不同培養(yǎng)環(huán)境對蝴蝶蘭組培苗新老芽增殖分化的影響

朱嬌，蘭成云*，董飛，王燁楠，石少川，馬蕾，王俊峰，徐金光，呂曉惠

（1.山東省農(nóng)業(yè)科學院蔬菜花卉研究所／山東省設施蔬菜生物學重點實驗室／國家蔬菜改良中心山東分中心，山東 濟南 250100；2.商河縣花卉產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新團隊，山東 商河 251600）

蝴蝶蘭為蘭科蝴蝶蘭屬多年生常綠附生草本植物，俗稱“洋蘭”，是世界上栽培最廣泛、最普及的洋蘭品種之一。其花型如蝶，姿態(tài)優(yōu)雅，色彩鮮艷，花期長久，在熱帶蘭中素有“蘭花皇后”之美譽［1］。蝴蝶蘭組培工廠化主要采用腋芽無性繁殖為主，通過組培快繁，蝴蝶蘭的苗生長、開花整齊一致，可以完全保存母體的觀賞性狀［2-4］。然而在長期組培工廠化過程中主要存在兩個突出問題：第一，種苗攜帶病毒，包括單一病毒和復合感染病毒；第二，組培苗“大小苗”問題。大小苗顧名思義就是分化大小不一致的組培苗，會致今后栽培苗參差不齊，不利于栽培管理，增加生產(chǎn)成本，嚴重降低組培苗的商品性，目前已經(jīng)成為蝴蝶蘭組培工廠化的瓶頸。導致大小苗的因素很多，包括組織培養(yǎng)環(huán)境、培養(yǎng)條件、品種特性等。其中，培養(yǎng)環(huán)境主要包括基礎培養(yǎng)基、激素及添加物等；培養(yǎng)條件為光照、溫度及濕度；品種特性為植株本身遺傳特性［5-10］。另外，生產(chǎn)上也可以通過人工區(qū)分的辦法，篩選不同級別的組培苗，但對組培技術工人的技能水平要求較高，加上主觀判斷差異性不可控，往往達不到預期效果，增加組培成本。因此，通過調(diào)控培養(yǎng)環(huán)境，篩選適宜的培養(yǎng)基配方是主要的研究方向。

本試驗以市面上暢銷蝴蝶蘭品種“大辣椒”“臺大微笑”花梗腋芽為材料，結(jié)合多年蝴蝶蘭組培快繁經(jīng)驗，從基礎培養(yǎng)基、激素、附加物及花梗腋芽節(jié)位等方面研究蝴蝶蘭大小苗形成原因，并提出解決策略，以期為蝴蝶蘭工廠化繁殖提供技術指導。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2017年在山東省農(nóng)業(yè)科學院蔬菜花卉研究所進行。蝴蝶蘭品種“大辣椒”“臺大微笑”繼代2個月的花梗腋芽叢生芽，保存于本所都市園藝課題組培室。

1.2 試驗方法

取繼代2個月、生長一致的花梗腋芽，于超凈臺上將母芽與分化的新芽切分開，用解剖刀去除頂端葉片及基部褐化部分，保留芽基部1 cm左右，接種于不同種類、不同激素配比、不同添加物的培養(yǎng)基上。培養(yǎng)基具體配方見表1。每處理重復3次，每重復3瓶，每瓶11個芽。接種前稱取材料重量，分別在30、60 d后再次稱重，并統(tǒng)計芽增殖及分化數(shù)，計算絕對增殖率以及芽的平均分化率。以上試驗均在（26±1）℃、光照強度1 500 Lx、每天8 h光照下進行。

表1 蝴蝶蘭增殖分化培養(yǎng)基

1.3 指標統(tǒng)計分析

增殖率（%）＝（培養(yǎng)后重量-培養(yǎng)前重量）／培養(yǎng)前重量×100 ；

平均芽分化率（%）＝（分化出的芽總數(shù)／接種中間繁殖體數(shù)）×100 ；

芽的統(tǒng)計標準為：無根、長于0.5 cm。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗釆用SPSS 18.0統(tǒng)計軟件進行差異性檢測分析，在P＜0.05水平上比較差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對蝴蝶蘭新老芽30 d增殖分化的影響

