不同蔗糖濃度及光周期對栝樓試管苗微塊根誘導(dǎo)的影響

（長江大學(xué)園藝園林學(xué)院，湖北 荊州 434025）

栝樓（Trichosanthes kirilowii Maxim）是一種多年生纏繞性藤本植物，有較高的藥用價值和營養(yǎng)價值[1]。利用組織培養(yǎng)技術(shù)能在較短時間內(nèi)繁殖大量遺傳穩(wěn)定、田間表現(xiàn)一致的優(yōu)質(zhì)種苗，有利于迅速實現(xiàn)優(yōu)良品種的大面積推廣。目前，栝樓的脫毒、快繁體系已取得重要進(jìn)展[2～4]。然而，試管苗通常培養(yǎng)于無菌的封閉環(huán)境中，氣體交換少、溫度恒定和相對濕度高，導(dǎo)致試管苗葉片表面蠟質(zhì)層發(fā)育不良、根系吸收能力弱及光合作用能力下降[5]，在馴化移栽過程中試管苗會遭受嚴(yán)重的環(huán)境脅迫，從而影響植株的移栽成活率。此外，試管苗移栽需經(jīng)過清洗根系、馴化、生長管理等繁瑣且費(fèi)時費(fèi)力的工作，成本極高。離體誘導(dǎo)的微塊根具有體積小、易移栽、耐貯存和繁殖系數(shù)高等優(yōu)點[6]，在生產(chǎn)中可替代試管苗，應(yīng)用潛力巨大。以栝樓試管苗為試材，探討了不同濃度蔗糖及不同光周期組合對試管苗塊根誘導(dǎo)的影響，為栝樓離體快繁及微塊根誘導(dǎo)提供研究基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

以繼代保存的栝樓試管苗為材料，在超凈工作臺上切取帶芽單節(jié)莖段（長1.5～2.0cm），接種于生根培養(yǎng)基（1/2MS+0.5mg/LNAA+2 g/L 蔗糖+7.5g/L 瓊脂+0.5g/L 活性炭，pH 值5.8）上，以獲得足夠數(shù)量的試驗材料。培養(yǎng)條件為溫度25℃，光強(qiáng)為2000～2200 Lx，光照時間為14 h/d。當(dāng)幼苗根長0.5～1.0cm 時，及時轉(zhuǎn)移至塊根誘導(dǎo)培養(yǎng)基中培養(yǎng)。

1.2 塊根的離體誘導(dǎo)

采用雙因素試驗比較不同處理對栝樓試管苗不定根和塊根誘導(dǎo)的影響。因素一為蔗糖濃度，即以含有0.5mg/L NAA 的1/2MS 培養(yǎng)基為基本培養(yǎng)基，分別添加20（對照）、50、80、110g/L 蔗糖，所有培養(yǎng)基均添加7.0 g/L 瓊脂，pH 值5.8。因素二為光周期，分別設(shè)置8、12和16h/d。將上述獲得的小苗分別接種于上述4 種培養(yǎng)基中，每種培養(yǎng)基接4 瓶，每瓶接種3 株。接種后分別置于3 種不同光周期條件下培養(yǎng)（見表1），試驗重復(fù)3次。

表1 蔗糖及光周期對栝樓試管苗不定根生長的影響處理

表2 蔗糖及光周期對栝樓試管苗不定根生長的影響處理方差分析ANOVA Summary Table

表3 蔗糖及光周期對栝樓試管苗塊根誘導(dǎo)的影響

表4 蔗糖及光周期對栝樓試管苗塊根誘導(dǎo)的影響方差分析ANOVA Summary Table

1.3 根系形態(tài)分析

培養(yǎng)60d 后從培養(yǎng)基中取出小苗，統(tǒng)計每株小苗塊根數(shù)（直徑≥2.5 mm）。采用EPSON 掃描儀采集各處理完整根系的圖片后，利用WinRHIZO 根系分析軟件分析根系形態(tài)參數(shù)。每處理隨機(jī)挑選6 株小苗，重復(fù)3次。

1.4 統(tǒng)計分析

利用SPSS 16.0 軟件分析所測得的數(shù)據(jù)。采用LSD檢驗方法進(jìn)行各觀測值平均數(shù)間的差異顯著性檢驗方差分析，采用Two-Way ANOVA 分析不同濃度蔗糖和不同光周期對栝樓試管塊根誘導(dǎo)的影響。所有數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 蔗糖及光周期對栝樓試管苗不定根發(fā)生的影響

