越南奇楠沉香組培苗不定根誘導(dǎo)研究

李湘陽(yáng)，曾炳山，裘珍飛，劉 英，范春節(jié)

（中國(guó)林科院熱帶林業(yè)研究所，廣東 廣州 510520）

越南奇楠沉香組培苗不定根誘導(dǎo)研究

李湘陽(yáng)，曾炳山，裘珍飛，劉 英，范春節(jié)

（中國(guó)林科院熱帶林業(yè)研究所，廣東 廣州 510520）

越南奇楠沉香Aquilaria crassna是瑞香科沉香屬植物。試驗(yàn)以越南奇楠沉香的組培苗為材料，研究組織培養(yǎng)中影響不定根誘導(dǎo)的因素。結(jié)果表明：培養(yǎng)基中的大量元素、微量元素、NAA的濃度變化、固化劑的種類、活性炭的含量對(duì)奇楠沉香組培苗的生根率有顯著影響，不同無(wú)性系對(duì)NAA的反應(yīng)也表現(xiàn)出顯著差異。最適生根培養(yǎng)基為1/4MS大量元素+1/2MS微量元素+NAA（0.05～0.2 mg/L），誘導(dǎo)越南奇楠沉香組培苗生根的最佳NAA的濃度隨無(wú)性系的不同而不同。

越南奇楠沉香；組織培養(yǎng)；生根

奇楠沉香Aquilaria crassnaPierre.是瑞香科沉香屬植物，天然分布于越南、柬埔寨、老撾、泰國(guó)等海拔300～900 m，年降雨量1 200 mm左右的丘陵、山地，是東南亞國(guó)家生產(chǎn)高品質(zhì)沉香木和沉香油的主要樹(shù)種。由于過(guò)度砍伐，該樹(shù)種在許多天然林中已瀕臨滅絕。

奇楠沉香的生態(tài)適應(yīng)性較廣，近年來(lái)在廣東部分區(qū)域有香農(nóng)從越南引種栽培，生長(zhǎng)狀態(tài)良好，但由于越南政府對(duì)本國(guó)奇楠沉香資源嚴(yán)格管制，所以不但香農(nóng)難以獲得栽培苗木，而且價(jià)格極高，一株奇楠沉香樹(shù)苗價(jià)格高達(dá)10～20元不等。

奇楠沉香需生長(zhǎng)6～8 a開(kāi)始開(kāi)花，而優(yōu)良的種子必須采自樹(shù)齡15 a以上的母樹(shù)。奇楠沉香的種子壽命又極短，如果不經(jīng)過(guò)特別處理，只能儲(chǔ)存1周左右。即使在最佳保存條件下保存一個(gè)月，發(fā)芽率也從41%降至22%，如果保存兩個(gè)半月，種子的萌發(fā)率將降為零[1]。因此，奇楠沉香人工種植所需要的種苗極其匱乏。用組織培養(yǎng)的方式進(jìn)行大規(guī)模的工廠化育苗是解決奇楠沉香種苗缺乏的重要方式。

進(jìn)行奇楠沉香組培快繁研究時(shí)發(fā)現(xiàn)組培苗不定根的誘導(dǎo)有一定的難度，不同無(wú)性系誘導(dǎo)生根的難易程度差別也很大。從大量元素、微量元素、活性炭、固化劑種類及激素濃度的等方面對(duì)越南奇楠沉香組培苗生根誘導(dǎo)展開(kāi)了全面研究，為越南奇楠沉香的大規(guī)模工廠化生產(chǎn)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與試驗(yàn)地點(diǎn)

生根試驗(yàn)所用的組培芽苗是增值培養(yǎng)了6代的組培苗，所有芽苗均為單芽，高度為2～3 cm。所有試驗(yàn)均在中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)研究所組培實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 大量元素對(duì)越南奇楠沉香組培苗生根的影響

將無(wú)根越南奇楠沉香組培無(wú)性系Y1的單芽苗分別接種于含1/4MS、1/3MS、1/2MS 、3/4MS 、1MS 5種不同濃度大量元素的培養(yǎng)基中。每個(gè)處理組合重復(fù)7瓶，每瓶接8株組培芽苗。

1.2.2 微量元素對(duì)越南奇楠沉香組培苗生根的影響

將無(wú)根越南奇楠沉香組培無(wú)性系Y1單芽苗分別接種于含1/2MS 、1MS 2種不同濃度微量元素的培養(yǎng)基中。每個(gè)處理組合重復(fù)7瓶，每瓶接8株組培芽苗。

