紅掌組培苗生根培養(yǎng)基的優(yōu)化

摘要[目的] 優(yōu)化紅掌組培苗的生根技術(shù)體系。[方法] 以紅掌愈傷組織誘導(dǎo)獲得的無菌試管苗為外植體，采用4因素4水平L16（45）正交試驗，探討NAA、IBA、蔗糖和活性炭等因素對紅掌組培苗生根效果的影響。[結(jié)果] 在MS基本培養(yǎng)基添加IBA 0.5 mg/L、活性炭0.7 g/L和蔗糖30 g/L（即A1B4C4D4組合）條件下，誘導(dǎo)生根效果較好；生長素IBA誘導(dǎo)生根的效果優(yōu)于NAA；極值分析表明影響紅掌組培苗生根的因素為IBA >活性炭 > NAA >蔗糖，4因素對紅掌生根均有影響，但未達(dá)到顯著差異。[結(jié)論] 紅掌生根培養(yǎng)基的最優(yōu)組合為A3B4C3D4，即添加NAA 0.2 mg/L、IBA 0.5 mg/L、活性炭0.5 g/L和蔗糖30 g/L的MS 培養(yǎng)基對紅掌組培苗生根最為有利。

關(guān)鍵詞 紅掌；組培苗；正交試驗；生根培養(yǎng)

中圖分類號S188文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號0517-6611（2014）29-10088-03

基金項目蘇州市建筑與城市環(huán)境重點實驗室開放課題（AKLN13001）。

作者簡介牛瑞鶴（1988- ），女，河南鶴壁人，碩士研究生，研究方向：園林植物生物技術(shù)。*通訊作者，教授，從事園林植物資源與生物技術(shù)研究。

紅掌（Anthurium andraeaum），又名花燭或安祖花，為天南星科花燭屬多年生常綠草本植物，原產(chǎn)于南美洲熱帶雨林地區(qū)[1]，其花葉優(yōu)美典雅，花型獨特，花色豐富，花期較長，且盆栽切花兩用，經(jīng)濟效益較高，在花卉產(chǎn)業(yè)中占有重要地位。目前紅掌種苗主要通過組織培養(yǎng)技術(shù)進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)，而組培苗的生根移栽是紅掌組培快繁技術(shù)的重要環(huán)節(jié)，迄今為止國內(nèi)外有關(guān)紅掌組培苗生根的研究已有大量報道。研究表明，培養(yǎng)基種類、激素種類與濃度、添加物種類與濃度、糖類及濃度、活性炭、栽培基質(zhì)、煉苗方式等因素對紅掌生根培養(yǎng)及移栽成活都有不同程度的影響[2-7]。為了探討影響紅掌組培苗生根的復(fù)雜因素，筆者在分析前人研究成果及單因素試驗的基礎(chǔ)上，采用正交試驗方法，對NAA、IBA、蔗糖和活性炭對紅掌組培苗生根的影響進(jìn)行了探討，以期篩選有利于紅掌組培苗生根的理想培養(yǎng)基，提高紅掌組培苗生根及移栽成活率，為工廠化育苗奠定基礎(chǔ)。

1材料與方法

1.1試驗材料供試品種為紅色系盆栽品種，購自蘇州市花卉市場（編號為YNG01）。供試植物材料為無菌試管苗，由蘇州大學(xué)蘇州市建筑與城市環(huán)境重點實驗室通過葉片愈傷組織培養(yǎng)再分化獲得，選擇其中生長健壯、株高約2.5 cm的單株組培苗作為生根試驗材料。

1.2紅掌組培苗生根的單因素試驗以1/2 MS培養(yǎng)基為基本培養(yǎng)基，添加不同濃度梯度的IBA（0.1、0.5、1.0 mg/L，下同）、NAA（0.1、0.5、1.0 mg/L），將各試驗區(qū)分別編號為DR1～DR6。添加蔗糖3%，瓊脂粉0.7%，pH5.8。每組處理10瓶，每瓶接種6株，每組重復(fù)3次。接種后置于培養(yǎng)架上，培養(yǎng)溫度為（25±2）℃，光照時長為12 h/d，光照強度為1 500 lx。接種40 d后統(tǒng)計生根率、平均根數(shù)、平均最長根長，并觀察生根狀況，其中，生根率 = 生根的試管苗數(shù) / 接種的試管苗總數(shù)×100%。

