周詩怡
研究背景
爺爺喜歡養(yǎng)花,家里陽臺(tái)上放著各式各樣的花花草草,其中他最喜歡的是形態(tài)各異的多肉植物。為了得到更多植株,爺爺試著用仙人掌作嫁接砧木,對(duì)蟹爪蘭、仙人球等進(jìn)行嫁接,但不知什么原因存活率不高。爺爺有點(diǎn)氣餒,我想幫幫他。通過詢問教師和查閱相關(guān)文獻(xiàn),我發(fā)現(xiàn)一種叫6芐氨基腺嘌呤(6-BA)的細(xì)胞分裂素可以促進(jìn)植物愈傷組織生長,提高嫁接成活率。為了進(jìn)一步研究不同濃度6-BA對(duì)嫁接的作用方式,我在教師的指導(dǎo)下,結(jié)合光照和溫度2個(gè)主要影響植物生長的因素開始了這項(xiàng)研究。
材料與方法
實(shí)驗(yàn)材料
砧木、接穗的選擇選用葉仙人掌作為嫁接砧木,有易栽培、適應(yīng)性強(qiáng)、易成型等特點(diǎn)??紤]到實(shí)驗(yàn)成本,第一階段采用蟹爪蘭作為接穗,有嫁接適應(yīng)性強(qiáng)、可以反復(fù)利用等特點(diǎn)。主枝選用直徑0.8cm及以上、高度在20~40cm的葉仙人掌枝條。接穗選取比較強(qiáng)壯的蟹爪蘭苗,選取中間一段不老又不太嫩的節(jié)進(jìn)行嫁接繁殖。
細(xì)胞分裂素的選擇
選用6-BA,它能促進(jìn)芽的形成,誘導(dǎo)愈傷組織生長,并具有細(xì)胞分裂素特有的作用。
實(shí)驗(yàn)場地
選擇光照和溫度數(shù)據(jù)可以測量的場所,并確保實(shí)驗(yàn)不受干擾。最終實(shí)驗(yàn)場地確定為學(xué)校屋頂花園陽光房和家中朝南的陽臺(tái)。
實(shí)驗(yàn)方法
溶液制備
第1步:配置6-BA母液。將0。5g6-BA細(xì)胞分裂素與500mL氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液(濃度為0.1m01/L)充分混合,配置成濃度為1000mg/L的6-BA母液,留存?zhèn)溆?。?步:配置100mg/L的6-BA溶液。首先準(zhǔn)備用于存放6-BA溶液的30mL玻璃小瓶,用量杯量取22.5mL蒸餾水注入小瓶;然后用滴管將6-BA母液2.5mL滴入瓶內(nèi),此時(shí)小瓶內(nèi)6 BA濃度為100mg/L,貼上濃度標(biāo)簽。本次實(shí)驗(yàn)共選用5種不同濃度的6-BA溶液,濃度分別為25mg/L、50mg/L、100mg/L、150mg/L和200mg/L。
砧木和接穗的嫁接方法先將砧木和準(zhǔn)備好的蟹爪蘭苗用酒精擦拭消毒;采用貼接法嫁接——在砧木刺座上削個(gè)口子(要削到髓部),蟹爪蘭單側(cè)斜切到維管束;將蟹爪蘭切口和砧木切口對(duì)接并用夾子固定。
實(shí)驗(yàn)過程與結(jié)果
實(shí)驗(yàn)對(duì)象為6組。A組為空白對(duì)照組,不進(jìn)行6-BA涂抹或噴灑;B組到F組為實(shí)驗(yàn)組,分別涂抹或噴灑25mg/L、50mg/L、100mg/L、150mg/L和200mg/L濃度的6-BA溶液。每組各種植5株葉仙人掌,每株葉仙人掌從上至下嫁接4支蟹爪蘭苗。每月實(shí)驗(yàn)樣本總量為120支,從4-11月份連續(xù)8個(gè)月記錄數(shù)據(jù),樣本總數(shù)為960支。
