優(yōu)良大櫻桃砧木吉塞拉6號無糖培養(yǎng)生根技術(shù)試驗(yàn)

郭韓玲1，梁建軍2，梁 彬2，成思瓊2，郭軍部2，趙婭莉1，周 坤1

（1陜西省果業(yè)研究發(fā)展中心 西安 710021； 2陜西種苗集團(tuán)有限公司 陜西楊凌 712100）

櫻桃屬于薔薇科（Rosaceae）李屬（Prunus）櫻桃亞屬（Cerasus）的落葉喬木[1]。吉塞拉系列特別是吉塞拉6 號矮化砧適應(yīng)范圍廣，矮化性強(qiáng)，結(jié)果早，抗病能力強(qiáng)，是優(yōu)良的櫻桃矮化砧木。為滿足生產(chǎn)上對吉塞拉6 號優(yōu)質(zhì)砧木的巨大需求，生產(chǎn)上常采用組培方法快速繁殖。生根是櫻桃組織培養(yǎng)快繁技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，櫻桃組培苗在常規(guī)（培養(yǎng)基添加蔗糖）生產(chǎn)中通常采用玻璃培養(yǎng)瓶，以瓊脂為支撐物，培養(yǎng)液中添加一定量的蔗糖，這種培養(yǎng)方式存在一定的缺點(diǎn)，如污染率較高、植株生長緩慢、生根率較低、馴化期死亡率高等[2]。植物無糖組培快繁技術(shù)又稱為光自養(yǎng)微繁殖技術(shù)，是指在植物組織培養(yǎng)中改變碳源的種類，以CO2代替糖作為植物體的碳源，通過輸入CO2氣體作為碳源，并控制影響試管苗生長發(fā)育的環(huán)境因子，促進(jìn)植株光合作用，使試管苗由兼養(yǎng)型轉(zhuǎn)變?yōu)樽责B(yǎng)型，進(jìn)而生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)種苗的一種新的微繁技術(shù)。采用該技術(shù)可達(dá)到快速繁殖優(yōu)質(zhì)種苗的目的[3]。筆者在本試驗(yàn)中采用透明硬質(zhì)塑料盒為培養(yǎng)容器，珍珠巖和蛭石的混合物為基質(zhì)，在培養(yǎng)容器內(nèi)通入CO2，對吉塞拉6 號進(jìn)行無糖組織培養(yǎng)來生根。對培養(yǎng)過程中培養(yǎng)基是否含糖、是否添加激素、以及光照度、CO2濃度等環(huán)境因素進(jìn)行研究，并與常規(guī)（添加蔗糖）組培方式進(jìn)行比較，以期總結(jié)出一套能夠在生產(chǎn)中大量繁育吉塞拉6 號組培苗的無糖組織培養(yǎng)技術(shù)。

1 材料與方法

1.1 材料

選取繼代擴(kuò)繁10 代的吉塞拉6 號試管苗為試材。

1.2 方法

試驗(yàn)在陜西種苗集團(tuán)有限公司組培實(shí)驗(yàn)室及馴化溫室內(nèi)進(jìn)行。培養(yǎng)基高溫高壓滅菌20 分鐘后，接種及培養(yǎng)基質(zhì)的罐裝等步驟在超凈工作臺內(nèi)進(jìn)行。培養(yǎng)室內(nèi)溫度均為（24±2）℃，濕度85%～90%，光照度4500～5000 勒克斯，光照時間12 時/天。

1.2.1 不同培養(yǎng)方式對櫻桃砧木吉塞拉6號組培苗生根的影響 無糖培養(yǎng)采用專用的硬質(zhì)透明塑料盒，每個塑料盒內(nèi)加蛭石、珍珠巖質(zhì)量比2∶1 的混合物作為支撐物（厚度2～3 厘米），加入能夠濕潤支撐物的營養(yǎng)液（800～1000 毫升），對照采用常規(guī)組培使用的330 毫升的組培瓶（圖1、圖2），兩種生根培養(yǎng)基成分見表1。無糖培養(yǎng)容器內(nèi)每個容器內(nèi)接種100株，對照接種10 株，每個處理各500 株。接種后第3 天，無糖培養(yǎng)在光照時間段開始通入CO2氣體，通氣時段內(nèi)CO2濃度維持在2000 毫克/升左右，對照組溫度、濕度等環(huán)境條件與無糖培養(yǎng)相同，無CO2氣體輸入。培養(yǎng)30 天后觀察不同處理的幼苗生長情況，統(tǒng)計植株生根數(shù)，測量株高。

