石斛新品種粉佳人增殖及生根條件優(yōu)化

摘""要：粉佳人是三明市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院選育的觀賞石斛新品種，在工廠化育苗中，發(fā)現(xiàn)粉佳人叢芽增殖慢，增殖系數(shù)低，組培苗根系不夠發(fā)達(dá)等問題，影響該品種大規(guī)模生產(chǎn)。為提高石斛新品種粉佳人工廠化育苗效率，以粉佳人無(wú)菌苗為外植體，采用L9（33）正交試驗(yàn)探討植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑6-BA、NAA及添加物香蕉泥、活性炭AC對(duì)粉佳人莖段不定芽增殖及組培苗生根的影響。結(jié)果表明，粉佳人莖段不定芽增殖適宜的培養(yǎng)基為1/2"MS+6-BA"3"mg/L+香蕉泥100"g/L+白糖30"g/L+AC"1"g/L+瓊脂粉5.6"g/L。培養(yǎng)4個(gè)月后，莖段不定芽增殖系數(shù)為5.08。極差分析結(jié)果表明，3種因素（6-BA、NAA、香蕉泥）的主次關(guān)系為6-BAgt;NAAgt;香蕉泥，主體間效應(yīng)檢驗(yàn)表明6-BA對(duì)生長(zhǎng)速度系數(shù)的影響達(dá)顯著水平（Plt;0.05）。粉佳人生根壯苗最適宜的培養(yǎng)基為1/2"MS+NAA"1"mg/L+香蕉泥100"g/L+白糖15"g/L+瓊脂粉5.6"g/L，培養(yǎng)2個(gè)月后，組培苗生根的生長(zhǎng)速度系數(shù)為12.82，苗平均株高12.66"cm，平均葉長(zhǎng)4.02"cm，平均根數(shù)11.80"條，平均單株重1.67"g。極差分析表明3種因素（NAA、AC、香蕉泥）的主次關(guān)系為NAAgt;ACgt;香蕉泥，主體間效應(yīng)檢驗(yàn)表明，3種因素（NAA、AC、香蕉泥）對(duì)粉佳人生根的影響均不顯著。表型性狀相關(guān)性分析結(jié)果表明，苗單株重與株高、葉長(zhǎng)、葉寬、根數(shù)呈極顯著正相關(guān)（Plt;0.01）。本研究對(duì)石斛新品種粉佳人的增殖及生根條件進(jìn)行了優(yōu)化，可為石斛新品種及其他蘭科植物的種苗繁育提供技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：石斛；粉佳人；組織培養(yǎng)；增殖；生根中圖分類號(hào)：S682.31""""""文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Optimization"of"Proliferation"and"Rooting"Conditions"for"a"New"Variety"of"Dendrobium"Fenjiaren

JIANG"Jinlan

Sanming"Academy"of"Agricultural"Sciences"/"Fujian"Key"Laboratory"of"Crop"Genetic"Improvement"and"Innovative"Utilization"for"Mountain"Area，"Sanming，"Fujian"365051，"China

Abstract："Fenjiaren"is"a"new"Dendrobium"variety"bred"by"Sanming"Academy"of"Agricultural"Sciences"for"both"ornamental"and"edible"purposes."In"factory"seedling"cultivation，"it"was"found"that"Fenjiaren"had"slow"cluster"bud"proliferation，"low"proliferation"coefficient，"underdeveloped"root"system"of"tissue"culture"seedlingsnbsp;and"other"problems，"which"affecting"the"large-scale"production"of"this"variety."To"improve"the"efficiency"of"factory"seedling"cultivation"of"the"variety，"the"sterile"seedlings"were"used"as"the"explants，"the"effects"of"plant"growth"regulators"including"6-BA，"NAA，"and"additives"such"as"banana"puree"and"AC"on"the"proliferation"of"stem"segments"and"the"rooting"of"seedlings"were"studied"using"L9（33）"orthogonal"experiments."The"suitable"culture"medium"for"the"proliferation"of"stem"segments"of"Fenjiaren"was"1/2"MS+6-BA"3"mg/L，"banana"puree"100"g/L，"white"sugar"30"g/L，"activated"carbon"AC"1"g/L，"and"agar"powder"5.6"g/L."After"4"months"of"cultivation，"the"proliferation"coefficient"of"the"stem"segment"was"5.08."Range"analysis"indicated"that"the"primary"and"secondary"relationship"of"the"factors"was"6-BAgt;NAAgt;banana"puree."The"inter"subject"effect"test"showed"that"6-BA"had"a"significant"impact"on"the"growth"rate"coefficient"（Plt;0.05）."The"most"suitable"culture"medium"for"rooting"was"1/2"MS+NAA"1"mg/L+banana"puree"100"g/L+white"sugar"15"g/L+agar"powder"5.6"g/L."After"2"months"of"cultivation，"the"growth"rate"coefficient"of"the"rooting"was"12.82，"the"average"plant"height"of"the"seedling"was"12.66"cm，"the"average"leaf"length"was"4.02"cm，"the"average"number"of"roots"was"11.80，"and"the"average"plant"weight"was"1.67"g."Range"analysis"indicated"that"the"primary"and"secondary"relationship"of"the"factors"was"NAAgt;ACgt;banana"puree."This"study"optimized"the"proliferation"and"rooting"conditions"of"a"new"variety"of"Fenjiaren，"which"could"provide"technical"reference"for"the"seedling"breeding"of"new"varieties"of"Dendrobium"and"other"Orchid"plants.

