不同培養(yǎng)條件對雞冠花試管成花的研究

李廣友， 許志強(qiáng)， 齊迎春

(華中農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢 430070)

不同培養(yǎng)條件對雞冠花試管成花的研究

李廣友， 許志強(qiáng)， 齊迎春*

(華中農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢 430070)

為研究雞冠花試管花卉形成體系，給試管花卉生產(chǎn)提供材料資源，將雞冠花種子播種在添加不同白砂糖濃度培養(yǎng)基中培養(yǎng)和播種在不同體積三角瓶中培養(yǎng)，記錄開花時間，計(jì)算發(fā)芽率及株高等，結(jié)果顯示，隨著白砂糖濃度逐漸增大，雞冠花的株高逐漸下降，花序的長度和寬度均先增大后減小，花序長寬比減小。當(dāng)白砂糖濃度為40 g/L時，花序的長度和寬度最大，分別為6.29和5.50 cm；而且3個濃度的白砂糖對雞冠花的花期沒有顯著性影響，均60 d以上。因此，白砂糖40 g/L條件下適合用于試管花卉制作。當(dāng)白砂糖濃度高達(dá)70 g/L，植株株高顯著小于其他組，只有6.44 cm，適合于小容器試管花卉制作。此外，在不同體積三角瓶中培養(yǎng)結(jié)果顯示，隨著培養(yǎng)空間的不斷增加，雞冠花的株高逐漸增加，但對花的大小和觀賞期沒有顯著影響，只是容器越小，營養(yǎng)生長時間縮短，開花時間提前，因此，可以根據(jù)容器大小調(diào)節(jié)開花時間，為周期性試管花卉生產(chǎn)提供生產(chǎn)依據(jù)。

雞冠花；試管成花；白砂糖濃度；培養(yǎng)空間

試管花卉是將組織培養(yǎng)的無菌苗接種于裝有各種顏色基質(zhì)、形態(tài)不同且具有觀賞價(jià)值的容器中，以達(dá)到可以直接觀賞的新型的裝飾品[1]。試管花卉的特點(diǎn)是精致美觀、便于攜帶、不需要任何養(yǎng)護(hù)等，市場前景良好[2]。雞冠花(CelosiacristataL.)，莧科青葙屬，一年生草本[3]，其花序呈雞冠狀或羽毛狀[4]。雞冠花原產(chǎn)于非洲、美洲熱帶和印度，因其花大色艷、花期長、株矮而齊、極具觀賞價(jià)值而越來越受到人們的青睞[5]，最近幾年陸續(xù)有雞冠花試管成花的研究報(bào)道[5-6]。在我國，2007年有部分的研究所和公司制作并銷售試管花卉[7]，但近幾年沒有見到報(bào)道。目前研究試管成花的多集中于激素種類及濃度[2,8]、外植體類型[9-10]、銨態(tài)氮與硝態(tài)氮比例[5]、光照[3,7]和溫度[7]等條件，研究白砂糖濃度和培養(yǎng)空間對植物花芽誘導(dǎo)的影響還未見報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)通過設(shè)置白砂糖濃度和培養(yǎng)空間兩個因素，篩選出可以制作試管花卉的植株，為雞冠花試管花卉的生產(chǎn)制作工藝提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

雞冠花的種子購于湖北省武漢市南湖花木城花卉市場。甘肅酒泉七彩園藝有限責(zé)任公司生產(chǎn)，生產(chǎn)日期為2011年12月25日。搏浪牌84消毒液由江西健寶醫(yī)藥科技有限公司生產(chǎn)，生產(chǎn)日期為2012年8月9日。白砂糖是由湖北省武漢榕豐園貿(mào)易有限公司2012年生產(chǎn)。實(shí)驗(yàn)開展于2012年9月。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 無菌苗獲得 無菌操作均在超凈工作臺完成。雞冠花種子先用75 %的酒精浸泡60 s，不斷搖動，用無菌水沖洗3次后再用濃度為30 %的84消毒液分別浸泡10、15、20 min，不斷搖動，用無菌水清洗干凈后播種于MS培養(yǎng)基上，每瓶5粒，共90粒。每10 d統(tǒng)計(jì)種子的發(fā)芽率，統(tǒng)計(jì)30 d。結(jié)果表明，消毒10 min發(fā)芽率最高達(dá)91.11 %(數(shù)據(jù)未顯示)，獲得大量無菌苗。

