董媛媛，柴慈江，夏瑞，黃潔萍，岑芬

環(huán)境、莖段狀態(tài)與無糖培養(yǎng)基對(duì)葡萄試管苗生根的影響

董媛媛，柴慈江通信作者，夏瑞，黃潔萍，岑芬

（天津農(nóng)學(xué)院 園藝園林學(xué)院，天津 300392）

本項(xiàng)研究旨在完善葡萄試管苗土壤支撐生根培養(yǎng)技術(shù)。分別對(duì)使用含糖與否的培養(yǎng)基、接種兩種狀態(tài)的試管苗莖段及兩種培養(yǎng)環(huán)境進(jìn)行了試驗(yàn)。結(jié)果表明：在不含糖的培養(yǎng)基中試管苗根長與莖長顯著高于含糖培養(yǎng)基，莖段枯死率和葉片變色率顯著低于含糖培養(yǎng)基；接種新壯莖段試管苗的生根率、根長、莖長及葉數(shù)均顯著高于老弱莖段；6月份露地環(huán)境中培養(yǎng)的試管苗生根率及莖長與培養(yǎng)室環(huán)境無顯著差異，且生根率達(dá)到92.5%。在‘玫瑰香’葡萄試管苗的土壤支撐生根培養(yǎng)中，以使用不含糖培養(yǎng)基和接種新壯莖段為宜，6月份可在露地環(huán)境中培養(yǎng)。

葡萄；蔗糖；莖段；露地；瓶內(nèi)生根

生根是葡萄組織培養(yǎng)快繁技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。試管苗的生根方法一般可分為試管內(nèi)生根和試管外生根兩種方式。葡萄試管苗的試管內(nèi)生根通常使用瓊脂固化的培養(yǎng)基[1-8]。在瓊脂培養(yǎng)基中生根的葡萄試管苗一般根系吸收功能較差、移栽不容易成活，而且由于瓊脂價(jià)格昂貴而導(dǎo)致試管苗培養(yǎng)成本增加。柴慈江等以巨峰葡萄試管苗為試材，研究提出了葡萄試管苗的土壤支撐生根培養(yǎng)與帶坨移栽技術(shù)，該項(xiàng)研究為降低葡萄試管苗培養(yǎng)成本及簡化試管苗移栽程序提供了一條新途徑[9]。本研究在土壤支撐培養(yǎng)基條件下，探討無糖培養(yǎng)基、莖段狀態(tài)及露地環(huán)境對(duì)葡萄試管苗生根培養(yǎng)的影響，以完善葡萄試管苗土壤支撐生根培養(yǎng)技術(shù)，進(jìn)一步降低試管苗成本，促進(jìn)組培快繁技術(shù)在葡萄良種快繁和無病毒苗木生產(chǎn)中的應(yīng)用。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

以不含植物激素的GS培養(yǎng)基中繼代培養(yǎng)的‘玫瑰香’葡萄（‘Muscat Hamburg’）試管苗為試材。生根培養(yǎng)基配制用土取自天津農(nóng)學(xué)院校內(nèi)地被植物園，為黏壤土，風(fēng)干后過1 mm篩備用，所用蛭石購自花卉市場，同樣過1 mm篩備用。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 培養(yǎng)基中糖含量影響葡萄試管苗生長的研究

本試驗(yàn)設(shè)含糖培養(yǎng)基和不含糖培養(yǎng)基兩個(gè)處理，以探討培養(yǎng)基中糖含量對(duì)葡萄試管苗生根的影響。

含糖培養(yǎng)基配制：將黏壤土與蛭石按照1︰1的體積比混和均勻，用作培養(yǎng)基的土壤支撐物。在200 mL方形PC瓶中加入土壤支撐物100 mL，再加入60 mL含糖培養(yǎng)液，含糖培養(yǎng)液為含有15 g/L蔗糖和0.2 mg/L IBA的蒸餾水。培養(yǎng)瓶封口后在121 ℃下滅菌20 min。

不含糖培養(yǎng)基配制：除了在培養(yǎng)瓶中加入不含糖培養(yǎng)液60 mL外，其余的配制及滅菌方法均與含糖培養(yǎng)基相同。不含糖培養(yǎng)液的成分為含有0.2 mg/L IBA的蒸餾水。

