鳶尾組織培養(yǎng)過程中根系的誘導(dǎo)與移栽試驗(yàn)

吳秋峰，毛軍平，吳月燕

(1.浙江省蘭溪市林業(yè)局，浙江 蘭溪 321100;2.浙江萬里學(xué)院 生物與環(huán)境學(xué)院，浙江 寧波 315100)

鳶尾屬植物花姿奇特，花色艷麗而豐富，其品種繁多，適應(yīng)性強(qiáng)，在園林中應(yīng)用廣泛，是綠化、美化和香化城市，裝飾花壇、花徑、花帶、路旁及草坪的優(yōu)良材料。全世界鳶尾屬植物300種以上，我國(guó)約有60種，13個(gè)變種以及5個(gè)變型，約占全球鳶尾屬植物的1/5，主要分布在西南、西北及東北［1］。國(guó)內(nèi)鳶尾種苗多數(shù)從國(guó)外引進(jìn)，數(shù)量少，并且有很多品種不能形成種子，分株繁殖率較低，通過組織培養(yǎng)快速繁殖是盡快滿足應(yīng)用需求的最為有效的途徑［2］。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)香根鳶尾、荷蘭鳶尾、德國(guó)鳶尾、蝴蝶花、雜種鳶尾和有髯鳶尾的等組織培養(yǎng)均已獲得成功。雖然目前國(guó)內(nèi)外對(duì)鳶尾屬一些植物的組織培養(yǎng)與快速繁殖已經(jīng)有成功報(bào)道，但由于鳶尾屬植物不同品種組織培養(yǎng)和快速繁殖所需要的條件差異比較大，因此，對(duì)一些新品種進(jìn)行組織培養(yǎng)和繁殖方面的研究十分必要。路易斯鳶尾原產(chǎn)美國(guó)路易斯安那州，在寧波市氣候條件下為常綠水生 (濕生)植物，具有較高的觀賞價(jià)值以及在污染水體或濕地的環(huán)境的重建中具有重要的應(yīng)用價(jià)值，近幾年在浙江省逐漸推廣。路易斯鳶尾在自然條件下，以分株或種子繁殖為主，繁殖率較低，限制了品種的推廣。我們?cè)讷@得組織培養(yǎng)無根苗的基礎(chǔ)上，選擇不同的培養(yǎng)基、激素配比和添加劑進(jìn)行生根試驗(yàn)以及組培苗的移栽試驗(yàn)。以選擇路易斯鳶尾組織培養(yǎng)過程中生根的最佳配比和組培苗移栽的最佳環(huán)境條件，為路易斯鳶尾的快速繁殖提供途徑。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)于2009年3月進(jìn)行。在路易斯鳶尾組織培養(yǎng)愈傷誘導(dǎo)和芽分化成功試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選取高度在5～6 cm，粗細(xì)均勻的路易斯鳶尾組培苗作為根系誘導(dǎo)的材料，并以生根的組培苗作為煉苗材料;以高度14～15 cm，粗細(xì)均勻，根數(shù)在4～5條的生根苗作為移栽材料。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1 生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑種類和濃度試驗(yàn)

根據(jù)董然等［3－17］研究和前期試驗(yàn)的結(jié)果，選MS為基本培養(yǎng)基，采用不同濃度的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑 (萘乙酸NAA，吲哚丁酸IBA，吲哚乙酸 IAA，6-芐氨基嘌呤 6-BA)，進(jìn)行 3水平 4因素的 L9(34)正交試驗(yàn) (表1)。

1.2.2 煉苗試驗(yàn)

選取培養(yǎng)30 d的生根組培苗作為試驗(yàn)對(duì)象。將生根苗的瓶口打開，取出生根苗，用清水沖洗根部培養(yǎng)基后，移植到裝有50 mL營(yíng)養(yǎng)液 (含0.1%的尿素和0.2%KH2PO4)的瓶子中，每瓶1株，每次處理為10瓶，重復(fù)3次。分別在人工氣候箱中設(shè)置條件和室溫自然條件下煉苗，煉苗時(shí)間為7 d。人工氣候箱培養(yǎng)條件為溫度20～25℃，光照強(qiáng)度2 000 lx，光照時(shí)間12 h·d－1;自然培養(yǎng)條件為培養(yǎng)溫度7～16℃，自然光。

1.2.3 移栽試驗(yàn)

煉苗結(jié)束后，選取生根苗高度在18～20 cm的生根苗進(jìn)行移栽試驗(yàn)。移栽時(shí)輕輕取出生根苗，洗凈根部營(yíng)養(yǎng)液，分別移栽到泥炭∶珍珠巖∶蛭石3∶3∶4加適量緩釋復(fù)合肥 (C1)、河沙 (C2)和粘質(zhì)黃土 (C3)3種不同基質(zhì)的無紡布網(wǎng)袋容器中，容器直徑為5～10 cm，高度為10～15 cm。移栽前基質(zhì)經(jīng)過消毒，然后立即澆清水，移栽，自然條件下培育。

