梁秋玲 羅接能 袁克艷 謝黎黎③
(1廣東農(nóng)墾熱帶作物科學(xué)研究所 廣東化州525100;2象州縣羅秀鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站 廣西來(lái)賓545800)
自然光照組培過(guò)程中,培養(yǎng)架下層及遠(yuǎn)離窗口位置光照偏弱,部分喜光植物極易出現(xiàn)徒長(zhǎng),致使苗木纖細(xì)、節(jié)間拉長(zhǎng),進(jìn)而影響苗木增殖及生根移栽效果。生長(zhǎng)延緩劑可抑制內(nèi)源赤霉素合成,減弱頂端優(yōu)勢(shì),促進(jìn)同化積累,使苗木節(jié)間縮短、株型緊湊[1-2],在一定程度上補(bǔ)償光照不足對(duì)苗木生長(zhǎng)的影響。
趙建萍等[3]、蔣元斌[4]、張利平[5]等報(bào)道,在組培過(guò)程中使用生長(zhǎng)延緩劑,可矮化植株,延長(zhǎng)繼代周期;劉彤等[6]、侯仁浩等[7]、華智銳等[8]報(bào)道,生長(zhǎng)延緩劑可誘導(dǎo)組培苗植株矮壯、根系發(fā)達(dá)、提高移栽成活率。以上報(bào)道,均涉及生長(zhǎng)延緩劑對(duì)植物組織培養(yǎng)的影響,但未提及生長(zhǎng)延緩劑對(duì)組培苗形態(tài)的調(diào)控及對(duì)出苗的影響。其中生長(zhǎng)延緩劑適宜濃度下對(duì)增殖苗是否產(chǎn)生藥害、藥劑持效性、持續(xù)使用的富集藥害、藥害恢復(fù)情況,及其對(duì)生根苗形態(tài)和生長(zhǎng)的影響、移栽后苗木表現(xiàn)等,這些均可對(duì)組培苗品質(zhì)造成影響,從而影響組培苗穩(wěn)定生產(chǎn),有必要進(jìn)行進(jìn)一步研究。
1.1.1 參試藥劑
蔗糖為食用白砂糖,卡拉膠為食品級(jí),用于配制培養(yǎng)基的其它藥品均由廣州化學(xué)試劑廠生產(chǎn)。
參試生長(zhǎng)延緩劑(15%多效唑WP、50%矮壯素AS、25%甲哌鎓AS),均由四川國(guó)光農(nóng)化股份有限公司生產(chǎn)。參試濃度確定:按說(shuō)明書(shū)使用濃度中值稀釋10倍,然后進(jìn)行初篩,初篩標(biāo)準(zhǔn)為使增殖苗叢生芽高度控制在(3.0±0.3)cm,即得到P2、C2、M2濃度,再根據(jù)初篩結(jié)果進(jìn)行調(diào)整,具體試驗(yàn)濃度如表1所示。
表1 生長(zhǎng)延緩劑參試濃度及編號(hào)
1.1.2 試驗(yàn)用苗
試驗(yàn)用琴葉榕(FicuspandurataHance var.pandurata)組培苗為湛江市森科種苗有限公司生產(chǎn)用繼代材料,無(wú)細(xì)菌污染。
1.2.1 琴葉榕組培基本方法
(1)培養(yǎng)基配制。增殖基本培養(yǎng)基配方:MS+6-BA 0.5 mg/L+NAA 0.05 mg/L;生根基本培養(yǎng)基配方:MS+NAA 1.0 mg/L+I(xiàn)BA 0.5 mg/L;所有培養(yǎng)基均加入卡拉膠6.5 g/L、白糖30 g/L,滅菌前pH調(diào)節(jié)為5.8。
(2)培養(yǎng)環(huán)境。培養(yǎng)室采用自然光照,培養(yǎng)溫度(28±2)℃;煉苗間為單層遮陽(yáng)網(wǎng)大棚,遮光率40%,配備風(fēng)機(jī)、水簾。