表1 櫻桃砧木吉塞拉6號無糖培養(yǎng)與常規(guī)培養(yǎng)生根培養(yǎng)基成分 （毫克/升）

圖1 常規(guī)（蔗糖）生根培養(yǎng)（對照）

圖2 無糖生根培養(yǎng)（試驗(yàn)處理）

1.2.2 不同支撐物對櫻桃砧木吉塞拉6號生根的影響 選生長健壯、長勢一致、高度1.5 厘米左右的繼代苗，接種到無糖培養(yǎng)基1（大量元素20 毫克/升＋鈣鹽5 毫克/升＋微量元素5 毫克/升＋鐵鹽5 毫克/升＋I(xiàn)AA0.0 毫克/升＋I(xiàn)BA0.0 毫克/升）的培養(yǎng)盒中進(jìn)行生根培養(yǎng)，培養(yǎng)基支撐物分別選用純蛭石、蛭石與珍珠巖質(zhì)量比1∶1、蛭石與珍珠巖質(zhì)量比2∶1。新梢接種后置于弱光下培養(yǎng)5 天，此后正常光照下培養(yǎng)，并正常通氣。每個處理接種5 盒，30 天后統(tǒng)計苗高度和生根率。

1.2.3 不同光照度對櫻桃砧木吉塞拉6號砧木生根的影響 將吉塞拉6 號試驗(yàn)材料轉(zhuǎn)接在無糖培養(yǎng)基1（大量元素20 毫克/升＋鈣鹽5 毫克/升＋微量元素5 毫克/升＋鐵鹽5 毫克/升＋I(xiàn)AA 0.0 毫克/升＋I(xiàn)BA 0.0 毫克/升）、培養(yǎng)基的支撐物選用蛭石、珍珠巖質(zhì)量比2∶1 的培養(yǎng)盒中進(jìn)行生根培養(yǎng)，培養(yǎng)盒的櫻桃組培苗放置在培養(yǎng)室中，光培養(yǎng)12 小時，暗培養(yǎng)12小時。試管苗轉(zhuǎn)接后3～5 天為緩苗期，此時需要光照度較低，光照度2000 勒克斯左右，此后，光照度逐漸增加到5000 勒克斯。為了緩解燈光發(fā)熱現(xiàn)象，在此期間使用的燈管是LED 燈管。為研究光照度對櫻桃吉塞拉系生根的影響，5 天后設(shè)置了2000、5000、8000 勒克斯3 組不同光照度，每個處理5 次重復(fù)，30 天后統(tǒng)計生根率、生根條數(shù)及株高，對無糖培養(yǎng)條件下櫻桃生長情況進(jìn)行比較。

1.2.4 不同CO2濃度對櫻桃砧木吉塞拉6號生根的影響無糖培養(yǎng)后3～5 天內(nèi)，培養(yǎng)室內(nèi)可以少通氣或者不通氣，5 天后逐漸增加通氣量。通過時控器控制光期進(jìn)氣，在光培養(yǎng)期通氣，苗小通氣量小，隨著長大逐漸增加通氣量。為研究CO2濃度對櫻桃矮砧吉塞拉6 號生根的影響，設(shè)置了不通氣和通氣情況下控制CO2濃度在1000、2000、3000 毫克/升4 組不同培養(yǎng)條件，每個處理5 次重復(fù)，30 天后統(tǒng)計生根率、生根條數(shù)及株高，對無糖培養(yǎng)條件下櫻桃生根情況進(jìn)行比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同培養(yǎng)方式對櫻桃砧木吉塞拉6 號組培苗生根的影響

培養(yǎng)30 天后，無糖培養(yǎng)植株較直立，葉片增大，葉片濃綠，幼苗健壯，而常規(guī)培養(yǎng)的植株葉片細(xì)小，顏色鮮綠，幼苗弱小。從表2 可以看出，采用無糖生根培養(yǎng)基1 大量元素20 毫克/升＋鈣鹽5 毫克/升＋微量元素5 毫克/升＋鐵鹽5 毫克/升＋I(xiàn)AA 0.0毫克/升＋I(xiàn)BA 0.0 毫克/升，生根苗株高最高為5.8厘米，比常規(guī)培養(yǎng)高2.9 厘米；生根數(shù)和根長分別為5.8 條和1.11 厘米，生根率為98.5%，污染率為0，采用常規(guī)生根培養(yǎng)基，各項(xiàng)指標(biāo)均遠(yuǎn)低于無糖培養(yǎng)，且污染率為4.0%，說明培養(yǎng)基不添加蔗糖后可以大大降低污染率。

