毛果杜鹃(Rhododendron seniavinii)为杜鹃花科(Ericaceae)杜鹃花属(Rhododendron)半常绿灌木,不仅是急性或慢性气管炎的中药复方满山白糖浆主要植物原料,而且对心脑血管、肝脏、抗肿瘤等也有一定作用。随着人们日益增长的需求导致毛果杜鹃的野生资源日益减少。毛果杜鹃种子小,不易采集,自身繁殖生长周期性长。因此,成本低、繁殖速度快、又可保持品种优良特性的高效繁育扦插技术是解决生产瓶颈的有效手段。鉴于此,本研究以1 a生半木质化的毛果杜鹃插穗为研究材料,采用3因素(种类、浓度和浸PF-02341066置时间)3水平L_9(3~4)正交试验设计,观察插穗生根指标,在此基础上对生根率最高的生根进程的形态建成、生根指标及转录组进行关联和差异分析。探究毛果杜鹃扦插生根的影响因素及生根机理。结果如下:1.生根指标。生根率最优组合为ABT、200 mg·L~(-1)、2 h(G8);平均不定根数最优试验组合为ABT、200 mg·L~(-1)、4 h;平均不定根长最优组合为IBA、400 mg·L更多~(-1)、2 h;最长不定根最佳试验组合NAA、100 mg·L~(-1)、2 h;生根指数最佳试验组合为ABT、200 mg·L~(-1)、2 h(G8);气生根率最优试验组合为NAA、400 mg·L~(-1)、4 h。2.形态建成。将其不定根形成分为3个发育时期,即T1(原始时期)、T2(起始时期)和T3(表达时期)。外形上观察T1与T2时期,毛果杜鹃表型并未显现不同,T3根原基分化向外生长形成不定根,G8插穗形成的不定根数量与长度显著高于CK。从显微结构上观察,T1纵切石蜡切片的层次分明,依次为髓、木质部、维管形成层、韧皮部、皮层与表皮,未发现不定根原始体,T2部分皮层薄壁细胞分裂成薄壁细胞导致不定根原基的发生,T3不定根原基前端发育形成根冠,后端通过伸长区细胞伸长生长不断向外突破表皮,G8与CK间显微结构差异不显著,因此,毛果杜鹃生根方式为皮部生根型,其根原基为诱生根原基。3.插穗生根过程中营养物质关系。G8与CK插穗基部中可溶性糖与可溶性蛋白都呈现T2先下降,T3回升。插穗叶片G8的可溶性糖与可溶性蛋白都呈现T2上升,T3下降的趋势;CK的可溶性糖与可溶性蛋白则呈现持续上升。G8营养物质的变幅明显大于CK,生长调节剂的使用能促进插穗内营养物质流向插穗基部,有利于穗条薄壁细胞完成脱分化和再分化,缩短生根时间、提高穗条生根率。4.插穗生根过程中氧化酶活性关系。IAAO活性在不定根形成过程中呈先降后升,PPO与POD活性呈下降,其中G8的PPO活性T3呈回升,但依旧低于T1。且G8能显著降低PPO与POD活性,显著减少IAAO活性的下降幅度。因此较高的IAAO活性,较低的PPO与POD活性更有利于毛果杜鹃扦插不定根的形成与生长发育。5.插穗生根过程中内源激素关系。插穗基部IAA含量G8呈“下降—上升”,CK呈持续上升;ABA含量G8呈“上升—下降”,CK呈“下降—上升”;GA含量G8呈“下降—上升”,CK呈“上升—下降”;ZR含量G8呈持续上升,CK呈“下降—上升”。插穗叶片中都呈现出G8的IAA、ABA、GA、ZR含量高于CK,说明G8有利于插穗叶片对这4种内源激素的积累,从而促进插穗提早生根。6.扦插不定根形成机制。插穗叶片鉴定出63,761个差异基因表达,其中39,685个上调,24,076个下调,插穗基部鉴定出175,602个差异基因表达,其中93,038个上调,82,564个下调;插穗基部278个差异基因在T1-vs-T2和T2-vs-T3植物激素信号转导途径中显著富集,且G8上调的差异基因数量显著多于CK,DEGs的功能表明G8有利于增加毛果杜鹃差异基因表达上调,进而缩短不定根的形成时间,提高生根率与生根数量。对毛果杜鹃扦Passive immunity插生根过程WOX家族基因进行鉴定与表达量分析,Rs WOX5、Rs WOX6、Rs WOX7、Rs WOX8、Rs WOX9、Rs WOX10与Rs WOX12与拟南芥具有较近的亲缘关系,通过表达量分析推测Rs WOX5、Rs WOX6、Rs WOX12对毛果杜鹃不定根的形成具有重要作用。7.气生根与地生根相关差异基因表达。将气生根与地生根进行转录组分析,共有4579个差异表达基因,其中2391个呈现上调,2188个呈现下调;多数差异基因与转化、氧化酶活性等功能有关,主要富集在代谢途径与核糖体,通过对差异基因表达量分析发现,Asd3的表达量气生根显著高于地生根,推测其对气生根的形成具有重要作用;Ad1、Ad2、Ad3、Ad4、Ad5、Asd1与Asd2具有高表达,推测这些基因在不定根生长过程中具有重要作用。综上所述,G8处理能显著提高毛果杜鹃的生根指数与生根率。穗条感知创伤与生长物质信号后,经跨膜转换将膜外信号输入细胞内,随之与根原基形成相关的内源激素基因被激活,经体内的4种激素信号转导网络进一步将信号扩大,促进生根基因高表达,插穗内营养物质流向插穗基部,高IAAO与低PPO、POD活性的形成,促进毛果杜鹃不定根原基形成,随后细胞持续分裂,逐渐分化成具有不同功能域的分生组织,形成成熟的根尖并穿透穗条基部的表皮形成不定根。这可能是毛果杜鹃扦插繁殖皮部生根的主要机制。