1.2.3 活性炭對(duì)越南奇楠沉香組培苗生根的影響

將無(wú)根越南奇楠沉香組培無(wú)性系Y1的單芽苗分別接種于含不同濃度（0、0.05、0.1 g/L）活性炭培養(yǎng)基中。每個(gè)處理組合重復(fù)7瓶，每瓶接8株組培芽苗。

1.2.4 NAA對(duì)越南奇楠沉香組培苗生根的影響

將越南奇楠沉香組培無(wú)性系Y1、J1、W4、G3、P25、X4的無(wú)根組培單芽苗分別接種于含不同濃度（0.01、0.03、0.05、0.07、0.1、0.2 mg/L）NAA培養(yǎng)基中，培養(yǎng)基中大量元素均為1/4MS，微量元素為1/2MS。每個(gè)處理組合重復(fù)7瓶，每瓶接8株組培芽苗。

1.2.5 組培固化劑種類對(duì)越南奇楠沉香組培苗生根的影響

將無(wú)根越南奇楠沉香組培無(wú)性系Y1的芽苗分別接種在含瓊脂、卡拉膠2類固化劑的培養(yǎng)基中，培養(yǎng)基中其它成分完全相同。每個(gè)處理組合重復(fù)20瓶，每瓶接8株組培芽苗。

以上各組實(shí)驗(yàn)所用培養(yǎng)基中除1.2.5的組培固化劑試驗(yàn)外，其余試驗(yàn)均添加卡拉膠7 g/L，所有試驗(yàn)均加入蔗糖30 g/L，所有培養(yǎng)基pH值為5.8，培養(yǎng)溫度為25±2℃，光照12 h/d，光照強(qiáng)度2 000 lx。所有處理培養(yǎng)4周后，統(tǒng)計(jì)生根百分率（生根苗數(shù)/接種苗數(shù)）。受污染影響，試驗(yàn)結(jié)束時(shí)可測(cè)定的重復(fù)數(shù)不等。

1.3 數(shù)據(jù)分析

所得數(shù)據(jù)用SAS軟件進(jìn)行不等重復(fù)試驗(yàn)方差分析，顯著水平為0.05，極顯著水平為0.01。

2 結(jié)果與分析

2.1 大量元素對(duì)越南奇楠沉香組培苗生根的影響

試驗(yàn)結(jié)果表明培養(yǎng)基中大量元素的濃度對(duì)越南奇楠沉香組培苗的生根誘導(dǎo)有顯著影響，當(dāng)培養(yǎng)基中大量元素的濃度從低（1/4MS）至高（1MS）逐漸提高時(shí)，組培苗的生根率卻急劇下降，最終降為零（圖1）。方差分析顯示培養(yǎng)基中大量元素的濃度變化對(duì)越南奇楠沉香組培苗生根率的影響達(dá)到極顯著水平（表1）。這說(shuō)明培養(yǎng)基中合適的大量元素濃度是決定越南奇楠沉香組培苗能否生根的關(guān)鍵因素。

圖1 大量元素對(duì)越南奇楠沉香組培苗生根的影響Fig. 1 Effects of macroelement on rooting of tube plantlets of Aquilaria crassna

表1 越南奇楠沉香生根誘導(dǎo)大量元素試驗(yàn)結(jié)果方差分析Table 1 Variance analysis for macroelement test of tube plantlets of Aquilaria crassna

2.2 微量元素對(duì)越南奇楠沉香組培苗生根的影響

微量元素對(duì)越南奇楠沉香組培苗的生根誘導(dǎo)也有顯著影響，較低濃度的微量元素含量（1/2MS）有利于組培苗根系的誘導(dǎo)（見(jiàn)圖2）。方差分析表明：低濃度（1/2MS）的微量元素與高濃度（1MS）的微量元素之間的生根誘導(dǎo)率存在極顯著差異（見(jiàn)表2）。

2.3 活性炭對(duì)越南奇楠沉香組培苗生根的影響

表2 越南奇楠沉香生根誘導(dǎo)微量元素試驗(yàn)結(jié)果方差分析Table 2 Variance analysis for microelement test of tube plantlets of Aquilaria crassna Pierre.

盡管活性炭對(duì)很多植物組培苗生根誘導(dǎo)有明顯幫助[2-4]，但對(duì)越南奇楠沉香組培苗而言，只要加入微量的活性炭，生根率就會(huì)大幅下降（圖3），方差分析表明，活性炭對(duì)越南奇楠沉香組培苗生根的影響達(dá)到顯著水平（表3）。

圖3 活性炭對(duì)越南奇楠組培苗生根的影響Fig. 3 Effects of AC on rooting of tube plantlets of Aquilaria crassna Pierre.

