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扦插的生物學(xué)機(jī)制

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來源:未知 作者:admin 發(fā)布時(shí)間:2013-07-31 13:40

        扦插是植物無性繁殖的重要手段之一,通常包括莖插、根插、葉插和微扦插。前三者在多肉植物的營養(yǎng)繁殖中占有很大比重,微扦插則是組織培養(yǎng)中快速微繁殖的一種途徑。扦插是典型的營養(yǎng)繁殖,是不通過配子結(jié)合的生殖方式,扦插形成的植物和原植物是“同克隆系”的。所以,扦插繁殖屬于克隆繁殖的一部分。 
        扦插的材料一般是植物的莖、葉和根。比如仙人掌科植物長出的子球、十二卷長出的側(cè)芽以及切頂植株的頂部等都屬于莖扦插;萬象、玉扇、壽和巖牡丹的葉片也可以切下來扦插,這屬于葉插;一些植物的主根,比如萬象、黃葉地不容的根或塊根也可以用來繁殖,這屬于根插。也就是說,扦插的材料是多種多樣的,只要是植物體的一部分,具有一定的生物活性就可以扦插成功,長出和母株相同的小苗。 
        扦插的基質(zhì)要選擇排水良好的土壤中,適當(dāng)遮光,經(jīng)過一定的時(shí)間,扦插材料會(huì)長出不定根,然后形成不定芽,最后長成完整的植物體。通常所說的扦插,一般指莖插,實(shí)際上葉插和根插葉可以劃分入莖插。葉插的葉片基部必須帶有莖組織,同樣根插的根基部葉要帶有莖組織。這是因?yàn)榍o組織在外界環(huán)境中形成維管系統(tǒng)的能力比較強(qiáng),容易分化為根和芽。  中國苗木網(wǎng),999miaomu.com
        在植物材料扦插的時(shí)候,會(huì)發(fā)生一系列生理生化改變,包括激素水平的調(diào)控、營養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝、光照的影響、水分和溫度的影響等等。下面我就激素水平和營養(yǎng)轉(zhuǎn)運(yùn)為主簡單談?wù)勄げ迳纳飳W(xué)過程: 
        扦插包括不定根的形成以及芽的分化啟動(dòng)。其中最主要的,也是決定扦插是否成功的標(biāo)志就是根系是否長出。那么說,不定根的形成是復(fù)雜的過程,如果能夠掌握不定根形成的規(guī)律,對(duì)于操縱扦插來說則易如反掌了。不定根的形成過程大致如下:扦插材料受傷——生長素重新分布——插條薄壁細(xì)胞/維管束細(xì)胞脫分化——潛伏根細(xì)胞團(tuán)形成——受到ctk刺激進(jìn)行細(xì)胞分裂——根原基原始體形成——細(xì)胞重排——根原基形成——根分化——維管束連接——根原基生長——不定根形成。這個(gè)過程是經(jīng)典的扦插機(jī)理,近幾年來隨著生物化學(xué)和分子生物學(xué)研究的不斷深入,對(duì)扦插不定根形成的激勵(lì)有了更深刻的認(rèn)識(shí),植物生理學(xué)家jarvis將不定根的形成劃分為四個(gè)時(shí)期,各時(shí)期具有不同的激素調(diào)控效應(yīng):  999中國苗木網(wǎng),www.cqhuayin.com
        第一期:誘導(dǎo)期。扦插材料受到創(chuàng)傷,脫離了母體,這個(gè)時(shí)候其體內(nèi)生長素類物質(zhì)將重新分配,向根部轉(zhuǎn)運(yùn),積累在扦插材料的生根區(qū)。碳水化合物(糖類)也隨同生長素一并向基部運(yùn)輸,以提供生根所需的營養(yǎng)。在植物根部生長素類物質(zhì)積累(主要是吲哚乙酸),這些激素素促進(jìn)了扦插材料生根區(qū)某些細(xì)胞的脫分化,由正常的維管束細(xì)胞轉(zhuǎn)化為愈傷細(xì)胞,形成了具有分化能力的細(xì)胞。這個(gè)時(shí)期,大多數(shù)細(xì)胞處于高度活化狀態(tài),但并沒有分裂。細(xì)胞的分裂大約出現(xiàn)在誘導(dǎo)期進(jìn)行的24 ~48小時(shí)之后,這個(gè)時(shí)期生長素類物質(zhì)濃度恰好達(dá)到促進(jìn)分裂的濃度,同時(shí)在扦插材料整體物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的基礎(chǔ)上,一部分細(xì)胞分裂素物質(zhì)被轉(zhuǎn)運(yùn)到生根區(qū),此時(shí)扦插就由誘導(dǎo)期轉(zhuǎn)入啟動(dòng)早期。兩個(gè)時(shí)期的標(biāo)志就是一定濃度的細(xì)胞分裂素物質(zhì)(ctk)轉(zhuǎn)運(yùn)到生根區(qū),并啟動(dòng)了細(xì)胞分裂。 
        第二期:啟動(dòng)早期。扦插材料的生根區(qū)形成的愈傷細(xì)胞開始在ctk作用下分裂。經(jīng)過一定的細(xì)胞分裂,部分細(xì)胞開始形成最原始的根原基細(xì)胞團(tuán),在ctk和吲哚乙酸作用下開始分化形成根原基和相關(guān)的維管束系統(tǒng)。這個(gè)時(shí)候,乙烯類物質(zhì)和生長素類物質(zhì)開始減少,大大促進(jìn)了根原基的形成,隨后進(jìn)入啟動(dòng)晚期。這里要指出的是,為什么在這個(gè)時(shí)期會(huì)出現(xiàn)乙烯類物質(zhì)和生長素類物質(zhì)的減少:實(shí)際上,在扦插材料剛剛脫離母體的時(shí)候,有一種“傷害效應(yīng)”,這個(gè)信號(hào)啟動(dòng)了植物細(xì)胞內(nèi)“累積iaa防護(hù)系統(tǒng)”進(jìn)而開始產(chǎn)生植物多酚,這些酚類物質(zhì)和硼酸鹽結(jié)合形成復(fù)合體,這種復(fù)合體激活“吲哚乙酸氧化酶”,此時(shí)恰好在啟動(dòng)早期和晚期的銜接處。此時(shí)iaa濃度大大降低,與此同時(shí)乙烯產(chǎn)生,這兩者都可以協(xié)同根原基的形成,有人報(bào)道乙烯也可以提高iaa氧化酶的活性,也就是說,乙烯也是使得iaa水平降低的。 