由表2可以看出，在不同基礎培養(yǎng)基條件下，蝴蝶蘭“大辣椒”和“臺大微笑”新芽30 d的增殖率普遍高于老芽。其中，花寶培養(yǎng)基對“大辣椒”新芽、老芽30 d增殖率影響顯著，MS和Nitsh培養(yǎng)基對其影響不顯著；MS和花寶培養(yǎng)基對“臺大微笑”新芽、老芽30 d增殖率影響顯著，Nitsh培養(yǎng)基對其影響不顯著。

三種激素配比下的“大辣椒”和“臺大微笑”新芽30 d增殖率均高于其老芽30 d增殖率，其中激素配比5.0∶0.5和1.5∶0.2對前者新芽、老芽30 d增殖率影響顯著，而配比3.0∶0.2對其影響不顯著，后者的分析結(jié)果則與前者相反。

添加兩種附加物的“大辣椒”和“臺大微笑”新芽30 d增殖率均高于老芽，其中添加椰汁對兩個品種的新芽、老芽30 d增殖率影響顯著，添加馬鈴薯+椰汁對“大辣椒”新芽、老芽30 d增殖率影響顯著，對“臺大微笑”影響不顯著。

表2 不同處理對蝴蝶蘭老芽、新芽30 d增殖率的影響 （%）

由表3可知，不同品種蝴蝶蘭在相同處理環(huán)境下的芽分化率存在差異，其中三種基礎培養(yǎng)基對“大辣椒”新芽、老芽30 d平均芽分化率影響均不顯著；MS和花寶培養(yǎng)基對“臺大微笑”新芽、老芽30 d平均芽分化率影響顯著，Nitsh培養(yǎng)基對其影響不顯著。三種激素配比下“大辣椒”新芽的30 d平均芽分化率高于老芽，但只有1.5∶0.2配比下存在顯著差異；而三種激素配比下“臺大微笑”老芽的30 d平均芽分化率顯著高于新芽，且在激素配比3.0∶0.2下新芽、老芽30 d平均芽分化率均達到極大值。附加物馬鈴薯+椰汁條件下，“大辣椒”新芽、老芽30 d平均芽分化率差異顯著，其效果優(yōu)于椰汁，而“臺大微笑”在椰汁條件下新芽、老芽30 d平均芽分化率差異顯著，其效果優(yōu)于馬鈴薯+椰汁。

表3 不同處理對蝴蝶蘭老芽、新芽30 d平均芽分化率的影響 （%）

2.2 不同處理對蝴蝶蘭新老芽60 d增殖分化的影響

根據(jù)表4結(jié)果，蝴蝶蘭“大辣椒”新芽、老芽60 d增殖率在三種基礎培養(yǎng)基下均存在顯著差異，且新芽60 d增殖率均高于老芽；“臺大微笑”新芽60 d增殖率在三種基礎培養(yǎng)基下也均高于其老芽，但只在MS、花寶培養(yǎng)基條件下新芽、老芽60 d增殖率存在顯著差異。“大辣椒”三種激素配比下新芽60 d增殖率均顯著高于老芽，“臺大微笑”新芽60 d增殖率只在3.0∶0.2條件下差異顯著。不同附加物條件下，兩品種的新芽、老芽60 d增殖率也存在顯著差異，均為新芽高于老芽。

表4 不同處理對蝴蝶蘭老芽、新芽60 d增殖率的影響 （%）

由表5看出，“大辣椒”新芽、老芽60 d平均芽分化率在MS和花寶培養(yǎng)基上差異顯著，在三種激素配比下差異顯著，添加馬鈴薯+椰汁時差異也顯著，且均為新芽高于老芽；Nitsh培養(yǎng)基和椰汁條件下二者差異不顯著?！芭_大微笑”新芽、老芽60 d平均芽分化率在Nitsh培養(yǎng)基上差異顯著，在MS和花寶培養(yǎng)基上差異不顯著；激素配比5.0∶0.5和1.5∶0.2條件下差異顯著，3.0∶0.2條件下差異不顯著。附加物椰汁對二者影響顯著，馬鈴薯+椰汁影響不顯著。與“大辣椒”不同，“臺大微笑”新芽、老芽60 d平均芽分化率存在顯著差異，老芽均高于新芽。