將‘玫瑰香’葡萄試管苗剪成單節(jié)莖段，分別接種到上述兩種培養(yǎng)基中，每處理接種5瓶，每瓶接種8個(gè)莖段，每處理共接種40個(gè)莖段。接種后將培養(yǎng)瓶置于培養(yǎng)室中培養(yǎng)。培養(yǎng)室溫度保持在22～27 ℃，光照強(qiáng)度為1 800～2 000 lx，光照時(shí)間為14 h/d。

培養(yǎng)30 d后，調(diào)查兩個(gè)處理試管苗的生根率、根長及莖長等指標(biāo)，對(duì)生根率用卡平方法進(jìn)行獨(dú)立性測驗(yàn)，其他各項(xiàng)指標(biāo)均按照完全隨機(jī)試驗(yàn)單向分組資料進(jìn)行方差分析。

1.2.2 接種莖段狀態(tài)影響葡萄試管苗生長的研究

本試驗(yàn)將接種莖段分為新壯莖段和老弱莖段的兩個(gè)處理。

新壯莖段：繼代培養(yǎng)25～40 d，莖葉顏色翠綠，莖較粗，節(jié)間較長。

老弱莖段：繼代培養(yǎng)50 d以上，莖葉顏色淺綠，莖段節(jié)上有紅暈，莖較細(xì)，節(jié)間較短。

選用不含糖培養(yǎng)基，不含糖培養(yǎng)基的配制及滅菌與上述試驗(yàn)1.2.1相同。將新壯莖段和老弱莖段分別接種在不含糖培養(yǎng)基中，每個(gè)處理5瓶，共接種40個(gè)莖段，接種的莖段均為雙節(jié)。接種完畢后置于培養(yǎng)室培養(yǎng)，培養(yǎng)條件同上述試驗(yàn)1.2.1，培養(yǎng)30 d后，統(tǒng)計(jì)兩個(gè)處理試管苗的生根率、根長、新生莖長、莖段枯死率和變色葉片數(shù)等指標(biāo)，生根率用卡平方法做獨(dú)立性測驗(yàn)，其他各項(xiàng)指標(biāo)均按照完全隨機(jī)試驗(yàn)單向分組資料進(jìn)行方差分析。

1.2.3 培養(yǎng)環(huán)境影響葡萄試管苗生長的研究

本試驗(yàn)主要探討露地環(huán)境對(duì)葡萄試管苗瓶內(nèi)生根培養(yǎng)的影響。將葡萄試管苗新壯莖段接種于不含糖培養(yǎng)基中，莖段選擇標(biāo)準(zhǔn)同上述試驗(yàn)1.2.2，不含糖培養(yǎng)基配制同試驗(yàn)1.2.1。每瓶接種8個(gè)雙節(jié)莖段。然后將培養(yǎng)瓶放在露地環(huán)境中培養(yǎng)，地點(diǎn)在天津農(nóng)學(xué)院地被植物試驗(yàn)園的樹冠陰影下，并在東西方向各豎立一層遮陽網(wǎng)，以防培養(yǎng)瓶受到陽光直射引起燒苗。放置之前在實(shí)驗(yàn)室將培養(yǎng)瓶頂部的透氣孔用膠膜粘住，防止雨水進(jìn)入污染莖段。培養(yǎng)期間，使用最高溫度計(jì)記錄培養(yǎng)瓶中的最高溫度，每5 d一次，并在晴天的中午用照度計(jì)測定培養(yǎng)瓶上方的光照強(qiáng)度。培養(yǎng)30 d后調(diào)查試管苗生根率、根長、莖長和葉片數(shù)等指標(biāo)，生根率及其他各項(xiàng)指標(biāo)的分析方法同前。以接種新壯莖段于不含糖培養(yǎng)基中并且在培養(yǎng)室環(huán)境中培養(yǎng)的處理做對(duì)照。培養(yǎng)室環(huán)境的溫度及光照條件同試驗(yàn)1.2.1。

2 結(jié)果與分析

2.1 培養(yǎng)基中糖含量對(duì)葡萄試管苗生根培養(yǎng)的影響

從表1可以看出，不含糖培養(yǎng)基處理的試管苗的生根率略高于含糖培養(yǎng)基處理，但兩者差異不顯著。不含糖培養(yǎng)基處理試管苗的根長則顯著高于含糖培養(yǎng)基處理，這表明去除培養(yǎng)基蔗糖后，可明顯促進(jìn)葡萄試管苗根系的生長。

