不定根發(fā)生機(jī)制

1、1.2.3 不定根發(fā)生機(jī)制的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。不定根發(fā)生機(jī)制的研究最早從形態(tài)學(xué)觀察開始,隨著顯微技術(shù)的不斷改進(jìn),人們逐步的了解了根在細(xì)胞水平的發(fā)生過程。同時生長素作用的發(fā)現(xiàn)及作用機(jī)制深入的研究,為從生理生化水平開展不定根發(fā)生機(jī)制的研究提供了理論依據(jù)。20世紀(jì)末特別是近年來,植物分子生物技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,又為其提供了新的研究手段,對不定根發(fā)生機(jī)制的認(rèn)識深入到分子及基因水平。1.2.3.1 不定根發(fā)生的解剖學(xué)研究。不定根是植物按非正常的時序發(fā)生且發(fā)生部位不定的根,多發(fā)生于莖桿、葉子或老根等器官。多半是因?yàn)橹参锏钠鞴倩蚪M織受到傷害、激素或病原微生物等刺激,而由根原始體經(jīng)過細(xì)胞分裂、分化發(fā)育為根原基

2、,再由根原基發(fā)育而成。大量研究表明,不定根發(fā)源于插穗內(nèi)一些變成分生組織的細(xì)胞群,即根原始體。不定根的根原始體有“潛伏根原始體”和“誘發(fā)根原始體”6。潛伏根原始體在插條發(fā)育的早期未離體時,就已經(jīng)產(chǎn)生,即在采條時已經(jīng)存在。扦插前,它一直處于休眠狀態(tài),直至插穗離體后,在適宜的條件下才解除休眠,繼續(xù)發(fā)育成根原基和不定根。潛伏根原始體多產(chǎn)于維管系統(tǒng)內(nèi)的韌皮組織、形成層或髓射線中,芽隙、枝隙或葉隙常常是它的發(fā)生部位。而植物的插條扦插后才分化而成的根原始體,稱為“誘發(fā)根原始體”,多產(chǎn)生于插穗下端0.10.3 mm 范圍內(nèi),從維管形成層、韌皮薄壁組織細(xì)胞、韌皮射線、髓射線及其復(fù)合組織等部位都可產(chǎn)生誘發(fā)根原始體

3、,也可在愈傷組織中產(chǎn)生。不定根形成的一個關(guān)鍵階段是根原基的形成。Jarvis7等(1986將不定根形成過程分為促進(jìn)期、起始早期、起始晚期和生長分化期四個階段。潘瑞熾認(rèn)為不定根形成的步驟大致如下:薄壁細(xì)胞或維管束間細(xì)胞經(jīng)過脫分化,形成潛在的根原始點(diǎn),經(jīng)過刺激開始細(xì)胞分裂,細(xì)胞增大,形成形成層,進(jìn)一步形成根原基,根原基形成維管束并連接起來,生長,不定根露出表皮(潘瑞熾8,1998。李小方9(2001等將不定根原基分為3類,即形成于原位的根原基,向著插條基部但不是在原初細(xì)胞分裂點(diǎn)處形成的根原基和形成于基部愈傷組織的根原基。后兩種情況根發(fā)生的最初解剖學(xué)事件之前需要細(xì)胞分裂。根原基發(fā)生于原位的情況,已經(jīng)

4、定義了4個明顯的階段:、新的分生組織位置的誘導(dǎo);、最初的細(xì)胞分裂;、后期細(xì)胞分裂形成有組織的根原基(分生組織;、通過分生組織產(chǎn)生細(xì)胞并進(jìn)行伸長生長完成根的發(fā)育。肖尊安等10(2002則將不定根的形成過程分為五個時期:脫分化期、誘導(dǎo)期、細(xì)胞分裂成類分生組織期、根原基形成期和根伸長期,認(rèn)為各期時間隨植物而異。不定根按其形成部位可分為皮層生根型、愈傷組織生根型和混合生根型三大類。皮層生根型表現(xiàn)在不定根由插穗皮層、形成層、韌皮部、木質(zhì)部等處產(chǎn)生根原基;愈傷組織生根型表現(xiàn)在不定根從插穗切口處愈傷組織內(nèi)產(chǎn)生;混合生根型表現(xiàn)在皮層和愈傷組織內(nèi)都可以產(chǎn)生不定根(楊青珍等11,2006。關(guān)于不定根發(fā)生機(jī)制的研究

