IAA和NAA對杉木組培苗生根效果的影響

摘要：為了探討IAA和NAA對杉木（Cunninghamia lanceolata）組培苗生根效果的影響，以1/4改良MS為基本培養(yǎng)基（蔗糖20 g/L，維生素C 80 mg/L，瓊脂5 g/L），分別加入不同濃度的IAA（0、0.2、0.4、0.8、1.2、1.6、2.0 mg/L）、NAA（0、0.2、0.4、0.8、1.2、1.6、2.0 mg/L）以及不同濃度的IAA和NAA組合處理后，考察不同處理對生根的影響。結(jié)果表明，在單獨兩種生長調(diào)節(jié)劑處理條件下，IAA和NAA濃度均以0.8 mg/L誘導(dǎo)生根最好，但IAA比NAA效果更好；兩種生長調(diào)節(jié)劑組合處理后，以0.6 mg/L的IAA和0.4 mg/L NAA組合處理效果最好，生根率高達67.74%，生根量為每株3.8條。說明適宜濃度的IAA和NAA混合使用，更有利于杉木試管苗生根誘導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：杉木（Cunninghamia lanceolata）；組培苗；生根誘導(dǎo)；生長調(diào)節(jié)劑；IAA；NAA

中圖分類號：S791.27 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）14-3720-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.14.045

Abstract： In order to explore different concentration of IAA and NAA effects on the rate of rooting of tissue culture Chinese fir superior，different concentration of IAA（0，0.2，0.4，0.8，1.2，1.6，2.0 mg/L），NAA（0，0.2，0.4，0.8，1.2，1.6，2.0 mg/L），or combined with IAA and NAA were supplemented to the initial medium（1/4MS+20 g/L sugar+80 mg/L Vitamin C+5 g/L agar），respectively. The results showed that the better rooting for plantlets occurred on initial medium supplemented with 0.8 mg/L IAA or NAA，with rooting rate is up to 56.70% and 52.57%，respectively. In addition，treated by IAA combined with NAA shown at higher rooting rat than those treated with IAA or NAA alonely，and the best formula for Chinese fir superior for our superior clone is initial medium supplemented with 0.6 mg/L IAA and 0.6 mg/L NAA，which shown at rooting rate is up to 67.74%，and root number is up to 3.8 per plant，and transplantation survival rate was higher and other treatments. The appropriate concentration of IAA combined with NAA treatment is more easily to induce root formation for the tissue culture Chinese fir superior.

Key words： Chinese fir superior； tissue culture； rooting induced； growth regulator； IAA； NAA

杉木（Cunninghamia lanceolata） 具有生長快、主干通直圓滿，木材紋理美觀，結(jié)構(gòu)均勻，材質(zhì)優(yōu)良，病蟲害少和木材產(chǎn)量高的特點，已成為中國亞熱帶地區(qū)主要的造林樹種之一，也是廣西最重要的造林樹種之一，廣泛栽植于桂北、桂西北、桂東北，廣西現(xiàn)有杉木林面積119.17萬hm2，位于所有樹種的第1位[1]。同時，杉木人工林在維持生態(tài)平衡、國民經(jīng)濟和林業(yè)建設(shè)中占有極為重要的地位，如杉木人工林在生態(tài)系統(tǒng)碳儲量方面明顯優(yōu)于馬尾松林和桉樹林[2，3]，并體現(xiàn)高性能的碳和氮固定能力，因此具有極高的生態(tài)環(huán)境效益[4，5]。

隨著全國對良種杉木苗需求不斷增加，組培生產(chǎn)是迅速繁殖良種杉木的主要途徑。雖然前人已選育出一批杉木優(yōu)良的種源、家系或單株，但目前杉木造林生產(chǎn)的良種使用率還是比較低，由于良種轉(zhuǎn)化率低，而且不同的杉木來源，不同時期培養(yǎng)基的配方也不同，如不同的杉木優(yōu)良無性系所需的生根培養(yǎng)基也不同[6，7]，而且有些杉木品種或株系的不定根的誘導(dǎo)非常困難，影響組培苗的商品化生產(chǎn)[8]，究其原因在于其生根能力受無性系本身遺傳因素制約[9]。為了改變這種現(xiàn)狀，研究者在培養(yǎng)基的成本及激素使用的比例進行了很多的研究，如研究發(fā)現(xiàn)影響杉木無性系生根能力的因素從高到低依次為IBA、蔗糖、NAA、ABT[10，11]。根系的形成與許多內(nèi)外因素有關(guān)，尤其是植物生長調(diào)節(jié)劑調(diào)控方面，生長調(diào)節(jié)劑在促進不定根和側(cè)根生長過程中起著關(guān)鍵的作用，但生長調(diào)節(jié)劑調(diào)控根生長發(fā)育的作用機理目前未弄清，仍過多集中在對不同濃度的一類生長調(diào)節(jié)劑或不同比例生長素類和細胞分裂素類對根的誘導(dǎo)，以及對IAA等誘導(dǎo)生根機理的研究上，而就不同生長素類物質(zhì)對根的生長發(fā)育異同研究較少。

