正交試驗設(shè)計在金銀花扦插生根條件優(yōu)化中的應(yīng)用研究

蔣向輝，苑 靜，譚 榮

（ 凱里學(xué)院 化學(xué)與材料工程學(xué)院，貴州 凱里 556011 ）

正交試驗設(shè)計在金銀花扦插生根條件優(yōu)化中的應(yīng)用研究

蔣向輝，苑 靜，譚 榮

（ 凱里學(xué)院 化學(xué)與材料工程學(xué)院，貴州 凱里 556011 ）

采用正交試驗設(shè)計的方法，針對與金銀花扦插生根相關(guān)的主要因素進行了綜合比較。研究結(jié)果顯示：影響金銀花扦插生根的主要因素是插穗木質(zhì)化程度、IAA濃度、NAA濃度與基質(zhì)土壤組成，各因素的最佳組合為：半木質(zhì)化插穗、100 mg/l 的IAA、200 mg/l的 NAA、基質(zhì)土壤（泥碳土：沙：羊糞比為6：3：1），在此實驗條件下，金銀花插穗成活率達92%。半木質(zhì)化插穗生根數(shù)最多；未木質(zhì)化插穗，愈傷組織形成快，但生根數(shù)最少?；|(zhì)組成對金銀花插穗生根數(shù)有重要的影響，基質(zhì)土壤越疏松，越有利于扦插生根。在適宜的外界環(huán)境中，插穗內(nèi)部營養(yǎng)物質(zhì)與外部的生長調(diào)節(jié)劑協(xié)同作用于金銀花的插穗生根過程，施加合適的外部誘導(dǎo)條件能有效地提高金銀花插穗成活率。

正交試驗設(shè)計； 金銀花； 扦插； 條件優(yōu)化

金銀花（Lonicera japonica Thunb.）系忍冬科忍冬屬多年生常綠藤本植物，又名金花、銀花和忍冬花，其藥用價值較高，具有廣譜抗菌和散風(fēng)消腫的功效[1]，近年來也被逐漸推廣到飼料添加劑領(lǐng)域。大量的研究表明[2-5]，金銀花的主要成分中有木犀草素、異綠草酸、綠原酸、肌醇等多種藥效成分，對多種致病菌和病毒均有一定的抑制作用，常用于治療清熱解毒、癰腫疔瘡、丹毒和血痢等病癥；同時金銀花也是園林綠化中常見的觀花攀援植物。

郭云文等[6]采用不同濃度的生根促進劑ABT1（奈已酸吲哚丁酸）和萘乙酸（NAA）溶液，在不同浸泡時間下處理金銀花嫩枝插穗，研究發(fā)現(xiàn)：ABT插穗生根率優(yōu)于NAA，且采取的ABT處理濃度為150mg /L浸泡30min時，生根效果最好。周紅敏等[7]采用兩因素完全試驗設(shè)計研究不同濃度的萘乙酸對金銀花插穗成活和生根的影響，發(fā)現(xiàn)NAA濃度對金銀花插穗成活株數(shù)和生根數(shù)分別有極顯著和顯著影響，浸泡時間對成活株數(shù)和生根數(shù)都無顯著影響。廖林正等[8]以小葉金銀花為材料，研究不同濃度的哚吲乙酸（IAA），NAA及不同木質(zhì)化程度的穗條對小葉金銀花扦插生根的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)IAA作為生根劑處理較強木質(zhì)化程度的穗條有利于金銀花的扦插生根。當前金銀花育苗的方式仍以扦插繁育為主，近年來有關(guān)金銀花無性繁殖的報道越來越多，李倩等[9]研究不同濃度1號生根粉ABI（吲哚丁酸鉀和萘乙酸鈉）溶液對金銀花插條生根率的影響，篩選出促進金銀花插條生根的最適生根粉溶液濃度為1000mg/L。徐永忠[10]考察了不同基質(zhì)土壤對金銀花進行嫩枝扦插育苗的影響，篩選出最適合嫩枝扦插的最佳基質(zhì)土壤配比是：70%森林土、20%沙、10%羊板糞。綜上所述，植物生長調(diào)節(jié)劑的種類與濃度、插穗木質(zhì)化程度以及基質(zhì)土壤的組成都與金銀花扦插生根緊密相關(guān)，但對這些因素綜合考慮進行相關(guān)研究的報道較少。ABT和ABI溶液雖然有利扦插金銀花，但都是在植物生長調(diào)節(jié)劑的基礎(chǔ)上進行改良而制成的生根促進劑。為了探明植物生長調(diào)節(jié)劑本