表1 各因素水平及其處理組合

1.3 統(tǒng)計(jì)方法

試管苗生根培養(yǎng)過程中觀測(cè)不同處理根系的生長(zhǎng)狀況，18 d開始統(tǒng)計(jì)生根培養(yǎng)基的接種數(shù)、生根開始時(shí)間、平均每株的生根數(shù)、平均長(zhǎng)度和生根率等，觀測(cè)的結(jié)果用 DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)軟件進(jìn)行分析。對(duì)生根苗進(jìn)行煉苗試驗(yàn)過程中每天觀察植物的形態(tài)特征變化，至7 d時(shí)統(tǒng)計(jì)不同處理根的長(zhǎng)度、成活株數(shù)和成活率。生根苗移栽后每隔5 d觀測(cè)植株的生長(zhǎng)變化，30 d時(shí)開始統(tǒng)計(jì)生根苗的生長(zhǎng)狀況、成活株數(shù)和成活率。

以上組織培養(yǎng)過程中根系誘導(dǎo)條件為培養(yǎng)室溫度 (25±2)℃，光照強(qiáng)度2 000 lx，光照時(shí)間11 h·d－1。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑配比對(duì)生根的影響

無根組培苗接入到生根培養(yǎng)基上10～13 d根的基部發(fā)生變化，開始生根，并逐漸生長(zhǎng)增大，但不同生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)路易斯鳶尾生根誘導(dǎo)的作用存在差異性。在9個(gè)處理組合中，A9、A8、A6和 A7生根誘導(dǎo)率高于其它組合的誘導(dǎo)率，誘導(dǎo)率分別達(dá)到83.3%、76.7%、70.0%和66.7%，其中以A9最高，因此，試驗(yàn)結(jié)果最佳生根誘導(dǎo)培養(yǎng)基為MS+NAA 1.0 mg·L－1+ IBA 1.0 mg·L－1+ IAA 0.5 mg·L－1+6-BA 0.2 mg·L－1。A1 和 A2 組合的生根率較低，其中A1的生根率為36.7%，低于其它8個(gè)組合 (表2)。

表2 各處理組合對(duì)生根誘導(dǎo)的影響

通過DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)Duncan新復(fù)極差法分析得出，在4個(gè)因素3個(gè)水平中，NAA和IBA在水平3時(shí)均值最大，IAA和6-BA在水平1時(shí)均值最大;不考慮4個(gè)因素中各因子之間的交互作用，NAA的均方高于其它3種生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，IBA次之，6-BA最小，因此，在4個(gè)因素中，NAA對(duì)路易斯鳶尾生根誘導(dǎo)影響最大，IBA次之，6-BA最小。計(jì)算機(jī)分析結(jié)果路易斯鳶尾生根誘導(dǎo)最佳培養(yǎng)基也為 MS+NAA 1.0 mg·L－1+IBA 1.0 mg·L－1+IAA 0.5 mg·L－1+6-BA 0.2 mg·L－1，與試驗(yàn)結(jié)果相符。

2.2 不同環(huán)境對(duì)煉苗成活的影響

人工氣候箱煉苗的植株，根系較長(zhǎng)，較細(xì)，側(cè)根較多，平均根長(zhǎng)為3.2 cm，成活率為93.3%;室溫條件下的植株根系稍短，較粗，側(cè)根較多，平均根長(zhǎng)為2.9 cm，成活率為90.0%。綜合分析，在人工氣候箱恒溫條件和室溫條件下煉苗無明顯差異，在2種環(huán)境下煉苗不存在顯著性差異，因此，可以選擇在自然條件下煉苗 (表3)。

表3 不同環(huán)境煉苗對(duì)生根成活的影響

2.3 不同栽培基質(zhì)對(duì)生根苗成活的影響

將生根苗分批次移栽到3種不同配比的基質(zhì)中，試驗(yàn)結(jié)果 (表4)表明，在泥炭∶珍珠巖∶蛭石3∶3∶4加適量緩釋復(fù)合肥栽培基質(zhì)下，生根苗植株的成活率最高，達(dá)到93.3%，高于其它2種組合，苗生長(zhǎng)健壯和茂盛;在河沙栽培基質(zhì)中，生根苗植株的成活率為76.7%，在粘質(zhì)黃土栽培基質(zhì)下，生根苗植株的成活率為66.7%，苗生長(zhǎng)細(xì)弱。

表4 不同栽培基質(zhì)對(duì)移栽生根苗成活的影響

4 小結(jié)與討論

路易斯鳶尾組織培養(yǎng)過程中最高生根率為83.3%，最低生根率僅36.7%，最佳生根培養(yǎng)基和生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑配比為 MS+NAA 1.0 mg·L－1+IBA 1.0 mg·L－1+IAA 0.5 mg·L－1+6-BA 0.2 mg·L－1。影響根系誘導(dǎo)的主要因素為生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的種類和濃度。在NAA、IBA、IAA和6-BA 4個(gè)因素中，NAA和IBA生理作用主要為促進(jìn)細(xì)胞伸長(zhǎng)生長(zhǎng)、細(xì)胞分裂、誘導(dǎo)愈傷組織形成和促進(jìn)生根，IAA主要促進(jìn)細(xì)胞伸長(zhǎng)生長(zhǎng)，6-BA主要促進(jìn)細(xì)胞分裂和器官分化為不定芽［15］。本試驗(yàn)中對(duì)路易斯鳶尾生根誘導(dǎo)影響最大為 NAA，其次為 IBA，而IAA和6-BA影響最小，這與在其它植物中研究結(jié)論相似［18－19］。另外，本試驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)，較高濃度供試濃度的NAA和IBA以及較低濃度供試濃度的IAA和6-BA有利于根的生長(zhǎng)。

