IAA调控苹果矮化砧木M9扦插不定根发生的细胞学机制

Self-rooted dwarf rootstocks and intensive cultivation is the inevitable developmental direction of Chinese apple industry, but the development of apple self-rooted dwarf rootstocks cultivation is very slow now, because it's very difficult to propagate at present. Cutting is the best way to propagate the apple self-rooted dwarf rootstocks for its low cast and high propagation coefficient, but the survival rate of cutting propagation is generally low,Scholars have explored a variety of cutting methods and conditions for getting a breakthrough, however, the results were not satisfying. Therefore, it is extremely urgent to study the cutting rooting technology and the mechanism of rooting. Our previous results showed that the IAA plays an important role in adventitious root formation in apple dwarf rootstock M9 cuttings. Based on the previous research of the M9 tender branch cutting technology,the dynamic change of the different parts of the IAA content were studied, and the histochemical and subcellular localization of IAA were investigated using the immuno colloidal gold technique .Analyze its distribution patterns in tissues and cells, from its generation, transportation, accumulation and subcellular action sites to explore the cytological mechanism of IAA during the rhizogenesis of apple dwarf rootstock M9 cuttings. It is a basis for the apple dwarf rootstock to clarify the mechanism of rhizogenesis, and provide a theoretical and technical support for establishing efficient cutting propagation system of apple dwarf rootstock M9.

自根矮砧的繁殖困难，严重影响了我国苹果产业矮砧栽培的发展。扦插繁殖成本低，取材广，繁殖系数高，是矮化自根砧木繁殖的最佳方法，但扦插根系发生困难，是目前制约苹果矮化砧木高效扦插繁殖体系建立的主要因素，国内学者探讨了许多扦插方法和条件，但均未获得突破。项目申请人的前期研究表明，IAA在苹果矮化砧木M9的扦插不定根发生过程中起重要作用。本研究拟在前期研究的基础上，对M9扦插不定根发生过程中不同部位IAA含量的动态变化进行分析，并运用免疫胶体金技术对IAA进行组织化学和亚细胞定位，分析其在插穗组织和细胞中的分布规律和特点，从其产生位点、运输途径、累积和作用位点等方面探讨IAA调控苹果矮化砧木M9扦插不定根发生的细胞学机制，为阐明苹果矮化砧木扦插不定根发生的机理研究奠定基础，为建立苹果矮化砧木高效扦插繁殖体系提供技术支撑。

传统的矮化砧木通过压条繁殖，但其需要大量的材料、且费工、费时，组培繁殖需要高投入和高技术，繁育成本高。扦插繁殖成本低，取材广，繁殖系数高，是矮化自根砧木繁殖的最佳方法，本项目系统的研究了影响M9扦插生根的因素，并通过激素调控、解剖学、IAA免疫组织化学定位等方面对M9等矮化砧木扦插生根过程的调控机制进行了研究，试图找到一个快速高效的M9扦插繁殖方法，主要结果如下：.1.不同品种的扦插试验表明，插穗种类、扦插时间、基质组分、IBA浓度、环境条件等均对扦插成活率存在影响，无论哪个砧木品种，必须经过合适浓度IBA的诱导才能扦插生根，不同的品种之间扦插生根率差异显著， US1的扦插生根率达到80%，MM106可达76%， M9Pajam2 的扦插生根率仅有20%。. 2.黄化预处理显著地提高了不同矮化砧木品种的嫩枝扦插生根率， M9系列品种黄化处理后扦插生根率均提高到了80%以上，平均根数提高到了15条左右，而未黄化的接穗的平均根数不足7条，黄化处理也缩短了不定根的形成时间，M9Pajam2在9-12天开始就有不定根的形成，30天可达80%。利用组培苗也显著地提高了扦插生根率，M9T337和Pajam2的扦插生根率都到了80-90%。.3. M9插穗不定根发生的解剖学观察发现，组培苗和嫩枝插穗的生根过程中，插穗内部未发现潜伏根原基，不定根属于诱导生根原基类型，根原基在形成层和韧皮部形成。.4. IAA的测定分析也显示，无论易生根的MM106还是难生根的M9在不定根形成期根部IAA有一个显著升高过程，基部的IAA含量明显高于上部，去除顶部叶片、施用生长素极性运输抑制剂TIBA和环剥，显著地抑制了M9不定根地发生，表明IAA极性运输在不定根发生中发挥重要作用。.5.M9的IAA免疫组织化学定位显示，在不定根诱导的初期茎尖生长点及幼芽的IAA信号较弱，在根原基形成期和不定根形成期其IAA信号逐渐增强，并通过形成层极性运输到根原基，在不定根的生长期IAA在根尖积累。说明在上部生长点和叶片合成的IAA运输到基部参与诱导了不定根的发生。