紅掌組培苗生根培養基的優化

摘要[目的] 優化紅掌組培苗的生根技術體系。[方法] 以紅掌愈傷組織誘導獲得的無菌試管苗為外植體，采用4因素4水平L16（45）正交試驗，探討NAA、IBA、蔗糖和活性炭等因素對紅掌組培苗生根效果的影響。[結果] 在MS基本培養基添加IBA 0.5 mg/L、活性炭0.7 g/L和蔗糖30 g/L（即A1B4C4D4組合）條件下，誘導生根效果較好；生長素IBA誘導生根的效果優于NAA；極值分析表明影響紅掌組培苗生根的因素為IBA >活性炭 > NAA >蔗糖，4因素對紅掌生根均有影響，但未達到顯著差異。[結論] 紅掌生根培養基的最優組合為A3B4C3D4，即添加NAA 0.2 mg/L、IBA 0.5 mg/L、活性炭0.5 g/L和蔗糖30 g/L的MS 培養基對紅掌組培苗生根最為有利。

關鍵詞 紅掌；組培苗；正交試驗；生根培養

中圖分類號S188文獻標識碼A文章編號0517-6611（2014）29-10088-03

基金項目蘇州市建筑與城市環境重點實驗室開放課題（AKLN13001）。

作者簡介牛瑞鶴（1988- ），女，河南鶴壁人，碩士研究生，研究方向：園林植物生物技術。*通訊作者，教授，從事園林植物資源與生物技術研究。

紅掌（Anthurium andraeaum），又名花燭或安祖花，為天南星科花燭屬多年生常綠草本植物，原產于南美洲熱帶雨林地區[1]，其花葉優美典雅，花型獨特，花色豐富，花期較長，且盆栽切花兩用，經濟效益較高，在花卉產業中占有重要地位。目前紅掌種苗主要通過組織培養技術進行大規模生產，而組培苗的生根移栽是紅掌組培快繁技術的重要環節，迄今為止國內外有關紅掌組培苗生根的研究已有大量報道。研究表明，培養基種類、激素種類與濃度、添加物種類與濃度、糖類及濃度、活性炭、栽培基質、煉苗方式等因素對紅掌生根培養及移栽成活都有不同程度的影響[2-7]。為了探討影響紅掌組培苗生根的復雜因素，筆者在分析前人研究成果及單因素試驗的基礎上，采用正交試驗方法，對NAA、IBA、蔗糖和活性炭對紅掌組培苗生根的影響進行了探討，以期篩選有利于紅掌組培苗生根的理想培養基，提高紅掌組培苗生根及移栽成活率，為工廠化育苗奠定基礎。

1材料與方法

1.1試驗材料供試品種為紅色系盆栽品種，購自蘇州市花卉市場（編號為YNG01）。供試植物材料為無菌試管苗，由蘇州大學蘇州市建筑與城市環境重點實驗室通過葉片愈傷組織培養再分化獲得，選擇其中生長健壯、株高約2.5 cm的單株組培苗作為生根試驗材料。

1.2紅掌組培苗生根的單因素試驗以1/2 MS培養基為基本培養基，添加不同濃度梯度的IBA（0.1、0.5、1.0 mg/L，下同）、NAA（0.1、0.5、1.0 mg/L），將各試驗區分別編號為DR1～DR6。添加蔗糖3%，瓊脂粉0.7%，pH5.8。每組處理10瓶，每瓶接種6株，每組重復3次。接種后置于培養架上，培養溫度為（25±2）℃，光照時長為12 h/d，光照強度為1 500 lx。接種40 d后統計生根率、平均根數、平均最長根長，并觀察生根狀況，其中，生根率 = 生根的試管苗數 / 接種的試管苗總數×100%。

1.3紅掌組培苗生根的正交試驗以1/2 MS培養基為基本培養基，選取NAA、IBA、活性炭及蔗糖4因素4水平研究其對生根情況的影響，采用L16（45）正交試驗設計（表1）。每組處理10瓶，每瓶接種6～8株。接種后置于培養架上，培養溫度為（25±2）℃，光照時長為12 h/d，光照強度為1 500 lx。接種40 d后，剪下植株根系，用Epson掃描儀掃描，并用WinRHIZO根系分析系統分析根系總長與根系直徑。

1.4數據處理與分析根據苑玉鳳[8]的多指標正交試驗分析方法，采用公式評分法對幾個主要指標打分后進行極差與方差分析，其中平均生根數的指標最為重要，以5倍計算，即權數為5；根系總長指標次之，以3倍計算，即權數為3；根系直徑以2倍計算，即權數為2；故其評分公式為：綜合評分=平均根數×5+根系總長×3+根系直徑×2。根系總長為一株組培苗所有根系的總長度，根系直徑為一株組培苗平均根粗，2項指標基本反映了組培苗的生根情況；進一步對各處理指標采用公式評分法進行評價，綜合評分越高的，說明生根效果越好。

數據用Excel軟件初步統計分析，SPSS 17.0進行極差處理及方差分析。為獲得紅掌組培苗生根培養基的最優配方，對每個處理的3個重復試驗結果取平均值進行統計；以空列數據估算模型方差，并參與正交試驗的極差分析及方差分析，以便準確研究因素配比對生根的影響；因素的主次作用以極差值的大小來衡量。極差值大表明此因素對試驗的影響大，即此因素比較重要。

