不同培養(yǎng)基對(duì)構(gòu)樹組培苗生根的影響

智邵川，石 嶺

（內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝與植物保護(hù)學(xué)院，內(nèi)蒙古呼和浩特010020）

構(gòu)樹（Broussonetia papyrifera（ L.）Vent.）又名褚樹、谷漿樹、楊梅子等，屬蕁麻目?？疲瑸槎嗄晟淙~喬木或灌木[1-2]，具有一定的食用、藥用價(jià)值和臨床價(jià)值。構(gòu)樹屬適應(yīng)性強(qiáng)的喜光樹種，對(duì)氣候適應(yīng)性較強(qiáng)，耐北方的干冷和南方的濕熱氣候，亦能在林蔭下正常生長(zhǎng)[3]。構(gòu)樹果實(shí)含有氨基酸、礦物元素、糖類等多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[4]，不僅具有抗氧化和美容的作用，還可以有效緩解疲勞、提高人體的免疫力[5-6]。其果實(shí)可用來釀酒或者直接食用，具有補(bǔ)腎、壯筋骨、健胃消腫之功效[7-8]。

我國(guó)屬于世界上最大的造紙?jiān)腺Q(mào)易凈進(jìn)口國(guó)，尤其纖維原料木漿和廢紙等需大量進(jìn)口[9]。近年來，從日本引進(jìn)的作為制造漿紙的專用樹種光葉楮，資源有限，一般種植2～3 代以后就會(huì)退化[10]。目前，光葉楮苗木主要靠常規(guī)的無性扦插繁殖，但由于材料來源不足、扦插成活率不高，難以滿足當(dāng)前大面積栽培及推廣的需求，材料仍需大量進(jìn)口。而組織培養(yǎng)已被廣泛應(yīng)用，在組織培養(yǎng)、種質(zhì)資源保存等方面大量應(yīng)用，這不僅能有效降低誤差、且能在短時(shí)期內(nèi)獲得大量無菌苗，效率高，技術(shù)成本低，環(huán)境條件可控。近幾年來，組培技術(shù)發(fā)展較快，但對(duì)于構(gòu)樹組培研究相對(duì)較少，而離體培養(yǎng)技術(shù)可以有效解決植物資源短缺的難題[11]。

本研究以構(gòu)樹組培苗為試驗(yàn)材料，在以往研究基礎(chǔ)上添加新的激素及其不同濃度配比進(jìn)行試驗(yàn)，通過調(diào)試培養(yǎng)基配方篩選最佳生根配方，旨在為生產(chǎn)實(shí)踐及構(gòu)樹的種苗需求和后續(xù)研究等方面提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料為內(nèi)蒙古武川縣寶坤農(nóng)業(yè)園區(qū)構(gòu)樹的嫩莖，在內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝與植物保護(hù)學(xué)院組織培養(yǎng)室進(jìn)行初代繼代擴(kuò)繁，得到組培苗。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 基本培養(yǎng)基對(duì)組培苗生根的影響 取生長(zhǎng)特性一致的構(gòu)樹材料，修剪為3 cm 左右?guī)?～2 個(gè)小芽和葉片的組培苗，分別接種到3 種不同的培養(yǎng)基MS、1/2MS、1/4MS中，激素添加均為NAA0.1mg/L，接種進(jìn)行生根培養(yǎng)。每個(gè)處理接種外植體10 瓶，設(shè)3 次重復(fù)，培養(yǎng)35 d 后調(diào)查平均生根數(shù)（生根總數(shù)/接種苗數(shù)）、生根率（生根苗數(shù)/接種苗數(shù)）、生根長(zhǎng)度等指標(biāo)。

1.2.2 不同蔗糖濃度對(duì)構(gòu)樹組培苗生根的影響取3 cm 左右?guī)?～2 個(gè)小芽和葉片的組培苗，分別放置在蔗糖質(zhì)量濃度為15、30、45 g/L 的培養(yǎng)基中。每個(gè)處理接種外植體10 瓶，設(shè)3 次重復(fù)，培養(yǎng)35 d后調(diào)查平均生根數(shù)、生根率、生根長(zhǎng)度等指標(biāo)。

1.2.3 不同生長(zhǎng)素對(duì)構(gòu)樹組培苗生根的影響 設(shè)置 IAA、IBA、NAA 共 3 種生長(zhǎng)素，其質(zhì)量濃度分別設(shè)置為0.1、0.5、1.0 mg/L，在此培養(yǎng)條件下進(jìn)行培養(yǎng)。每個(gè)處理接種外植體10 瓶，設(shè)3 次重復(fù)，培養(yǎng)35 d 后調(diào)查平均生根數(shù)、生根率、生根長(zhǎng)度等指標(biāo)。

