生根相关基因的表达变化

3．9．1 嫩枝扦插生根过程中ARRO-1基因表达变化

3．9．2 嫩枝扦插生根过程中ARF7基因表达变化

3．9．3 嫩枝扦插生根过程中ARF19基因表达变化

4 讨论

4．1 SH40苹果矮化砧木扦插繁殖技术体系评价

4．2 SH40苹果矮化砧木扦插生根机理

5 结论

参考文献

附录

作者简历