Keywords："Dendrobium;"Fenjiaren;"tissue"culture;"proliferation;"rooting

DOI："10.3969/j.issn.1000-2561.2024.06.010

石斛屬（Dendrobium）植物是蘭科（Orchidaceae）多年生附生草本植物[1]，不僅具有藥用價(jià)值，還具有很高的觀賞價(jià)值，是蘭科植物中觀賞價(jià)值較高的四大名蘭之一[2]。目前，石斛蘭已被廣泛栽培于世界各地，經(jīng)過(guò)育種家開展的新品種選育工作，已有不少經(jīng)典石斛蘭品種流行于市場(chǎng)。我國(guó)開展石斛蘭新品種選育較晚，目前市場(chǎng)流行品種大都為國(guó)外引進(jìn)品種[3]。

三明市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院自2012年起開展石斛種質(zhì)資源收集、保存等工作[4-16]。粉佳人是本課題組選育的觀賞石斛新品種，2020年獲得農(nóng)業(yè)農(nóng)村部植物新品種權(quán)（CNA20182196.6）。粉佳人結(jié)合了父母本的優(yōu)良性狀，生長(zhǎng)速度快、抗病蟲性好、花色彩明麗，莖稈粗壯、生長(zhǎng)量大，具有良好的開發(fā)潛力。

與傳統(tǒng)石斛種苗生產(chǎn)以種子播種繁殖不同，為穩(wěn)定石斛新品種特性，在生產(chǎn)中需要通過(guò)莖段不定芽繁殖途徑進(jìn)行種苗繁育。相對(duì)種子播種的原球莖途徑，莖段不定芽繁殖途徑因增殖系數(shù)低[17]，培養(yǎng)時(shí)間長(zhǎng)[18]，產(chǎn)量有限[19]，難以實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。本研究針對(duì)石斛新品種粉佳人莖段增殖特點(diǎn)，通過(guò)優(yōu)化生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)及添加物等條件對(duì)莖段不定芽增殖、小苗生根的影響，以提高增殖系數(shù)，獲得健壯的組培苗。本研究將為石斛新品種及其他蘭科植物的種苗繁育提供技術(shù)參考。

1""材料與方法

1.1""材料

以石斛新品種粉佳人無(wú)菌苗為供試材料，試驗(yàn)于2022年3～9月在三明市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院藥用植物研究所組培室進(jìn)行。

1.2""方法

1.2.1""莖段不定芽增殖""采用L9（33）正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)（表1），優(yōu)化粉佳人莖段不定芽增殖培養(yǎng)基配方，各處理以1/2"MS+白糖30"g/L+AC"1"g/L+瓊脂粉5.6"g/L為基本培養(yǎng)基，pH"5.6～5.8，每瓶接種20條單節(jié)莖段為一個(gè)重復(fù)，每個(gè)處理5個(gè)生物學(xué)重復(fù)，接種4個(gè)月后統(tǒng)計(jì)莖段不定芽生長(zhǎng)速度系數(shù)、長(zhǎng)芽率、增殖系數(shù)。培養(yǎng)條件為光照14"h/d，光照強(qiáng)度1500～2000"lx，培養(yǎng)溫度（25±2）℃。