1.2.4 生長(zhǎng)素NAA 和不同細(xì)胞分裂素及其濃度組合對(duì)構(gòu)樹組培苗生根的影響 試驗(yàn)設(shè)NAA 質(zhì)量濃度為 0.1 mg/L，6-BA、CPPU、KT 質(zhì)量濃度分別為0.1、1.0、5.0 mg/L，在此培養(yǎng)條件下進(jìn)行培養(yǎng)。每個(gè)處理接種外植體 10 瓶，設(shè)3 次重復(fù)，培養(yǎng)35 d 后調(diào)查平均生根數(shù)、生根率、生根長(zhǎng)度等指標(biāo)。

1.2.5 培養(yǎng)條件 以上培養(yǎng)基均加入質(zhì)量濃度為6 g/L 的瓊脂，培養(yǎng)基pH 值調(diào)為 5.8～6.0，在恒溫光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，培養(yǎng)溫度為（25±2）℃，光照時(shí)數(shù)為12 h/d，光照強(qiáng)度為2 000 lx。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2016 和SPSS 25.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 培養(yǎng)基類型對(duì)構(gòu)樹生根的影響

從表1 可以看出，3 種培養(yǎng)基培養(yǎng)下，處理A3 與處理A2 和A1 間平均根長(zhǎng)差異均不顯著，處理A2和處理A1 間平均根長(zhǎng)差異達(dá)顯著水平（P＜0.05）；處理A2 的平均根數(shù)顯著高于處理A3 和處理A1，處理A3 和處理A1 間平均根數(shù)無顯著差異。對(duì)構(gòu)樹生根作用最好的是處理A2，平均根長(zhǎng)為2.13 cm，平均根數(shù)為2.27 條，且二者均高于處理A1、A3；處理A2 生根率為46.7%，也高于處理A1 和A3。

表1 培養(yǎng)基類型對(duì)構(gòu)樹生根的影響

2.2 不同蔗糖濃度對(duì)構(gòu)樹生根的影響

由表2 可知，平均根長(zhǎng)、平均根數(shù)和生根率三者均表現(xiàn)出處理B2（蔗糖質(zhì)量濃度為30 g/L）優(yōu)于處理B3（蔗糖質(zhì)量濃度為45 g/L）和處理B1（蔗糖質(zhì)量濃度為15 g/L）；隨著濃度梯度的增加，平均根長(zhǎng)、平均根數(shù)、生根率均提高，但蔗糖在高濃度水平下會(huì)抑制構(gòu)樹生根，在B3 處理下平均根長(zhǎng)、平均根數(shù)、生根率均下降。其中，處理B2 平均根長(zhǎng)與處理B3 間差異不顯著，與處理B1 間差異達(dá)顯著水平（P＜0.05），且 B2 根長(zhǎng)最大，為 2.23 cm；平均根數(shù)處理B2 與處理B3 間無顯著差異，與處理B1 間差異達(dá)顯著水平（P＜0.05），且處理 B3 與處理 B1 間差異也達(dá)顯著水平（P＜0.05），處理 B3、B2 平均根數(shù)均高于處理B1，且處理B2 生根數(shù)最高，達(dá)到2.26 條；處理B2 生根率也最高，為50.0%。

表2 不同蔗糖濃度對(duì)構(gòu)樹生根的影響

2.3 不同生長(zhǎng)素及其濃度對(duì)構(gòu)樹生根的影響

由表3 可知，3 種不同生長(zhǎng)素及其濃度下，隨著生長(zhǎng)素濃度的增加，構(gòu)樹平均根長(zhǎng)呈現(xiàn)出減小的趨勢(shì)，說明低濃度生長(zhǎng)素可以有效促進(jìn)構(gòu)樹生根，但生長(zhǎng)素濃度過高則會(huì)明顯抑制構(gòu)樹生根。其中，處理C7 平均根長(zhǎng)達(dá)最大，為2.49 cm，且與其他處理之間均存在顯著差異（P＜0.05），處理C3 根長(zhǎng)最小，為 0.73 cm，I、II、III 組處理的生長(zhǎng)素質(zhì)量濃度為0.1 mg/L 時(shí)均最有利于構(gòu)樹生根；I、II、III 組處理中，生長(zhǎng)素質(zhì)量濃度I 組為0.1 mg/L、II 組為0.5 mg/L、III 組為0.1 mg/L 對(duì)生根數(shù)有明顯提高作用，且在組內(nèi)為最佳，處理C7 的平均生根條數(shù)為組間最大，達(dá)到 3.57 條，且顯著高于其他處理（P＜0.05），處理C9 最小，為0.51 條；C7 生根率為組間最大，達(dá)到56.7%。不同生長(zhǎng)素對(duì)構(gòu)樹生根影響效果大小依次為NAA＞IAA＞IBA。