嫁接時(shí),采用不同濃度的6-BA每3天1次向葉仙人掌和蟹爪蘭接穗處涂抹或噴灑,12天后觀察和記錄蟹爪蘭的成活情況。一方面觀察和記錄各組嫁接成功的蟹爪蘭苗的數(shù)量,計(jì)算每個(gè)月各組嫁接的成活率(圖1);另一方面觀察和記錄各組蟹爪蘭的生長長度,計(jì)算嫁接成功的植株生長率(以嫁接后30天為1個(gè)周期,統(tǒng)計(jì)嫁接苗生長長度:長度增加小于0.4cm為合格,大于等于0.4cm、小于0.8cm的為良好,大于等于0.8cm為優(yōu)秀,通過統(tǒng)計(jì)優(yōu)良率和合格率判定細(xì)胞分裂素對(duì)多肉植物的影響),具體結(jié)果見圖2。
研究時(shí)間從4月份到11月份,跨度為春末、夏、秋和冬初共8個(gè)月,還可以研究溫度與光照對(duì)嫁接成活率的影響(圖3)。
結(jié)論與分析
6-BA細(xì)胞分裂素對(duì)蟹爪蘭嫁接葉仙人掌的成活率和生長率有促進(jìn)作用。D組(100mg/L)的成活率為95%,A組(對(duì)照組)的成活率為42.5%,存在顯著差異;生長8個(gè)月后,D組和A組蟹爪蘭苗的生長發(fā)育有明顯不同,D組的單支側(cè)芽數(shù)量明顯多于A組。
100mg/L的6-BA細(xì)胞分裂素濃度為蟹爪蘭嫁接葉仙人掌的最佳成活和生長濃度。細(xì)胞分裂素對(duì)蟹爪蘭嫁接葉仙人掌的成活率和生長率有促進(jìn)作用,噴灑6-BA的實(shí)驗(yàn)組其平均存活率及生長優(yōu)良率均高于空白對(duì)照組。在實(shí)驗(yàn)組中,隨著噴灑濃度的上升,D組的平均成活率及生長優(yōu)良率高于A、B、C組;而當(dāng)噴灑濃度繼續(xù)升高后,E組和F組的成活率和優(yōu)良率反而下降了。其中,F(xiàn)組的數(shù)據(jù)僅略高于A組。因此,不同濃度的細(xì)胞分裂素對(duì)嫁接成活率有不同的影響。
嫁接的最佳時(shí)間為春秋季,即使在氣溫較低的冬季,細(xì)胞分裂素也能有效提高嫁接成活率。夏季溫度過高或冬季溫度過低會(huì)導(dǎo)致多肉植物嫁接成活率降低。從A組可以看出,11月份(上海平均氣溫在10~15℃)的嫁接成活率為25%,而D組11月份的成活率比A組高出60%,其受溫度和光照變化的影響最小。
回顧與展望
在實(shí)驗(yàn)初期,我經(jīng)歷了上百次的嫁接失敗,原因是沒有注意消毒工作,無論是嫁接工具還是植物的生長環(huán)境都要注意防止細(xì)菌和病毒的感染,否則容易導(dǎo)致嫁接苗潰爛、死亡。找到原因后,我確定了新的嫁接方案,最終實(shí)驗(yàn)獲得了成功?,F(xiàn)在,我對(duì)多肉植物的嫁接興趣越來越大,這次的實(shí)驗(yàn)為下一階段進(jìn)行其他品種多肉植物嫁接實(shí)驗(yàn)提供了實(shí)踐依據(jù)。在下一步的研究中,可以探討在多種細(xì)胞分裂素的共同作用下,對(duì)嫁接植物的成活率和生長率會(huì)產(chǎn)生怎樣不同的影響,以及其他種類的細(xì)胞分裂素對(duì)植物嫁接最適宜的濃度是多少。未來,我們將擴(kuò)大研究范圍,通過研究不同細(xì)胞分裂素的作用方式,為嫁接包括仙人球、巖牡丹在內(nèi)的各類多肉植物提供可行性依據(jù)和方案。