身對金銀花扦插生根的實際作用，因此選擇IAA和NAA兩種植物生長調(diào)節(jié)劑，以金銀花幼枝為材料，采用正交試驗設(shè)計方法，對影響幼枝生根的因素進行比較研究，篩選幼枝生根的最佳條件，為金銀花優(yōu)良品種的推廣栽培奠定基礎(chǔ)。

1.材料與方法

1.1.材料

試驗材料為2009年引自山東平邑的忍冬（Lonicera japonica Thunb.），試驗于2014年9月3日至12月3日在凱里學(xué)院實驗基地進行，金銀花穗條從生長健壯、無病蟲害的二年生母株上剪取，穗條留3個節(jié)，穗條上留2片葉，下端剪成斜面。

1.2.試驗設(shè)計

根據(jù)單因素試驗的結(jié)果，選取影響插穗成活率的各因素中有意義的水平做正交試驗，對結(jié)果進行極差分析，以確定最佳的條件。采用L9（34）正交表，以插穗木質(zhì)化程度（A）、IAA濃度（B）、NAA濃度（C）、基質(zhì)（泥碳土：沙：羊糞）組成（D）作為4個考察因素，選取3個水平進行試驗（表1）。

表1 L9（34）方案水平因素表Table 1 Level and factor of L9（34）

1.3.試驗方法

用紅磚鋪于地面作扦插床，在床上鋪10 cm 高的河沙，再在上面鋪不同的基質(zhì)，扦插床寬1.5 m。用相應(yīng)溶液浸泡插條基部約5 cm，扦插前2 d扦插基質(zhì)用0.1%的高錳酸鉀溶液噴施進行處理。將穗條每10根一把用相應(yīng)溶液浸泡30 min，然后進行扦插，扦插密度以5×5 cm為準。扦插時將穗條插入基質(zhì)5-8 cm深，扦插后澆透水，最后用聚乙烯薄膜覆蓋。

1.4.數(shù)據(jù)處理

扦插試驗開始后，前20 d每隔6 d進行進行觀察與數(shù)據(jù)記錄，后20 d每隔4 d 進行觀察與記錄，主要記錄生根數(shù)目，觀察根愈傷生長與腋芽萌發(fā)情況。參照郭云文等[6]方法，當長有1個0.5 mm以上的根尖時記為生根。當插穗既生根又長葉時記為成活。用SPSS15.0軟件對數(shù)據(jù)進行LSD方差分析和多重比較。

2.結(jié)果與分析

2.1.插穗生根與愈傷生長情況

從圖1（a）可知，金銀花插穗的根主要是從皮部長出，愈傷根較少，是皮部生根型，屬于較容易扦插生根類型。研究結(jié)果顯示當插穗帶有腋芽或幼葉時，相對不帶芽或葉的插穗容易生根，這可能與腋芽或幼葉能產(chǎn)生一定的植物激素有關(guān)，這些激素可運輸?shù)讲逅牖坎⒃诨糠e累而促進生根。從圖1（a）還可以看出用植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)處理插穗后，插穗基部根原始體明顯增多，且不定根的數(shù)目急劇增加。從圖1（b）可以看出，插穗經(jīng)植物處理后既可以分化產(chǎn)出根，也促進了腋芽的分化與生長。梁玉堂等[12]研究認為植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)處理枝條切口以后，能有效提高切口處相應(yīng)酶的活力并能導(dǎo)致切口處營養(yǎng)物質(zhì)的重新分配，最終有效地促進了枝條基部愈傷組織的形成與不定根的分化。

圖1 插穗愈傷的產(chǎn)生與根的生長及芽的分化Fig. 1 The generation of callus of cuttings andthe growth of root and bud differentiation