(3)接種方式。采用叢生芽進(jìn)行增殖,先對(duì)叢生芽進(jìn)行打頂,留殘樁高度0.5 cm,每瓶接種5個(gè)叢生芽,繼代時(shí)間25 d;切取單芽端部1.2~1.5 cm用于生根,每瓶接種15株,生根苗在培養(yǎng)室培養(yǎng)10 d后移至煉苗棚,煉苗20 d即可洗苗移栽。
(4)移栽方式。采用128孔穴盤(pán)移栽,基質(zhì)使用泥炭土與珍珠巖的混合物(V∶V=5∶1)。
1.2.2 生長(zhǎng)延緩劑對(duì)琴葉榕增殖苗的影響
1.2.2.1 對(duì)琴葉榕增殖苗生長(zhǎng)效應(yīng)的影響
在琴葉榕基本增殖培養(yǎng)基內(nèi),加入生長(zhǎng)延緩劑,配制為含不同濃度(表1)生長(zhǎng)延緩劑的培養(yǎng)基,每個(gè)處理重復(fù)3次,每個(gè)重復(fù)接種30瓶,以基本培養(yǎng)基作為對(duì)照。剔除污染瓶后隨機(jī)選取10瓶進(jìn)行觀察,接種后25 d,觀察其增殖苗植株形態(tài)是否出現(xiàn)可見(jiàn)變化,如玻璃化程度、小芽完整程度、葉片是否正常展開(kāi),測(cè)量增殖苗平均高度、單芽數(shù)量等指標(biāo)。
1.2.2.2 對(duì)琴葉榕增殖苗生長(zhǎng)的持續(xù)性影響
將1.2.2.1中處理編號(hào)為P2、C2、M2的增殖苗,接種到生根基本培養(yǎng)基,每個(gè)處理重復(fù)3次,每個(gè)重復(fù)接種30瓶;將1.2.2.1處理中對(duì)照增殖苗接入基本生根培養(yǎng)基作為對(duì)照,剔除污染后隨機(jī)選取10瓶進(jìn)行觀察,接種30 d,觀察其頂芽生長(zhǎng)是否正常,根系完整情況及根系質(zhì)地,測(cè)量生根苗高度、主根條數(shù)、主根長(zhǎng)度及主根近植株一端0.5 cm處直徑。
1.2.2.3 對(duì)琴葉榕增殖苗生長(zhǎng)的影響
將1.2.2.1中處理編號(hào)為P1、C1、M1的增殖苗接種至與原處理配方相同增殖培養(yǎng)基,每個(gè)處理重復(fù)3次,每個(gè)重復(fù)接種10瓶;將1.2.2.1處理中的對(duì)照增殖苗接入基本增殖培養(yǎng)基作為對(duì)照;25 d后仍使用與原處理配方相同的增殖培養(yǎng)基轉(zhuǎn)接,將每個(gè)重復(fù)增殖30瓶,轉(zhuǎn)接25 d后進(jìn)行觀測(cè)記錄,觀察測(cè)量指標(biāo)同1.2.2.1。
1.2.3 生長(zhǎng)延緩劑處理對(duì)琴葉榕生根苗生長(zhǎng)的影響
1.2.3.1 對(duì)琴葉榕生根瓶苗生長(zhǎng)的影響
在琴葉榕基本生根培養(yǎng)基內(nèi),加入生長(zhǎng)延緩劑,配制含不同濃度(表1)生長(zhǎng)延緩劑的培養(yǎng)基。以未使用任何生長(zhǎng)延緩劑的增殖苗作為接種材料,每個(gè)處理重復(fù)3次,每個(gè)重復(fù)接種30瓶,以基本培養(yǎng)基作為對(duì)照,剔除污染后隨機(jī)選取10瓶進(jìn)行觀察,接種后30 d,觀測(cè)并記錄頂芽生長(zhǎng)是否正常、根系完整情況及根系質(zhì)地,測(cè)量生根苗高度并分析。
1.2.3.2 對(duì)琴葉榕生根瓶苗移栽效果的影響