1.3紅掌組培苗生根的正交試驗以1/2 MS培養(yǎng)基為基本培養(yǎng)基，選取NAA、IBA、活性炭及蔗糖4因素4水平研究其對生根情況的影響，采用L16（45）正交試驗設(shè)計（表1）。每組處理10瓶，每瓶接種6～8株。接種后置于培養(yǎng)架上，培養(yǎng)溫度為（25±2）℃，光照時長為12 h/d，光照強度為1 500 lx。接種40 d后，剪下植株根系，用Epson掃描儀掃描，并用WinRHIZO根系分析系統(tǒng)分析根系總長與根系直徑。

1.4數(shù)據(jù)處理與分析根據(jù)苑玉鳳[8]的多指標(biāo)正交試驗分析方法，采用公式評分法對幾個主要指標(biāo)打分后進(jìn)行極差與方差分析，其中平均生根數(shù)的指標(biāo)最為重要，以5倍計算，即權(quán)數(shù)為5；根系總長指標(biāo)次之，以3倍計算，即權(quán)數(shù)為3；根系直徑以2倍計算，即權(quán)數(shù)為2；故其評分公式為：綜合評分=平均根數(shù)×5+根系總長×3+根系直徑×2。根系總長為一株組培苗所有根系的總長度，根系直徑為一株組培苗平均根粗，2項指標(biāo)基本反映了組培苗的生根情況；進(jìn)一步對各處理指標(biāo)采用公式評分法進(jìn)行評價，綜合評分越高的，說明生根效果越好。

數(shù)據(jù)用Excel軟件初步統(tǒng)計分析，SPSS 17.0進(jìn)行極差處理及方差分析。為獲得紅掌組培苗生根培養(yǎng)基的最優(yōu)配方，對每個處理的3個重復(fù)試驗結(jié)果取平均值進(jìn)行統(tǒng)計；以空列數(shù)據(jù)估算模型方差，并參與正交試驗的極差分析及方差分析，以便準(zhǔn)確研究因素配比對生根的影響；因素的主次作用以極差值的大小來衡量。極差值大表明此因素對試驗的影響大，即此因素比較重要。

2結(jié)果與分析

2.1生長素種類及濃度對紅掌組培苗生根的影響生根培養(yǎng)40 d后，通過分析最長根長、根數(shù)、生根率，研究生長素IBA對紅掌組培苗生根的影響。結(jié)果表明，在一定濃度范圍內(nèi)，IBA對紅掌生根的影響呈正相關(guān)傾向，即隨著IBA濃度的增加，根的數(shù)量呈上升趨勢，平均根數(shù)從每株2.47根增長到3.57根，同時生根率也逐步提高；但隨著IBA濃度的增加，在DR2條件下（IBA濃度0.5 mg/L），根長達(dá)到最大值，平均最長根長達(dá)1.80 cm，隨著其濃度升高，最長根長有所下降。綜合3項指標(biāo)，DR2處理區(qū)（IBA 0.5 mg/L）為適宜紅掌生根的生長素濃度（表2）。

由表2可知，紅掌對生長素NAA較敏感，在低濃度范圍內(nèi)生長良好，平均根數(shù)達(dá)3.89，生根率為93.33%，最長根長不及IBA。在NAA處理下，新形成的根多為莖段節(jié)間產(chǎn)生的氣生根，并不是從基部產(chǎn)生，向上生長，不接觸培養(yǎng)基；而在基部產(chǎn)生的根，則短小、粗壯，簇?fù)硪黄?，形似愈傷組織。當(dāng)NAA濃度達(dá)到0.5～ 1.0 mg/L時，則表現(xiàn)為抑制作用，基部生根量較少或基本無根產(chǎn)生，并伴隨植株葉片變黃的現(xiàn)象（圖1）。圖1紅掌組培苗生根情況2.2生長素、活性炭及蔗糖對紅掌組培苗生根的綜合影響在分析上述試驗結(jié)果及相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，選擇NAA、IBA、蔗糖、活性炭作為培養(yǎng)基添加物，探討不同添加物對紅掌試管苗生根的影響。由表3可知，在組合A1B4C4D4條件下，即培養(yǎng)基中添加IBA 0.5 mg/L、活性炭0.7 g/L、蔗糖30 g/L而不添加NAA時，誘導(dǎo)生根情況較好，平均根數(shù)達(dá)4.46根，單株根系總長29.09 cm，根系直徑0.69 mm，綜合評分最高達(dá)110.92；其次為A2B4C3D2，平均根數(shù)為3.88根，根系總長23.05 cm，根系直徑為0.72 mm，綜合評分為90.00。A2B1C2D3（NAA 0.1 mg/L、IBA 0 mg/L、活性炭0.3 g/L、蔗糖20 g/L）的綜合評分最低，僅為39.81。

