不同銨態(tài)氮/硝態(tài)氮配比對(duì)2種開(kāi)唇蘭屬植物組培苗生長(zhǎng)的影響

羅劍飄，譚嘉娜，官錦燕，黃海英，陳月桂，楊俊賢，羅青文

(1.廣東省生物工程研究所 廣東省甘蔗改良與生物煉制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510316；2.廣東省生物工程研究所 湛江甘蔗研究中心，廣東 湛江 524000)

開(kāi)唇蘭屬(Anoectochilus)為多年生地生蘭，約有40余種，分布于亞洲熱帶地區(qū)至大洋洲，我國(guó)有20種，2個(gè)變種，產(chǎn)于西南部至南部，該屬植物的部分種可全草藥用[1]，如金線蘭(A.roxburghii)、臺(tái)灣銀線蘭(A.formosanus)、恒春銀線蘭(A.koshunensis)等，是我國(guó)傳統(tǒng)珍稀藥材[2]，其提取物已被證明具有抑菌、抗病毒[3]、抗癌細(xì)胞[4]、抗氧化性[5]、降血壓[6]等功效。除藥用價(jià)值外，開(kāi)唇蘭屬植物許多種類的葉片上有著美麗的斑紋及天鵝絨般的光澤，加之花型精巧奇特，也是觀賞價(jià)值較高的室內(nèi)花卉珍品。由于該屬植物的部分種具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，野生資源急劇減少，其資源的保護(hù)和可持續(xù)利用研究顯得尤為重要。目前，對(duì)開(kāi)唇蘭屬植物的研究主要集中于資源分布[7-8]、基因鑒定[9-10]、營(yíng)養(yǎng)體結(jié)構(gòu)[11-12]、組培快繁體系[13-14]、栽培基質(zhì)和栽培模式[15-16]、肥料需求[17-18]、化學(xué)成分和藥理學(xué)作用[6, 19-20]等方面。然而關(guān)于開(kāi)唇蘭屬植物的肥料需求研究多注重肥料整體對(duì)植株生長(zhǎng)的影響[17-18]，對(duì)于其中礦質(zhì)元素的形態(tài)研究甚少，尤其是關(guān)于需求量較大的氮素形態(tài)對(duì)開(kāi)唇蘭屬植物生長(zhǎng)的影響報(bào)道較少。

氮素是植物體內(nèi)許多重要有機(jī)化合物的組成成分，對(duì)植物生命活動(dòng)以及作物產(chǎn)量和品質(zhì)均有極其重要的影響[21]。高等植物不能利用空氣中的氮?dú)?，僅能吸收化合態(tài)的氮。植物可以吸收氨基酸、天冬酰胺和尿素等有機(jī)氮化物，但是植物的氮源主要是無(wú)機(jī)氮化物，而無(wú)機(jī)氮化物中又以銨鹽和硝酸鹽為主[22]，由于二者形態(tài)不同，會(huì)對(duì)同一作物的生長(zhǎng)產(chǎn)生不同的效應(yīng)，同時(shí)，不同作物對(duì)同一形態(tài)氮素的吸收利用也存在差異。目前關(guān)于不同形態(tài)氮素對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)的影響已有不少報(bào)道[21,23-32]，而對(duì)開(kāi)唇蘭屬植物生長(zhǎng)的影響報(bào)道較少,僅朱美瑛[33]研究發(fā)現(xiàn)，較高濃度的硝態(tài)氮有利于臺(tái)灣銀線蘭株高的增長(zhǎng)、根的生長(zhǎng)、可溶性蛋白和干物質(zhì)的積累，但不利于葉片的生長(zhǎng)。鑒于此，以金線蘭和云南野生開(kāi)唇蘭屬植物(簡(jiǎn)稱云南開(kāi)唇蘭)組培苗為材料，研究不同硝態(tài)氮和銨態(tài)氮配比對(duì)其生長(zhǎng)的影響，為開(kāi)唇蘭屬植物組培擴(kuò)繁基本培養(yǎng)基的優(yōu)化及生產(chǎn)上合理施用氮肥提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料

