鬧干朝魯,王 純,阿拉坦其其格*

(1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝與植物保護(hù)學(xué)院,內(nèi)蒙古呼和浩特 010019;2.內(nèi)蒙古大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,內(nèi)蒙古呼和浩特 010020)

華北藍(lán)盆花(ScabiosatschiliensisGrun.)是川續(xù)斷科藍(lán)盆花屬多年生草本植物,其抗逆性強(qiáng)[1-3],分布較廣[4],是蒙藥藍(lán)盆花的主要成分[5],也是一種良好的地被植物[6],目前華北藍(lán)盆花的利用仍處于野生狀態(tài),但市場(chǎng)需求日益加大,資源日漸減少,因此人工栽培和組培快繁技術(shù)是藍(lán)盆花野生資源保護(hù)和種苗生產(chǎn)來(lái)源的主要措施。關(guān)于華北藍(lán)盆花的組織培養(yǎng)技術(shù)研究較少[7],且其組培苗生根比較困難,研究表明,在培養(yǎng)基中添加一定量的活性炭,不僅能吸附對(duì)組培苗生長(zhǎng)不利的物質(zhì),還可以為植株創(chuàng)造一個(gè)適宜于根系生長(zhǎng)的黑暗環(huán)境[8],并具有抑制褐變[9-10]、促進(jìn)外植體芽的伸長(zhǎng)[11]、增加生根率和根數(shù)、使根系生長(zhǎng)健壯[12-13]等作用,但研究發(fā)現(xiàn)活性炭用量過(guò)大時(shí),植株生長(zhǎng)發(fā)育所需的營(yíng)養(yǎng)元素被吸附而不利于植株生長(zhǎng)[14]。筆者以華北藍(lán)盆花莖段為外植體,在MS培養(yǎng)基中添加不同濃度的活性炭進(jìn)行培養(yǎng),研究不同濃度的活性炭對(duì)華北藍(lán)盆花組培苗生長(zhǎng)的影響,探究適合華北藍(lán)盆花組培苗生長(zhǎng)的活性炭濃度,同時(shí)篩選煉苗移栽基質(zhì)種類(lèi),為華北藍(lán)盆花離體快繁和種苗生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料外植體材料為華北藍(lán)盆花當(dāng)年生帶頂芽的莖段,來(lái)源于內(nèi)蒙古大學(xué)園藝植物栽培實(shí)驗(yàn)室?；钚蕴?粉)由福晨化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1外植體消毒。外植體在超凈工作臺(tái)中,用95%乙醇處理30 s,再用0.1% HgCl2溶液處理1.5 min,最后用無(wú)菌水漂洗3～5次后接種在培養(yǎng)基中。

1.2.2活性炭濃度設(shè)計(jì)。以MS粉+3%蔗糖+0.6%瓊脂為基本培養(yǎng)基(pH 5.9～6.0),添加不同濃度的活性炭(AC),活性炭濃度梯度為0(CK)、0.5、1.0、1.5、2.0 g/L。制備培養(yǎng)基時(shí)調(diào)節(jié)pH之前添加活性炭,培養(yǎng)基分裝滅菌后培養(yǎng)基凝固前要輕輕搖晃三角瓶,防止活性炭沉淀瓶底或分布不均勻。每個(gè)100 mL三角瓶?jī)?nèi)裝入30～40 mL培養(yǎng)基,每個(gè)處理接種10瓶,每瓶接種1株,重復(fù)3次。

1.2.3培養(yǎng)條件。組培苗放置于溫度(25±1)℃、光照強(qiáng)度為2 500～3 000 lx、光照時(shí)間12 h/d的光電培養(yǎng)箱(SANYO)中進(jìn)行培養(yǎng)。

1.2.4移栽基質(zhì)種類(lèi)與配比。生根培養(yǎng)60 d的華北藍(lán)盆花組培苗在室內(nèi)燈光下放置煉苗7 d。開(kāi)蓋取出組培苗,洗凈根部培養(yǎng)基后,分別移栽到蛭石、珍珠巖、蛭石+珍珠巖(1∶1)的基質(zhì)中,先放避光的實(shí)驗(yàn)臺(tái)上緩苗7 d,再放置光照培養(yǎng)架上養(yǎng)護(hù),每天噴水,7 d澆透一次水。養(yǎng)護(hù)30 d后統(tǒng)計(jì)成活率和生長(zhǎng)勢(shì)。用不同基質(zhì)移栽30 d后再分別移入營(yíng)養(yǎng)土、營(yíng)養(yǎng)土+蛭石(1∶1)、營(yíng)養(yǎng)土+珍珠巖(1∶1)的培養(yǎng)土中進(jìn)行上盆管理,30 d后統(tǒng)計(jì)成活率和生長(zhǎng)勢(shì)。