由表1 可知，隨著培養(yǎng)基中蔗糖濃度的升高，小苗平均不定根數(shù)量總體呈下降趨勢，高濃度的蔗糖顯著抑制了不定根的分化，20 g/L 蔗糖最有利于根的再生。

對于小苗平均總根長而言，處理A 得到了最大總根長，除處理B 和處理D 外，顯著高于其它9 個處理。小苗不定根最小平均表面積出現(xiàn)在110g/L 蔗糖和16 h/d 光照組合（處理L）中，僅有19.05mm2，除了處理K外，顯著低于其它蔗糖和光周期組合。小苗不定根最小平均體積同樣出現(xiàn)在處理L 中，而最大值出現(xiàn)在50g/L蔗糖和16h/d 光照組合（處理F）中。方差分析結(jié)果表明，蔗糖濃度對小苗不定根數(shù)量、不定根總長、不定根總表面積及不定根總體積均有極顯著的影響（p＜0.01），而光周期對這些不定根形態(tài)指標(biāo)沒有顯著影響。蔗糖濃度與光周期互作對不定根數(shù)量和不定根總長沒有顯著影響，對不定根總表面有極顯著影響，而對不定根總體積有顯著影響（p＜0.05）。

2.2 蔗糖及光周期對栝樓試管苗塊根誘導(dǎo)的影響

由表3 可知，蔗糖對小苗形成的塊根數(shù)量、塊根平均體積、塊根平均表面積和塊根平均體積均有極顯著的影響（p＜0.01）。光周期對小苗形成的塊根數(shù)量和塊根平均體積有極顯著的影響，對塊根平均表面積和塊根平均體積有顯著的影響（p＜0.05）。不僅如此，塊根數(shù)量、塊根平均體積及塊根平均表面積均受蔗糖和光周期互作的極顯著影響，而塊根平均體積也因這種互作影響顯著。在所有12 個誘導(dǎo)塊根的處理中，處理G 誘導(dǎo)的塊根數(shù)量達(dá)到1.67 個/株，塊根平均直徑達(dá)到3.34mm，顯著高于其它處理。然而，處理G 誘導(dǎo)的塊根平均表面積和平均體積偏小，這可能是由于三角瓶中營養(yǎng)物質(zhì)有限，不能提供塊根進(jìn)一步膨大所需的營養(yǎng)。蔗糖濃度為20g/L 時，無論采用何種光周期都沒有塊根的出現(xiàn)，而當(dāng)蔗糖濃度為80g/L 時塊根數(shù)量隨光照時間的延長而減少。這說明栝樓離體塊根的形成需要合適的蔗糖濃度和適宜的光周期，研究表明G 處理是塊根誘導(dǎo)的最優(yōu)組合。

3 討論

目前，微塊根的離體誘導(dǎo)已在粉葛[6]、太子參[7]、地黃[7]、木薯[8]等作物中已有相關(guān)報道。一般而言，蔗糖濃度、光周期、植物生長調(diào)節(jié)種類和比例等因素對塊根形成有重要的影響。較高濃度蔗糖具有刺激器官分化的功能，研究同樣發(fā)現(xiàn)，蔗糖濃度對栝樓試管苗形成的塊根數(shù)量、塊根平均體積、塊根平均表面積和塊根平均體積均有極顯著的影響。研究表明，光周期對試管苗形成的塊根數(shù)量和塊根平均體積也有極顯著的影響，并且蔗糖和光周期的互作對塊根的誘導(dǎo)也有極顯著影響。嚴(yán)華兵等[9]研究發(fā)現(xiàn)：8 h/d 的光照、50g/L 蔗糖促進(jìn)了栝樓試管苗塊根的形成，這與本研究得到的塊根誘導(dǎo)的適宜光周期一致。但與本研究中塊根誘導(dǎo)的最適宜的蔗糖濃度不一致，這可能是由于栝樓基因型的差異導(dǎo)致。

采用莖尖分生組織離體培養(yǎng)獲得脫毒苗，可克服栝樓種子繁殖和常規(guī)無性繁殖中遇到的問題，提高繁殖系數(shù)。然而，試管苗馴化移栽工作量大，苗木運(yùn)輸成本高，植株移栽過程中死亡的現(xiàn)象較普遍。因此，在培養(yǎng)容器中離體誘導(dǎo)栝樓塊根并使其膨大，可以大大提高栝樓試管苗的成活率，對加快栝樓脫毒苗的推廣具有重要的意義。溫度和生長調(diào)節(jié)劑對塊根離體誘導(dǎo)的影響、離體誘導(dǎo)的微塊根如何進(jìn)一步膨大及塊根的萌芽和貯藏等，還有待于進(jìn)一步研究。