表2 不同培養(yǎng)基培養(yǎng)方式對櫻桃砧木吉塞拉6 號生根的影響

2.2 不同支撐物對櫻桃砧木吉塞拉6 號生根的影響

30 天后，通過研究發(fā)現(xiàn)支撐物蛭石、珍珠巖質(zhì)量比為2∶1 的櫻桃生根苗株高為3.6 厘米，生根率為98.2%（表3）。

表3 不同支撐物對櫻桃砧木吉塞拉6號生根的影響

2.3 不同光照度對櫻桃吉塞拉6 號砧木生根的影響

無糖生根培養(yǎng)櫻桃吉塞拉6 號組培苗30 天后，在5000 勒克斯光照條件下，苗木健壯，葉色濃綠，莖稈粗壯，當(dāng)光照度達(dá)到8000 勒克斯時，出現(xiàn)明顯的光抑制現(xiàn)象，各項(xiàng)指標(biāo)均明顯下降（表4）。

表4 不同光照度對無糖生根培養(yǎng)櫻桃砧木吉塞拉6 號生根的影響

2.4 不同CO2濃度對櫻桃砧木吉塞拉6 號生根的影響

CO2是植物進(jìn)行光合作用的原料，目前大氣中CO2濃度（約350 毫克/升）遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于大部分植物的CO2飽和點(diǎn)，這是影響植物生長量的主要限制因子之一。對無糖培養(yǎng)環(huán)境增施CO2是無糖組培技術(shù)的突出特點(diǎn)，為了確定生產(chǎn)中CO2的最佳值，設(shè)置本試驗(yàn)進(jìn)行研究。在本試驗(yàn)中，在同等光照度、2000 毫克/升的CO2濃度條件下，櫻桃砧木吉塞拉6 號的生根率最高，生根條數(shù)最多（表5）。

表5 不同CO2濃度對櫻桃砧木吉塞拉6 號生根的影響

3 討論與結(jié)論

本研究中無糖培養(yǎng)的對象是轉(zhuǎn)接繼代擴(kuò)繁10代的吉塞拉6 號試管苗，繼代培養(yǎng)30 天組培苗，該階段的組培苗具有一定的葉面積可以依靠葉片進(jìn)行光合作用來產(chǎn)生有機(jī)物從而維持和促進(jìn)植物生長[4]。與常規(guī)（蔗糖）生根培養(yǎng)30 天（對照）相比，無糖培養(yǎng)由于減少或沒有植物生長調(diào)節(jié)劑的使用，植株基本無畸形、變異等情況發(fā)生，且生長速度快、生長發(fā)育均勻、根系良好，同時降低了污染率，成苗率高，培養(yǎng)周期較短，是今后組培苗工廠化發(fā)展的方向（圖3、圖4）[5-6]。

圖3 常規(guī)（蔗糖）生根培養(yǎng)30天（對照）

圖4 無糖生根培養(yǎng)30天（試驗(yàn)處理）

通過試驗(yàn)總結(jié)出吉塞拉6 號無糖培養(yǎng)的最佳培養(yǎng)基為大量元素20 毫克/升＋鈣鹽5 毫克/升＋微量元素5 毫克/升+鐵鹽5 毫克/升+IAA 0.0 毫克/升+IBA 0.0 毫克/升，培養(yǎng)基支撐物選用蛭石、珍珠巖質(zhì)量比2∶1，最佳培養(yǎng)條件為光照度5000 勒克斯，CO2濃度為2000 毫克/升。通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，無糖培養(yǎng)的櫻桃株高比常規(guī)培養(yǎng)的植株高2.9 厘米，無糖培養(yǎng)的櫻桃生根數(shù)和根長分別為5.8 條和1.11 厘米，由此可見，用無糖培養(yǎng)方式培養(yǎng)的櫻桃組培苗株高、根數(shù)和根長等生長指標(biāo)優(yōu)于常規(guī)（蔗糖）培養(yǎng)方式。同時櫻桃矮砧吉塞拉6 號組培苗的移栽成活率比常規(guī)生根培養(yǎng)可提高10%左右，培養(yǎng)周期縮短了25%，生產(chǎn)成本降低了35%，為在生產(chǎn)中組培苗工廠化繁育優(yōu)質(zhì)種苗探索出了比較適宜的方案。