1.3 數(shù)據(jù)分析每天定時(shí)觀察,記錄生根時(shí)間,接種35 d后統(tǒng)計(jì)根長(zhǎng)、根數(shù)、株高等,觀察記錄植株生長(zhǎng)勢(shì)。將試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel 2016軟件整理、作圖,用SPSS 26.0軟件單因素AVONA分析中沃勒-鄧肯分析法進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度的活性炭對(duì)植株生長(zhǎng)勢(shì)的影響由圖1可知,未添加活性炭時(shí),華北藍(lán)盆花組培苗生長(zhǎng)速度較慢,植株矮小,葉片淺綠,且莖基部有輕微褐化現(xiàn)象,根短而細(xì)。培養(yǎng)基中添加活性炭后,植株褐化現(xiàn)象消失,活性炭濃度在0.5～1.0 g/L時(shí),植株生長(zhǎng)勢(shì)良好,葉片舒展?；钚蕴繚舛仍?.5～2.0 g/L時(shí),生長(zhǎng)受抑制,生根率下降。濃度1.0 g/L時(shí),植株地上部分長(zhǎng)勢(shì)最優(yōu)。

注:A～E分別為活性炭濃度為0、0.5、1.0、1.5、2.0 g/L。Note:A-E was 0,0.5,1.0,1.5,2.0 g/L activated carbon.圖1 接種35 d時(shí)組培苗生長(zhǎng)狀況Fig.1 Growth of tissue culture seedlings at 35 days after inoculation

2.2 不同濃度的活性炭對(duì)生根時(shí)間的影響由圖2可知,隨著活性炭濃度的升高,生根時(shí)間與對(duì)照相比均有不同程度的延長(zhǎng)。當(dāng)活性炭濃度為1.0～1.5 g/L時(shí),其生根時(shí)間與對(duì)照相比有一定差異,較對(duì)照組稍延長(zhǎng)。當(dāng)活性炭濃度為2.0 g/L時(shí),平均生根時(shí)間為25 d,顯著高于對(duì)照(P<0.05)。其他濃度活性炭處理與對(duì)照差異不顯著。

注:不同小寫(xiě)字母表示不同活性炭濃度間差異顯著(P<0.05)。Note:Different lowercase letters indicated significant difference between different AC concentrations at 0.05 level.圖2 活性炭濃度對(duì)組培苗生根時(shí)間的影響Fig.2 Effect of AC concentration on rooting time of tissue culture seedlings

2.3 不同濃度的活性炭對(duì)根長(zhǎng)的影響由圖3可知,活性炭對(duì)華北藍(lán)盆花組培苗根長(zhǎng)的影響顯著。當(dāng)活性炭濃度為0.5 g/L時(shí),其平均根長(zhǎng)高于對(duì)照組102.41%,但差異不顯著。當(dāng)活性炭濃度為1.0 g/L時(shí),其平均根長(zhǎng)略低于對(duì)照,差異不顯著。當(dāng)活性炭濃度為1.5 g/L時(shí),其根長(zhǎng)顯著高于對(duì)照(P<0.05),高234.94%。當(dāng)活性炭濃度為2.0 g/L時(shí),其根長(zhǎng)顯著低于對(duì)照(P<0.05)。各處理的組培苗平均根長(zhǎng)表現(xiàn)為1.5 g/L>0.5 g/L>CK>1.0 g/L>2.0 g/L。

注:不同小寫(xiě)字母表示不同活性炭濃度間差異顯著(P<0.05)。Note:Different lowercase letters indicated significant difference between different AC concentrations at 0.05 level.圖3 活性炭濃度對(duì)組培苗根長(zhǎng)的影響Fig.3 Effect of AC concentration on root length of tissue culture seedlings