表3 越南奇楠沉香生根誘導(dǎo)活性炭驗(yàn)結(jié)果方差分析Table 3 Variance analysis for AC test of tube plantlets of Aquilaria crassna Pierre.

2.4 NAA對(duì)越南奇楠沉香組培苗生根的影響

NAA對(duì)越南奇楠沉香組培苗的生根誘導(dǎo)作用是重要的，但在不同無(wú)性系之間所產(chǎn)生的影響力卻存在很大的差異，J1、P25、G3、X4無(wú)性系的生根誘導(dǎo)對(duì)培養(yǎng)基中NAA濃度的變化是敏感，而W4、Y1的生根誘導(dǎo)對(duì)NAA濃度的變化并不是特別敏感（圖4）。方差分析顯示：NAA濃度的變化對(duì)J1、X4無(wú)性系的生根率的影響達(dá)到顯著水平（表4，表5），而NAA濃度的變化對(duì)P25、G3無(wú)性系的生根率的影響達(dá)到了極顯著水平（表6，表7），但NAA對(duì)W4、Y1無(wú)性系的生根誘導(dǎo)影響卻是不顯著的（表8，表9）。不同無(wú)性系對(duì)NAA反應(yīng)的差異表明基因型在生根誘導(dǎo)中的作用是不可低估的，對(duì)基因型和NAA對(duì)生根誘導(dǎo)作用進(jìn)行雙重分析，結(jié)果表明基因型在生根誘導(dǎo)中影響是極顯著的（表10）。

圖4 NAA對(duì)越南奇楠沉香組培苗生根的影響Fig. 4 Effects of NAA on rooting of tube plantlets of Aquilaria crassna Pierre.

表4 NAA對(duì)J1無(wú)性系生根影響試驗(yàn)結(jié)果方差分析Table 4 Variance analysis for NAA test of tube plantlets from clone J1 of Aquilaria crassna Pierre.

表5 NAA對(duì)X4無(wú)性系生根影響試驗(yàn)結(jié)果方差分析Table 5 Variance analysis for NAA test of tube plantlets from clone X4 of Aquilaria crassna Pierre.

表6 NAA對(duì)P25無(wú)性系生根影響試驗(yàn)結(jié)果方差分析Table 6 Variance analysis for NAA test of tube plantlets from clone P25 of Aquilaria crassna Pierre.

表7 NAA對(duì)G3無(wú)性系生根影響試驗(yàn)結(jié)果方差分析Table 7 Variance analysis forNAA test of tube plantlets from clone G3 of Aquilaria crassna Pierre.

表8 NAA對(duì)W4無(wú)性系生根影響試驗(yàn)結(jié)果方差分析Table 8 Variance analysis for NAA test of tube plantlets from clone W4 of Aquilaria crassna Pierre.

表9 NAA對(duì)Y1無(wú)性系生根影響試驗(yàn)結(jié)果方差分析Table 9 Variance analysis for NAA test of tube plantlets from clone Y1 of Aquilaria crassna Pierre.

表10 NAA和基因型對(duì)生根的影響的方差分析Table 10 Variance analysis for NAAand genotypes on rooting of tube plantletsof Aquilaria crassna Pierre.

2.5 固化劑對(duì)越南奇楠沉香組培苗生根的影響

目前植物組培采用的固化劑有瓊脂和卡拉膠兩種，通常認(rèn)為固化劑在培養(yǎng)基中只是起支撐作用，本身并不提供任何營(yíng)養(yǎng)[5]，我們的研究卻表明，不同的固化劑對(duì)越南奇楠沉香組培苗生根誘導(dǎo)有顯著影響，卡拉膠明顯更利于不定根的誘導(dǎo)（圖5）。方差分析表明，不同固化劑（卡拉膠和瓊脂）對(duì)越南奇楠沉香生根誘導(dǎo)的影響達(dá)到了極顯著水平（表11）。

圖5 固化劑對(duì)越南奇楠沉香組培苗生根的影響Fig.5 Effects of gelling agent on rooting of tube plantlets of Aquilaria crassna Pierre.

表11 固化劑對(duì)生根影響試驗(yàn)結(jié)果方差分析Table 11 Variance analysis for gelling agent test of tube plantlets of Aquilaria crassna Pierre.

