澳洲茶樹組培繼代芽瓶外生根技術(shù)研究

肖玉菲，劉海龍，劉雄盛，覃子海，張燁，張曉寧，晏巢，陳博雯

(1.廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學(xué)研究院，國家林業(yè)局中南速生材繁育實(shí)驗(yàn)室，廣西優(yōu)良用材林資源培育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西 南寧 530002；2.中國林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)實(shí)驗(yàn)中心，江西 分宜 336600)

澳洲茶樹[Melaleucaalternifolia(Maiden & Betche) Cheel]，又名澳洲白千層、互葉白千層，屬桃金娘科(Myrtaceae)白千層屬(Melateuca)植物，原產(chǎn)于東部的昆士蘭州和新南威爾士北部，是澳大利亞著名的芳香油料樹種[1]，中國的廣東、廣西、云南等地于1993年起先后成功引種澳洲茶樹[2]。澳洲茶樹花呈圓柱形穗狀花序，頂生于枝梢，小瓶刷狀，是優(yōu)美的庭院樹、行道樹和防風(fēng)樹[3]。此外，澳洲茶樹栽植1年后便可采收新鮮枝葉提取精油，稱為茶樹油。茶樹油是優(yōu)良的天然芳香劑、抗菌劑和防腐劑，廣泛應(yīng)用于制藥、日化、食品、香料等行業(yè)[4]。因此，澳洲茶樹經(jīng)濟(jì)價(jià)值極高。

澳洲茶樹的繁殖方式包括種子繁殖、扦插繁殖和組培繁殖。種子敗育多，發(fā)芽率低，種間差異大，致使優(yōu)良種苗匱乏[5]；扦插繁殖受母株限制，繁育周期長，繁殖系數(shù)較低，大大地限制了其推廣速度[6]；組織培養(yǎng)是一種快速有效的無性繁殖途徑，能有效擴(kuò)增優(yōu)良品種，在短期內(nèi)提供大量優(yōu)質(zhì)苗木[7]。然而，傳統(tǒng)的組培繁殖要經(jīng)過初始芽誘導(dǎo)、繼代增殖、瓶內(nèi)生根、煉苗移栽等諸多工序，過程復(fù)雜，無菌操作要求高，人力物力電力消耗大，成本較高。瓶外生根技術(shù)作為常規(guī)組培技術(shù)的簡化版，加速了種苗繁殖的進(jìn)程[8]，近年來在一些樹種的組培繁育過程中得以應(yīng)用[9-11]，但尚未見其在澳洲茶樹組培快繁中的應(yīng)用報(bào)道。為此，在澳洲茶樹成熟的組培快繁技術(shù)基礎(chǔ)上，將瓶內(nèi)生根和煉苗移栽結(jié)合起來，開展組培繼代芽瓶外生根技術(shù)研究，以減少培養(yǎng)環(huán)節(jié)，縮短育苗周期，降低苗木成本，為實(shí)現(xiàn)澳洲茶樹良種無性化育苗，并進(jìn)行大規(guī)模推廣提供種苗保證。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)在廣西林業(yè)科學(xué)研究院苗圃進(jìn)行，苗圃位于108°21′E，22°56′N，海拔80m丘陵地貌，屬亞熱帶季風(fēng)性氣候，年均溫度21.18℃，極端最高溫度39.4℃，極端最低溫度-1.5℃，1月份平均溫度12.8℃，年平均降雨量1 350mm，蒸發(fā)量1 609.1mm，平均相對(duì)濕度80%，無霜期360d。

1.2 試驗(yàn)材料

澳洲茶樹組培繼代芽取自廣西林業(yè)科學(xué)研究院生物技術(shù)研究所。選取培養(yǎng)40d的繼代瓶苗，將瓶口打開，置于自然光大棚中煉苗1周后，選其叢生芽中生長健壯、高度≥3cm的繼代芽洗去培養(yǎng)基，切成單芽作為試驗(yàn)材料。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 基質(zhì)對(duì)生根效果的影響

選用紅心土、輕基質(zhì)和沙子3種基質(zhì)，分別填充于5cm×10cm(口徑4.5cm)的塑料穴盤中，用2‰-4‰的高錳酸鉀溶液消毒24-36h，消毒后清水淋透。將組培繼代芽基部置于0.2mg/mL IBA溶液中浸泡30min后扦插于基質(zhì)中。每種基質(zhì)扦插250株，重復(fù)3次，扦插后35d每個(gè)處理隨機(jī)抽樣，統(tǒng)計(jì)生根率、生根數(shù)和根系長。