2.4 不同濃度的活性炭對(duì)根數(shù)的影響由圖4可知,不同濃度活性炭對(duì)華北藍(lán)盆花生根數(shù)量的影響有一定差異。添加0.5 g/L的活性炭后,平均根數(shù)最多,為5.33條。隨著活性炭濃度的升高,生根數(shù)量減少,當(dāng)活性炭濃度為2.0 g/L時(shí),平均根數(shù)少于對(duì)照組。各處理的組培苗平均根數(shù)表現(xiàn)為0.5 g/L>1.5 g/L>1.0 g/L >CK >2.0 g/L。

注:不同小寫(xiě)字母表示不同活性炭濃度間差異顯著(P<0.05)。Note:Different lowercase letters indicated significant difference between different AC concentrations at 0.05 level.圖4 活性炭濃度對(duì)組培苗根數(shù)的影響Fig.4 Effect of AC concentration on root number of tissue culture seedlings

2.5 不同濃度的活性炭對(duì)株高的影響由圖5可知,華北藍(lán)盆花組培苗株高在不同濃度活性炭處理間無(wú)顯著差異。隨著活性炭濃度的升高,華北藍(lán)盆花組培苗株高有不同程度增加。當(dāng)添加的活性炭濃度為1.0 g/L時(shí),組培苗平均株高最高,為3.10 cm。各處理的組培苗平均株高表現(xiàn)為1.0 g/L>0.5 g/L>1.5 g/L>2.0 g/L>CK。

2.6 華北藍(lán)盆花組培苗移栽基質(zhì)的篩選

2.6.1不同基質(zhì)移栽效果。在蛭石、珍珠巖、蛭石+珍珠巖(1∶1)3種不同的移栽基質(zhì)中,華北藍(lán)盆花組培苗的成活率均達(dá)100%。其中,采用蛭石移栽的華北藍(lán)盆花組培苗植株挺立,葉片舒展,新生葉片較少,根較長(zhǎng)且具有較多側(cè)根。采用珍珠巖移栽的華北藍(lán)盆花組培苗葉色鮮綠至淺綠,基部葉片發(fā)黃,新生葉片較少,有枯葉,根長(zhǎng)較短但分枝多。采用蛭石+珍珠巖(1∶1)移栽的華北藍(lán)盆花組培苗,植株生長(zhǎng)速度快,植株挺立,葉色鮮綠,新生葉片較多,有枯葉,根較長(zhǎng)但分枝少(圖6)。地上部長(zhǎng)勢(shì)表現(xiàn)為蛭石+珍珠巖(1∶1)>蛭石>珍珠巖,地下部長(zhǎng)勢(shì)表現(xiàn)為蛭石>蛭石+珍珠巖(1∶1)>珍珠巖。

注:不同小寫(xiě)字母表示不同活性炭濃度間差異顯著(P<0.05)。Note:Different lowercase letters indicated significant difference between different AC concentrations at 0.05 level.圖5 活性炭濃度對(duì)組培苗株高的影響Fig.5 Effect of AC concentration on plant height of tissue cultured seedlings

注: a.蛭石+珍珠巖(1∶1),b.珍珠巖,c.蛭石;A.移栽7 d時(shí)的生長(zhǎng)狀況,B.移栽30 d時(shí)的生長(zhǎng)狀況。Note: a.Vermiculite+perlite (1∶1), b.Perlite, c.Vermiculite;A. Growth status after 7 days of transplantation, B. Growth status after 30 days of transplantation.圖6 不同基質(zhì)移栽的華北藍(lán)盆花組培苗生長(zhǎng)勢(shì)Fig.6 Growth potential of Scabiosa tschiliensis Grun.transplanted with different substrates

2.6.2不同配方培養(yǎng)土移栽效果。在營(yíng)養(yǎng)土中移栽的植株成活率最低,為50%,在營(yíng)養(yǎng)土+蛭石(1∶1)和營(yíng)養(yǎng)土+珍珠巖(1∶1)的培養(yǎng)土的移栽成活率均為100%。采用營(yíng)養(yǎng)土+蛭石(1∶1)和營(yíng)養(yǎng)土+珍珠巖(1∶1)的培養(yǎng)土植株長(zhǎng)勢(shì)良好,葉色鮮綠,葉片舒展寬大,后期在同等環(huán)境下?tīng)I(yíng)養(yǎng)土+珍珠巖(1∶1)的植物長(zhǎng)勢(shì)變?nèi)?圖7)。