5、,多針對于扦插生根的研究,而其發(fā)生機(jī)理同樣適用于壓條繁殖,包括高壓繁殖。1.2.3.2 不定根發(fā)生機(jī)制的生理生化水平的研究。1.2.3.2.1 內(nèi)源激素水平與不定根的發(fā)生。一.生長素與不定根形成關(guān)系。關(guān)于生長素與不定根發(fā)生的研究很多,結(jié)果不一,但大多數(shù)的研究表明:根形成階段需要較高濃度的內(nèi)源IAA。不定根形成過程中內(nèi)源IAA變化規(guī)律為:插條離體后內(nèi)源IAA含量降低,根原基形成階段內(nèi)源IAA含量上升,根的伸長階段內(nèi)源IAA含量又下降。徐繼忠和陳四維12發(fā)現(xiàn)在桃硬枝插穗愈傷組織的根原基形成過程中,內(nèi)源IAA含量先下降,隨后上升,在不定根突出表皮前,內(nèi)源IAA含量上升到高峰,根突出后又下降。在Mal

6、dinye(198613等用番茄下胚軸進(jìn)行的組培試驗(yàn)以及詹亞光14等的白樺大樹伐根萌條扦插試驗(yàn)和秦新民15的白花泡桐莖切斷組培試驗(yàn)中都發(fā)現(xiàn)內(nèi)源IAA含量的升高與不定根原基的誘導(dǎo)幾乎同時發(fā)生。此外張曉平16(2004和遲彥17(2007分別在雜交鵝掌揪夏季扦插過程中和測定芽變毛白楊及其親緣種扦插生根過程中發(fā)現(xiàn)了IAA含量在不定根的促進(jìn)期及表達(dá)期一直處于上升趨勢。雖然根形成階段伴隨著較高濃度的IAA,但并不能說明內(nèi)源IAA是影響根發(fā)生的唯一因素,另有一些研究發(fā)現(xiàn)內(nèi)源IAA與不定根發(fā)生能力之間并非成簡單的正相關(guān)關(guān)系。Isabel18 (1996和談宏鶴19(2000分別在研究胡桃樹胚的三種不同材料(

7、即子葉、子葉與胚軸連接區(qū)、胚軸以及甘藍(lán)下胚軸不同切段的生根能力與內(nèi)源IAA水平的關(guān)系時均發(fā)現(xiàn),內(nèi)源IAA水平與生根能力呈負(fù)相關(guān)或非正相關(guān)。在上述試驗(yàn)中,材料或取材部位不同,而僅分析內(nèi)源IAA和生根能力關(guān)系,得出內(nèi)源IAA水平與生根能力呈負(fù)相關(guān)或非正相關(guān)的關(guān)系。分析原因可能是較高水平的生長素對根的形成有抑制作用,內(nèi)源IAA只在一定濃度范圍內(nèi)才與根的形成成正相關(guān)。但試驗(yàn)本身存在問題,IAA并非影響不定根發(fā)生的唯一因素,不同的材料和部位本身就存在著對誘導(dǎo)生根的刺激或信號的感受力和生根能力的差異,試驗(yàn)中生根能力差異很可能受到其他因子影響。還有一些研究表明:生根率最高的無性系在扦插前IAA質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低,

8、在扦插過程中也維持低水平狀態(tài),說明IAA在扦插過程中對生根不起主要作用,只是起協(xié)同作用(劉桂豐等20,2001。對于不同植物,內(nèi)源IAA所起作用大小可能不同,但是此研究也表明了內(nèi)源IAA并非影響植物不定根發(fā)生的唯一因素。此外,最近有些研究顯示通過施用外源激素,改變了不定根形成過程的內(nèi)源IAA變化規(guī)律,但對不定根形成起到了促進(jìn)作用。劉明國21等在研究北美香柏插穗生根過程中內(nèi)源激素變化時,就發(fā)現(xiàn)了經(jīng)過外源激素處理的插穗,在扦插后13天即不定根的誘導(dǎo)期,IAA含量出現(xiàn)峰值,在表達(dá)期下降,隨后根原基逐漸伸出插穗,IAA 含量又逐漸升高,而不施用外源激素的插條,生根過程中內(nèi)源IAA變化符合一般的先升高后