1.3.2 生長調(diào)節(jié)劑及處理方式對(duì)生根效果的影響

根據(jù)生長調(diào)節(jié)劑種類、濃度及處理方式，設(shè)置3因素3水平正交試驗(yàn)，選擇L9(34)正交表，第4列為空白列，具體處理見表1。其中，生長調(diào)節(jié)劑(NAA、IBA、ABT)分別設(shè)0.2mg/mL、0.4mg/mL、0.6mg/mL 3個(gè)濃度水平；生長調(diào)節(jié)劑的處理方式分3種，第1種為將≥3cm的繼代芽浸泡于相應(yīng)濃度激素溶液30-50min后扦插(A)，第2種為將≥3cm的繼代芽底部蘸取相應(yīng)濃度激素溶液與滑石粉的混合勻漿后扦插(B)，第3種為將≥3cm的繼代芽浸泡于相應(yīng)濃度激素溶液30-50min并蘸取相應(yīng)濃度激素溶液與滑石粉的混合勻漿后扦插(C)。每個(gè)處理扦插250株，重復(fù)3次，扦插后35d每個(gè)處理隨機(jī)抽樣，統(tǒng)計(jì)生根率、生根數(shù)和根系長。

1.3.3 扦插時(shí)間對(duì)生根效果的影響

于不同月份，按照1.3.2中的最優(yōu)方案進(jìn)行扦插試驗(yàn)，比較扦插時(shí)間對(duì)生根效果的影響。每個(gè)月份扦插250株，重復(fù)3次，扦插后35d每個(gè)處理隨機(jī)抽樣，統(tǒng)計(jì)生根率、生根數(shù)和根系長。

扦插后濕度保持85%以上，光照強(qiáng)度為1 500-2 500lx，每天光照時(shí)間為12-14h。

1.4 觀察統(tǒng)計(jì)及數(shù)據(jù)分析

隨機(jī)抽樣，統(tǒng)計(jì)生根苗數(shù)、生根條數(shù)，并測(cè)量根系長，生根率=(抽樣生根苗數(shù)/抽樣苗數(shù))×100%。采用Microsoft office Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)整理并制圖，SPSS V19.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析和多重比較，Latin 正交設(shè)計(jì)助手II V3.1進(jìn)行直觀分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 基質(zhì)對(duì)生根效果的影響

澳洲茶樹組培繼代芽在育苗基質(zhì)上30-35d開始生根，不同的基質(zhì)對(duì)其生根率、生根數(shù)和根系長均有一定的影響。輕基質(zhì)和沙子為育苗基質(zhì)時(shí)，澳洲茶樹組培繼代芽生根率和根系長相當(dāng)(圖1A，圖1C)，但輕基質(zhì)的生根數(shù)相對(duì)高于沙子(圖1B)。以紅心土作為基質(zhì)時(shí)，生根率為48%，平均生根條數(shù)為3.2條，平均根系長為1.57cm，均顯著高于輕基質(zhì)(30.67%，2.57條，1.39cm)和沙子(21.33%，1.43條，1.34cm)。因此，以紅心土作為基質(zhì)，澳洲茶樹生根效果較好。

圖1 不同基質(zhì)生根情況Fig.1 Rooting effect in different nursery substrates

2.2 生長調(diào)節(jié)劑及處理方式對(duì)生根效果的影響

由表1可知，不同處理方式的澳洲茶樹組培繼代芽瓶外生根率、生根數(shù)和根系長不同，且生根率和生根數(shù)差異較為顯著。

表1 生長調(diào)節(jié)劑及處理方式對(duì)生根效果的影響Tab.1 The effect of growth regulators and treatments on rooting

試驗(yàn)結(jié)果經(jīng)過直觀分析后可知(表2)，在生根率方面，各因素的極差分別為R激素種類=32.00，R浸泡方式=23.67，R激素濃度=7.67，即各因素影響作用的主次順序?yàn)榧に胤N類>浸泡方式>激素濃度；在生根數(shù)方面，各因素的極差分別為R激素種類=3.82，R浸泡方式=2.31，R激素濃度=1.23，即各因素影響作用的主次順序?yàn)榧に胤N類>浸泡方式>激素濃度；在根系長方面，各因素的極差分別為R激素種類=0.55，R浸泡方式=0.30，R激素濃度=0.23，即各因素影響作用的主次順序?yàn)榧に胤N類>浸泡方式>激素濃度。

綜合分析可知，有利于澳洲茶樹組培繼代芽瓶外生根的最優(yōu)方案是浸泡方式為C，激素種類為ABT，激素濃度為0.4mg/mL，即將≥3cm的繼代芽浸泡于0.4mg/mL的ABT溶液中30-50min，并蘸取相應(yīng)濃度激素溶液與滑石粉的混合勻漿后扦插。

表2 生長調(diào)節(jié)劑及處理方式對(duì)生根效果影響的極差分析Tab.2 Analysis of the effect of growth regulator and treatment on rooting

注：“K1、K2、K3”分別表示在各因素3個(gè)水平下生根率的平均值;“R”表示同一因素各水平下的極差;“**”代表P≤0.01水平的顯著性，“-”代表無顯著性。