供試材料分別為金線蘭和云南開(kāi)唇蘭的組培苗，由廣東省生物工程研究所湛江甘蔗研究中心提供。其中，云南開(kāi)唇蘭組培苗由2012年于云南芒市野外發(fā)現(xiàn)的植株經(jīng)組培擴(kuò)繁得到，經(jīng)過(guò)形態(tài)特征比對(duì)，初步確認(rèn)為開(kāi)唇蘭屬植物，其與金線蘭組培苗的不同在于：株高較高(在10～16 cm不等，金線蘭為8～12 cm)，葉片具網(wǎng)狀脈，同樣帶有天鵝絨光澤，但較為稀疏，生長(zhǎng)速度較金線蘭快。

1.2 試驗(yàn)方法

各處理大量元素配制方法詳見(jiàn)表1。每個(gè)處理分別設(shè)頂芽培養(yǎng)基和莖段培養(yǎng)基，頂芽培養(yǎng)基中加入NAA 0.2 mg/L，莖段培養(yǎng)基中加入6-BA 0.5 mg/L、NAA 0.2 mg/L。此外，各處理均加入蔗糖30 g/L、卡拉膠6.8 g/L，控制pH值在5.4。

表1 大量元素配制方法Tab.1 Preparation method of major element solution mL/L

注：1.各化合物均先配制成1.0 mol/L溶液，再按照表中要求進(jìn)行添加； 2.“空白”表示不需要添加。

Note: 1.All the chemical compounds in the table are first dissolved in water to prepare a solution with 1.0 mol/L concentration, and then be added base on the table’s requires.2.The blanks in the table mean that this chemical compound is on need to be added.

1.2.2 接種方法及培養(yǎng)條件 選取處于壯苗階段、生長(zhǎng)良好、長(zhǎng)勢(shì)均一的組培苗為接種材料。頂芽取材：截取組培苗從頂端開(kāi)始往下帶有1個(gè)節(jié)的截段，金線蘭頂芽截段約為2.5 cm，云南開(kāi)唇蘭頂芽截段約為3.5 cm。莖段取材：將組培苗的頂芽、葉片及根部去除，以莖上的節(jié)為單位，截成單個(gè)莖段，每個(gè)莖段長(zhǎng)度約為1.0 cm。

將頂芽垂直接入各處理頂芽培養(yǎng)基中，將莖段均勻平鋪于各處理莖段培養(yǎng)基中。每瓶培養(yǎng)基接入8個(gè)外植體，每處理接種5瓶，重復(fù)3次。由于2種開(kāi)唇蘭屬植物生長(zhǎng)速度不同，接種90 d后記錄云南開(kāi)唇蘭各處理植株的生長(zhǎng)指標(biāo)，接種120 d后記錄金線蘭各處理植株的生長(zhǎng)指標(biāo)。每處理隨機(jī)選取15個(gè)(每重復(fù)選取5個(gè))植株(或莖段)進(jìn)行測(cè)量和記錄。

培養(yǎng)條件：溫度(25±2)℃，光照強(qiáng)度800～1 300 lx。

1.3 測(cè)量指標(biāo)及方法

頂芽測(cè)量指標(biāo)：植株死亡率(該處理死亡植株數(shù)/該處理總植株數(shù)×100%)、莖高、節(jié)數(shù)、展葉數(shù)(指完全展開(kāi)的葉片數(shù)，下同)、倒數(shù)第2節(jié)葉片(簡(jiǎn)稱倒二葉)及近莖尖第1片開(kāi)展葉葉長(zhǎng)和葉寬(葉片基部離層至葉尖的距離為葉長(zhǎng)，葉片最大寬幅為葉寬，用直尺測(cè)量，下同)、莖粗(選取植株中間部位的莖段用分度值為0.02 mm的游標(biāo)卡尺測(cè)量，下同)、枯葉數(shù)、枯莖數(shù)(指一株植株中已經(jīng)枯萎的莖節(jié)數(shù)，下同)、基內(nèi)生根率(該處理在培養(yǎng)基內(nèi)生根的植株數(shù)/該處理總植株數(shù)×100%)、基內(nèi)根根數(shù)及基內(nèi)根根長(zhǎng)、氣生根數(shù)及氣生根根長(zhǎng)。