9、下降的規(guī)律。文中雖然沒有對這個現(xiàn)象進(jìn)行分析,但其出現(xiàn)表明了單從植物不定根發(fā)生過程中內(nèi)源激素變化來確定不定根發(fā)生過程中各個時期內(nèi)源激素與根形成的關(guān)系,其結(jié)果有不確定性。不定根伸長階段,升高的內(nèi)源IAA水平對根的形成沒有起到抑制作用,甚至促進(jìn)了根的伸長生長。其原因可能是插穗對內(nèi)源IAA感受力低或內(nèi)源IAA的水平未達(dá)到抑制生根的水平。也有可能影響插穗不定根發(fā)生的其他因子產(chǎn)生正作用大于內(nèi)源IAA升高的負(fù)作用,表現(xiàn)出了根伸長期IAA升高,不定根易發(fā)生的假象。二.細(xì)胞分裂素與不定根形成關(guān)系。相對于生長素來講,細(xì)胞分裂素與不定根形成的關(guān)系研究的較少。一般認(rèn)為,生根只需要較低的CTK水平,高濃度的細(xì)胞分裂素抑

10、制不定根的形成。不定根形成過程中細(xì)胞分裂素的變化過程在不同的研究中結(jié)果相差很大,沒有確定的研究結(jié)果。一些研究發(fā)現(xiàn)根的起始早期,細(xì)胞分裂素水平很低,一旦根原基形成,含量則增加。如Bollmark22等(1986發(fā)現(xiàn),光下豌豆莖的基部,在根的起始早期,細(xì)胞分裂素水平低,一旦根原基形成,含量則增加,可能是滿足活躍的細(xì)胞分裂的需要。徐志平23(2002測定了綠豆下胚軸插條基部的CTK水平變化并發(fā)現(xiàn)根系切除后的第1天,ZR(細(xì)胞分裂素玉米素核昔成分含量降低,當(dāng)根原基形成后,ZR 含量急劇增加,認(rèn)為ZR對根原基的發(fā)生沒有明顯的作用,但在根原基的進(jìn)一步生長發(fā)育階段中可能發(fā)揮著重要作用。林士杰等24(2006

11、在研究黑林1號楊組培葉片不定根發(fā)生時,發(fā)現(xiàn)不定根發(fā)生過程中,ZR變化規(guī)律和徐志平等上述研究結(jié)果一致。但是另一些研究表明,細(xì)胞分裂素的含量和根原基發(fā)生同步,根原基的形成達(dá)到高峰期時,細(xì)胞分裂素含量也達(dá)到最高水平,以后明顯下降。秦新民15等(1995的白花泡桐組培實(shí)驗(yàn)和詹亞光14等(2001的白樺扦插實(shí)驗(yàn)都有此方面的相關(guān)報(bào)道。此外劉桂豐20(2001在落葉松雜種扦插試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),在生根率較高的無性系插穗生根過程中,ZR的含量始終比生根率中等和生根率低的兩組無性系的含量高,并且認(rèn)為對插穗生根起主要作用。三.脫落酸與不定根形成關(guān)系。ABA對不定根形成的影響,因植物種類和取材部位的不同而異,關(guān)于這方面研究

12、很多,但研究結(jié)果卻不一致,有些研究表明ABA抑制不定根的形成;郭素娟等25(2004在白皮松插穗生根的生理生化試驗(yàn)中分析了ABA含量與不定根發(fā)生關(guān)系,得出ABA含量與生根率成負(fù)相關(guān)。于雪飛等26(2009研究中美山楊組培生根過程激素變化時,發(fā)現(xiàn)初始的ABA含量與生根率成反比,影響著試管苗不定根形成,并且在根原基形成過程中ABA濃度均不斷降低,待不定根生成后其含量在各無性系表現(xiàn)不同。有些研究表明ABA促進(jìn)根的發(fā)生;林士杰等24(2006在研究黑林1號楊組培葉片不定根發(fā)生時,發(fā)現(xiàn)在整個不定根形成的過程中,內(nèi)源ABA對不定根的形成是有利的,根原基的啟動分化階段與較高濃度的ABA相伴隨,根原基的生長發(fā)

