金鉆蔓綠絨的組培苗繁殖生產(chǎn)技術(shù)研究

周 霞，夏紅梅，賈永釗，徐葉挺，韓宏偉，王志明，廖志立

(1.新疆沃爾曼種業(yè)科技有限責(zé)任公司，新疆昌吉 8311002；2.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝作物研究所，烏魯木齊 830091)

0 引 言

【研究意義】金鉆蔓綠絨(Philodendroncon-go)[1-3]又名金鉆原產(chǎn)南美洲，為熱帶和亞熱帶常見觀賞植物。屬多年生常綠草本陰生植物，觀賞期長栽培容易生命力極強，又具有凈化空氣的作用，在我國各地得到廣泛栽培。目前新疆金鉆蔓綠絨種苗一直是靠外地調(diào)運，其種苗質(zhì)量參差不齊價格不穩(wěn)定，葉片大遠(yuǎn)途運輸易造成傷痕降低種苗的商品性。金鉆蔓綠絨種苗生產(chǎn)在新疆進行規(guī)模化生產(chǎn)，既能解決當(dāng)前面臨的問題，又能不斷地推動新疆種苗生產(chǎn)的技術(shù)提升，保證市場的有序發(fā)展。【前人研究進展】目前國內(nèi)對金鉆蔓綠絨的種苗組培研究較少[4,5]，結(jié)論也不盡相同，如陳麗文等[6]報道不定芽適宜增殖培養(yǎng)基為MS+6-BA 6.0 mg/L+NAA 0.2 mg/L，申雯靖等[7]報道增殖培養(yǎng)基為MS+3.0 mg/L 6-BA+0.2 mg/L NAA較好。這些方法都是先通過誘導(dǎo)愈傷，再由愈傷誘導(dǎo)不定芽來建立快繁體系的，用這種方法建立快繁體系較慢，而且組培苗生長及質(zhì)量也會受到一定的影響，從而對組培苗的快繁生產(chǎn)也就不會很理想。【本研究切入點】研究最佳外植體取材部位，直接誘導(dǎo)不定芽，快速建立快繁體系；并根據(jù)金鉆蔓綠絨氣生根發(fā)達的生物特性，研究簡化培養(yǎng)程序的方法。【擬解決的關(guān)鍵問題】研究建立金鉆蔓綠絨快繁體系及簡化培養(yǎng)程序的方法，為金鉆蔓綠絨組培苗工廠化生產(chǎn)提供可靠的技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材 料

在新疆沃爾曼種業(yè)科技有限責(zé)任公司溫室內(nèi)金鉆蔓綠絨植株上，取一年生無病蟲害的健壯的莖段、葉柄作為外植體。

1.2 方 法

1.2.1 金鉆蔓綠絨外植體消毒

采回來的外植體，剪取莖段和葉柄，將氣生根處理干凈，放到洗潔精水中用小刷子刷洗干凈，放在流動的自來水中沖洗1 h。再進行滅菌處理，用75%的酒精和0.1%的升汞按1∶3的比例混合對外植體進行消毒，消毒時間設(shè)5、7、10 min三個處理，各接5瓶，每瓶接4個外植體，接種在MS+BA1.0 mg/L+NAA0.1 mg/L誘導(dǎo)培養(yǎng)基中，每天光照12 h，光照強度為1 600～2 000 lx，培養(yǎng)溫度25～30℃，接種15 d后進行污染率統(tǒng)計。

1.2.2 誘導(dǎo)萌發(fā)金鉆蔓綠絨外植體

不同部位的外植體，接種于MS+NAA0.1 mg/L添加不同水平BA(0、0.5、1.0、1.5、2.0 mg/L)的培養(yǎng)基中，各接10瓶，每瓶接1個外植體。每天光照12 h，光照強度為1 600～2 000 lx,培養(yǎng)溫度25～30℃，接種30 d后統(tǒng)計誘導(dǎo)率。

1.2.3 金鉆蔓綠絨增殖培養(yǎng)基

誘導(dǎo)出的無菌苗，接種于MS+NAA0.1 mg/L添加不同水平BA(0、0.1、0.3、0.5、1.0 mg/L)的培養(yǎng)基中，各接5瓶，每瓶接1株(叢)。每天光照12 h，光照強度為3 000～5 000 lx，培養(yǎng)溫度24～28℃，接種30 d后統(tǒng)計增殖率。