將1.2.3.1中處理編號(hào)為P2、P3、C3、M3的苗木進(jìn)行穴盤(pán)移栽,以1.2.3.1對(duì)照苗移栽作為本環(huán)節(jié)對(duì)照。每個(gè)重復(fù)移栽128株,移栽后不使用生長(zhǎng)延緩劑噴霧或澆灌,移栽30 d后,觀察各處理移栽成活率,測(cè)量苗木高度、離基質(zhì)表面1 cm處莖干直徑、苗木生長(zhǎng)點(diǎn)往下1 cm處莖干直徑,記錄葉片總數(shù)及寬度≥1.0 cm葉片數(shù)量。
2.1.1 對(duì)琴葉榕增殖苗生長(zhǎng)效應(yīng)的影響
在琴葉榕基本增殖培養(yǎng)基內(nèi),加入生長(zhǎng)延緩劑,均可對(duì)增殖苗高生長(zhǎng)產(chǎn)生影響,見(jiàn)圖1。
由圖1可知,3種植物生長(zhǎng)延緩劑均能抑制增殖苗高生長(zhǎng),且隨著使用濃度增加,抑制效果增加。多效唑?qū)η偃~榕增殖苗高生長(zhǎng)抑制作用明顯,濃度為0.25 mg/L時(shí),增殖苗平均高度為3.95cm,濃度為1.0 mg/L時(shí),增殖苗平均高度為1.38cm;甲哌鎓濃度對(duì)琴葉榕增殖苗高生長(zhǎng)抑制作用不明顯,均可控制在(3.0±0.3)cm。
多效唑不同濃度處理,琴葉榕增殖苗單芽數(shù)量分別為14.7、14.1和14.8個(gè)/叢;矮壯素處理為15.1、14.6和14.5個(gè)/叢;甲哌鎓處理為14.4、14.8和13.9個(gè)/叢;對(duì)照為14.4個(gè)/叢,不存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。
圖1 生長(zhǎng)延緩劑對(duì)琴葉榕增殖苗高生長(zhǎng)的影響
多效唑P3處理,增殖苗出現(xiàn)小芽皺縮、褪綠現(xiàn)象,部分單芽頂端小葉透明,呈玻璃化等藥害癥狀。矮壯素C3及甲哌鎓M3處理,增殖苗形態(tài)正常,葉片可正常展開(kāi),葉色濃綠,未出現(xiàn)頂芽玻璃化或愈傷化。
2.1.2 對(duì)琴葉榕增殖苗生長(zhǎng)的持續(xù)性影響
將經(jīng)生長(zhǎng)延緩劑處理的矮化增殖苗接種到生根基本培養(yǎng)基后可知,多效唑P2處理持效性明顯,主要表現(xiàn)在頂芽皺縮細(xì)弱、生根苗矮化,同時(shí)觀察到多效唑P2處理的根系直徑與苗木莖粗接近,無(wú)須根,根系質(zhì)地脆而易折斷。矮壯素C2及甲哌鎓M2處理均對(duì)生根苗高生長(zhǎng)存在抑制作用,但對(duì)其它生長(zhǎng)指標(biāo)未產(chǎn)生明顯影響,結(jié)果見(jiàn)表2。
表2 生長(zhǎng)延緩劑處理對(duì)琴葉榕增殖苗生長(zhǎng)的持續(xù)性影響
由表2可知,多效唑P2處理的苗木高度矮,根系長(zhǎng)度短,根系直徑大,3項(xiàng)指標(biāo)均與矮壯素C2、甲哌鎓M2及對(duì)照存在顯著差異。矮壯素C2、甲哌鎓M2處理的苗木高度均比對(duì)照矮,且均存在顯著差異,主根條數(shù)、主根長(zhǎng)度及直徑、根系質(zhì)地等均與對(duì)照無(wú)顯著差異。
2.1.3 對(duì)琴葉榕增殖苗生長(zhǎng)的影響
使用低濃度生長(zhǎng)延緩劑持續(xù)處理琴葉榕增殖苗,均可對(duì)增殖苗生長(zhǎng)產(chǎn)生影響,見(jiàn)圖2。