1.2.2 數(shù)據(jù)獲得及處理方法及實(shí)驗(yàn)條件 測量株高和花序大小時，將培養(yǎng)瓶中的植株取出平放在桌上，測量根莖交界處至花序頂部的距離；花序長度即花序基部至頂端的距離，花序?qū)挾燃椿ㄐ虻淖畲髮挾戎怠I養(yǎng)生長時間為從播種到第1個花芽出現(xiàn)的天數(shù)，花期為從第1個花芽出現(xiàn)到花序全部凋謝的天數(shù)。本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)用Excel統(tǒng)計(jì)分析。

實(shí)驗(yàn)所用基本培養(yǎng)基為MS中添加 7 g/L瓊脂、白砂糖30 g/L(白砂糖濃度對比實(shí)驗(yàn)除外)，pH值為5.8～6.2，培養(yǎng)溫度22 ℃，光強(qiáng)5000 lx，光照周期12 h/d。

1.2.3 不同白砂糖濃度對雞冠花試管成花的影響 分2批剪取長出4片真葉的雞冠花幼苗[9]，一批接種到白砂糖濃度分別為30、40、50和70 g/L的250 mL培養(yǎng)瓶的生根培養(yǎng)基MS1(MS1=MS+NAA 0.2 mg/L)中，觀察統(tǒng)計(jì)雞冠花株高、花芽誘導(dǎo)率以及花序大小；另一批接種到白砂糖濃度分別為30、40和50 g/L的250 mL培養(yǎng)瓶的生根培養(yǎng)基MS1中，觀察統(tǒng)計(jì)營養(yǎng)生長時間和花期。每個處理接種30株。

1.2.4 不同培養(yǎng)瓶空間大小對雞冠花試管成花的影響 剪取長出4片真葉的雞冠花幼苗接種到培養(yǎng)空間大小分別為100、150和250 mL的生根培養(yǎng)基MS1中，觀察統(tǒng)計(jì)株高、花序長度、花序?qū)挾取I養(yǎng)生長時間和花期。每個處理接種30株。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同白砂糖濃度對雞冠花試管成花的影響

2.1.1 不同白砂糖濃度對雞冠花株高、花芽誘導(dǎo)率以及花序大小的影響 將長出4片真葉的雞冠花幼苗接種到白砂糖濃度分別為30、40、50和70 g/L的MS1培養(yǎng)基中，經(jīng)過150～180 d的觀察和統(tǒng)計(jì)分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。

由表1可知，白砂糖濃度為30和40 g/L時，雞冠花的花芽誘導(dǎo)率最高，達(dá)到100 %，而雞冠花的花芽誘導(dǎo)率隨著白砂糖濃度繼續(xù)增大而下降至91.67 %，但不同白砂糖濃度間雞冠花的花芽誘導(dǎo)率無顯著差異。白砂糖濃度為30 g/L時，雞冠花的株高最大，達(dá)到15.52 cm，隨著白砂糖濃度逐漸增加到70 g/L時，雞冠花的株高逐漸下降至6.44 cm，不同的白砂糖濃度處理對株高影響差異顯著。

同時，從表1可知，在一定范圍內(nèi)，隨著白砂糖濃度的增大，雞冠花花序的長度和寬度均先增大后減小。當(dāng)白砂糖濃度為40 g/L時，雞冠花花序的長度和寬度均最大，分別達(dá)到6.29和5.50 cm。而白砂糖濃度為70 g/L時雞冠花花序的長度最小，白砂糖濃度為30 g/L時雞冠花花序的寬度最小，比白砂糖濃度為40 g/L時雞冠花花序的長度和寬度分別小了2.39和0.77 cm。

表1 不同白砂糖濃度對雞冠花株高、花芽誘導(dǎo)率以及花序大小的影響

注：小寫字母表示5 %顯著水平多重比較的結(jié)果，用的是LSD法，即最小顯著差數(shù)法。下同。

Note：The lower case letters in the same cloumn mean significant difference (P<0.05). LSD is used in multiple comparisons. The same as below.

