基于茎结构和生理功能探讨复幼促进核桃生根能力机理

As trees age, their capacity to form adventitious roots becomes weaker, and propagation via cuttings becomes increasingly difficult, seriously compromising the distribution and utility of improved varieties. The rejuvenation of mature trees, or the induction of plants to regress from maturity to the juvenile state, may significantly improve adventitious root formation. However, currently, we do not fully understand what happened in trees is imported by rejuvenation In this study, based on the walnut rejuvenation and cuttage system, the walnut which in different rejuvenation stages and treated with different rejuvenation measures were as materials. Based on analyzing the morphological structure and physiological function of the stems, the endogenous hormones such as auxin, gibberellin and cytokinin in different parts of stems were analyzed (in situ and quantitatively) using immune colloidal gold technique. The anatomical structure of different parts of stems was observed by paraffin tissue slicing technique. The biochemical indexes of nonstructural carbohydrate, total carbon and total nitrogen in stem were determined by routine biochemical test, and the relationship between the adventitious root occurrence ability and different degree of rejuvenation was discussed. Then, the role of stem in the rejuvenation of woody plants was further explained. It was shown that the degree of rejuvenation is the main factor affecting adventitious root occurrence ability.

随着树木逐渐生长成熟，其不定根发生能力越来越弱，导致扦插繁殖越来越困难，严重制约了良种的推广与应用。复幼处理可以明显提高成龄树木不定根的形成。但是对复幼过程中植株内部的重要变化机制尚不明确。在已有核桃复幼扦插体系基础上，本研究分别以处于不同复幼阶段和不同复幼措施处理的核桃为对象，通过分析茎的形态结构和生理功能，拟采用免疫胶体金技术对茎不同部位中的生长素、赤霉素和细胞分裂素等内源激素进行原位定位定量分析、采用石蜡组织切片技术观察茎不同部位的解剖结构、采用常规生化实验测定茎中非结构碳水化合物、总碳、总氮等内含物的生化指标，从不定根发生能力的差异角度探讨其与不同复幼程度间的关系，进一步解释茎在木本植物复幼中的作用，证明复幼程度是影响不定根发生能力的主要原因。

木本植物良种选育是一个长期过程，随着树木逐渐生长成熟，不定根发生能力却越来越弱，导致扦插繁殖越来越困难，严重制约了良种无性系的应用与推广。复幼处理可以明显提高成龄难生根树木不定根的形成，但是对复幼过程中植株内部的重要变化机制尚不明确。在已有工作基础上，针对本研究需求，项目先后建立核桃扦插与组培和海棠、樱桃的组培植株复幼体系。采取嫁接、埋干、黄化的复幼措施处理植株和继代培养，制备处于不同复幼阶段的植株茎为研究材料。通过石蜡切片技术观察解剖结构发现不同复幼措施可以明细改变茎的皮层和韧皮部组织结构，组织解剖结构观测发现处于不同复幼阶段的茎解剖结构存在差异。采用常规生化实验测定茎的生理指标测定结果显示复幼措施不同程度的改变植株茎中可溶性糖、可溶性蛋白、保护性酶的生理活性。利用免疫组化胶体金技术对样本茎基部的内源激素进行了原位定位分析，结果显示不同复幼阶段间样本的IAA、GA3、ZT分布有显著差异，不同复幼措施处理样本茎的IAA、ABA、GA3、ZT在组织间的分布有显著差异。免疫胶体金定量结果显示，不同复幼阶段间样本的ABA、GA3、ZT含量有显著差异，不同复幼措施处理样本茎的IAA、ABA、GA3、ZT在样本皮层、韧皮部、形成层、木质部组织间的定量结果有显著差异。使用高效液质联用仪测定了处于不同复幼阶段样本茎基部的初始激素状态，结果显示生长素和脱落酸差异大小与样本茎的成熟到复幼有关。本项目通过对木本植物茎的研究，为地上部组织在木本植物复幼过程中的作用提供一个全新的研究视角，探讨复幼与其组织结构改变的关系，分析复幼处理与植株生理状态和内源激素之间的相关性，对于了解木本植物生长发育特性具有重要科学意义。探讨茎在木本植物复幼过程中的作用，解释复幼影响木本植物不定根发生能力的主要因素，为无性系林业和老树复壮提供理论支撑。