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水曲柳(Fraxius mandshurica Rupr.)属于木犀科白蜡属,是我国东北地区重要的珍贵阔叶树种,具有极高的经济价值和观赏价值。探索水曲柳组培苗的生根技术与生根机理,为水曲柳组培苗工厂化大规模繁殖、拓展新资源的开发奠定基础。以水曲柳顶芽及腋芽诱导产生的不定枝作为材料,进行壮苗生根处理,并探讨各种处理对水曲柳组培苗生根的影响并建立水曲柳组培苗生根技术。同时,对控制根分生组织形态建立的途径(生长素/PLT途径)中关键基因表达量变化和内源激素含量的进行研究,探讨组培苗生根机制。结果表明:(1)WPM培养基能有效的促进不定枝的生长,较成熟的半木质化不定枝长势最佳,均有利于下一步的生根处理。(2)比较生长素、大量元素、有无顶芽、暗培养、月份这五个因素对生根的影响,IBA与NAA单独添加均影响组培苗生根效果,配比后选出最佳激素组合为1.4mg/L IBA+0.7mg/L NAA;降低大量元素浓度影响组培苗成活,为保证后续移栽,应保持WPM培养基大量元素比例不变;带顶芽与无顶芽的各处理相比,带顶芽生根效果最佳;暗培养影响组培苗生根效果,所以生根时不建议进行暗培养;4月份生根效果最佳,1月份生根效果最差。(3)建立了适宜移栽的生根技术:将健壮的带顶芽半木质化不定枝接入生根培养基(WPM+1.4mg/L IBA+0.7mg/L NAA+蔗糖 20g/L),每天 16 小时光照,光强为 80μmol·m2·s-1,20d左右大量生根,生根率为80.45%(4月份),平均根数为7.55个,平均根长为1.4cm,移栽成活率为81.2%。(4)在4月份生根10d可观察到茎基部不定根的发生,21d左右可观察到侧根的发生;通过对茎基部的解剖发现,不定根原基的发生大部分由形成层细胞分化而成,个别根原基来自于皮层。(5)从水曲柳中克隆了两个PLT转录因子基因——FmPLT2和FmPLT3,分别编码532和497个氨基酸残基。而且它们均在根中表达量最高,在叶中表达量最低,具有一定的组织特异性。系统进化分析结果显示,FmPLT2和FmPLT3蛋白分别与木犀科的油橄榄OePLT2和OeOLT3蛋白的同源性最高,亲缘关系最近。(6)在生根过程中,PLT途径中的生根关键基因(FmPIN1、FmTPST、FmRGF与FmPLT2)的表达峰值与组培苗大量生根时间在时间上相吻合,说明这些基因参与了组培苗不定根的形成;其中FmPLT2与PLT途径中FmTPST和FmRGF表达模式一致,而FmPLT3基因有所不同;在生根最佳激素组合(1.4mg/L IBA+0.7mg/L NAA)中,PLT途径的生根关键基因表达量在整体上高于生根效果较差的单一激素(1.8mg/L IBA),说明不同激素组合在生根时能够通过影响根发育关键基因的表达来调控组培苗的生根效果。(7)生根过程中内源激素IAA与ABA的比值在培养21天时达到峰值,与PLT途径中生根关键基因达到峰值和不定根大量形成的时间相一致,说明IAA与ABA的比值在生根中起重要作用。