在煉苗試驗(yàn)過程中，試管苗的成活率受諸多因素的影響，但路易斯鳶尾對(duì)環(huán)境適應(yīng)性較強(qiáng)。本試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)在自然條件下和在人工氣候箱條件下煉苗的成活率無明顯差異，表明路易斯鳶尾對(duì)煉苗環(huán)境要求不嚴(yán)格，因此可以選擇在自然條件下煉苗。

路易斯鳶尾移栽成活在很大程度上取決于栽培基質(zhì)，3種不同栽培基質(zhì)對(duì)植株成活率影響不同。應(yīng)選擇易取得，好用、通風(fēng)排水佳、不易酸化腐爛和易植且便宜的栽培基質(zhì)［20－21］。泥炭∶珍珠巖∶蛭石3∶3∶4加適量的緩釋復(fù)合肥栽培基質(zhì)是3種中最符合這一條件，透氣性好，呈弱酸性，不易腐爛;河沙營(yíng)養(yǎng)貧瘠，透氣性好，呈中性，不易腐爛;粘質(zhì)黃土，營(yíng)養(yǎng)一般，透氣性差，呈中性，不易腐爛。在本試驗(yàn)中泥炭∶珍珠巖∶蛭石3∶3∶4加適量的緩釋復(fù)合肥作為栽培基質(zhì)，移栽的成活率取得最好，達(dá)到了93.3%高于其它處理，這樣的配比很好地協(xié)調(diào)了營(yíng)養(yǎng)、透氣性、酸性等方面的問題，是鳶尾生根苗移栽的理想基質(zhì)。而河沙作為基質(zhì)，生根苗移栽成活率為76.7%，生根苗在前期生長(zhǎng)良好，但到了后期因?yàn)闋I(yíng)養(yǎng)的缺乏，造成了生根苗的枯死。而在粘質(zhì)黃土中生長(zhǎng)的生根苗，移栽成活率只有66.7%，研究表明，移栽過程中，透氣性差不利于生根苗的生長(zhǎng)，如果沒有很好的透氣性，將直接影響植株呼吸作用，影響整個(gè)植株的生長(zhǎng)，同時(shí)，不同光照和溫度也會(huì)對(duì)移栽苗成活造成一定的影響。

在根系誘導(dǎo)過程中，由于培養(yǎng)基成分、培養(yǎng)環(huán)境、生長(zhǎng)激素和碳水化合物等各種因素而引起的組培苗失活［15］，部分葉片頂端或整株黃化，這一現(xiàn)象在植物組織培養(yǎng)中尤其是花卉中比較常見。本試驗(yàn)根系誘導(dǎo)30 d，發(fā)現(xiàn)部分生根苗頂端出現(xiàn)黃花現(xiàn)象。造成這一現(xiàn)象的主要原因是培養(yǎng)基中營(yíng)養(yǎng)缺失，未能正常供給生根苗正常生長(zhǎng)。因此，在生根培養(yǎng)30 d后，需要一個(gè)轉(zhuǎn)接過程，轉(zhuǎn)接到新的培養(yǎng)基中繼續(xù)培養(yǎng)或者進(jìn)行煉苗試驗(yàn)。生根苗煉苗是苗移栽前的一個(gè)過渡過程，讓生根苗在外界環(huán)境條件下生長(zhǎng)的一個(gè)適應(yīng)過程。在本試驗(yàn)煉苗試驗(yàn)過程中，不同環(huán)境的煉苗對(duì)生根苗成活沒有顯著性差異，表明生根苗在移栽前不需要人工氣候箱中煉苗，可以直接在自然條件下煉苗，說明路易斯鳶尾生根苗生長(zhǎng)成活和適應(yīng)強(qiáng)。在移栽試驗(yàn)過程中，需要注意以下幾點(diǎn):注意培養(yǎng)基質(zhì)的酸堿性，偏酸性條件下有利于鳶尾植株的生長(zhǎng);無紡布網(wǎng)袋容器的排水性和透氣性要好;選擇光照充足的地方進(jìn)行栽培，因?yàn)楣庹帐怯绊懧芬坐S尾生長(zhǎng)的重要因素，光照充足有利于葉片生長(zhǎng)和根對(duì)營(yíng)養(yǎng)吸收;溫度也是影響鳶尾植株苗成活的一個(gè)重要因素，溫度過高或過低都不利于植株生長(zhǎng)，路易斯鳶尾6～35℃都可以生長(zhǎng)。

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