由圖2可知,隨著持續(xù)處理代數(shù)增加,3種植物生長(zhǎng)延緩劑對(duì)琴葉榕增殖苗高生長(zhǎng)的抑制效果增加,即均存在一定的富集效應(yīng)。多效唑持續(xù)刺激對(duì)琴葉榕增殖苗高生長(zhǎng)影響明顯,在轉(zhuǎn)接至第2代時(shí),增殖苗高度為2.22cm,轉(zhuǎn)接至第3代時(shí),增殖苗高度僅為0.78cm,無(wú)法用于正常生產(chǎn);矮壯素持續(xù)處理至第3代時(shí),增殖苗高度為1.83cm,已不利于生根接種操作;甲哌鎓持續(xù)刺激3代,雖然琴葉榕增殖苗高生長(zhǎng)逐代減少,但是均可控制在(3.0±0.3)cm。
圖2 生長(zhǎng)延緩劑持續(xù)處理對(duì)琴葉榕增殖苗高生長(zhǎng)的影響
多效唑持續(xù)處理至第2代,增殖苗出現(xiàn)小芽皺縮、褪綠現(xiàn)象,部分單芽頂端小葉透明,呈玻璃化等藥害癥狀;處理至第3代,藥害癥狀加劇,出現(xiàn)了增殖苗壞死現(xiàn)象。矮壯素持續(xù)處理至第3代,增殖苗葉片小而墨綠,不能正常長(zhǎng)大,頂芽細(xì)弱透明等。甲哌鎓持續(xù)處理,增殖苗形態(tài)正常,葉片可正常展開(kāi),葉色濃綠,未出現(xiàn)頂芽玻璃化及愈傷化。生長(zhǎng)延緩劑持續(xù)處理3代,均未對(duì)琴葉榕叢生芽單芽數(shù)量產(chǎn)生影響。
2.2.1 對(duì)琴葉榕生根瓶苗生長(zhǎng)的影響
不同生長(zhǎng)延緩劑對(duì)琴葉榕生根瓶苗高生長(zhǎng)均存在影響,見(jiàn)圖3。
由圖3可知,3種植物生長(zhǎng)延緩劑均能抑制生根瓶苗高生長(zhǎng),且隨著使用濃度增加,生長(zhǎng)抑制效果增加。多效唑?qū)η偃~榕生根瓶苗高生長(zhǎng)影響明顯,在濃度為1.0 mg/L時(shí),生根苗平均高度為1.98cm,相對(duì)于1.2~1.5cm的接入高度,高生長(zhǎng)僅為0.5~0.8cm;矮壯素對(duì)琴葉榕生根瓶苗高生長(zhǎng)的影響次于多效唑,甲哌鎓對(duì)琴葉榕生根瓶苗高生長(zhǎng)影響最小。
多效唑P1、P2、P3處理,生根苗頂芽皺縮細(xì)弱,隨著多效唑濃度增加,頂芽受害癥狀越明顯;多效唑處理的主根呈黃褐色且粗壯,主根直徑與苗木莖粗接近,無(wú)須根,根系質(zhì)地脆而易折斷。矮壯素及甲哌鎓處理,未對(duì)生根瓶苗頂芽造成明顯傷害,生根瓶苗隨著藥劑濃度增加,節(jié)間變短,葉片正常展開(kāi)、厚綠。
圖3 生長(zhǎng)延緩劑處理對(duì)琴葉榕生根瓶苗高生長(zhǎng)的影響
2.2.2 對(duì)琴葉榕生根瓶苗移栽效果的影響
生長(zhǎng)延緩劑處理的生根瓶苗移栽30 d后的觀察結(jié)果見(jiàn)表3。
表3 生長(zhǎng)延緩劑處理對(duì)琴葉榕生根瓶苗移栽效果的影響
所有生長(zhǎng)延緩劑處理,其移栽成活率均在95%以上,可滿足生產(chǎn)需要;不使用生長(zhǎng)延緩劑處理,其移栽成活率為62.3%。
移栽30 d后,所有處理的葉片總數(shù)相近,平均在9.3~9.6片。多效唑處理P3的苗木高度最矮,為2.36cm,未觀察到葉寬>1.0c m的葉片,整個(gè)植株呈矮縮狀;其次為多效唑P2處理,苗木高度為4.43 cm,苗木節(jié)間長(zhǎng)度均勻,但頂芽所生葉片不能正常長(zhǎng)大,呈現(xiàn)下大上小的形態(tài);矮壯素C3、甲哌嗡M3處理,苗木節(jié)間長(zhǎng)度均勻,新葉大小正常且舒展,苗木呈現(xiàn)健壯敦實(shí)的形態(tài);對(duì)照苗高度8.99 cm,大葉數(shù)與矮壯素及甲哌鎓處理相近,呈現(xiàn)徒長(zhǎng)癥狀。