13、育階段與更高的ABA水平相關(guān)。還有些研究表明ABA對不定根的發(fā)生與其濃度有關(guān)(徐志平25,2002;王金祥27,2002;關(guān)于不定根發(fā)生過程中ABA變化,大多數(shù)研究認(rèn)為ABA水平與IAA水平是此消彼長的關(guān)系。在根原基誘導(dǎo)期含量下降,在表達(dá)期含量上升。但是也有報(bào)道ABA含量在整個生根期持續(xù)下降。如桃硬枝插條的生根期間,ABA含量持續(xù)下降(徐繼忠12,1989;白花泡桐組培成年型材料中內(nèi)源ABA呈逐步下降趨勢(秦新民15等,1995;易生根的芽變毛白楊、大官楊和難生根的普通毛白楊,其在扦插期間的ABA含量均呈下降趨勢(遲彥17,2007。四.赤霉素與不定根形成關(guān)系。多數(shù)的研究表明赤霉素抑制插條不定

14、根的形成,尤其是抑制根原基的發(fā)生。Maldiney13(1986在番茄生根試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)根原基的形成初期,高水平的GA抑制根原基的細(xì)胞分裂,阻礙根原基的形成。肖關(guān)麗28等(2001對甘蔗繼代培養(yǎng)綠苗中的內(nèi)源激素進(jìn)行測定分析,認(rèn)為GA1/3與生根率呈顯著的負(fù)相關(guān)。黑林1號楊組培葉片不定根的發(fā)生與內(nèi)、外源激素關(guān)系的研究(劉世杰24等,2006表明在不定根的整個形成過程中,低含量的GA3有利于不定根的發(fā)生。芽變毛白楊及其親緣種扦插生根過程中內(nèi)源激素含量的動態(tài)變化的研究(遲彥17等,2007表明GA3抑制了毛白楊以及其親緣種的插條不定根原基的發(fā)生。但另有很少的研究表明,對于一些植物,赤霉素不是影響不定根發(fā)

15、生的主要因素或者它與不定根發(fā)生關(guān)系甚微25、26。五.乙烯與不定根形成的關(guān)系。通過施用外源乙烯或分析不定根發(fā)生過程中內(nèi)源乙烯變化規(guī)律,現(xiàn)在的研究認(rèn)為乙烯對不定根的作用表現(xiàn)為3個方面:(1、乙烯可以促進(jìn)不定根的發(fā)生;(2、乙烯抑制不定根的發(fā)生;(3、施用外源乙烯對不定根的發(fā)生不起作用,分析原因可能是乙烯對特定的一些植物不定根發(fā)生不起作用,也可能因?yàn)橹参飪?nèi)源乙烯已滿足不定根發(fā)生的需要。也有研究對不定根發(fā)生中乙烯表現(xiàn)的不同作用進(jìn)行了分析,認(rèn)為乙烯促進(jìn)不定根發(fā)生可能有以下幾個方面:(1、插條對乙烯的敏感性是不定根形成的一個必要條件;(2、乙烯通過增加生根組織對生長素的敏感性而不是通過改變內(nèi)源生長素的含

16、量而促進(jìn)根生長;(3、乙烯促進(jìn)細(xì)胞周期蛋白基因的表達(dá)而促進(jìn)不定根的發(fā)生;(4、乙烯促進(jìn)細(xì)胞分裂素類物質(zhì)分解而促進(jìn)生根。乙烯抑制生根可能是能促進(jìn)生長素分解、延緩生長素的合成或抑制生長素極性運(yùn)輸而抑制生根。六.IAA/ ABA、IAA/CTK、ABA/GA與不定根形成的關(guān)系。隨著不定根發(fā)生過程中內(nèi)源激素變化的研究的發(fā)展,發(fā)現(xiàn)了單一的某種激素有時候與不定根發(fā)生的關(guān)系不明確,或者相同的內(nèi)源激素對不同植物或材料不定根的發(fā)生表現(xiàn)出不同甚至相反的作用。但是越來越多的研究發(fā)現(xiàn)IAA/ ABA、IAA/CTK、ABA/GA與不定根形成的關(guān)系比較穩(wěn)定。一般的研究都表明IAA/ABA 比值高,生根率高,反之生根率低