3 討論與結(jié)論

3.1 大量元素的濃度對(duì)越南奇楠沉香生根誘導(dǎo)的影響

前人的諸多研究證明，降低培養(yǎng)基中的大量元素濃度，可提高許多植物試管苗的生根能力[6-9]，這其中的原因可能是兩方面的，一方面可能是培養(yǎng)基中的鹽濃度會(huì)影響滲透壓，從而影響試管苗對(duì)某些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收[10]，繼而影響到根系的誘導(dǎo)；另一方面可能是某些無(wú)機(jī)鹽（如NH4NO3）會(huì)抑制根系誘導(dǎo)，適當(dāng)降低該無(wú)機(jī)鹽的濃度會(huì)減輕抑制，有利于生根[9]。但也有某些植物的試管苗在生根誘導(dǎo)的過(guò)程中對(duì)大量元素?zé)o機(jī)鹽濃度的變化并不敏感，無(wú)論是高濃度還是低濃度的大量元素，生根率幾乎沒(méi)有波動(dòng)[11]。越南奇楠沉香組培苗的生根誘導(dǎo)顯然需要低濃度（1/4MS）的大量元素才能獲得高效的生根率。

3.2 微量元素的濃度對(duì)越南奇楠沉香生根誘導(dǎo)的影響

關(guān)于微量元素對(duì)植物組培苗根系誘導(dǎo)的影響的研究相對(duì)較少，有研究表明微量元素的變動(dòng)對(duì)一些植物的試管苗生根誘導(dǎo)的影響是不顯著的[12-14]，但也有研究表明大幅度提高培養(yǎng)基中微量元素Cu離子的含量能促進(jìn)巴西橡膠樹(shù)組培苗的生根[15]。本研究證明降低微量元素的濃度才能促進(jìn)越南奇楠沉香組培苗的生根，可見(jiàn)不同的植物組培苗在根系誘導(dǎo)過(guò)程中對(duì)微量元素濃度的要求差異比較大。微量元素對(duì)生根的影響可能涉及到不定根誘導(dǎo)過(guò)程中某些酶活性的變化。Hayrullah YILMAZ等[16]研究證明葡萄的2個(gè)品種（Vitis viniferacv.Muscat和Cardinal）插穗生根過(guò)程中多酚氧化酶（PPO）活性與根形成呈正相關(guān)關(guān)系，根形成后多酚氧化酶活性持續(xù)下降。譚健輝等[17]在研究大花序桉離體根培養(yǎng)過(guò)程中氧化酶的變化也證明PPO的變化趨勢(shì)呈現(xiàn)升高→下降→升高趨勢(shì)。王瑞等[18]研究油茶組培苗生根過(guò)程中生理生化變化，也證實(shí)在油茶組培苗生根過(guò)程中，PPO的活性呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)。而PPO是一種含銅酶，它的活性依賴于銅的氧化還原作用，因此培養(yǎng)基中Cu離子的濃度是有可能影響到多酚氧化酶的活性并進(jìn)一步影響到組培苗根系的誘導(dǎo)。

3.3 活性炭對(duì)越南奇楠沉香生根誘導(dǎo)的影響

在培養(yǎng)基中加入活性炭并沒(méi)有提高越南奇楠沉香組培苗的生根率，即使只是微量的活性炭（0.05 g/L）也導(dǎo)致生根率下降了40%，類似的情況在其它植物上也存在[19-21]。雖然活性炭能提供一個(gè)適宜生根的暗環(huán)境，防止褐變，提高培養(yǎng)體內(nèi)可溶性蛋白和總糖的含量，從而促進(jìn)生根和植物的生長(zhǎng)[2]，但活性炭也會(huì)吸附植物激素而給生根誘導(dǎo)帶來(lái)負(fù)面作用。由于越南奇楠沉香組培苗的生根誘導(dǎo)培養(yǎng)基中加入的NAA的含量本來(lái)就很低（0.1 mg/L），活性炭加入后可能導(dǎo)致NAA的含量進(jìn)一步降低，從而抑制了生根。

3.4 NAA對(duì)越南奇楠沉香組培苗根系誘導(dǎo)的作用

NAA是植物組織培養(yǎng)中常用的生根誘導(dǎo)劑，在很多植物的組培生根誘導(dǎo)中起關(guān)鍵作用，一般是較低的濃度有利于根系的誘導(dǎo)，隨著濃度的升高反而會(huì)抑制生根[22-23]。如云實(shí)的最適生根誘導(dǎo)NAA的濃度是是0.1 mg/L[22]，鐵線蓮是0.05 mg/L[23]，越南奇楠沉香組培苗生根誘導(dǎo)的適宜NAA濃度（0.05～0.2 mg/L）也是偏低的，并因無(wú)性系的不同而不同，這說(shuō)明外源激素NAA和基因型對(duì)越南奇楠沉香組培苗的生根誘導(dǎo)有同樣重要的作用。湯浩茹等[24]研究了梨4個(gè)基因型試管苗生根，不同基因型所需要的最佳培養(yǎng)基及培養(yǎng)條件也是不一樣的。外源激素通過(guò)轉(zhuǎn)運(yùn)到植物體內(nèi)后轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)源激素再進(jìn)一步促進(jìn)生根[25]，不同的基因型內(nèi)源激素的水平可能是不一樣的，從而需要的外源激素的最佳濃度也不同，因此在進(jìn)行同一種植物不同母株的組織培養(yǎng)研究時(shí)，應(yīng)該充分考慮到基因型的差異。