K1=（Q2–Q1）/Q1，K2=（N2/N1）×100%，K3=N3/N1。式中，K1表示生長(zhǎng)速度系數(shù)，Q1表示接種的質(zhì)量，Q2表示增殖后的質(zhì)量；K2表示長(zhǎng)芽率，N2表示長(zhǎng)芽的莖段數(shù)，N1表示接種的莖段數(shù)；K3表示增殖系數(shù)，N3表示增殖后的莖段數(shù)。

1.2.2""組培苗生根壯苗培養(yǎng)""采用L9（33）正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)（表2），優(yōu)化粉佳人生根壯苗培養(yǎng)基配方，各處理以1/2"MS+白糖15"g/L+瓊脂粉5.6"g/L為基本培養(yǎng)基，pH"5.6～5.8，每瓶接種20株2～3"cm無(wú)根苗為一個(gè)重復(fù)，每個(gè)處理5個(gè)生物學(xué)重復(fù)，接種2個(gè)月后統(tǒng)計(jì)生根苗生長(zhǎng)速度系數(shù)（同上）、合格苗比率（種苗分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)參照T∕ZNZ"168.3—"2023《麗水市鐵皮石斛標(biāo)準(zhǔn)綜合體"第3部分：種苗繁育》[20]）、折干率及表型性狀。培養(yǎng)條件同上。H=N4/N5×100%，F(xiàn)＝W1/W2×100%。H表示合格苗比率，N4表示合格苗株數(shù)，N5表示生根苗總數(shù)；F表示折干率，W1表示整株苗干重，W2表示整株苗鮮重。

1.3""數(shù)據(jù)處理

采用Excel"2007軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，SPSSnbsp;19.0軟件進(jìn)行方差分析及相關(guān)性分析。

2""結(jié)果與分析

2.1""不同處理對(duì)莖段不定芽增殖的影響

由表3可知，處理7的生長(zhǎng)速度系數(shù)為12.38，極顯著高于其他處理；長(zhǎng)芽率前3位分別為處理7（88.49%）、處理1（85.00%）、處理4（84.09%），且三者間差異不顯著；增殖系數(shù)位于前2位的是處理7（5.08）、處理4（4.75），且二者間差異不顯著。綜合考慮生長(zhǎng)速度系數(shù)、長(zhǎng)芽率和增殖系數(shù)，最適宜粉佳人莖段增殖的為處理7：6-BA"3"mg/L+香蕉泥100"g/L。

極差分析結(jié)果表明，3個(gè)因素對(duì)生長(zhǎng)速度系數(shù)的影響依次為：6-BAgt;NAAgt;香蕉泥，對(duì)長(zhǎng)芽率的影響依次為：NAAgt;6-BAgt;香蕉泥；對(duì)增殖系數(shù)的影響依次為：6-BAgt;NAAgt;香蕉泥。根據(jù)各列K值大小可知，生長(zhǎng)速度系數(shù)、長(zhǎng)芽率和增殖系數(shù)的最優(yōu)組合為A3B1C3：6-BA"3"mg/L+香蕉泥100"g/L。

主體間效應(yīng)檢驗(yàn)（表4）表明，NAA和香蕉泥對(duì)粉佳人莖段增殖影響不顯著，6-BA對(duì)生長(zhǎng)速度系數(shù)的影響達(dá)顯著水平（Plt;0.05），對(duì)長(zhǎng)芽率的影響達(dá)極顯著水平（Plt;0.01），三者對(duì)增殖系數(shù)影響的主次關(guān)系為：6-BAgt;NAAgt;香蕉泥。不同處理的莖段增殖情況見圖1，生長(zhǎng)速度系數(shù)、長(zhǎng)芽率和增殖系數(shù)最高的處理7（圖1G1、G2）莖段萌出的芽多、壯、長(zhǎng)勢(shì)均勻，增殖程度最佳。

2.2""不同處理對(duì)粉佳人生根壯苗的影響

由表5可知，生長(zhǎng)速度系數(shù)位于前3位的是處理7（12.82）、處理1（6.69）、處理8（4.94），處理7極顯著高于其他處理；合格苗比率位于前3位的分別為處理9（93.79%）、處理7（93.33%）、處理2（93.04%），三者間差異不顯著；折干率位于前3位的是處理7（9.42）、處理1（8.82）、處理3（8.53），處理7、處理1二者間差異不顯著。綜合考慮生長(zhǎng)速度系數(shù)、合格苗比率和折干率，最適宜粉佳人生根的為處理7：NAA"1"mg/L+香蕉泥100"g/L。