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        第三期:啟動(dòng)后期。這個(gè)時(shí)期,根原基形成了,在ctk作用下開始發(fā)出不定根。與此同時(shí),不定根的形成會(huì)產(chǎn)生大量的ctk,這些ctk將向頂端轉(zhuǎn)運(yùn),最終促進(jìn)芽分化和莖的生長,此時(shí),扦插由啟動(dòng)后期轉(zhuǎn)入生長分化期。 
        第四期:生長分化期。這個(gè)時(shí)期的主要特點(diǎn)就是大量不定根形成和莖尖開始萌動(dòng)生長,標(biāo)志扦插成功。 
        在這四個(gè)時(shí)期中,吲哚乙酸(iaa)起著決定性作用,iaa的積累和從新分布決定了誘導(dǎo)期和啟動(dòng)初期的細(xì)胞生長轉(zhuǎn)化情況,在第三期iaa的降低和乙烯的產(chǎn)生促進(jìn)了根原基的形成。那么說,iaa是呈現(xiàn)波浪狀作用的,這提示持續(xù)維持較高的生長素水平是不利于不定根的產(chǎn)生的。很多朋友喜歡大量使用生根粉,有些朋友的植物持續(xù)了很1年多都沒有生根等等,這都是和iaa水平持續(xù)過高有關(guān)。所以,我們建議在促進(jìn)生根的初期可以適當(dāng)使用生長素類物質(zhì)(生根粉的主要成分),但不可過多,把握生長素的效用持續(xù)2~7天為宜。與此同時(shí),可以認(rèn)為給硼酸鹽,才促進(jìn)iaa氧化酶的活性,降低生長素水平,此時(shí)可明顯看到不定根的生成。同樣,外施乙烯類物質(zhì)(如:乙烯利)可以促進(jìn)扦插的啟動(dòng)后期不定根的形成。 