表1 葡萄土支撐培養(yǎng)基含糖量對(duì)葡萄試管苗生根培養(yǎng)的影響

注：表內(nèi)數(shù)據(jù)后字母不同表示0.05水平差異顯著。下同

從試管苗的地上部來看，不含糖培養(yǎng)基處理的新生莖長顯著高于含糖培養(yǎng)基處理，含糖培養(yǎng)基處理接種的莖段枯死率高達(dá)50.0%，顯著高于不含糖培養(yǎng)基處理，含糖培養(yǎng)基處理試管苗的葉片大部分變成黃色或紅色，變色率達(dá)67.8%，顯著高于不含糖處理。結(jié)果表明，去除培養(yǎng)基中蔗糖對(duì)葡萄試管苗地上部的生長更為有利。

綜合上述，不含糖培養(yǎng)基處理可明顯促進(jìn)葡萄試管苗根系和莖的生長，并且有利于維持莖段存活和保持葉片活力。因此，在葡萄試管苗土壤支撐生根培養(yǎng)中，以去掉培養(yǎng)基中的蔗糖為宜，不僅有利于葡萄試管苗生長，而且可降低培養(yǎng)成本。圖1為兩種培養(yǎng)基中試管苗生長狀況。

2.2 接種莖段狀態(tài)對(duì)葡萄試管苗生長的影響

從表2可以看出，接種新壯莖段的葡萄試管苗的生根率、根長、新生莖長及葉數(shù)等指標(biāo)均顯著高于老弱莖段，莖段枯死率則顯著低于老弱莖段處理，這一結(jié)果表明接種新壯莖段可明顯促進(jìn)葡萄試管苗根系發(fā)生、根系及莖葉的生長。因此，在葡萄試管苗土壤支撐生根培養(yǎng)中，應(yīng)選擇新壯莖段進(jìn)行接種。

表2 接種莖段狀態(tài)對(duì)葡萄試管苗生根培養(yǎng)的影響

接種兩種莖段培養(yǎng)的葡萄試管苗生長狀況見圖2。

2.3 培養(yǎng)環(huán)境對(duì)葡萄試管苗生根培養(yǎng)的影響

由表3可知，露地培養(yǎng)環(huán)境下葡萄試管苗生根率為92.5%，略高于培養(yǎng)室環(huán)境，但兩者差異不顯著。露地環(huán)境下葡萄試管苗的新生莖長、總莖長等與培養(yǎng)室環(huán)境也無顯著差異，而根長、葉數(shù)顯著低于培養(yǎng)室環(huán)境。

表3 培養(yǎng)環(huán)境對(duì)葡萄試管苗生根培養(yǎng)的影響

通過在培養(yǎng)期間對(duì)溫度的測定結(jié)果可知（圖3），露地環(huán)境中最低溫度在18～23 ℃變化，與培養(yǎng)室比較接近。露地環(huán)境中的最高溫度在32～35 ℃，個(gè)別日最高溫度達(dá)到37 ℃，明顯高于培養(yǎng)室環(huán)境。較高溫度可能抑制了葡萄試管苗根系和地上部的生長，使得露地環(huán)境中培養(yǎng)的葡萄試管苗的根長和葉數(shù)顯著低于培養(yǎng)室環(huán)境。

綜上分析，露地環(huán)境中培養(yǎng)的葡萄試管苗雖然根長、葉數(shù)等指標(biāo)明顯低于培養(yǎng)室環(huán)境，但其生根率可達(dá)90.0%以上，與培養(yǎng)室環(huán)境無顯著差異，莖長也與培養(yǎng)室環(huán)境無顯著差異，因此，在6月份將葡萄試管苗的瓶內(nèi)生根培養(yǎng)放在露地環(huán)境中進(jìn)行，可進(jìn)一步降低試管苗成本。