生長(zhǎng)延緩劑處理對(duì)移栽苗莖粗存在影響。所有處理,移栽苗基部直徑均大于對(duì)照,其中多效唑P2、P3處理莖基較粗,均存在優(yōu)勢(shì)。多效唑P2、P3處理,苗木頂端直徑遠(yuǎn)小于基部直徑,呈現(xiàn)下大上小的形態(tài),其余處理及對(duì)照,未發(fā)現(xiàn)相同形態(tài)。
使用多效唑、矮壯素、甲哌鎓3種生長(zhǎng)延緩劑處理琴葉榕增殖苗及生根苗,均可對(duì)苗木生長(zhǎng)產(chǎn)生影響。3種生長(zhǎng)延緩劑均可抑制苗木高生長(zhǎng),對(duì)增殖苗單芽數(shù)量、生根苗葉片總數(shù)、生根苗根系條數(shù)等無(wú)影響。
多效唑在抑制苗高生長(zhǎng)的同時(shí),對(duì)無(wú)菌苗頂芽造成了可見(jiàn)傷害,且難以恢復(fù),對(duì)生根苗側(cè)根產(chǎn)生明顯抑制,使得主根變色易折斷,移栽后苗木頂芽不能恢復(fù)正常生長(zhǎng)。據(jù)Sankhl等[9]報(bào)道,0.3~0.5 mg/L多效唑使合歡組培苗增殖率提高107%。席夢(mèng)利等[10]對(duì)非洲菊的研究也得出類似結(jié)論,與本研究結(jié)論不一致,可能的原因是本研究中細(xì)胞分裂素對(duì)增殖苗增殖率的貢獻(xiàn)度高于多效唑。周恒等[11]報(bào)道,當(dāng)烯效唑濃度過(guò)高時(shí)(0.05~0.10 mg/L),幼苗生長(zhǎng)被過(guò)度抑制,莖更粗短,葉片顯著縮小,生長(zhǎng)不正常,根畸形且彈性和韌性降低,與本研究結(jié)果一致。
矮壯素的安全性高于多效唑。許燦等[12]報(bào)道,高濃度矮壯素可抑制楊樹(shù)組培苗根系形成,且根尖生長(zhǎng)點(diǎn)出現(xiàn)變紅壞死現(xiàn)象,吸收能力降低,苗木長(zhǎng)勢(shì)差且易折斷等,這與本研究效果類似。陳敏敏等[13]在馬鈴薯增殖培養(yǎng)基內(nèi)加入矮壯素,試管苗節(jié)間距縮短,植株矮化,莖干、根系粗壯,葉片增大,葉色深綠,植株生長(zhǎng)健壯,但并未開(kāi)展持續(xù)的培養(yǎng)試驗(yàn)。本文所觀察到的低濃度富集藥害未見(jiàn)報(bào)道。
使用甲哌鎓處理可實(shí)現(xiàn)形態(tài)調(diào)控,未對(duì)苗木造成藥害,且未出現(xiàn)明顯富集藥害。華婧[14]報(bào)道,縮節(jié)胺(商品名為甲哌鎓)可使馬鈴薯試管苗矮化,且矮化作用隨培養(yǎng)時(shí)間延長(zhǎng)而減弱,與本研究結(jié)論類似。趙娟等[15]、華婧等[16]報(bào)道,較低濃度的縮節(jié)胺(2.5~5.0 mg/L)對(duì)馬鈴薯不定芽的分化和增殖有促進(jìn)作用,與本研究結(jié)論不一致,可能原因是物種差異,同時(shí)激素組合中細(xì)胞分裂素對(duì)叢生芽增殖率的貢獻(xiàn)度高于生長(zhǎng)延緩劑。
使用生長(zhǎng)延緩劑調(diào)控組培苗生長(zhǎng)狀態(tài),具有成本低廉、操作簡(jiǎn)便、調(diào)控高效等優(yōu)點(diǎn)。生長(zhǎng)延緩劑種類、作用時(shí)間及濃度,是應(yīng)用過(guò)程中需要考量的主要因素。本研究結(jié)果表明,甲哌鎓的使用效果較為理想,在其他作物中是否具有相同作用,還有待驗(yàn)證。