2結果與分析

2.1生長素種類及濃度對紅掌組培苗生根的影響生根培養40 d后，通過分析最長根長、根數、生根率，研究生長素IBA對紅掌組培苗生根的影響。結果表明，在一定濃度范圍內，IBA對紅掌生根的影響呈正相關傾向，即隨著IBA濃度的增加，根的數量呈上升趨勢，平均根數從每株2.47根增長到3.57根，同時生根率也逐步提高；但隨著IBA濃度的增加，在DR2條件下（IBA濃度0.5 mg/L），根長達到最大值，平均最長根長達1.80 cm，隨著其濃度升高，最長根長有所下降。綜合3項指標，DR2處理區（IBA 0.5 mg/L）為適宜紅掌生根的生長素濃度（表2）。

由表2可知，紅掌對生長素NAA較敏感，在低濃度范圍內生長良好，平均根數達3.89，生根率為93.33%，最長根長不及IBA。在NAA處理下，新形成的根多為莖段節間產生的氣生根，并不是從基部產生，向上生長，不接觸培養基；而在基部產生的根，則短小、粗壯，簇擁一起，形似愈傷組織。當NAA濃度達到0.5～ 1.0 mg/L時，則表現為抑制作用，基部生根量較少或基本無根產生，并伴隨植株葉片變黃的現象（圖1）。圖1紅掌組培苗生根情況2.2生長素、活性炭及蔗糖對紅掌組培苗生根的綜合影響在分析上述試驗結果及相關文獻的基礎上，選擇NAA、IBA、蔗糖、活性炭作為培養基添加物，探討不同添加物對紅掌試管苗生根的影響。由表3可知，在組合A1B4C4D4條件下，即培養基中添加IBA 0.5 mg/L、活性炭0.7 g/L、蔗糖30 g/L而不添加NAA時，誘導生根情況較好，平均根數達4.46根，單株根系總長29.09 cm，根系直徑0.69 mm，綜合評分最高達110.92；其次為A2B4C3D2，平均根數為3.88根，根系總長23.05 cm，根系直徑為0.72 mm，綜合評分為90.00。A2B1C2D3（NAA 0.1 mg/L、IBA 0 mg/L、活性炭0.3 g/L、蔗糖20 g/L）的綜合評分最低，僅為39.81。

極差分析結果顯示，各因素的極值均大于空列，極差大小依次為B（IBA）29.145 > C（活性炭）25.031 > A（NAA）14.760 > D（蔗糖）14.375 > E（空列）12.279，說明4個因素對紅掌生根均能產生一定的影響，其順序為IBA>活性炭>NAA>蔗糖。根據各因素的極值差異可知，B因素的優水平為0.5 mg/L，C因素的優水平為0.5 g/L，A因素的優水平為0.2 mg/L，D因素的優水平為30 g/L，由此推測誘導生根的最優組合為A3B4C3D4，即NAA 0.2 mg/L、IBA 0.5 mg/L、活性炭0.5 g/L、蔗糖30 g/L。由于正交設計是一種均一性設計，不覆蓋所有的處理組合，因此推測的最優組合A3B4C3D4在試驗組合中沒有顯示出來。

方差分析結果表明，各因素的影響未達到顯著水平，這可能是由于各因素之間有交互作用的影響，同時也可能與紅掌的生根特性有關。如紅掌組培苗從繼代培養基轉移到不添加任何激素的生根培養基上也能生根，但其平均生根數較少，生根效果較差，且大多為節間產生的氣生根，而氣生根往往不利于紅掌煉苗期的移栽，移栽成活率低；另外，在無添加物的生根培養基上發根時間相對較長，根系萌動期為23 d左右，而適宜的激素組合根系萌動時間可提早到15 d。

3討論

NAA、IBA是植物組織培養誘導生根的常用生長素，大多采用單種激素誘導生根。該研究在進行正交試驗之前，對NAA、IBA單因素對生根的影響進行了分析，結果表明，IBA和NAA對誘導紅掌組培苗生根均有一定的促進作用，但IBA的生根效果顯著優于NAA，這與高雷等[9]認為NAA生根效應優于IBA的結果正好相反，這可能是由于供試品種不同或NAA添加濃度偏高造成的。其次，研究表明運用正交試驗設計方法，可以達到精簡試驗次數、克服培養基配方設計的盲目性、提高工作效率和確保試驗可靠性的目的[10-11]，該研究在對正交試驗結果進行綜合分析的基礎上，篩選了一種適合紅掌組培苗的生根培養基配方，在添加NAA 0.2 mg/L、IBA 0.5 mg/L、活性炭0.5 g/L、蔗糖30 g/L（即A3B4C3D4）的MS培養基上，紅掌組培苗的生根率較高，生根狀況良好。

王進茂等[12]認為紅掌試管苗的生根有2種情況：一種是正常向下的根，另一種是向上的氣生根。其中向下的根多為短粗狀、軟脆，形似愈傷組織，移栽成活率低，這與該研究中添加生長素NAA的培養基上形成的根相似。但在該研究中觀察發現，通過添加活性炭可有效抑制這一現象，能使大量的根向下生長，且伸長生長較快，根系略變細，韌性增加，出瓶移栽時根系不易折斷損壞，從而有利于提高成活率。在該試驗范圍內，活性炭添加濃度以0.5 g/L為宜。

正交試驗結果顯示，影響紅掌組培苗生根的因素順序為IBA>活性炭>NAA>蔗糖，表明蔗糖濃度對紅掌生根能力的影響較小，這與石蘭英等[13]的研究結果基本一致。因此，在大規模生產實踐中，生根培養基中可以減少糖類的用量，甚至不加糖類，以減少生產成本。

參考文獻

[1] 克里斯托弗·布里克爾.世界園林植物與花卉百科大全[M].北京：中國建筑工業出版社，2012：264，493.