17、。郭素娟等25在研究白皮松插穗生根的生理生化基礎(chǔ)時,發(fā)現(xiàn)單一的某種激素對白皮松插穗生根沒有顯著的影響,白皮松插穗能否生根主要受IAA/ABA以及總糖/總氮的影響,比值越大越有利于生根。陳雪梅29等認(rèn)為IAA/ABA比值高有利于銀白楊、毛白楊、山楊插穗生根。由于植物體內(nèi)存在著多種激素,因而,決定生理效應(yīng)的往往不是某種激素的絕對量,而是各激素間的相對含量,生根時期內(nèi)源激素的動力學(xué)變化比特定時期的含量更為重要(肖尊安等10,2002。在組織培養(yǎng)中生長素與細(xì)胞分裂素不同的比值影響根芽的分化。煙草莖髓部愈傷組織的培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)證明,當(dāng)細(xì)胞分裂素與生長素的比例高時,愈傷組織就分化出芽;比例低時,有利于分化出根;

18、當(dāng)二者比例處于中間水平,愈傷組織只生長而不分化,這種效應(yīng)已被廣泛應(yīng)用于組織培養(yǎng)中(張昉30,2006。關(guān)于IAA/CTK的研究,大多數(shù)認(rèn)為根原基形成前比值高,出現(xiàn)后比值低,二者協(xié)調(diào)調(diào)控根原基的發(fā)育,根原基誘導(dǎo)期比值高的植物品種易生根。關(guān)于不定根發(fā)生過程中的ABA/GA的研究,認(rèn)為較高水平的ABA/GA3有利于根原基形成的啟動分化和不定根的生長發(fā)育(馮昕31,2004。不定根發(fā)生是一個多種激素多種因子調(diào)控的復(fù)雜的過程,在其他因子影響不能確定的情況下,只從單激素或兩種激素比列來研究激素與不定根發(fā)生的關(guān)系,注定了研究結(jié)果只能作為一般規(guī)律而具有不確定性,控制不定根發(fā)生過程中單一因素的變化,來研究不定根

19、發(fā)生過程有利于闡明該因素與不定根發(fā)生的關(guān)系,而研究多種不同激素在不定根發(fā)生過程中的相互關(guān)系是研究重點(diǎn)和突破對不定根發(fā)生機(jī)制實(shí)質(zhì)性認(rèn)識的必由之路,并且便于為難生根樹種無性繁殖的工作提供基礎(chǔ)理論。1.2.3.2.2不定根發(fā)生機(jī)制的酶調(diào)節(jié)研究。不定根形成的過程是一系列的復(fù)雜的生理生化過程的復(fù)合體,不定根形成過程必然發(fā)生細(xì)胞分裂和分化,也必然受到酶調(diào)節(jié)。國內(nèi)外很多研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一些與不定根發(fā)生關(guān)系比較密切的酶。其中研究的比較多和受到重視的酶有過氧化物酶、IAA氧化酶、多酚氧化酶等。一.不定根形成與過氧化物酶關(guān)系。不定根形成與過氧化物酶關(guān)系的研究相對較多,但研究結(jié)果卻不一致。目前關(guān)于過氧化物酶與不定根形

20、成關(guān)系主要有以下兩種說法:(一、不定根形成過程中,過氧化物酶活性升高;Kieliszew32(1989發(fā)現(xiàn)黑松苗的胚用生長素處理后,隨著生根的進(jìn)程,POD的活性升高。蔣小滿33(1998以“艾西絲”南瓜組培苗為試驗(yàn)材料,發(fā)現(xiàn)其不定根形成前,POD活性處在較低的水平,而當(dāng)不定根形成時,POD活性迅速升高,以后一直維持在較高水平。Tohit GUNES34測定了黑楊、銀白楊、歐洲山楊在扦插生根過程中過氧化物酶和IAA氧化酶活性的動態(tài)變化,發(fā)現(xiàn)盡管3個樹種的插穗生根能力不同,但在根發(fā)生或根原基形成過程中,過氧化物酶活性均上升,但沒有發(fā)現(xiàn)過氧化物酶活性和生根能力有顯著的相關(guān)性,因此認(rèn)為過氧化物酶活性不