兩種環(huán)境中培養(yǎng)的葡萄試管苗生長狀況見 圖4。

3 討論與結(jié)論

葡萄試管苗在瓊脂培養(yǎng)基生根培養(yǎng)時(shí)一般需要加入適當(dāng)濃度的蔗糖[1-8]。蔗糖和瓊脂的使用都會(huì)增大試管苗培養(yǎng)成本。同時(shí)，蔗糖的使用也是加劇污染發(fā)生的一個(gè)因素[10]。柴慈江等在矮溲疏試管苗的生根培養(yǎng)中，采用土壤支撐的培養(yǎng)基，并且去除培養(yǎng)基中的蔗糖，結(jié)果顯示去除蔗糖后試管苗的生根率、根長及地上部生長指標(biāo)與含有蔗糖的培養(yǎng)基無顯著差異[11]。本項(xiàng)結(jié)果中，‘玫瑰香’葡萄試管苗在不含糖的土壤培養(yǎng)基中的生根培養(yǎng)效果明顯優(yōu)于含糖培養(yǎng)基。這與柴慈江等的研究結(jié)果基本一致。在含有15 g/L的土壤培養(yǎng)基中‘玫瑰香’葡萄試管苗莖段枯死率、葉片變色率顯著高于不含蔗糖培養(yǎng)基，根長顯著低于不含糖培養(yǎng)基，可能是在含糖培養(yǎng)基中，蔗糖增加了培養(yǎng)液的滲透壓，與土壤黏粒引起的基質(zhì)勢(shì)共同作用，使培養(yǎng)基水勢(shì)過度降低，造成莖段枯死、葉片變色，并抑制了根系生長。對(duì)此有待進(jìn)一步研究。

葡萄試管苗的瓶內(nèi)生根培養(yǎng)一般是在培養(yǎng)室進(jìn)行，需要消耗大量電力以保證培養(yǎng)試管苗所需的光照和溫度條件。黃立華對(duì)葡萄組培工廠化育苗成本進(jìn)行了核算后認(rèn)為，按照30 d為一個(gè)培養(yǎng)周期，每株試管苗在培養(yǎng)期間因?yàn)楣庹蘸涂照{(diào)降溫所消耗的電費(fèi)為0.166元，約為試管苗單株總成本的17%[12]。因此，減少培養(yǎng)期間的電力消耗，可明顯降低試管苗的培養(yǎng)成本。柴慈江等將栒子試管苗的瓶內(nèi)生根培養(yǎng)放在溫室中進(jìn)行，試管苗生根率達(dá)到98.1%，且移栽成活率顯著高于培養(yǎng)室培養(yǎng)的試管苗[13]。韓會(huì)會(huì)等對(duì)無花果的研究取得了類似的結(jié)果[14]。這兩項(xiàng)研究為降低試管苗培養(yǎng)期間的電力消耗提供了新方法。楊廣艷等研究表明珠美海棠試管苗在露地環(huán)境中的瓶內(nèi)生根培養(yǎng)效果與培養(yǎng)室及溫室環(huán)境無顯著差異[15]，宋秋月等也認(rèn)為露地環(huán)境中栒子試管苗的瓶內(nèi)生根培養(yǎng)效果與培養(yǎng)室無明顯區(qū)別，并認(rèn)為4月下旬至7月初是栒子試管苗在露地環(huán)境中進(jìn)行瓶內(nèi)生根培養(yǎng)的適宜時(shí)期[16]。本項(xiàng)結(jié)果中，6月份將‘玫瑰香’葡萄試管苗在露地進(jìn)行瓶內(nèi)生根培養(yǎng)，生根率達(dá)92.5%，莖長與培養(yǎng)室無顯著差異，與楊廣艷和宋秋月等的研究基本一致。將試管苗的瓶內(nèi)生根培養(yǎng)放在露地中進(jìn)行，不僅可節(jié)省培養(yǎng)室的電力消耗，還可減少溫室設(shè)施的使用，能夠進(jìn)一步降低試管苗成本。對(duì)此值得深入研究。

綜合上述，在‘玫瑰香’葡萄試管苗的土壤支撐生根培養(yǎng)中，以使用不含糖培養(yǎng)基和接種新壯莖段為宜，并且在6月份可在露地環(huán)境中進(jìn)行培養(yǎng)。本項(xiàng)結(jié)果可改進(jìn)葡萄試管苗土壤支撐生根培養(yǎng)技術(shù)、降低成本，促進(jìn)組培快繁技術(shù)在葡萄良種快繁及無病毒苗木生產(chǎn)中的應(yīng)用。

[1] 齊向麗，師校欣，杜國強(qiáng). ‘紅國王’葡萄組織培養(yǎng)快速繁殖[J/OL]. 分子植物育種，http://kns.cnki.net/kcms/ detail/46.1068.S.20190327.1017.004.html.

[2] 蔡文博，段虹，王軍，等. 4個(gè)鮮食葡萄品種組培快繁體系的建立[J]. 核農(nóng)學(xué)報(bào)，2019，33（2）：248-254.

[3] 徐美隆，劉靜，王巧珍，等. 釀酒葡萄“赤霞珠”組織培養(yǎng)快繁技術(shù)優(yōu)化[J]. 北方園藝，2016（2）：117-120.