目前在杉木上使用的生長調(diào)節(jié)劑多為NAA，其可以促進IBA誘導(dǎo)杉木生根過程，但對IAA影響生根的過程則研究較少。本試驗在綜合前人對杉木組培苗研究基礎(chǔ)上，為優(yōu)選得到的優(yōu)良單株尋找最適合最適的生根培養(yǎng)基，為良種杉木組培苗生產(chǎn)提供新的理論和實踐指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2014年在桂林市林業(yè)科學(xué)研究所組培室進行，研究材料為從廣西全州縣咸水林場優(yōu)選得到D3無性系的杉木愈傷組織誘導(dǎo)形成外植體。

1.2 IAA和NAA單獨和組合處理試驗設(shè)計

在前期獲得的基礎(chǔ)上[12]，再參考前人的研究結(jié)果，以1/4改良MS為基本培養(yǎng)基（含蔗糖20 g/L，VC 80 mg/L，瓊脂5 g/L，pH 5.8），其中IAA濃度為（0，0.2，0.4，0.8，1.2，1.6，2.0 mg/L），共7個處理；NAA濃度為（0，0.2，0.4，0.8，1.2，1.6，2.0 mg/L），共7個處理。IAA和NAA復(fù)合處理濃度分別為IAA（0.4，0.6，0.8 mg/L），NAA（0.4，0.6，0.8 mg/L），共9個處理。取長2～3 cm的試管苗莖尖外植體，接種在不同生長調(diào)節(jié)劑的生根培養(yǎng)基中，誘導(dǎo)生根，培養(yǎng)條件均為溫度為（25±1） ℃，光照度40 μmol/m2·s，光照時間12 h/d。培養(yǎng)1個月后，繼代更換培養(yǎng)基 1次。培養(yǎng)50 d后，統(tǒng)計各處理的生根率和每個外植體的生根數(shù)量及植株生長狀況。

1.3 數(shù)據(jù)分析

所有試驗均重復(fù)3次，試驗數(shù)據(jù)的處理和相關(guān)分析用Excel 2003和SPSS軟件完成，處理間的差異顯著性在0.05水平上進行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度IAA對杉木組培苗外植體生根誘導(dǎo)的影響

將外植體接種到不同濃度IAA培養(yǎng)基接種50 d后，統(tǒng)計各種處理的外植體生根情況。如表1所示，在一定的IAA濃度范圍內(nèi)，外植體的生根率和生根數(shù)均隨IAA濃度增加而增高，當 IAA濃度達0.8 mg/L時生根率最高達56.70%，平均每株的生根數(shù)也達3.2條，然而當濃度達1.2 mg/L時，生根率和生根數(shù)量明顯下降，IAA濃度達1.6和2.0 mg/L時，顯著抑制了生根率和生根數(shù)，所以在單獨使用IAA的條件下，以0.8 mg/L的濃度誘導(dǎo)效果最好。

2.2 不同濃度NAA對杉木組培苗外植體生根誘導(dǎo)的影響

將外植體接種到不同濃度NAA培養(yǎng)基，在接種55 d后，統(tǒng)計各處理的生根情況。如表2所示，在一定的濃度范圍內(nèi)，各外植體的生根率和每個外植體的生根數(shù)均隨NAA濃度的增加而增高，當IAA濃度為0.8 mg/L時生根率達52.57%，而每株的生根數(shù)也達3.2條，然而當濃度達1.2 mg/L及更高時，則顯著抑制了生根率和每株生根數(shù)，所以在單獨使用NAA的條件下，以0.8 mg/L的濃度誘導(dǎo)效果最好。