21、影響插穗生根能力和生根率,但對細(xì)胞分裂起作用。(二、不定根發(fā)生過程,POD活性下降,難生根植物具有較高的POD活性,POD抑制不定根發(fā)生。黃卓烈等(2002用NAA35或IBA36處理桉樹插條后,發(fā)現(xiàn)難生根的品種的POD活性比易生根的品種POD活性高。于亞軍37(2005也發(fā)現(xiàn),難生根的芽變毛白楊插條內(nèi)的POD活性比易生根的高,芽變毛白楊組培苗在生根過程中總體呈下降趨勢。以上研究如果不考慮其他因素對不定根的影響,或者認(rèn)為POD活性為主要影響因子的話,可以表明高濃度POD抑制了不定根發(fā)生。二.不定根形成和IAA氧化酶關(guān)系。IAA氧化酶與IAA關(guān)系密切,多數(shù)研究表明它通過降解IAA,調(diào)節(jié)IAA 在

22、植物體內(nèi)的水平,進(jìn)而影響植物的生長發(fā)育。有的研究表明難生根植物體內(nèi)IAA氧化酶活性高,IAA水平低38,在不定根的形成期間體內(nèi)IAA氧化酶活性下降,而IAA含量上升39。但有些更為深入的研究發(fā)現(xiàn)IAA氧化酶的活性在根形成過程中并非成簡單的下降趨勢,都存在一個上升的階段,盡管在不同研究這個上升階段所對應(yīng)的不定根形成期不同。黃卓烈等40(2002用不同生長素對按樹無性系插條進(jìn)行處理后發(fā)現(xiàn),在生根的愈傷組織促進(jìn)階段,IAAO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,到新根伸長期,各酶活性又上升。在光葉褚扦插生根過程中,愈傷組織形成期IAAO 活性呈上升趨勢,不定根促進(jìn)期達(dá)

23、到高峰,而根伸長期IAAO下降(宋麗紅等41, 2005。另外Tohit GUNES34測定了黑楊、銀白楊、歐洲山楊在扦插生根過程中的過氧化物酶和IAA氧化酶的活性,發(fā)現(xiàn)IAA氧化酶在根發(fā)生和根原基形成期具有活性,在未生根的歐洲山楊中則無活性,由此推測IAA氧化酶與插穗生根有關(guān),并且可以通過IAA分解來影響根的形成,即在根的形成期IAA氧化產(chǎn)物會促進(jìn)不定根的形成。三、多酚氧化酶與不定根形成關(guān)系。高等植物中普遍存在多酚氧化酶,這種酶不僅在植物生長、發(fā)育中起重要的作用,而且對不定根的形成十分重要(黃卓烈等42,2003?，F(xiàn)在大多研究都認(rèn)為多酚氧化酶促進(jìn)不定根的發(fā)生,尤其是影響根原基的形成和生長。A

24、lbarazi43等(1984研究發(fā)現(xiàn),多酚氧化酶主要分布在不定根起源部位的附近。Upadhyay a44等(1986用多效唑處理菜豆的插條,發(fā)現(xiàn)在其生根量大大增高的同時,體內(nèi)多酚氧化酶活性也大幅提升。Bhattacharya等39(1989曾證明多酚氧化酶催化生長素代謝,促進(jìn)不定根的起源和發(fā)育。Hayrullah YILMAZ45等22研究了葡萄的3個品種(Vitis vinifera L.cvs. Musca, t Cardinal and Perlelte 插穗生根過程中多酚氧化酶(Polyphenol oxidase活性的動態(tài)變化,Muscat和Perlelte 兩個品種在扦插第30

25、d出現(xiàn)根原基,第35 d不定根發(fā)生,這期間多酚氧化酶的活性與根形成呈正相關(guān)關(guān)系,根形成后多酚氧化酶活性持續(xù)下降。Cardinal品種生根慢,第75 d才有不定根發(fā)生,在另外兩個品種不定根發(fā)生前,Cardinal多酚氧化酶活性始終較低,Hayrullah YILMAZ等結(jié)合前人的研究結(jié)果分析認(rèn)為,多酚氧化酶影響細(xì)胞分裂、分化及根原基的形成和生長。1.2.3.2.3不定根發(fā)生機(jī)制的多胺水平的研究。對多胺與不定根發(fā)生的關(guān)系,國外研究的比較多。從目前的研究來看,不同種類的多胺對不定根發(fā)生產(chǎn)生不同的影響。一些研究表明在誘導(dǎo)不定根階段,腐胺濃度會上升一段時期,而在根出現(xiàn)階段,多胺濃度降低,并且認(rèn)為腐胺和不