3 結(jié)論與討論

3.1 活性炭對(duì)華北藍(lán)盆花組培苗生長(zhǎng)的影響在MS培養(yǎng)基中加入不同濃度的活性炭,華北藍(lán)盆花組培苗植株挺立,葉片舒展,植株褐化現(xiàn)象消失,總體長(zhǎng)勢(shì)良好。低濃度的活性炭對(duì)華北藍(lán)盆花組培苗的生長(zhǎng)具有促進(jìn)作用,但濃度過(guò)高抑制植物的生長(zhǎng),組培苗株高呈先增高后下降的趨勢(shì),但總體株高高于對(duì)照組,這與何平等[15]、萬(wàn)林[16]的研究結(jié)果相似。

華北藍(lán)盆花組培苗生根受活性炭濃度的影響較大,在活性炭濃度為1.5 g/L時(shí)根長(zhǎng)最長(zhǎng),在活性炭濃度為2.0 g/L時(shí),根長(zhǎng)最短。在活性炭濃度為0.5 g/L時(shí)組培苗生根數(shù)最多,生根率最高,為60%(對(duì)照組生根率為50%),在活性炭濃度為2.0 g/L時(shí),根數(shù)最少,生根率最低,為30%,因此,隨著活性炭濃度的升高,華北藍(lán)盆花組培苗的生根受到抑制,這與劉健暉等[13]、金香花等[14]的研究結(jié)果相符合?；钚蕴康奶砑訉?duì)華北藍(lán)盆花組培苗的初見(jiàn)根時(shí)間有抑制作用,隨著活性炭濃度的升高,生根時(shí)間均有不同程度延長(zhǎng)。綜合分析,在華北藍(lán)盆花組培中最適宜的活性炭濃度為0.5 g/L。

3.2 組培苗移栽基質(zhì)的篩選在該試驗(yàn)的6種移栽基質(zhì)中,除營(yíng)養(yǎng)土的移栽成活率最低為50%外,其余5種基質(zhì)的移栽成活率均達(dá)100%。由于營(yíng)養(yǎng)土質(zhì)地相對(duì)容易造成土壤板結(jié),透氣性差,易造成爛根[17],導(dǎo)致移栽成活率下降。加入蛭石和珍珠巖可以有效提高土壤透氣性,保證根系正常生理活動(dòng)。單獨(dú)采用珍珠巖,基質(zhì)透氣性好但保水能力下降,植株大部分出現(xiàn)葉片發(fā)黃及枯葉現(xiàn)象,植株生長(zhǎng)速度減慢,根長(zhǎng)較短。單獨(dú)采用蛭石,基質(zhì)保水能力較好,地上部植株挺立,但生長(zhǎng)速度相對(duì)較慢,地下部根長(zhǎng)較長(zhǎng)。采用蛭石+珍珠巖(1∶1)混合基質(zhì),既有合適的疏松度,保證了良好的透氣性,又有一定的保水能力,華北藍(lán)盆花組培苗地上部生長(zhǎng)速度快,地下部根系健壯,是華北藍(lán)盆花組培苗煉苗移栽的適宜基質(zhì),這與張可凡等[18]在金錢(qián)蒲移栽基質(zhì)選擇的研究結(jié)果相符。采用營(yíng)養(yǎng)土+蛭石(1∶1)混合基質(zhì),保水能力強(qiáng)于營(yíng)養(yǎng)土+珍珠巖(1∶1),后期植株長(zhǎng)勢(shì)較好,是華北藍(lán)盆花組培苗適宜的盆栽基質(zhì)。

注:a.營(yíng)養(yǎng)土,b.營(yíng)養(yǎng)土+蛭石,c.營(yíng)養(yǎng)土+珍珠巖;A.移栽當(dāng)天的生長(zhǎng)狀況,B.移栽30 d時(shí)的生長(zhǎng)狀況,C.移栽90 d時(shí)的生長(zhǎng)狀況。Note: a. Nutrient soil, b. Nutrient soil+vermiculite, c. Nutrient soil+perlite;A. The growth status on the day of transplantation, B. The growth status at 30 days of transplantation, C. The growth status at 90 days of transplantation.圖7 不同配方培養(yǎng)土移栽的華北藍(lán)盆花組培苗生長(zhǎng)勢(shì)變化Fig.7 Changes of growth potential of Scabiosa tschiliensis Grun.transplanted with different formulations