1.2.4 金鉆蔓綠絨移栽基質(zhì)

當(dāng)增殖培養(yǎng)的瓶苗長到1.5～2 cm時，把1.5 cm及以上的帶氣生根的苗子切下來，然后用水洗凈根部的培養(yǎng)基，移栽到裝有不同基質(zhì)(草炭、草炭與珍珠巖6∶1混合、蛭石、珍珠巖)的穴盤中，每種處理100株。前期置于空氣濕度80%以上，溫度控制在27～30℃。后期濕度可降低到60%左右，每3～4 d噴施一次多菌靈1 000倍液(50%可濕性粉劑)。待馴化20～25 d后逐漸撤去薄膜，進行種苗正常管理并統(tǒng)計成活率。

2 結(jié)果與分析

2.1 金鉆蔓綠絨外植體的滅菌效果

研究表明，外植體的不定芽誘導(dǎo)15 d后，不同滅菌時間對不同部位的滅菌效果有一定的差異，葉柄滅菌7 min與滅菌10 min比較差異極顯著，與滅菌5 min比較差異顯著，葉柄滅菌7 min，污染率為25%；而莖段滅菌時間7與5 min比較差異極顯著，與滅菌10 min比較差異顯著，莖段滅菌7 min，污染率僅為35%，所以葉柄、莖段滅菌時間以7 min為宜。表1

表1 不同消毒時間對不同部位外植體的滅菌效果
Table 1 Effect of sterilizing on Different parts of the explants

部位Position滅菌時間(min)Sterilizationtime接種數(shù)(個)Explantnumber污染數(shù)(個)Contaminationnumber污染率(%)Contaminationrate葉柄Petiole571020202010b5c18a(褐化)50b25c90a莖段Stem571020202013a7c9b65a35c45b

注：同一列中不同字母表示LSD測驗下在P<0.05水平下差異顯著，下同

Note: Different letters in array indicate that the values are significantly different at the 0.05 level with by LSD test, the same as below

2.2 不同激素濃度配比對不同部位外植體誘導(dǎo)不定芽的影響

研究表明，將不同部位的外植體，接種于含有不同激素濃度MS培養(yǎng)基中，培養(yǎng)30 d后，誘導(dǎo)出的總芽數(shù)及不定芽的誘導(dǎo)率是不同的。添加不同濃度的BA對不同部位的外植體誘導(dǎo)不定芽有明顯的差異。葉柄只能誘導(dǎo)出愈傷組織，而不能直接誘導(dǎo)出不定芽；而莖段可直接誘導(dǎo)出不定芽。添加BA2.0 mg/L時，與BA0.5 mg/L時差異極顯著。但在實際工作中，誘導(dǎo)率太高會影響下一步的增殖培養(yǎng)時組培苗的質(zhì)量，因而以添加6-BA1.5 mg/L的激素濃度較為適宜。表2

表2 不同激素梯度配比對不同部位外植體誘導(dǎo)不定芽的效果
Table 2 Effects of adventitious buds induction on different hormone gradient ratios in different explants positions

培養(yǎng)基(mg/L)Medium部位Position接種數(shù)(個)Numberexplant誘導(dǎo)芽總數(shù)(個)Inducedbudsnumber芽誘導(dǎo)率(%)InducedbudsrateMS(CK)MS+BA05+NAA01MS+BA10+NAA01MS+BA15+NAA01MS+BA20+NAA01葉柄10101010100c0c3b(愈傷)5a(愈傷)5a(愈傷)0a0a0a0a0aMS(CK)MS+BA05+NAA01MS+BA10+NAA01MS+BA15+NAA01MS+BA20+NAA01莖段10101010100e7d13c46b55a0e70d130c460b550a