表2 不同白砂糖濃度對雞冠花營養(yǎng)生長時間和花期的影響

表3 不同培養(yǎng)空間對雞冠花株高的影響

仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)，雞冠花花序長度和寬度隨著白沙糖濃度的變化存在一定關(guān)系，隨著白沙糖濃度增大，花序長寬比減小。

2.1.2 不同白砂糖濃度對雞冠花營養(yǎng)生長時間和花期的影響 從表2可知，隨著白砂糖濃度的不斷增加，雞冠花的營養(yǎng)生長時間逐漸減小，雞冠花的花期逐漸增長。說明較高的糖濃度不僅可以縮短雞冠花的營養(yǎng)生長時間，還可以延長開花期，如白砂糖濃度為50比30 g/L時雞冠花營養(yǎng)生長時間縮短了約8 d，而花期延長了約8 d。

實(shí)驗(yàn)觀察還發(fā)現(xiàn)，隨著白砂糖濃度的不斷增加，雞冠花的葉片顏色也越來越深，白砂糖濃度為70 g/L時葉色呈墨綠色，即白砂糖濃度不僅對雞冠花的營養(yǎng)生長時間和花期有影響，而且對葉片顏色深淺也有很大的影響。

2.2 不同培養(yǎng)空間大小對雞冠花試管成花的影響

剪取長出4片真葉的雞冠花幼苗接種到容積分別為100、150和250 mL三角瓶中，培養(yǎng)基配方為MS1，經(jīng)過150 d的觀察、統(tǒng)計(jì)(表3)。

從表3中可以看出，培養(yǎng)在250 mL三角瓶中的雞冠花的株高最大，達(dá)到10.87 cm，與培養(yǎng)在100和150 mL的植株株高之間具有顯著性差異。培養(yǎng)在100和150 mL三角瓶中植株株高差異不顯著。不同培養(yǎng)空間對雞冠花的株高有影響，培養(yǎng)空間增加到一定程度，雞冠花的株高也會顯著性增加。

此外，培養(yǎng)空間為250 mL時雞冠花的營養(yǎng)生長時間和花期都是最長的，分別為66.69、69.73 d。隨著培養(yǎng)空間的不斷增加，雞冠花的營養(yǎng)生長時間逐漸增加，250 mL比100 mL三角瓶里的雞冠花營養(yǎng)生長時間延長約22 d，比150 mL里的雞冠花營養(yǎng)時間延長19 d，而3種三角瓶里雞冠花的花期沒有顯著性差異。在250 mL三角瓶中的雞冠花花序長度和寬度最大，分別為2.95和3.55 cm。3種不同培養(yǎng)空間雞冠花花序的長度差異不顯著，而250 mL瓶中，雞冠花花序的寬度分別比100和150 mL里的寬了1.55和1.47 cm，但都具有觀賞價(jià)值。

3 討 論

3.1 白砂糖濃度對雞冠花試管成花的影響

白砂糖提供了植物生長所需的碳源，有很多報(bào)道都表明了碳源與氮源的比值是植物試管開花的重要的因素之一。一般來說，在離體培養(yǎng)下，高C/N比促進(jìn)植物生殖生長[11]，而高N/C比有利于植物的營養(yǎng)生長。本實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)也說明了這一點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)中，隨著白砂糖濃度的不斷增加，雞冠花的營養(yǎng)生長時間逐漸減小，雞冠花的花期逐漸增長。植物的營養(yǎng)生長和生殖生長都需要大量的營養(yǎng)物質(zhì)供應(yīng)完成，碳源越為豐富，能促進(jìn)開花，減少植物營養(yǎng)的時間、增加生殖生長的時間，這在其他研究結(jié)果中也有報(bào)道，如提高培養(yǎng)基糖濃度可以促進(jìn)鐵皮石斛提早開花[9-10]。但具體通過什么方式調(diào)節(jié)植物生長過程仍然需要進(jìn)一步的研究探討。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，當(dāng)白砂糖濃度大于40 g/L時，隨著白砂糖濃度的增大，雞冠花種子的開花率也逐步降低，但差異不顯著，原因可能是培養(yǎng)基滲透壓過大而影響吸收，導(dǎo)致植株生長狀態(tài)不好，從而影響開花。

當(dāng)白砂糖濃度為40 g/L時，雞冠花花序的長度和寬度均最大，適合用于試管花卉制作。當(dāng)白砂糖濃度為70 g/L時雞冠花株高最小、花序的長度最小、花序的長度較小，適合于小容器試管花卉制作。