26、定根誘導(dǎo)密切相關(guān),腐胺的分解也有利于根的形成和伸長。但另有些研究表明,使用外源多胺并沒有促進(jìn)不定根發(fā)生,反而抑制了不定根的發(fā)生。RaAnanFriedman46等研究了幾種多胺及其前體生化物(precursor和一些代謝抑制物(metabolic inhibitor對綠豆胚軸不定根發(fā)生的影響,結(jié)果使用外源多胺并未促進(jìn)不定根的發(fā)生:L-刀豆氨酸(L-canavanine和L-刀豆酸(Lcanaline抑制了根的發(fā)生,而L-精氨酸(L-arginine和L-鳥氨酸(L-ornithine則能削弱這些抑制作用;作為S腺苷甲硫氨酸脫羧酶(S-adenosylmethionine decarboxyla

27、se與多胺生物合成產(chǎn)物的丙脒腙(Methylglyoxalbis,也對根的發(fā)生具抑制作用。關(guān)于不定根發(fā)生過程中多胺變化與外源IBA關(guān)系也有不一致的結(jié)果。有些研究人為IBA不影響不定根發(fā)生過程腐胺變化。有些研究結(jié)果表明多胺的變化是由IBA濃度和物種不同而定。不定根發(fā)生過程是一個多因子影響過程,單考慮其中一個或幾個因子必然為研究結(jié)果帶來不確定性,其結(jié)果只能作為一般規(guī)律去認(rèn)識。1.2.3.2.4 營養(yǎng)物質(zhì)與不定根發(fā)生關(guān)系。植物生命活動需要能量,能量代謝是不定根發(fā)生過程所必需的,關(guān)于不定根發(fā)生過程中營養(yǎng)物質(zhì)變化,尤其是糖類物質(zhì)和C/N的研究很多。郭素娟等25的白皮松插穗生根的生理生化研究表明,總糖、總

28、氮以及C/N與不定根發(fā)生均呈正相關(guān),其中總糖和C/N與不定根發(fā)生的關(guān)系更為密切。Kromer等47在蘋果砧木M7無菌苗莖段生根過程中觀察到葡萄糖、果糖、山梨醇、肌醇升高。生根誘導(dǎo)期的前10天可溶性糖水平升高與莖基部細(xì)胞分裂旺盛一致,并發(fā)現(xiàn)果糖含量與生根能力密切相關(guān)。在根原基分化和根伸長期,可溶性糖恢復(fù)到原有的水平,同時也觀察到根原基形成時可溶性蛋白質(zhì)和酯類化合物略有升高。Thoma s48報(bào)道,葡萄砧木插條的葉面積、重量和著生位置影響根的發(fā)生和發(fā)育,帶小葉的插條在誘導(dǎo)培養(yǎng)基上不定根出現(xiàn)遲,且根質(zhì)量差,莖生長弱和芽早期萌發(fā);而帶大葉的插條相反,不定根發(fā)生早,根活力強(qiáng),莖生長健壯和芽無早期萌發(fā)。生根1月后,根鮮重與原插條上的葉鮮重、葉面積和插條總鮮重顯著相關(guān)。并且Thomas49比較了4種插條即無葉柄和葉、無葉、帶葉柄和部分葉以及帶葉柄和全葉的生根誘導(dǎo)差異。在無生長素和蔗糖的培養(yǎng)基上,有葉插條能為生根提供生長素和蔗糖;但是在較高生長素IAA、蔗糖和右旋葡萄糖的培養(yǎng)基上無葉插條的生根率和莖生長仍然低于帶葉柄和全部葉的插條,說明葉片具有產(chǎn)生其它生根因子的作用,生根過程是多因子作用的結(jié)果。1.2.3.2.5 不定根發(fā)生機(jī)制生理生化水平研究的總結(jié)和分析?，F(xiàn)在關(guān)于不定根發(fā)生機(jī)制的生理