2.3 不同激素濃度梯度對不定芽增殖的影響

研究表明，將誘導(dǎo)出的不定芽叢，接種于附加有不同激素濃度梯度的培養(yǎng)基中，添加不同濃度的BA對不定芽增殖有明顯的差異。當(dāng)添加BA1.0與0.5 mg/L時，不定芽的增殖率分別為4.58%與4.25%，兩者平均為4.12%，但均會產(chǎn)生玻璃苗。BA0.1與0.3 mg/L時，不定芽的增殖率分別為3.58%與3.92%，兩者平均為3.75%，均無玻璃苗產(chǎn)生。在生產(chǎn)中玻璃苗會影響到增殖培養(yǎng)時組培苗的質(zhì)量，從產(chǎn)生玻璃苗和不產(chǎn)生玻璃苗添加的BA含量的產(chǎn)生不定芽相比，僅高12.6%誘導(dǎo)不定芽率。因而增殖培養(yǎng)以添加BA0.1～0.3 mg/L的激素濃度較為適宜。表3

表3 不同激素濃度配比下不定芽增殖的變化
Table 3 Effect of different hormone concentration ratio on adventitious bud proliferation

培養(yǎng)基(mg/l)Medium接種數(shù)(叢)Numberexplant分化總芽數(shù)(個)Differentiatedbudnumber分化苗狀態(tài)Differentiatedbudstate不定芽的增殖率(%)proliferationrateMS(CK)5(12個芽)12e苗健壯，無分化，葉片大0eMS+BA01+NAA015(12個芽)43d苗健壯，分化葉片較小358dMS+BA03+NAA015(12個芽)47c苗健康，分化葉小392cMS+BA05+NAA015(12個芽)51b苗健康，分化芽較多，但有少量玻璃苗425bMS+BA10+NAA015(12個芽)55a苗健康，分化芽多，產(chǎn)生大量玻璃苗458a

2.4 不同基質(zhì)對試管苗移栽成活率的影響

研究表明，在蛭石中試管移栽苗綠生長正常成活率為81%，但易爛根。在珍珠巖中能正常生長，但苗黃且生長速度較慢移栽成活率為87%。在草炭土中試管苗移栽成活率為90%。在草炭土+珍珠巖中試管苗移栽苗生長速度快成活率為98%，比純草炭土移栽成活率高8.8%。表4

表4 不同基質(zhì)下試管苗移栽成活率
Table 4 The survival rate of in vitro transplanting plantlets on different base material

基質(zhì)Basematerial移栽數(shù)(株)Plantlets生長狀況Growingstatus成活率(%)Survivalrate草炭土Peatsoil草炭土+珍珠巖Peatpluspearlite蛭石Vermiculite珍珠巖Perlite100100100100苗綠、生長正常苗綠、生長正常且速度快苗綠、生長正常、易爛根苗黃、生長正常、速度慢90988187

3 討 論

3.1 在選擇外植體誘導(dǎo)時，取植株的什么部位進行誘導(dǎo)是誘導(dǎo)快慢、成否的決定因素之一，通過對金鉆蔓綠絨不同部位的外植體誘導(dǎo)試驗，發(fā)現(xiàn)添加不同濃度的BA對不同部位的外植體誘導(dǎo)不定芽有明顯的差異[8]。用葉柄只能誘導(dǎo)出愈傷組織，而不能直接誘導(dǎo)出不定芽；而莖段可直接誘導(dǎo)出不定芽。當(dāng)添BA2.0 mg/L時，芽的誘導(dǎo)率為550%，但在實際工作中，誘導(dǎo)激素太高，激素的富集作用會影響下一代增殖培養(yǎng)時瓶苗的質(zhì)量，會產(chǎn)生不同程度的玻璃苗，因而誘導(dǎo)不定芽的激素不宜太高，以添加BA1.5 mg/L的激素濃度較為適宜。

3.2 在增殖培養(yǎng)中，培養(yǎng)基中添加的BA水平不同，芽的增殖率與長勢存在顯著差異。增殖率與BA濃度密切相關(guān)[9,10]，在試驗濃度范圍內(nèi)，增殖率隨BA濃度的升高呈升高趨勢。添加不同濃度的BA對不定芽增殖有明顯的差異。當(dāng)添加BA1.0 mg/L時，不定芽的增殖率為4.58%，但同時會產(chǎn)生大量的玻璃苗，而在生產(chǎn)中，玻璃苗的出現(xiàn)，會嚴(yán)重影響到增殖培養(yǎng)時增殖率及組培苗的成苗質(zhì)量，因而增殖培養(yǎng)以添加BA0.1～0.3 mg/L的激素濃度較為適宜。