此外，白砂糖濃度為30 g/L時，雞冠花的株高最高、花序高寬比最大，說明白砂糖濃度減小時使得雞冠花的株型和花型有趨向瘦長的的趨勢，而隨著白砂糖濃度增大到70 g/L時，使得雞冠花的株型和花型有趨向矮胖的趨勢。這一點(diǎn)可以從株高和花序的長寬比看出，隨著白砂糖濃度增大，雞冠花花序的長寬比逐漸減小，當(dāng)白砂糖濃度增大到70 g/L時長寬比與30 和40 g/L時存在顯著差異。如此生長趨勢也可能是由于高滲透壓影響植物營養(yǎng)均衡性，導(dǎo)致生長矮壯。

實(shí)驗(yàn)過程中，還發(fā)現(xiàn)部分雞冠花開花后株高有繼續(xù)增長的現(xiàn)象，花后花序增高的現(xiàn)象在其他研究中也有發(fā)現(xiàn)，如燕麥在開花后株高仍有較大增長[12]，這是植物種間生物學(xué)特性決定的。有些植物開花后花序高度變化不大，而有些植物開花后花序高度還有大幅度變化。雞冠花開花后株高雖然繼續(xù)增高，但增高幅度不大，適合用于試管花卉制作的材料。

3.2 培養(yǎng)空間大小對雞冠花試管成花的影響及問題

培養(yǎng)空間大小對植物試管成花的影響的研究，主要是從試管花卉的生產(chǎn)應(yīng)用方面考慮的，因?yàn)樵谥谱髟嚬芑ɑ芩玫钠孔哟笮「鳟悾枰Y選出適用于不同大小的容器植株材料。從實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)來看，隨著培養(yǎng)空間的縮小，所提供的營養(yǎng)較少，培養(yǎng)瓶中的空氣較少，雞冠花相對生長在逆境中而較早的進(jìn)入生殖生長。這個結(jié)論仍然需要進(jìn)一步探討。同時，隨著培養(yǎng)空間的縮小，株高、花序?qū)挾群蜖I養(yǎng)生長時間均顯著減小，而花序長度和花期無顯著變化，觀賞價(jià)值沒有降低，這對試管花卉的生產(chǎn)應(yīng)用具有極大的指導(dǎo)意義。

總之，本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示白砂糖濃度在40 g/L時，雞冠花適合生產(chǎn)試管花卉，且花期在2個月以上。如果需要縮短生產(chǎn)周期，可將雞冠花種子播在100 mL容器中，生殖生長將提前20 d左右，因此，可以根據(jù)產(chǎn)品的需求來安排播種時間，從而可獲得更多利潤。

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(責(zé)任編輯 李山云)

Formation ofCelosiacristataL. Flower in Vitro with Different Culture Conditions

LI Guang-you, XU Zhi-qiang, QI Ying-chun*

(Teaching Center for Experimental Biology, College of Life Science and Technology, Huazhong Agriculture University, Hubei Wuhan 430070, China)

In order to study the tube flowers forming system ofCelosiacristataL. and provide material for tube flower production, seeds ofCelosiacristataL. were sew in culture medium at different sugar concentration and planted in triangle flasks of different volume. Germination rate, flowering time, and plant height were recorded. The results showed that the plant height ofCelosiacristataL. decreased gradually with the increased sugar concentration, while inflorescence length and width showed early increase followed by later decrease and a constant decrease in inflorescence length-width ratio. The maximum inflorescence length and width, 6.29 and 5.50 cm, respectively, were observed at the sugar concentration of 40 g/L, whereas no significant difference in flowering time (all of them are over 60 days) were detected in culture medium with different sugar concentrations. Therefore, it was suitable to produce tube flower using 40 g/L of sugar. Plant height was only 6.44 cm at 70 g/L of sugar, which was significantly lower than that of other groups, suggesting that this concentration was suitable to produce a smaller tube flower. In addition, the increase of cultivation space resulted in increasing plant height ofCelosiacristataL. but showed no effect on flower size and ornamental period. On the other hand, the decrease of space led to the shorter vegetative period and early flowering. Therefore, we can control flowering time by adjusting the size of the container.

CelosiacristataL.；In vitro flowers；Sugar concentration；Cultivation space

1001-4829(2016)10-2479-04

10.16213/j.cnki.scjas.2016.10.041

2015-10-03

國家自然科學(xué)基金(J1103510)

李廣友(1994-)，男，浙江義烏人，碩士在讀生，研究方向?yàn)樯锘瘜W(xué)與分子生物學(xué)，*為通訊作者，E-mail: yingchunqi@mail.hzau.edu.cn。

S681.3

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