3.5 固化劑的種類對(duì)越南奇楠沉香組培苗生根的影響

瓊脂和卡拉膠都是由海藻中提取的高分子碳水化物，理論上高純度的瓊脂或卡拉膠應(yīng)該不會(huì)給組培苗提供養(yǎng)分，但是可能由于提取工藝的問(wèn)題，市售的瓊脂和卡拉膠都可能含有Ca、Mg、Cl、K等離子，我們?cè)谶M(jìn)行柚木的組織培養(yǎng)研究時(shí)也證實(shí)了這一點(diǎn)[26]。不同廠家提取工藝的偏差會(huì)導(dǎo)致固化劑中含有的各種離子的含量難以確定，這就會(huì)造成一些敏感植物的組培苗的生根率出現(xiàn)波動(dòng)，所以如果要進(jìn)行某種植物組培苗工廠化生產(chǎn)，最好固定地購(gòu)買某一廠家的固化劑。

3.6 結(jié) 論

本試驗(yàn)研究了培養(yǎng)基中的無(wú)機(jī)鹽離子濃度、激素濃度、活性炭及固化劑的種類幾個(gè)因素對(duì)越南奇楠沉香組培苗生根誘導(dǎo)的作用，結(jié)果證明培養(yǎng)基中的大量元素濃度、微量元素濃度、NAA的濃度及固化劑的種類是決定越南奇楠沉香組培苗能否生根的決定性因素，這些因素對(duì)生根率的影響都達(dá)到了顯著或極顯著水平。基因型也是影響越南奇楠沉香組培苗生根率高低的關(guān)鍵因素。合適的越南奇楠沉香組培苗生根誘導(dǎo)的培養(yǎng)基是：以卡拉膠為固化劑，1/4MS大量元素+1/2MS微量元素+NAA（0.05～0.2 mg/L），最佳NAA的濃度隨無(wú)性系的不同而不同，其中無(wú)性系J1、G3、P25的生根誘導(dǎo)最適NAA濃度是0.1 mg/L，Y1的生根誘導(dǎo)最適NAA濃度是0.07 mg/L，W4的生根誘導(dǎo)最適NAA濃度是0.05 mg/L，X4的生根誘導(dǎo)最適NAA濃度是0.2 mg/L。

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Induction of adventitious roots during tissue culture ofAquilaria crassnaPierre.

LI Xiang-yang, ZENG Bing-shan, QIU Zhen-fei, LIUYing, FAN Chun-jie
(Research Institute of Tropical Forestry, Chinese Academy of Forestry, Guangzhou 510520, Guangdong, China)

Aquilaria crassnais belonged toThymelaeaceae quuilaria. Shoots ofAquilaria crassnafromtissue culturewere used as materials to study induction of adventitious roots. The results indicated that macroelement, microelement, AC (Activated Charcoal),NAA and gelling agent had signi ficant effect on root induction. The NAA concentrationhad different effect on different clones. The optimal rooting medium was 1/4 MS macroelement+1/2MS microelement+NAA (0.05—0.2 mg/L). The best concentration of NAA was different with different clones.

Aquilaria crassna; tissue culture; rooting

S722.3+7

A

1673-923X(2016)10-0006-06

10.14067/j.cnki.1673-923x.2016.10.002

2015-11-06

林業(yè)公益性行業(yè)科研專項(xiàng)“熱帶珍貴樹(shù)種良種選育和高效培育技術(shù)研究”（201204301）；廣東省林業(yè)科技創(chuàng)新項(xiàng)目“奇楠沉香組培快繁及無(wú)性系選育研究”（2015KJCX006）

李湘陽(yáng)，博士，副研究員；E-mail：xiangylxiang@163.com

李湘陽(yáng)，曾炳山，裘珍飛. 越南奇楠沉香組培苗不定根誘導(dǎo)研究[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2016, 36(10): 6-11.

[本文編校：吳 彬]