2.3 扦插時(shí)間對(duì)生根效果的影響

不同的扦插時(shí)間對(duì)于生根率的的影響顯著，而對(duì)于生根數(shù)量和根系長的影響差異相對(duì)較小。1年中，生根率指標(biāo)，12月最高，可達(dá)92%；3月、4月次之，但差異并不明顯；8月最低，僅為64%(圖2A)，顯著低于其他時(shí)間；生根數(shù)指標(biāo)，3月最高，平均為9.61條，顯著高于其他時(shí)間，8月，9月最低，平均為8.49條(圖2B)；根系長指標(biāo)，除8月最低為2.17cm外，其余月份差異不明顯(圖2C)。綜合而言，夏季扦插生根效果最差，冬季扦插生根效果較好。

圖2 不同扦插時(shí)間生根情況Fig.2 Rooting effect in different months

3 結(jié)論與討論

生根環(huán)節(jié)一直是組培苗工廠化生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，根系的好壞直接影響著組培苗的成活率和工廠化育苗的生產(chǎn)效率[12]，故本研究選用生根率、生根數(shù)和根系長3個(gè)指標(biāo)來衡量不同因素對(duì)于澳洲茶樹組培繼代芽生根效果的影響。試驗(yàn)證明，基質(zhì)、生長調(diào)節(jié)劑及處理方式及扦插時(shí)間都直接影響著澳洲茶樹組培繼代芽的瓶外生根率、生根數(shù)和根系長。綜合而言，在進(jìn)行澳洲茶樹組培繼代芽瓶外生根扦插時(shí)，不要選擇氣溫較高的夏季，冬季較為合適，以紅心土作為基質(zhì)，將≥3cm的繼代芽浸泡于0.4mg/mL的ABT溶液中30-50min，并蘸取相應(yīng)濃度激素溶液與滑石粉的混合勻漿后扦插效果最好，30-35d生根，生根率達(dá)92%，生根8.96條，平均根系長2.4cm，足以滿足生產(chǎn)要求，能夠快速獲得澳洲茶樹組培苗木。

基質(zhì)為根原基的萌動(dòng)和根系生長提供了必要的環(huán)境，是移栽生根成活的重要因素，其不同的基質(zhì)通透性、保水性不同，不同的植物對(duì)于基質(zhì)的適應(yīng)性不同。張彩玲等[13]采用園土、草炭土與松毛(1︰3︰1)作為基質(zhì)移栽藍(lán)莓(越桔亞屬Vaccinium)組培苗，成活率可達(dá)92.1%；劉紅堅(jiān)等[14]篩選得出甘蔗(Saccharumofficinarum)無根試管苗最適種植基質(zhì)為70%黃泥+30%河沙。本研究選用3種基質(zhì)進(jìn)行對(duì)比，紅心土生根效果最好，可能是因?yàn)樯匙油ㄍ感院玫Ｋ圆睿p基質(zhì)雖通透性和保水性好，但較高的無機(jī)鹽濃度影響滲透壓，從而影響著營養(yǎng)吸收，不利于根的萌動(dòng)。

在澳洲茶樹組培繼代芽瓶外生根過程中，季節(jié)對(duì)其生根率影響較大，夏季生根率最低，這可能與溫度關(guān)系密切，程淑云[15]在研究藍(lán)莓瓶外生根技術(shù)時(shí)也曾提出適當(dāng)?shù)娜找箿夭钣欣诟档恼T導(dǎo)萌發(fā)，夏季溫度較高且晝夜溫差不明顯，繼代芽容易失水萎蔫，難以保持生根所必需的活力，具體澳洲茶樹瓶外生根的最適溫度條件可做進(jìn)一步研究。

組培苗瓶外生根技術(shù)是將繼代苗瓶內(nèi)生根培養(yǎng)和煉苗馴化相結(jié)合的手段，Debergh等[16]認(rèn)為，瓶外生根可使總費(fèi)用降低35%-75%。吳麗君等[17-18]利用傳統(tǒng)組培方式進(jìn)行白千層產(chǎn)業(yè)化研究時(shí)，瓶內(nèi)生根培養(yǎng)25d后，將生根瓶苗轉(zhuǎn)到玻璃溫室煉苗20-30d后移栽，生根率雖可達(dá)95%-96%，但移栽成活率僅為84.8%，本研究省去了傳統(tǒng)瓶內(nèi)生根程序，僅需煉苗7d，扦插30-35d即生根成活，生根成活率可達(dá)92%，該技術(shù)減少了一次無菌操作的步驟，加快了苗木培育的速度，節(jié)省了培養(yǎng)室的空間，節(jié)約了生產(chǎn)成本，避免了移栽過程中苗木的損失及對(duì)成活率的影響，應(yīng)用于澳洲茶樹是可行的。此外，組培苗生產(chǎn)過程中，最嚴(yán)重的問題之一就是污染問題，組培瓶苗的污染嚴(yán)重影響其生根過程，導(dǎo)致組培瓶苗損失嚴(yán)重，而瓶外生根則可以利用已被污染的組培瓶苗，在瓶外進(jìn)行滅菌后移植，能夠正常生根且成活，減少了生產(chǎn)上的損失。

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