2.2.金銀花扦插生根誘導(dǎo)條件優(yōu)化結(jié)果

從表2 L9（34）的正交方案進行試驗得出結(jié)果可知，因素影響插穗的成活率的程度依次為：A＞C＞B

＞D，即插穗木質(zhì)化程度＞NAA濃度＞IAA濃度＞基質(zhì)組成。以成活率為指標有利于插穗成活的最佳水平組合是A2B2C3D1，即最適方案為：插橞為半木質(zhì)化、100 mg/l IAA、200 mg/l NAA、基質(zhì)（泥碳土：沙：羊糞比為6：3：1）。此外，對平均根數(shù)進行極差分析可知，A＞B＞D＞C，即插穗木質(zhì)化程度＞IAA濃度基質(zhì)組成＞＞NAA濃度。以上結(jié)果表明：除插穗木質(zhì)化程度對插穗生根數(shù)有至關(guān)重要的影響外，基質(zhì)組成對生根數(shù)也有重要的影響，培養(yǎng)基質(zhì)較為疏松且有一定沾性時，有利于金銀花插穗的生根。基質(zhì)越疏松，對生根與成活越有利。綜合分析表明，插穗木質(zhì)化程度對插穗生根與成活有最重要的影響。

表2 金銀花扦插生根誘導(dǎo)條件正交實驗設(shè)計及結(jié)果Table 2 Analysis of the results of orthogonal experimental design

植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)對植物插穗生根作用非常明顯，并且不同的激素對生根的影響明顯不同。大量的研究表明，IAA溶液對生根的作用最好。本實驗施用IAA后，插穗平均生根數(shù)高達12。IAA和NAA對金銀花插穗分化形成愈傷組織有明顯的促進作用，都可有效促進根的分化。當IAA和NAA協(xié)同作用于金銀花嫩插穗時，隨著兩種溶液濃度的升高表現(xiàn)為先增長后抑制的效果，這與廖林正等研究結(jié)果一致[13]，表明不同的植物激素種類、濃度及配比穗條生根的效果明顯不同。生長素類激素處理插穗可以提高插穗內(nèi)部與生根相關(guān)的酶的活性，導(dǎo)致能量物質(zhì)的水解加速，產(chǎn)物增加，原生質(zhì)體的粘度降低，原生質(zhì)膜通透性增強，植物細胞壁也相應(yīng)地松弛，細胞吸水增加，組織再生功能增強。生長素類激素在插穗中并沒有直接影響有機物質(zhì)的合成，只是促使了插穗基部成為養(yǎng)分中心，促進具有分裂能力細胞分化的啟動，從而分化出根原基，最終形成新根的相應(yīng)組織。另有研究表明，生長素類激素能有效解除某些基因的抑制作用，提高與生長相關(guān)基因的信使RNA的合成，最終誘導(dǎo)產(chǎn)生根原始體[14-15]。在扦插繁育實踐中，當用生長調(diào)節(jié)物質(zhì)處理插穗時，環(huán)境溫度也是一個應(yīng)注意的關(guān)鍵因素，在18℃～22℃的環(huán)境下扦插育苗效果最好。有研究認為，在較高的溫度下，植物生長調(diào)節(jié)劑有可能產(chǎn)生一定的毒害作用，但在較低的溫度時該毒害作用較低。

2.3.影響金銀花成活率的各因素的方差分析

從表3的方差分析結(jié)果可見，A、B、C因素對實驗結(jié)果有顯著性影響，即插穗木質(zhì)化程度、IAA濃度、NAA濃度均能明顯的影響插穗的成活率，其中插穗木質(zhì)化程度對插穗成活率的影響最大，達到極顯著水平（p＜0.01），半木質(zhì)化的插穗成活率最高，未木質(zhì)化的插穗成活率最低，效果最差，木質(zhì)化程度較高的插穗不利于根的生長。隨著IAA溶液濃度的增高金銀花插穗生根數(shù)增多，但長勢較弱，因此對金銀花插穗的成活率在前期會隨著IAA濃度增加成活率升高，但當濃度超過一定值時，插穗成活率下降。當NAA溶液的濃度為200 mg/l時對金銀花扦插效果最好，在一定范圍內(nèi)，NAA濃度越高效果越