表5 不同處理對蝴蝶蘭老芽、新芽60 d平均芽分化率的影響 （%）

2.3 不同處理對“大辣椒”不同節(jié)位花梗腋芽新老芽增殖分化的影響

由表6可知，不同節(jié)位“大辣椒”花梗腋芽的新芽、老芽30 d增殖率不存在顯著差異；而30 d平均芽分化率在“上4”和“上5”部位存在顯著差異且老芽顯著高于新芽，“中3”和“下1”部位差異不顯著。新芽、老芽60 d增殖率“中3”和“下1”部位存在顯著差異且老芽顯著低于新芽，“上4”和“上5”部位不存在顯著差異；60 d平均芽分化率“上4”和“上5”部位存在顯著差異且老芽顯著高于新芽，“中3”和“下1”部位差異不顯著。

表6 不同節(jié)位“大辣椒”花梗腋芽新、老芽增殖分化特性比較分析

3 討論與結(jié)論

基礎培養(yǎng)基、激素配比、附加物在一定程度上影響蝴蝶蘭組培快繁效果，造成蝴蝶蘭新芽、老芽在增殖分化過程中對培養(yǎng)環(huán)境的敏感度不同，從而產(chǎn)生大小苗問題［6-9］。另外蝴蝶蘭花梗腋芽增殖率和芽分化率是衡量組培配方是否適合的重要指標［6-9］。增殖率和分化率越高，表明繁殖系數(shù)越高，但繁殖系數(shù)提高以后，組培苗的生長勢會明顯下降，大小苗的問題越加凸顯，種苗的商品性下降。為了盡量避免組培快繁期間出現(xiàn)的大小苗問題，蝴蝶蘭品種的增殖率和芽分化率必須控制在一定范圍之內(nèi)，才能保障組培苗的整齊一致性。研究過程中發(fā)現(xiàn)，組培前期蝴蝶蘭“大辣椒”和“臺大微笑”的新芽30 d增殖率總體高于老芽，這可能是由于同一培養(yǎng)條件下新芽相比老芽對生長環(huán)境敏感度不同所致，因此，為了盡量避免培養(yǎng)期間出現(xiàn)的大小苗問題，應盡量選擇對新芽、老芽增值率和平均芽分化率影響不顯著或影響較小的培養(yǎng)條件，以保證出苗的整齊度。前人的研究結(jié)果顯示，最適合蝴蝶蘭叢生芽分化的基礎培養(yǎng)基是MS和花寶培養(yǎng)基［11-13］。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，MS較花寶培養(yǎng)基更適合“大辣椒”增殖培養(yǎng)，叢生芽的整齊度較高。6-BA與NAA激素配比能夠顯著影響蝴蝶蘭的增殖分化效果［14，15］。研究發(fā)現(xiàn)，“大辣椒”對激素敏感度高，需要嚴格控制激素用量，以免造成分化率過高、組培苗商品性降低；培養(yǎng)條件MS+3.0∶0.2激素配比較適合其叢生芽增殖分化，組培苗大小均勻、長勢旺盛。這與武愛龍等［16］的研究結(jié)果不一致。附加物對蝴蝶蘭叢生芽的增殖有顯著效果［5，17］。本研究中，50 g／L馬鈴薯+150 mL／L椰汁“大辣椒”芽分化率較好，這與鐘海豐等［10］的研究結(jié)果類似?！芭_大微笑”前期需要較低的激素保障叢生芽的增殖率，到后期需要提高激素用量保障芽的分化率。其最適宜的培養(yǎng)條件為：Nitsh培養(yǎng)基，前期激素配比為1.5∶0.2、后期激素配比為3.0∶0.2，附加物為椰汁。

花梗腋芽節(jié)位能夠顯著影響到叢生芽增殖和分化效率［10］。以往的研究大多關注花梗腋芽的幼嫩及木質(zhì)化程度，對于不同節(jié)位花梗腋芽的增殖分化能力關注較少［19，20］。本研究發(fā)現(xiàn)，“大辣椒”中間節(jié)位的花梗腋芽分化活力明顯高于基部和上部腋芽，其中“中3”部位的腋芽增殖分化活力較其它節(jié)位好，且基部腋芽分化活力一般較差，出現(xiàn)畸形芽的比率高，這與劉林等［18］的研究結(jié)果大致相同。該研究結(jié)果可為蝴蝶蘭商品苗工廠化生產(chǎn)中控制大小苗比率、進一步提高苗品質(zhì)提供技術借鑒。