3.3 根據(jù)金鉆蔓綠絨氣生根發(fā)達的生物特性，在增殖過程中，可直接把1.5 cm以上的帶氣生根的小植株剪切下來進行移栽，簡化了生根程序。研究將帶有氣生根的植株直接移栽到草炭與珍珠巖6∶1混合的穴盤中，其成活率為98%，待苗生長到10 cm左右時就可以進行移栽上盆。該簡化生根移栽方法，操作簡單，有效地提高了金鉆蔓綠絨組培苗成苗生產(chǎn)的速度。

4 結(jié) 論

以金鉆蔓綠絨一年生莖段為試材，篩選其誘導(dǎo)、增殖的最佳培養(yǎng)基，簡化生根、移栽方法，快速組培生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)種苗為研究對象。金鉆蔓綠絨的誘導(dǎo)培養(yǎng)基為MS+BA1.5 mg/L+NAA0.1 mg/L，增殖培養(yǎng)基為MS+BA0.2 mg/L+NAA0.1 mg/L，氣生根苗在煉苗成活率達98%，草炭和珍珠巖混合基質(zhì)最適于移栽。通過對金鉆蔓綠絨的組培繁殖生產(chǎn)技術(shù)研究，建立金鉆蔓綠絨的組培快繁體系，為金鉆蔓綠絨優(yōu)質(zhì)種苗工廠化生產(chǎn)提供可靠的技術(shù)支撐。

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[1] Gibernau, M., & Barabé, D. (2002). Pollination ecology of philodendron squamiferum (araceae).CanadianJournalofBotany, 80(3): 316-320.

[2] Zhu, G. (2003). Tissue culture and macro propagation of philodendron.ChineseBulletinofBotany, 20(3): 342-345.

[3] 朱根發(fā),張遠(yuǎn)能,鄒春萍.綠帝王蔓綠絨組織培養(yǎng)和快速繁殖技術(shù)研究[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué), 1998,(6): 25-26.

ZHU Gen-fa, ZHANG Yuan-neng, ZHOU Chun-ping. (1998). Green imperial philodendron tissue culture and rapid propagation technology research [J].GuangdongAgriculturalSciences, (6): 25-26. (in Chinese)

[4] 周俊輝, 劉花全, 羅慧君, 等. 瑪麗安萬年青莖段培養(yǎng)的污染防止[J].仲愷農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報, 2002,15(4): 43-48.

ZHOU Jun-hui, LIU Hua-quang, LUO Hui-jun, et al. (2002). Pollution prevention in the cultivation of marianne wanyoung stem [J].JournalofZhongkaiAgrotechnicalCollege, 15(4): 43-48. (in Chinese)

[5] Safwat, G., Elsayed, Y., Hammad, G., Elsharabasy, S. F., & Amin, A. (2014). Assessment level for complex additives in the tissue culture media of philodendron red emelard plants.InternationalJournalofAgriculturalScience&Research, 4(3): 155-164.

[6] 陳麗文, 榮薏, 何貴整. 金鉆蔓綠絨組培再生體系的建立[J].北方園藝, 2012,(1): 120-121.

Chen L.W., Rong Y., and He G.Z. (2012). Establishment of tissueculture regeneration system for Philodendron congo,Beifang Yuanyi[J].NorthernHorticulture, (1): 120-121.

[7] 申雯靖, 李娜, 張黎. 金鉆蔓綠絨的離體培養(yǎng)研究[J].分子植物育種, 2016, 14(10):2 769-2 776.

Shen W.J., Li N., Zhang L. (2016). Study on culture in vitro of Philodendron 'con-go'[J].Molecular Plant Breeding, 14 (10):2,769-2,776.

[8] 朱根發(fā). 蔓綠絨屬觀賞植物的組織培養(yǎng)快速繁殖技術(shù)研究[J].植物學(xué)通報,2003, 20(3): 342-345.

Zhu G.F., (2003). Issue culture and macro propagation of philodendron, Zhiwuxue Tongbao[J]. Chinese Bulletin of Botany, 20(3): 342-345.

[9] Croat T B. (1997). A Revision of Philodendron Subgenus Philodendron (Araceae) for Mexico and Central America[J]. Annals of the Missouri Botanical Garden, 84(3):311-704.

[10] Silva J A T D. (2004). Ornamental Chrysanthemums: Improvement by Biotechnology[J]. Plant Cell Tissue & Organ Culture, 79(1):1-18.