好，但隨著濃度增高生根數(shù)減少，對成活率的影響不明顯?；|(zhì)組成對插穗成活率的影響不明顯，沒有達到顯著水平。試驗顯示，在影響金銀花扦插育苗成活率的幾個因素中，以插穗木質(zhì)化程度影響最大，金銀花半木質(zhì)化插穗扦插生根容易、成活率高。由于扦插基質(zhì)是不同組分組合而成，因此，必須注意有效地控制基質(zhì)含水量，澆水不能過于頻繁，有可能導(dǎo)致插穗根部的腐爛。另外，由于覆蓋有薄膜保溫，該環(huán)境下溫度與濕度都相對較高，插床上的病毒與細菌的繁殖也相對較快，而且高溫也很容易對插穗造成傷害，最終導(dǎo)致插穗成活率降低，當然溫度過低也不利于扦插生根。因此，金銀花扦插要選好合適時間，在試驗過程中需注重水分、溫度及防病蟲害的管理。在扦插繁育實踐中，應(yīng)與其他因素相配合，盡量選用較粗的插穗更有利于插穗生根成活，因為較粗的插穗積累的營養(yǎng)物質(zhì)較多，容易分解釋放能量促進生根[16]。當然，插穗的木質(zhì)化程度與季節(jié)緊密相關(guān)，每年的2月份開始插穗營養(yǎng)生長停止，開始積累營養(yǎng)物質(zhì)，因此，扦插繁育應(yīng)在每年的下半年較為合適。研究認為，雖然植物生長調(diào)節(jié)劑對插穗生根有一定的作用，但只有在適宜插穗和季節(jié)的條件下才能發(fā)揮良好的作用。

表3 成活率方差分析表Table 3 Analysis of variance based on survival rate

3.結(jié)論

本研究對影響金銀花扦插生根主要因素進行了綜合比較，結(jié)果顯示：影響金銀花扦插生根的主要因素是包括插穗木質(zhì)化程度、IAA濃度、NAA濃度和基質(zhì)四個方面。通過正交試驗研究結(jié)果表明，這四個因素的最佳組合方式為：以半木質(zhì)化插穗為材料，扦插基質(zhì)以泥碳土：沙：羊糞為最好，且質(zhì)量配比以6：3：1最為合適，同時配施100 mg/l 的IAA和200 mg/l的NAA兩種激素，在此條件下，金銀花插穗成活率達92%。另外結(jié)果顯示，半木質(zhì)化插穗生根數(shù)最多，而未木質(zhì)化插穗雖然愈傷組織形成快，但生根數(shù)最少。研究結(jié)果表明，在適宜的外界環(huán)境中，插穗內(nèi)部營養(yǎng)物質(zhì)與外部的生長調(diào)節(jié)劑協(xié)同作用，影響金銀花的插穗生根過程，施加合適的外部誘導(dǎo)條件能有效地提高金銀花插穗成活率。另外，扦插基質(zhì)的組成對金銀花插穗生根數(shù)也有重要的影響，基質(zhì)土壤越疏松，越有利于扦插生根。

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JIANG Xianghui, YUAN Jing, TAN Rong
( College of Chemistry and Materials Engineering, Kaili University, Kaili ,Guizhou 556011, China )

The optimal conditions for cuttings rooting conditions optimization of Lonicera japonica Thunb. were investigated by orthogonal array design. The results showed that the main factors influencing the Lonicera japonica Thunb. cuttings rooting cuttings are lignification degree, concentration of NAA and IAA. The best combination for various factors: semi-hardwood cutting, the concentration of IAA is 100 mg/l, the concentration of IAA is 200 mg/l and the ratio of peat soil, sand and dung is 6:3:1, under the experimental conditions, the survival rate of cuttings was 92%. The callus format is the fastest in not wood cuttings, but the root number is at least. The medium component has the most important influence to Lonicera japonica Thunb. cuttings rooting, the culture substrates is more loose, and the more cuttings rooting. Under the suitable rooting environment, inner nutrient and outside hormone influence the whole process of Lonicera japonica Thunb. Rooting. Applying the appropriate external induction conditions can effectively enhance the survival rate of Lonicera japonica Thunb. cuttings.

Orthogonal array design, Lonicera japonica Thunb, Cuttage, Conditions optimization

Q949.92

A

1673-9639 (2016) 04-0020-04

（責(zé)任編輯 吳思展）（責(zé)任校對 毛 志）

2016-05-14

貴州省科技計劃廳聯(lián)合基金項目(黔科合LH字[2014]7219)；貴州省教育廳重點項目(黔教合KY字[2014]281)。

蔣向輝（1974-），男，副教授，博士，研究方向：藥用植物功能成分。