極差分析結(jié)果表明，3個(gè)因素對(duì)生長(zhǎng)速度系數(shù)的影響依次為：NAAgt;ACgt;香蕉泥，對(duì)合格苗比率的影響依次為：香蕉泥gt;NAAgt;AC；對(duì)折干率的影響依次為：香蕉泥gt;NAAgt;AC。根據(jù)各列K值大小可知，生長(zhǎng)速度系數(shù)、合格苗比率和折干率的最優(yōu)組合為A3B1C3：NAA"1"mg/L"+香蕉泥100"g/L。

主體間效應(yīng)檢驗(yàn)（表6）表明，NAA、AC和香蕉泥對(duì)粉佳人生根的影響均不顯著，三者對(duì)生長(zhǎng)速度系數(shù)的影響的主次關(guān)系為NAAgt;ACgt;香蕉泥。不同處理的小苗生根情況見圖2，處理7（圖2"G1、G2），芽苗的長(zhǎng)勢(shì)優(yōu)于其他處理。

2.3""生根苗表型性狀分析

由表7可知，處理7（表7、圖3G）生根苗的株高（12.66）、葉長(zhǎng)（4.02）、根數(shù)（11.80）、單株重（1.67）均高于其他處理，其中株高與處理1（9.10）的差異顯著（Plt;0.05）；葉長(zhǎng)與其他處理差異不顯著；根數(shù)與處理1（4.60）、處理2（2.80）、處理3（6.20）、處理4（5.60）、處理6（3.00）、處理8（5.80）的差異極顯著（Plt;0.01），與處理5（7.20）、處理9（6.60）的差異顯著（Plt;0.05）；單株重與處理1（0.55）、處理2（0.63）、處理3（0.68）、處理6（0.78）、處理8（0.82）、處理9（0.76）差異極顯著水平（Plt;0.01），與處理4（1.29）、處理5（1.30）差異顯著（Plt;0.05）。處理7的莖粗（2.54）、葉寬（0.84）、葉數(shù)（7.60）和根長(zhǎng)（5.30）位于第二，其中莖粗與最高的處理8（2.72）差異不顯著，葉寬與其他處理差異不顯著，葉數(shù)與最高的處理5（8.40）差異不顯著，根長(zhǎng)與最高的處理2（5.52）差異不顯著。

相關(guān)分析（表8）表明，單株重與株高、葉長(zhǎng)、葉寬、根數(shù)呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），與葉數(shù)、根長(zhǎng)無(wú)相關(guān)性。

3""討論

3.1""6-BA對(duì)粉佳人莖段增殖影響顯著

石斛組織培養(yǎng)中，與原球莖增殖途徑相比，莖段不定芽誘導(dǎo)途徑增殖系數(shù)普遍更低，因此，不定芽誘導(dǎo)增殖培養(yǎng)是決定石斛莖段快繁的重要環(huán)節(jié)。當(dāng)粉佳人的莖段接種于1/2"MS+白糖30"g/L+AC"1"g/L+瓊脂粉5.6"g/L+6-BA"3"mg/L+NAA"0"mg/L+香蕉泥100"g/L培養(yǎng)基時(shí)，增殖系數(shù)可達(dá)5.08，芽誘導(dǎo)率達(dá)88.49%。6-BA是主要影響因子，6-BA對(duì)莖段增殖生長(zhǎng)速度系數(shù)及長(zhǎng)芽率的影響呈顯著或極顯著水平。隨著6-BA濃度升高，莖段不定芽增殖的平均生長(zhǎng)速度、長(zhǎng)芽率、增殖速度也隨之升高。當(dāng)6-BA濃度不變，增殖系數(shù)隨著NAA濃度升高而降低，表明較高濃度的NAA會(huì)抑制芽的增殖。這一點(diǎn)在其他種石斛的培養(yǎng)中也有類似的發(fā)現(xiàn)，姜燕燕等[21]用莖段不定芽誘導(dǎo)、增殖及生根3步法實(shí)現(xiàn)鐵皮石斛培養(yǎng)，在不定芽誘導(dǎo)中同樣發(fā)現(xiàn)，6-BA對(duì)不定芽的誘導(dǎo)和增殖的影響作用顯著，當(dāng)6-BA的濃度達(dá)到2"mg/L時(shí)，誘導(dǎo)率就可達(dá)到92.9%，但當(dāng)6-BA的濃度為1"mg/L與3"mg/L時(shí)，增殖系數(shù)分別下降了43.5%～47.9%與31.8%～35.2%。郭國(guó)業(yè)等[22]同樣在鐵皮石斛研究中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)使用MS+0.8%瓊脂+3%蔗糖+0.1"mg/L"NAA+1"mg/L"6-BA培養(yǎng)基，可使鐵皮石斛芽增殖系數(shù)達(dá)到2.13，過(guò)高的6-BA雖能誘導(dǎo)較多的芽苗，但易導(dǎo)致誘導(dǎo)芽苗生長(zhǎng)勢(shì)變?nèi)酢?/p>