表3 不同生長(zhǎng)素及其濃度對(duì)構(gòu)樹生根的影響

2.4 生長(zhǎng)素NAA 和不同細(xì)胞分裂素及其濃度結(jié)合對(duì)構(gòu)樹生根的影響

表4 生長(zhǎng)素NAA 和不同細(xì)胞分裂素及其濃度結(jié)合對(duì)構(gòu)樹生根的影響

由表4 可知，第I、II 組隨細(xì)胞分裂素濃度的增加，構(gòu)樹的平均根長(zhǎng)、平均根數(shù)及生根率均呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢(shì)，但在第III 組KT 試驗(yàn)中卻呈現(xiàn)持續(xù)下降的趨勢(shì)，且KT 在組間效果表現(xiàn)最差。其中，構(gòu)樹的平均根長(zhǎng)、平均根數(shù)及生根率均表現(xiàn)為處理D5 組合高于其他組合，且與其他組合間差異達(dá)顯著水平（P＜0.05）；各處理組合對(duì)構(gòu)樹的平均根長(zhǎng)影響大小表現(xiàn)為D5＞D2＞D4＞D1＞D6＞D7＞D3＞D8＞D9，處理 D5 組合（CPPU 1.0 mg/L＋NAA 0.1 mg/L）對(duì)構(gòu)樹平均根長(zhǎng)的影響效果最好，平均根長(zhǎng)達(dá)3.24 cm，而KT＋NAA 組合的處理D9 的平均根長(zhǎng)組間組內(nèi)均最小，為1.48 cm；各處理組合對(duì)構(gòu)樹平均根數(shù)影響大小表現(xiàn)為D5＞D2＞D4＞D1＞D8＞D3＞ D7＞D6＞D9，處理 D5 組合對(duì)構(gòu)樹平均根數(shù)的影響效果最好，均根數(shù)達(dá)到5.83 條，顯著高于其他處理組合，處理D9 平均根數(shù)最?。?.93 條）；生根率處理D5 組合達(dá)到處理間最大，為76.7%，處理D9 組合生根率最小（43.3%）。

3 結(jié)論與討論

3.1 培養(yǎng)基類型及蔗糖濃度對(duì)構(gòu)樹生根的影響

本研究通過對(duì)構(gòu)樹進(jìn)行不同培養(yǎng)基及不同蔗糖濃度的培養(yǎng)，結(jié)果顯示，各培養(yǎng)基培養(yǎng)效果表現(xiàn)為培養(yǎng)基1/2 MS＞1/4 MS＞MS。所以，在試驗(yàn)過程中，適當(dāng)降低培養(yǎng)基大量元素濃度，有利于構(gòu)樹生根，但濃度過低不足以提供生根所需離子，導(dǎo)致生根不理想，這與方宇鵬等[12]研究得出的不同培養(yǎng)基類型對(duì)大別山冬青組培苗生根的影響結(jié)果一致（在不同蔗糖濃度下培養(yǎng)，30 g/L＞45 g/L＞15 g/L）。所以，提高蔗糖濃度會(huì)有利于構(gòu)樹生根，相對(duì)于低濃度蔗糖生根效果顯著提高，這與劉靜[13]研究得出的蔗糖濃度對(duì)薄荷組織培養(yǎng)生根影響結(jié)果一致。較高蔗糖濃度成為促進(jìn)組培苗生根的必要條件。綜上得出，最適構(gòu)樹生根培養(yǎng)的培養(yǎng)基組合為1/2 MS＋30 g/L。