極差分析結(jié)果顯示，各因素的極值均大于空列，極差大小依次為B（IBA）29.145 > C（活性炭）25.031 > A（NAA）14.760 > D（蔗糖）14.375 > E（空列）12.279，說明4個因素對紅掌生根均能產(chǎn)生一定的影響，其順序為IBA>活性炭>NAA>蔗糖。根據(jù)各因素的極值差異可知，B因素的優(yōu)水平為0.5 mg/L，C因素的優(yōu)水平為0.5 g/L，A因素的優(yōu)水平為0.2 mg/L，D因素的優(yōu)水平為30 g/L，由此推測誘導(dǎo)生根的最優(yōu)組合為A3B4C3D4，即NAA 0.2 mg/L、IBA 0.5 mg/L、活性炭0.5 g/L、蔗糖30 g/L。由于正交設(shè)計是一種均一性設(shè)計，不覆蓋所有的處理組合，因此推測的最優(yōu)組合A3B4C3D4在試驗組合中沒有顯示出來。

方差分析結(jié)果表明，各因素的影響未達(dá)到顯著水平，這可能是由于各因素之間有交互作用的影響，同時也可能與紅掌的生根特性有關(guān)。如紅掌組培苗從繼代培養(yǎng)基轉(zhuǎn)移到不添加任何激素的生根培養(yǎng)基上也能生根，但其平均生根數(shù)較少，生根效果較差，且大多為節(jié)間產(chǎn)生的氣生根，而氣生根往往不利于紅掌煉苗期的移栽，移栽成活率低；另外，在無添加物的生根培養(yǎng)基上發(fā)根時間相對較長，根系萌動期為23 d左右，而適宜的激素組合根系萌動時間可提早到15 d。

3討論

NAA、IBA是植物組織培養(yǎng)誘導(dǎo)生根的常用生長素，大多采用單種激素誘導(dǎo)生根。該研究在進(jìn)行正交試驗之前，對NAA、IBA單因素對生根的影響進(jìn)行了分析，結(jié)果表明，IBA和NAA對誘導(dǎo)紅掌組培苗生根均有一定的促進(jìn)作用，但I(xiàn)BA的生根效果顯著優(yōu)于NAA，這與高雷等[9]認(rèn)為NAA生根效應(yīng)優(yōu)于IBA的結(jié)果正好相反，這可能是由于供試品種不同或NAA添加濃度偏高造成的。其次，研究表明運用正交試驗設(shè)計方法，可以達(dá)到精簡試驗次數(shù)、克服培養(yǎng)基配方設(shè)計的盲目性、提高工作效率和確保試驗可靠性的目的[10-11]，該研究在對正交試驗結(jié)果進(jìn)行綜合分析的基礎(chǔ)上，篩選了一種適合紅掌組培苗的生根培養(yǎng)基配方，在添加NAA 0.2 mg/L、IBA 0.5 mg/L、活性炭0.5 g/L、蔗糖30 g/L（即A3B4C3D4）的MS培養(yǎng)基上，紅掌組培苗的生根率較高，生根狀況良好。

王進(jìn)茂等[12]認(rèn)為紅掌試管苗的生根有2種情況：一種是正常向下的根，另一種是向上的氣生根。其中向下的根多為短粗狀、軟脆，形似愈傷組織，移栽成活率低，這與該研究中添加生長素NAA的培養(yǎng)基上形成的根相似。但在該研究中觀察發(fā)現(xiàn)，通過添加活性炭可有效抑制這一現(xiàn)象，能使大量的根向下生長，且伸長生長較快，根系略變細(xì)，韌性增加，出瓶移栽時根系不易折斷損壞，從而有利于提高成活率。在該試驗范圍內(nèi)，活性炭添加濃度以0.5 g/L為宜。

正交試驗結(jié)果顯示，影響紅掌組培苗生根的因素順序為IBA>活性炭>NAA>蔗糖，表明蔗糖濃度對紅掌生根能力的影響較小，這與石蘭英等[13]的研究結(jié)果基本一致。因此，在大規(guī)模生產(chǎn)實踐中，生根培養(yǎng)基中可以減少糖類的用量，甚至不加糖類，以減少生產(chǎn)成本。

參考文獻(xiàn)

[1] 克里斯托弗·布里克爾.世界園林植物與花卉百科大全[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012：264，493.