[4] 戴彩虹. 山葡萄組織培養(yǎng)與離體嫁接親和性研究[D]. 蘭州：甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)，2014.

[5] 韓旭，武麗娟. 美國“紅地球”葡萄無毒苗速繁技術(shù)研究[J]. 內(nèi)蒙古林業(yè)科技，2012，38（3）：25-28.

[6] 閔首軍，李愛玲. 葡萄組織快繁技術(shù)研究[J]. 農(nóng)學(xué)學(xué)報(bào)，2012，2（10）：55-57.

[7] 馮發(fā)文，田群芳. 巨峰葡萄組織培養(yǎng)快繁技術(shù)研究[J]. 落葉果樹，2011（2）：6-8.

[8] 沈傳進(jìn)，王利民，張平，等. 鮮食葡萄組織培養(yǎng)快速繁育系統(tǒng)的建立[J]. 河北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，15（7）：16-21.

[9] 柴慈江，嚴(yán)任玲，王震星，等. 葡萄試管苗土支撐培養(yǎng)帶坨移栽研究[J]. 華北農(nóng)學(xué)報(bào)，1995，10（1）：116-119.

[10] 黃烈健，王鴻.林木植物組織培養(yǎng)及存在問題的研究進(jìn)展[J]. 林業(yè)科學(xué)研究，2016，29（3）：464-470.

[11] 柴慈江，汪強(qiáng)強(qiáng)，駱建霞，等. 矮溲疏試管苗的土壤支撐生根培養(yǎng)和帶坨移栽[J]. 天津農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào)，2014，21（4）：22-25.

[12] 黃立華. 葡萄組培工廠化育苗成本核算[J]. 陜西林業(yè)科技，2014（3）：65-69.

[13] 柴慈江，曹海鵬，王瓊，等. 不同溫室培養(yǎng)條件對(duì)栒子微枝試管內(nèi)生根和成活的影響[J]. 天津農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào)，2015，22（2）：11-15.

[14] 韓會(huì)會(huì)，符玲巧，柴慈江，等. 溫室培養(yǎng)條件對(duì)無花果微枝試管內(nèi)生根與成活的影響[J]. 天津農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào)，2016，23（1）：23-27.

[15] 楊廣艷，王坤英，柴慈江，等. 環(huán)境條件對(duì)珠美海棠微枝試管內(nèi)生根與成活的影響[J]. 天津農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào)2017，24（4）：15-18.

[16] 宋秋月，韋繞培，柴慈江，等. 露地與培養(yǎng)室環(huán)境對(duì)栒子微枝試管內(nèi)生根與成活的影響[J]. 天津農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào)，2018，25（2）：1-4.

Effects of environment, stem section state and sugar-free medium on rooting of grape plantletcultured in soil supporting medium

Dong Yuanyuan, Chai CijiangCorresponding Author, Xia Rui, Huang Jieping, Cen Fen

（College of Horticulture and Landscape, Tianjin Agricultural University, Tianjin 300392, China）

This paper aimed at perfecting the technique of grape micro-shut rootingcultured in medium supported by soil. The experiments of using medium containing sucrose or not, inoculating stem section in two states and culturing in two environments have been done respectively. The results showed that the root length and the stem length of the plantlet cultured in medium without sucrose were obviously higher than that in medium containing sucrose, but the stem withered rate and the leaf color changing rate were obviously lower than that in medium containing sucrose. Rooting rate, the root length, the stem length and the leaf number of the younger stem section inoculated were obviously higher than that of the older stem section. With the rooting rate of 92.5%, the rooting rate and the stem length of the plantlet cultured in field environment in June were of no obvious difference compared with that of the plantlet cultured in incubation chamber. In rooting culture in soil supporting medium of ‘Muscat Hamburg’ grape plantlet in vitro, the medium without sucrose should be used and the younger stem section should be inoculated, and the rooting culture can be in progress in field environment in June.

grape; sucrose; stem section; field; rooting

S604.3；S723.123.6

A

1008-5394（2021）01-0017-04

10.19640/j.cnki.jtau.2021.01.004

2020-04-02

天津市林果現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目（ITTFPRS2018002）

董媛媛（1998—），女，本科在讀，主要從事園藝植物組織培養(yǎng)方面的研究。E-mail：18722323765@163.com。

柴慈江（1960—），男，教授，碩士，主要從事園藝植物組織培養(yǎng)方面的研究。E-mail：cijiang666@163.com。

責(zé)任編輯：楊霞