桂 平, 韋小麗
(1.貴州大學林學院, 貴陽 550025; 2.銅仁職業(yè)技術學院農學院, 貴州 銅仁 554300)
植物組織培養(yǎng)常用的生根方式為瓶內生根,其不足之處是組培苗生根后苗還需進行馴化煉苗移栽,此法耗時長且在移栽過程中會造成一定的幼苗損耗。因此,一種微枝瓶外生根技術受到學者們的青睞[1-4]。紅豆樹(OrmosiahosieiHemsletWils)為紅豆屬常綠喬木,國家Ⅱ級重點保護珍貴植物,我國特有鄉(xiāng)土樹種[5-6]。由于紅豆樹自身結實具有大小年現象,再加上人為破壞及環(huán)境的影響等多方面的原因,致使紅豆樹自然資源十分稀缺[7],探索一種高效的紅豆樹組織培養(yǎng)方式是解決紅豆樹種質資源頸瓶的有效途徑。關于紅豆樹組織培養(yǎng)的研究已有一些報道[8-11],但生根方式均采用的瓶內生根,生根率不理想[10-11]。本研究借鑒前人開展試管外生根的經驗,以增殖的紅豆樹無根試管苗為材料,開展了瓶外和瓶內生根試驗,探尋提高紅豆樹組培苗生根率、縮短出苗周期、高效節(jié)約的生根途徑,為高效培育紅豆樹苗木提供技術參考。
選用高度大于3.5 cm且生長健壯的試管增殖無根苗,基部斜切處理后稍晾干作瓶內外生根備用。
1.2.1瓶內生根培養(yǎng)
設計3因素3水平的正交試驗(表1),采用正交表為L9(34),培養(yǎng)基中均添加8 g·L-1的瓊脂,30 g·L-1的蔗糖,高壓滅菌前pH調至6.0,每個處理20個試材,2次重復。接種后將培養(yǎng)物置于(25±2)℃、12 h·d-1光照時間、3 000 lx光照強度的環(huán)境中培養(yǎng)。每10 d觀察記錄一次根系誘導情況,60 d后統(tǒng)計生根株數與生根條數。
表1 生根培養(yǎng)正交試驗
1.2.2煉苗及移栽技術研究
將單株生根數高于3條,且長勢較好的瓶苗移到自然光照下,3 d后打開透氣膜再靜置3 d,備好經高壓滅菌的基質,洗凈幼苗基部培養(yǎng)基,將其移栽至不同配比的基質中進行生根(表2),每個處理15株苗,3次重復,保持基質濕度,定期觀察幼苗適應情況,統(tǒng)計移栽成活率。
表2 煉苗移栽基質
1.2.3瓶外生根培養(yǎng)
將備好的紅豆樹試管無根苗試材的基部分別置入100 mg·L-1、150 mg·L-1、200 mg·L-1的NAA溶液中保持5 s,取出后分別插入已滅菌的基質中,基質同瓶內生根煉苗移栽(表2),盆口用保鮮膜罩住,每個處理15個試材,3次重復,在溫度保持在(24±1)℃的人工氣候箱內培養(yǎng)生根,持續(xù)觀察45 d后統(tǒng)計無根苗根系誘導及生長情況。
紅豆樹試管無根苗瓶內生根結果(表3,圖1 A~圖1 C)表明,不同基本培養(yǎng)基類型對紅豆樹組培生根率影響顯著,其中生根率、根數、根長在1/2 MS培養(yǎng)基中均顯現較突出,平均生根率分別較1/4 MS、1/2 WPM培養(yǎng)基高47.4%、5.7%;平均根數分別較1/4 MS、1/2 WPM培養(yǎng)基多2.07條、0.37條;平均根長分別較1/4 MS、1/2 WPM培養(yǎng)基長2.24 cm、0.62 cm。在1/2 MS培養(yǎng)基的3個不同處理中,以附加生長調節(jié)劑0.5 mg·L-1的NAA培養(yǎng)基中生根效果最好,根數在4條以上,根長在3 cm以上且生根率最高,達87.37%。
表3 生根培養(yǎng)正交試驗L9(34)結果
紅豆樹試管苗在不同基質中進行的煉苗結果(表4,圖1 A、圖1 B)得出,不同的基質對煉苗成活率存在顯著性差異(p<0.05),在3號基質中長勢較好,平均成活率93.33%,分別較1號和2號基質高11.11%和37.33%??梢娂t豆樹試管苗煉苗移栽最佳的基質為3基質即蛭石+珍珠巖+泥炭土(3∶1∶3)。
表4 紅豆樹試管苗煉苗移栽結果
從瓶外生根試驗結果(表5、6,圖1中C、D)可知,紅豆樹組培微枝瓶外生根產生了一定量的側根及須根,根系質量明顯優(yōu)于瓶內生根,基質的成分和NAA溶液的濃度對紅豆樹組培苗瓶外生根效果均存在極顯著影響(p<0.01),在蛭石+珍珠巖+泥炭土(3∶1∶3)基質中生根效果較好,平均生根率達82.96%,分別較珍珠巖+蛭石(1∶3)和珍珠巖+泥炭土(1∶3)基質高5.18%和42.96%;不同濃度NAA溶液處理生根試料基部結果得出,150 mg·L-1的NAA溶液對材料的生根效果最好,平均生根率達71.11%,分別較100 mg·L-1和200 mg·L-1高13.33%和2.22%??梢娂t豆樹組培苗微植瓶外生根最適的方法是用150 mg·L-1的NAA溶液侵泡試材基部5 s后插入蛭石+珍珠巖+泥炭土(3∶1∶3)基質中生根,生根率在95%以上。
注:A和B為瓶內生根及煉苗移栽;C和D為瓶外生根效果。圖1 生根效果
表5 不同基質對試管外生根的影響
表6 生根率方差分析結果
不同基本培養(yǎng)基類型對紅豆樹組培生根率影響顯著,這與施瓊等[12]、王軍娥[13]和鄒英寧等[14]的研究結果類似。組織培養(yǎng)中,生根培養(yǎng)通常是在添加生長素IBA和NAA的培養(yǎng)基中進行。本研究表明,添加1種生長素的培養(yǎng)基生根效果優(yōu)于添加2種生長素的培養(yǎng)基,其中以NAA效果最佳,這與王茂進等[15]的研究結果一致,但與何官榕等[11]對紅豆樹的研究結果有差異,可能是因為基因型不同,對不用的生長素反應效果存在差異所致[15]。
基質是植株生根成活的重要因素,不同基質透氣性、保水性及營養(yǎng)成分不同,以致不同植物適應的基質不一致。試驗得出,紅豆樹在具備一定的透氣及保水性的基質蛭石+珍珠巖+泥炭土(3∶1∶3)中長勢較好,且不同基質對瓶外生根率影響顯著,這與肖玉菲等[16]的研究結果類似。
試管苗瓶外生根是將生根與馴化有機地結合起來,有效縮短了育苗周期,節(jié)約生產成本,相對于瓶內生根的組培苗來說,提高了移栽成活率,縮短了出苗時間,是一項在組培工廠化育苗中值得應用與推廣的技術[17]。試驗得出,紅豆樹組培微枝瓶外生根能產生一定的側根及須根,且根系質量優(yōu)于瓶內生根,這與黃卓忠等[18]和施瓊等[12]的研究結果一致。
紅豆樹組培無根苗最佳的生根方式為瓶外生根,即將紅豆樹無根苗基部置入150 mg·L-1的NAA溶液中速醮5 s后,插于蛭石+珍珠巖+泥炭土(3∶1∶3)基質中進行生根,生根率在95%以上。