而本試驗(yàn)使用3"mg/L"6-BA仍可使芽誘導(dǎo)數(shù)及增殖系數(shù)保持較高水平，除了種質(zhì)特性不同，還可能與本試驗(yàn)中在芽誘導(dǎo)階段添加較高濃度香蕉泥有關(guān)。香蕉泥對(duì)粉佳人莖段芽增殖有促進(jìn)作用，當(dāng)香蕉泥濃度為100"g/L時(shí)，莖段芽增殖的平均生長(zhǎng)速度系數(shù)、折干率最高。蔡正旺[23]在鐵皮石斛的莖段培養(yǎng)中也得到類似結(jié)果。因此，較高濃度的6-BA，低濃度的NAA及較高濃度香蕉泥是保證莖段芽苗誘導(dǎo)與芽體質(zhì)量的重要因素。

3.2""NAA是粉佳人生根壯苗的主要影響因子

石斛組織培養(yǎng)中，與原球莖途徑分化的芽相比，雖然莖段誘導(dǎo)的芽的生長(zhǎng)勢(shì)更強(qiáng)，根系更壯[24]，但為了提高移栽成活率，仍需進(jìn)行生根壯苗培養(yǎng)。在本試驗(yàn)中，不同水平的NAA、AC及香蕉泥對(duì)生根苗的合格率及折干率影響均不顯著，可能是莖段誘導(dǎo)的芽對(duì)環(huán)境具備較強(qiáng)的適應(yīng)能力。3個(gè)因素中，NAA雖然對(duì)粉佳人的增殖效果不明顯，但在生根階段，NAA是主要的影響因子，隨著NAA濃度的升高，平均生根速度、平均合格苗的比率也升高。當(dāng)NAA的濃度為1"mg/L，生根效果最優(yōu)，植株健壯，根系發(fā)達(dá)。這與李媛等[25]在腫節(jié)石斛、尖刀唇石斛、報(bào)春石斛3種石斛的生根培養(yǎng)的結(jié)果略有不同，李媛等[25]的研究結(jié)果表明，NAA濃度為0.5～0.75"mg/L時(shí)，3種石斛的莖段生根苗可以達(dá)到最佳的生根誘導(dǎo)率與生長(zhǎng)勢(shì)，NAA的濃度為1"mg/L時(shí)，3種石斛的生根率、生根條數(shù)和根生長(zhǎng)情況均有所下降。本研究中，粉佳人生根苗在NAA濃度為1"mg/L的處理7中，其生長(zhǎng)速度系數(shù)達(dá)到12.82，折干率達(dá)到9.42%，遠(yuǎn)高于NAA為0.5"mg/L的3個(gè)處理。這可能與培養(yǎng)基中添加的AC有關(guān)。AC常用于多種植物組培苗生根培養(yǎng)，但本試驗(yàn)中，AC對(duì)粉佳人的生根及長(zhǎng)勢(shì)產(chǎn)生明顯的抑制作用。這在其他蘭科植物中也有類似的發(fā)現(xiàn)，劉丹[26]研究表明，低濃度或不添加AC的處理更適合金線蓮生根。本研究也表明，不添加活性炭AC時(shí)，芽苗長(zhǎng)勢(shì)更優(yōu)，生根苗的平均株高、平均葉長(zhǎng)、平均根數(shù)、平均單株重高于AC"0.5"g/L和1"g/L濃度。

本研究利用三因素三水平正交試驗(yàn)，探討植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑（6-BA、NAA）和添加物（香蕉泥、AC）對(duì)石斛新品種粉佳人莖段不定芽增殖及小苗生根的影響，建立了高效的粉佳人種苗生產(chǎn)技術(shù)體系，可為石斛及其他蘭科植物新品種工廠化育苗提供理論支持和技術(shù)參考。

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