2.3 不同濃度IAA和NAA組合處理對外植體生根誘導(dǎo)的影響

為了探討IAA和NAA組合處理對生根效果的影響，分別考察IAA（0.4、0.6、0.8 mg/L），NAA（0.4、0.6、0.8 mg/L）組合后9種處理下，對生根效果的影響，將外植體接種到不同濃度IAA和NAA組合處理的培養(yǎng)基后，在接種50 d統(tǒng)計各處理的生根情況。結(jié)果如表3所示，在兩種生長調(diào)節(jié)劑組合處理的條件下，在相同的濃度條件下，均比單獨的IAA或NAA誘導(dǎo)效果好，而不同的組合處理條件下，以0.6 mg/L IAA和0.4 mg/L NAA誘導(dǎo)生根的效果最好，生根率和每株生根的數(shù)量分別為67.74%和3.8條。

3 小結(jié)與討論

生長調(diào)節(jié)劑是培養(yǎng)基中的關(guān)鍵物質(zhì)，其種類與組合對培養(yǎng)物的器官發(fā)生起主要誘導(dǎo)作用，當細胞分裂素的濃度高于生長素或只用細胞分裂素時利于不定芽的誘導(dǎo)，當只用一定濃度的生長調(diào)節(jié)劑或者配合使用低濃度的細胞分裂素時利于不定根的誘導(dǎo)[13]。本試驗研究表明，在1/4的MS培養(yǎng)基上，單獨的IAA和NAA處理時，IAA誘導(dǎo)組培苗的生根效果要優(yōu)于NAA的誘導(dǎo)效果，這與王霖嬌等[14]發(fā)現(xiàn)IAA對刺梨枝條的生根誘導(dǎo)顯著高于NAA的結(jié)果一致，并且受IAA誘導(dǎo)后，表現(xiàn)出根率高、生根數(shù)較多，張以忠等[15]也發(fā)現(xiàn)吲哚乙酸與吲哚丁酸處理的蕎麥枝條的生根效應(yīng)明顯好于萘乙酸。但王健省等[16]則發(fā)現(xiàn)，NAA對雙瓣茉莉水培扦插生根的效果明顯優(yōu)于IAA的，可能是不同植物對生根誘導(dǎo)所需要生長調(diào)節(jié)劑的種類也不同。但本試驗結(jié)果表明，在IAA+NAA組合處理使用后，生根率和生根數(shù)則明顯高于兩種生長調(diào)節(jié)劑單獨處理。所以在理論上，兩種生長調(diào)節(jié)劑的組合使用是可行的，這與莫雅芳等[17]發(fā)現(xiàn)適宜濃度的NAA可促進試管苗生根的結(jié)果一致，但是通過組合處理后，生根效果要明顯優(yōu)于單獨使用NAA的效果，合理組合使用兩種類型的生長調(diào)節(jié)劑，更利于生根誘導(dǎo)，這與王婧宇等[18]的蘆筍組培苗生根誘導(dǎo)結(jié)果一致。

在實際生產(chǎn)上，應(yīng)該根據(jù)培養(yǎng)基種類及不同的基因型的外植體來調(diào)整生長調(diào)節(jié)劑的配比，同時在生長調(diào)節(jié)劑配比的上更需要考慮到各方面的因素，如不同外植體來源、基因型、繼代次數(shù)等均可能影響了杉木苗的生根效果。吳大忠等[19]研究表明，每一個無性系都有最佳的生長調(diào)節(jié)劑配比，偏離此配比，發(fā)芽率、有效苗梢率都降低，而且不同無性系生根所需的生長調(diào)節(jié)劑種類和濃度存在較大的差異，有的無性系只要用低濃度的單一生長調(diào)節(jié)劑即可很好地生根，而有的無性系則需要單一高濃度的生長調(diào)節(jié)劑或一定配比的不同生長調(diào)節(jié)劑處理[20]；在基本培養(yǎng)基離子濃度方面，莫雅芳等[17]對不同的杉木無性系研究后發(fā)現(xiàn)，在1/4MS培養(yǎng)基上生根效果明顯優(yōu)于1/2MS和MS培養(yǎng)基，減少培養(yǎng)基中礦質(zhì)元素更有利于杉木外植體芽試管苗的生長，這與本研究所得的結(jié)果一致。