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        生長素類物質(zhì)的生根作用也是不同的,近幾年來合成的吲哚丁酸(iba)和1-萘乙酸(naa)都可以用來代替不穩(wěn)定的吲哚乙酸。同時(shí),iba促進(jìn)形成長而細(xì)的不定根,而naa促進(jìn)形成短粗的不定根。如果兩者配合將達(dá)到很好的生根效果。赤霉素(gax)抑制啟動(dòng)早期的細(xì)胞分裂,所以它將抑制根系的形成:這提示,采用赤霉素抑制劑——植物生長延緩劑類物質(zhì)(如:多效唑、比久等),可以促進(jìn)根系的生長。 細(xì)胞分裂素類物質(zhì)濃度如果過高,也會(huì)抑制扦插生根效應(yīng)。乙烯對(duì)不定根形成的效果有各種結(jié)果,如果濃度適宜則會(huì)促進(jìn)生根,若過高則抑制。 
        在營養(yǎng)物質(zhì)方面,碳水化合物的含量也直接影響不定根的形成,主要原因是,碳水化合物作為能量的提供者,是保證激素發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)的動(dòng)力。所以,扦插材料如果營養(yǎng)狀況良好對(duì)生根是有利的,所以進(jìn)行扦插盡量在生長旺盛時(shí)期進(jìn)行。如:星球數(shù)扦插選擇春天,巖牡丹屬選擇秋天,原因是這個(gè)時(shí)期他們正好處于花芽分化階段,儲(chǔ)存了大量的養(yǎng)分,但不要等到開花以后再扦插,這樣將大大降低生根率。另外,氮元素對(duì)生根由一定的抑制作用,同時(shí)鉀和磷對(duì)生根有促進(jìn)作用,鈣離子對(duì)后期維管束的形成是必要的。所以建議對(duì)提供扦插材料的母株哚施用磷鉀肥和鈣物質(zhì):如,過磷酸鈣和磷酸二氫鉀,避免使用銨類和硝酸鹽。  中國苗木網(wǎng),www.cqhuayin.com
        光照因素:光照對(duì)生長素的產(chǎn)生有一定的促進(jìn)作用,所以建議在扦插時(shí)提供一定的光照。但是必須是暗光,原因是:過強(qiáng)的光照對(duì)尚無吸收養(yǎng)分能力的扦插材料具有一定的傷害作用,它將消耗扦插材料的養(yǎng)分和水,不利于后期的生根。
光照會(huì)造成生長素在頂端分布,不利于向基部轉(zhuǎn)運(yùn)。如果完全黑暗不但不利于生長素分泌,反而會(huì)促進(jìn)霉菌生長,造成腐爛。 
        值得提出的是,一種經(jīng)典的扦插材料的處理方法是很有效的,這就是“黃化處理”。就是在要進(jìn)行扦插的部位用不透光的紙罩住,等待這個(gè)部位綠色減退,再動(dòng)刀子將這個(gè)材料取下來,晾干傷口后扦插。原理是,黃化處理可以減弱植物多酚的合成,在初期提高生長素水平。同時(shí)黃化能促進(jìn)生長素向基部富集,協(xié)調(diào)激素水平。所以黃化處理是值得提倡的。
“防霉粉”是一種具有高度脫水效果的鈣制劑,其原理很簡單,就是問了讓傷口快速脫水,同時(shí)產(chǎn)生抑制細(xì)菌生長作用。它主要生理學(xué)作用,我們認(rèn)為主要由三點(diǎn):1.快速干燥傷口,防止材料過度脫水,縮短后期恢復(fù)生長時(shí)間。2.抑制細(xì)菌生長,堿性的鈣鹽具有抑制細(xì)菌生長的作用,在扦插中尤為重要。就算沒有防霉粉,我們也要噴施殺菌物質(zhì)。3.促進(jìn)生長素向生根區(qū)富集。4.拮抗iaa氧化酶,提高iaa水平。5.協(xié)同硼元素,提高啟動(dòng)晚期生根作用。 
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        在濕度方面建議提高空氣濕度,而降低基質(zhì)濕度。因?yàn)闆]有生根的扦插材料是不能吸收基質(zhì)的水分的,而基質(zhì)過濕會(huì)滋生霉菌造成腐爛。較高的空氣濕度,能協(xié)調(diào)細(xì)胞氣——水平衡,穩(wěn)定代謝。所以一定的空氣濕度是必須的。 
        以上是從幾個(gè)大方面來討論扦插的機(jī)制,許多東西如果仔細(xì)思考的話,和我們的日常栽培是密不可分的。一些朋友過分迷信生根粉什么的,其實(shí)是個(gè)大誤區(qū)。
希望朋友們仔細(xì)思考一下扦插的每個(gè)階段的特點(diǎn),從而根據(jù)您的植物情況選擇合適的環(huán)境和有效的生根促進(jìn)物質(zhì)。 (記者 佚名)

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