3.2 不同生長(zhǎng)素及其濃度對(duì)構(gòu)樹生根的影響

本研究通過研究 IAA、IBA 和 NAA 這 3 種生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑及其質(zhì)量濃度（0.1、0.5、1.0 mg/L）對(duì)構(gòu)樹生根的影響，結(jié)果表明，適當(dāng)濃度的生長(zhǎng)素對(duì)構(gòu)樹生根具有促進(jìn)作用。3 種不同生長(zhǎng)素及其濃度下，隨濃度的增加，根長(zhǎng)和生根數(shù)均出現(xiàn)減少的趨勢(shì)，由此可見，低濃度生長(zhǎng)素可以有效促進(jìn)生根，但隨著生長(zhǎng)素濃度升高，會(huì)明顯抑制構(gòu)樹生根。其中，NAA 質(zhì)量濃度為0.1 mg/L 時(shí)根長(zhǎng)達(dá)到2.49 cm，生根數(shù)量為3.57 條，生根率為56.7%，均達(dá)最大值。這與陶文丞等[14]研究構(gòu)樹快繁生根試驗(yàn)結(jié)果一致，與萬文等[15]報(bào)道的雜交構(gòu)樹生根的培養(yǎng)試驗(yàn)效果也一致，但在濃度上略有差別。這可能是由于構(gòu)樹材料的不同和構(gòu)樹本身對(duì)培養(yǎng)基的適應(yīng)性不同，具體還需進(jìn)一步研究。IBA 在0.1 mg/L 的培養(yǎng)條件下，生根效果相對(duì)較好，繼續(xù)增大IBA 濃度則會(huì)抑制構(gòu)樹生根，但在組間效果最差，植株表現(xiàn)為整株發(fā)黃，且有落葉愈傷組織增多的現(xiàn)象產(chǎn)生。該結(jié)果與ANJANA 等[16]在生根誘導(dǎo)研究上得出的IBA 的生根效果優(yōu)于NAA 的結(jié)論相反。本試驗(yàn)中，NAA 對(duì)構(gòu)樹生根效果優(yōu)于IAA、IAA 優(yōu)于IBA，因此，1/2 MS＋NAA 0.1 mg/L 是適合構(gòu)樹生根的最佳組合。

3.3 生長(zhǎng)素NAA 和不同細(xì)胞分裂素及其濃度結(jié)合對(duì)構(gòu)樹生根的影響

本研究通過對(duì)構(gòu)樹進(jìn)行生長(zhǎng)素NAA 和不同細(xì)胞分裂素及其濃度組合對(duì)構(gòu)樹生根的影響，結(jié)果顯示，NAA 0.1 mg/L 和CPPU 結(jié)合效果最佳，生根效果CPPU＞6-BA＞KT。隨著細(xì)胞分裂素濃度增大，且激素濃度為1.0 mg/L 時(shí)，生根質(zhì)量最好，且苗粗壯，但繼續(xù)提高激素濃度會(huì)抑制其生根，并產(chǎn)生愈傷根，生根質(zhì)量下降。在組培試驗(yàn)中，6-BA 和NAA組合是常用的試驗(yàn)方案。劉蕓等[17]研究結(jié)果表明，6-BA 和NAA 組合對(duì)雜交構(gòu)樹生根效果最好，與本試驗(yàn)結(jié)果一致，但濃度略有不同；劉艷濤等[18]對(duì)構(gòu)樹進(jìn)行生根培養(yǎng)研究也得到相同的研究結(jié)果。本試驗(yàn)由于長(zhǎng)期使用6-BA，導(dǎo)致在試驗(yàn)過程中組培苗對(duì)6-BA 產(chǎn)生了耐藥性，植株生長(zhǎng)緩慢且愈傷組織增多，后期生長(zhǎng)幾乎停滯，不利于其繼續(xù)生根和擴(kuò)繁，而且植株顏色漸變?yōu)槟G并在生長(zhǎng)過程中出現(xiàn)木質(zhì)化現(xiàn)象，與萬文等[15]對(duì)雜交構(gòu)樹苗的繼代培養(yǎng)試驗(yàn)結(jié)果一致。本試驗(yàn)在以往研究基礎(chǔ)上，選擇新的細(xì)胞分裂素CPPU，結(jié)果表明，組培苗生長(zhǎng)健壯，生根質(zhì)量好，植株表現(xiàn)為粗壯青綠苗。所以，在培養(yǎng)基中添加CPPU，在生根方面效果要好于6-BA。別之龍[19]通過對(duì)CPPU 用于西瓜的研究結(jié)果表明，CPPU 相比其他細(xì)胞分裂素活性高、所需濃度低、效果優(yōu)。針對(duì)CPPU 在組織培養(yǎng)的應(yīng)用上相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道較少，武玉婷等[20]利用CPPU 對(duì)構(gòu)樹進(jìn)行增殖試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，CPPU 的加入能夠有效促進(jìn)構(gòu)樹的生長(zhǎng)，這也為CPPU 作為一種新的細(xì)胞分裂素在組培的應(yīng)用上奠定了基礎(chǔ)。本試驗(yàn)中，對(duì)構(gòu)樹生根影響效果最差的為KT，而許丁帆等[21]在對(duì)鐵皮石斛進(jìn)行組織培養(yǎng)過程中發(fā)現(xiàn)，KT 能夠促進(jìn)鐵皮石斛生長(zhǎng)，與本試驗(yàn)結(jié)果相反，可能是由于草本植物和木本植物對(duì)于KT 的利用存在較大差異，也可能與不同種類的植物對(duì)同種激素的吸收利用有關(guān)，其仍需進(jìn)一步探索。本試驗(yàn)結(jié)果得出，1/2 MS＋NAA 0.1 mg/L＋CPPU 1.0 mg/L 是構(gòu)樹生根的最佳組合。