由于IAA不是由人工合成，其穩(wěn)定性相對較差，強光照條件下更容易氧化分解，其分子結(jié)構(gòu)和作用方式可能更易于被杉木組培苗外植體吸收，因此易于誘導(dǎo)生根和促進杉木組培苗的生長，而NAA是人工合成的類似生長調(diào)節(jié)劑的物質(zhì)，在使用過程中不易氧化、穩(wěn)定性更強，但是它們的作用受體可能不一定相同，從而產(chǎn)生的生理效應(yīng)也有所差異[21]，至于杉木組培苗生根培養(yǎng)過程中，IAA有別于NAA的可能作用機制還需要深入研究。在生產(chǎn)上，可以根據(jù)外植物體的來源及基因型的不同，合理地配合使用這兩種物質(zhì)，可能更利于杉木組培苗生根誘導(dǎo)，但是由于IAA的價格較高，在一定程度上提高了生產(chǎn)的成本。下一步研究應(yīng)加強對這兩種物質(zhì)的最佳比例的探討，盡可能地降低IAA使用比例，在達到高效誘導(dǎo)生根同時，也降低杉木組培苗的生產(chǎn)成本。

參考文獻：

[1] 陳代喜，吳友良，莫尚偉，等.廣西杉木良種選育現(xiàn)狀與對策[J].林業(yè)科技開發(fā)，2010，24（1）：1-4.

[2] 侯振宏，張小全，徐德應(yīng)，等.杉木人工林生物量和生產(chǎn)力研究[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2009，25（5）：97-103.

[3] 陶玉華，馮金朝，馬麟英，等.廣西羅城馬尾松、杉木、桉樹人工林碳儲量及其動態(tài)變化[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報，2011，20（11）：1608-1613.

[4] 萬曉華，黃志群，何宗明，等.闊葉和杉木人工林對土壤碳氮庫的影響比較[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2013，24（2）：345-350.

[5] 姚利輝，康文星，趙仲輝，等.會同杉木人工林不同生長階段植物固碳特征[J].生態(tài)學(xué)報，2015，35（4）：1-16.

[6] 曾 雷，胡德活，王潤輝，等.杉木優(yōu)良無性系組織培養(yǎng)技術(shù)研究初報[J].廣東林業(yè)科技，2009，25（6）：64-69.

[7] 周小紅，張元莉，李美平，等.杉木成年優(yōu)樹組培生根研究[J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2013，37（6）：169-172.

[8] 黃碧華.速生優(yōu)良杉木組培快繁技術(shù)試驗[J].福建林業(yè)科技， 2007，34（2）：133-136.

[9] 龐 麗，林思祖，曹光球.杉木優(yōu)良無性系組培苗誘導(dǎo)根的研究[J].江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2008，4（30）：283-286.

[10] 陳 勤，王 斐，琚淑明.杉科植物組培生根研究機理綜述[J].林業(yè)實用技術(shù)，2011（5）：3-4.

[11] 林景泉.速生優(yōu)良杉木組培繼代及生根培養(yǎng)研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（15）：8933-8934.

[12] 黃修林，文清嵐.杉木的組織培養(yǎng)與快速繁殖[J].技術(shù)與市場，2012，19（6）：221-222.

[13] 王軍輝，吳麗華，林 娟.生長素對楸樹不定芽的誘導(dǎo)和增殖培養(yǎng)影響的研究[J].林業(yè)科技，2011，36（1）：1-4.

[14] 王霖嬌，盛茂銀.四種生長素對刺梨離體枝條繁殖生根的影響[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，53（2）：441-443.

[15] 張以忠，王霖嬌，白文中，等.四種生長素對普通蕎麥枝條生根效應(yīng)的研究[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2004，32（2）：17-20.

[16] 王健省，程琳琳，王 旭，等.不同生長素處理和營養(yǎng)液濃度對雙瓣茉莉水培扦插生根的影響[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報，2015，46（2）：282-285.

[17] 莫雅芳，戴 勤，譚 玲，等.杉木莖段不定芽誘導(dǎo)及植株再生條件篩選[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報，2013，44（5）：810-814.

[18] 王婧宇，張雪平，楊 如，等.生長素在蘆筍組培擴繁體系中的影響[J].華東師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2010，6：101-108.

[19] 吳大忠.不同杉木優(yōu)良無性系組培誘導(dǎo)特性的研究[J].福建林業(yè)科技，1999，26（1）：26-29.

[20] 歐陽磊，鄭仁華，翁玉榛，等.杉木優(yōu)良無性系組培快繁技術(shù)體系的建立[J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2007，31（3）：47-51.

[21] 郝格非，朱曉磊，楊光富.植物激素受體的三維結(jié)構(gòu)及其分子識別機制研究進展[J].農(nóng)藥學(xué)學(xué)報，2014，16（1）：1-7.