岩石壁上爬山虎茎产生不定根时木质部中激素与结构变化研究

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2021-0055

中国农学通报 ›› 2021, Vol. 37 ›› Issue (36): 80-86.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2021-0055

岩石壁上爬山虎茎产生不定根时木质部中激素与结构变化研究

赵爽(), 王欢, 卜晓英, 董爱文()

吉首大学林产化工工程湖南省重点实验室,湖南张家界 427000

收稿日期:2021-01-18 修回日期:2021-05-27 出版日期:2021-12-25 发布日期:2022-02-15
通讯作者: 董爱文
作者简介:赵爽,女,1997年出生,湖南张家界人,硕士研究生,研究方向：天然产物化学。通信地址：427000 湖南省张家界市子午东路182号吉首大学张家界校区,Tel：0744-8231386,E-mail： 850488339@qq.com。
基金资助:
国家自然科学基金项目“爬山虎未离体生长茎内不定根原基发生机理研究”(31760084);张家界市科技局项目“爬山虎防裸露山岩石风化及其生物活性物质研究”(2019FJ1129)

Changes of Phytohormone and Structure in Xylem During Adventitious Root Production from the Stem of Parthenocissus tricuspidata Planch on the Rock Wall

ZHAO Shuang(), WANG Huan, BU Xiaoying, DONG Aiwen()

Forest Products Chemical Engineering Key Laboratory of Hunan Province, Jishou University, Zhangjiajie, Hunan 427000

Received:2021-01-18 Revised:2021-05-27 Online:2021-12-25 Published:2022-02-15
Contact: DONG Aiwen

摘要/Abstract

摘要：

为探索岩石壁上爬山虎木质生长茎自发产生不定根这一科学问题,以其3类茎为试材,用酶联免疫法检测茎木质部中激素含量及施入外源激素引发茎内产生不定根原基并发育时的激素水平。结果表明一年生爬山虎茎中不定根原基属于内起源。各试材木质部中生长素(IAA)以鲜重计最高为11.486 μg/g,最低为6.255 μg/g。细胞分裂素(CTK)以鲜重计最高为232.295 ng/g,最低为150.235 ng/g;但施入外源激素的一年生爬山虎茎内产生不定根原基时CTK最高为232.295 ng/g。茉莉酸(JA)含量远低于植物营养器官按鲜重计10~100 ng/g范围,但生根茎内浓度远高于不生根茎。而茉莉酸甲酯(Me-JA)在各试材木质部内含量极微,但生根茎内浓度远高于不生根茎。爬山虎生根茎木质部内IAA/CTK达到27~76,生根茎木质部内激素浓度远高于未生根茎,且外施激素使茎产生不定根时激素浓度均大幅升高,表明其茎自发产生不定根需要多种内源激素协同作用。

关键词: 爬山虎, 木质生长茎, 不定根原基, 外源激素, 内源激素

Abstract:

To explore the spontaneously produced adventitious roots in the woody stems of Parthenocissus tricuspidata Planch on the rock wall, three kinds of stems were used as test materials. The hormone content in the xylem of the stem and the hormone level during the formation and development of adventitious root primordium induced by exogenous hormone were detected by enzyme-linked immunosorbent assay (Elisa). The results showed that the adventitious root primordium in the stem of annual Parthenocissus tricuspidata Planch belonged to internal origin. In the xylem of each test wood, the highest auxin (IAA) was 11.486 μg/g and the lowest was 6.255 μg/g counted on fresh weight. The highest of cytokinin (CTK) was 232.295 ng/g and the lowest was 150.235 ng/g counted on fresh weight, but the highest CTK was 232.295 ng/g when the adventitious root primordium was produced in the stem of 1-year-old Parthenocissus tricuspidata Planch treated with the exogenous hormone. The content of jasmonic acid (JA) was much lower than the 10-100 ng/g range of plant vegetative organs according to fresh weight, but the concentration in the rooting stem was much higher than that in the non-rooting stem. However, the content of methyl jasmonate (Me-JA) in the xylem of each test wood was very low, but the concentration in the rooting stem was much higher than that in the non-rooting stem. The IAA/CTK in the xylem of Rhizoma Parthenocissus tricuspidata Planch reached 27-76, and the concentration of hormone in the xylem of the rooting stem was much higher than that of the non-rooting stem, and the hormone concentration increased significantly when the stem produced adventitious root, which indicated that the spontaneous production of the stem adventitious root required the synergistic action of many kinds of endogenous hormones.

Key words: Parthenocissus tricuspidata Planch, woody growth stems, adventitious root primordia, endogenous hormones

中图分类号:

S718.43

赵爽, 王欢, 卜晓英, 董爱文. 岩石壁上爬山虎茎产生不定根时木质部中激素与结构变化研究[J]. 中国农学通报, 2021, 37(36): 80-86.

ZHAO Shuang, WANG Huan, BU Xiaoying, DONG Aiwen. Changes of Phytohormone and Structure in Xylem During Adventitious Root Production from the Stem of Parthenocissus tricuspidata Planch on the Rock Wall[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2021, 37(36): 80-86.

图/表 11

图1. 一年生爬山虎茎束间木薄壁细胞的萌动(×100) Ar.不定根;Pi.髓;Px.初生木质部;V.导管;Pc.未发生变化的束间薄壁细胞;Xy.木质部;Rp.根原基

图2. 一年生爬山虎茎中不定根原基形成与发育(×100) Ar.不定根;Pi.髓;Px.初生木质部;V.导管;Pc.开始变化的束间薄壁细胞;Xy.木质部;Rp.根原基（下同）

图3. 一年生爬山虎茎中不定根生长发育突破皮层与表皮(×100)

图4. 五年生全茎生根的爬山虎

图5. 三年生节上生根与逐步全茎生根的爬山虎

图6. 一年生节上生根的爬山虎

样品号	IAA	CTK	JA	Me-JA
1	0.586±0.008 a A	0.719±0.007 a A	1.036±0.036 a A	0.471±0.007 a A
2	0.538±0.019 a	0.639±0.010 b	0.893 ±0.00 c C	0.374±0.003 b
3	0.431±0.003 c C	0.564±0.007 c	0.851±0.003 b	0.418±0.006 b
4	0.571±0.012 a	0.705±0.011 a	0.961±0.017 b B	0.438±0.00 a
5	0.573±0.005 a A	0.859±0.017 a A	0.990±0.037 a A	0.495±0.010 a A
6	0.484±0.015 a A	0.701±0.013 a A	0.812±0.008 a A	0.474±0.017 a
7	0.327±0.010 b B	0.604±0.003 b	0.716±0.020 b B	0.360±0.004 b
8	0.489±0.011 b B	0.691±0.011 b	0.959±0.011 a	0.326±0.003 c
9	0.450±0.004 a	0.602±0.011 b	0.964±0.015 a	0.437±0.005 a

表1. 酶联生物科技有限公司检测结果

图7. 爬山虎不同生长状态茎中IAA的平均含量

图8. 爬山虎不同生长状态茎中CTK的平均含量

图9. 爬山虎不同生长状态茎中JA的平均含量

图10. 爬山虎不同生长状态茎中Me-JA的平均含量

参考文献 28

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岩石壁上爬山虎茎产生不定根时木质部中激素与结构变化研究

Changes of Phytohormone and Structure in Xylem During Adventitious Root Production from the Stem of Parthenocissus tricuspidata Planch on the Rock Wall

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