莖段測(cè)量指標(biāo)：萌芽率(該處理已經(jīng)萌發(fā)新芽的莖段數(shù)/該處理總莖段數(shù)×100%)、萌芽數(shù)(單個(gè)莖段上萌發(fā)的芽的個(gè)數(shù))、芽高、芽節(jié)數(shù)(萌發(fā)的新芽具有的莖節(jié)數(shù))、展葉數(shù)、倒二葉葉長(zhǎng)和葉寬、莖粗、生根率(該處理中生根的植株數(shù)/該處理總植株數(shù)×100%，包含氣生根及基內(nèi)根)、根數(shù)及根長(zhǎng)(包含氣生根及基內(nèi)根)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示，采用SPSS 20.0進(jìn)行方差分析，Duncan’s法進(jìn)行多重比較，方差非齊性時(shí)采用非參數(shù)的Kruskal-Wallis秩和檢驗(yàn)(多重比較選擇“逐步降低”)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同配比對(duì)金線蘭和云南開(kāi)唇蘭頂芽生長(zhǎng)的影響

圖1 金線蘭頂芽生長(zhǎng)情況Fig.1 Growing conditions of Anoectochilus roxburghii’s apical buds

圖2 云南開(kāi)唇蘭頂芽生長(zhǎng)情況Fig.2 Growing conditions of the apical buds which is from Anoectochilus plant from Yunnan

從左到右分別為金線蘭頂芽、金線蘭莖段、云南開(kāi)唇蘭頂芽、云南開(kāi)唇蘭莖段The materials form left to right are A.roxburghii’s apical buds, and stem segments, apical buds and stem segments of Anoectochilus plant from Yunnan圖3 高濃度氯離子對(duì)照金線蘭及云南開(kāi)唇蘭生長(zhǎng)情況Fig.3 Growing conditions of A.roxburghii and Anoectochilus plant from Yunnan under the control treatment of high content chlorine 30/30)

2.2 不同配比對(duì)金線蘭和云南開(kāi)唇蘭莖段萌芽的影響

圖4 金線蘭莖段萌芽及生長(zhǎng)情況Fig.4 Budding and its growing conditions of A.roxburghii’s stem segments

圖5 云南開(kāi)唇蘭莖段萌芽及生長(zhǎng)情況Fig.5 Budding and its growing conditions of the stem segments which is from Anoectochilus plant from Yunnan

3 結(jié)論與討論

本研究發(fā)現(xiàn)，硝態(tài)氮和銨態(tài)氮的比例對(duì)金線蘭和云南開(kāi)唇蘭的植株形態(tài)和葉型有較大影響，隨著銨態(tài)氮濃度的增加，植株的近莖尖第1片開(kāi)展葉萎縮，株高、根數(shù)及根長(zhǎng)均有遞減趨勢(shì)，這可能是由于銨態(tài)氮削弱了滲透壓調(diào)節(jié)功能，伴隨著也降低了葉細(xì)胞膨脹率或者是根和芽的激素調(diào)節(jié)功能所導(dǎo)致，而小的葉面積和葉面積比可能導(dǎo)致銨態(tài)氮中的植物碳積累減少，因而植物長(zhǎng)勢(shì)變?nèi)?；其次，相較于硝態(tài)氮而言，處于銨態(tài)氮中的植物根和葉的呼吸作用消耗的碳源更多，用于銨態(tài)氮的吸收和同化，進(jìn)而減少了植物的干物質(zhì)積累，可能因此也抑制了植物的生長(zhǎng)；第三，植物同化銨態(tài)氮所需能量比同化硝態(tài)氮所需的光合能量要少[43]，這可能也是導(dǎo)致銨態(tài)氮中植株株型變小的原因。此外，不同氮素形態(tài)對(duì)植物生長(zhǎng)的影響還與光照強(qiáng)度、培養(yǎng)基的溫度、氮素濃度、pH值以及鉀離子濃度相關(guān)[43]，本研究中除氮素濃度外，其余因素在各試驗(yàn)組均基本相同，如果在固定的氮素濃度下，其他因素發(fā)生改變，可能得到的結(jié)果不同。