礬根組織培養離體快繁生根體系的建立

張 慧，羅珍珍，孫紀霞，解曉旭，孫印兵，于文勝*

（1.煙臺市園林建設養護中心，山東 煙臺264000；2.山東省煙臺市農業科學研究院，山東 煙臺265500）

礬根（Heuchera micrantha），為虎耳草科礬根屬多年生草本花卉。原產美洲中部，耐寒性強，適宜在我國北方生長。礬根品種繁多，葉色豐富，能耐受-34℃低溫，是用于秋冬季節露地栽植的優良彩葉植物品種，極具觀賞價值，可作陽臺、庭院綠化，也可作為林下花境、地被植物，近年來頗受青睞，市場需求量很大[1]。

目前，礬根的繁殖方式有播種、葉插、分株和組培等方式[2]。礬根種子細小，出芽率低，種子繁殖發芽慢；葉插方式受季節限制，繁殖系數低；因礬根生長點低，不易分株，分株繁殖取材困難，繁殖速度慢，這些繁殖方式都難以滿足市場需求。組培快繁可以在短時間內生產無菌種苗，高效快速、性狀一致，是解決種苗短缺的有效方法[3]。近年來，組培繁殖逐漸成為礬根繁殖的主要途徑。

在礬根的離體快繁中，生根培養至關重要，生根率、根系健壯程度都直接影響到移栽成活率。已有報道中，主要研究了激素濃度及配比對于生根的影響，如孫翊[4]、章志紅等[5]分別研究了不同NAA 濃度對‘紫色宮殿’、美洲礬根生根的影響，束曉春[6]、陸錦明[7]、田莉等[8]研究了不同IBA 對‘花毯’、‘紅貝露’、‘巴黎’等品種生根的影響，李川等[9]研究了6-BA 和NAA 濃度對不同品種礬根生根的影響。本研究從外源激素濃度、基本離子濃度以及碳源蔗糖、附加物活性炭濃度等4 個方面對‘巴黎’的組培生根進行了系統研究，建立了完善的生根體系，解決了生根苗細弱、成活率低等難題，將組培生根和移栽定植有力銜接，大大提高了移栽成活率。同時探討了培養基及附加物的用量問題，旨在節約成本，提高產出，為礬根的組織培養產業化生產提供理論指導。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

植物材料取自煙臺園林建設養護中心科研所溫室，是2017年自威海七彩生物科技有限公司引進的‘巴黎’（Heuchera micrantha‘Paris’）品種礬根，經過初代愈傷組織誘導及繼代增殖離體培養，生成再生植株，取單株組培苗接種，進行生根體系的建立。

1.2 試驗方法

本試驗使用MS 培養基，添加瓊脂粉5.8 g/L，肌醇、酪蛋白各100 mg/L，pH 值為5.8，121℃/ 20 min高壓滅菌。培養室培養溫度為25±1℃，相對濕度保持在70-75%。試驗設置如下：

①基本培養基對生根的影響：分別設MS、1/2MS、1/3MS、1/4MS 4 種不同的基本離子濃度，添加NAA 0.2 mg/L，蔗糖8 g/L，活性炭1.0 mg/L。

②NAA 濃度對生根的影響：1/2MS 培養基添加蔗糖8 g/L，活性炭1.0 mg/L，NAA 濃度分別設置為0、0.2、0.4、0.6 mg/L。

③蔗糖濃度對生根的影響：首先設10、20、30、40 g/L 4 個不同的蔗糖濃度，為研究低濃度蔗糖的生根情況，進一步設置6.0、8.0、10.0、12.0 g/L 4 個濃度進行研究，1/2MS 培養基添加NAA 0.2 mg/L，活性炭1.0 mg/L。

④活性炭濃度對生根的影響：1/2MS 培養基添加NAA 0.2 mg/L，蔗糖8 mg/L。活性炭濃度分別設置為0（ck）、1.0、2.0、3.0 g/L。

上述試驗條件下，每瓶培養基接種4 株苗，接種20 瓶，3 次重復，培養20 d 后，統計生根率，單株生根數，株高及苗的生長態勢。（大部分組培苗在15 d 左右開始生根，為了讓數據更加統一，選擇20 d進行統計。）

表1 不同基本培養基對‘巴黎’生根的影響

生根率=生根的植株數/接種的植株總數

單株生根數=接種的每株苗生出的根數

生長態勢=苗的生長狀態，量化為1-5 五個級別（最佳為5，最差為1）

試驗所得數據采用數據分析軟件SPSS 進行統計分析，并用LSD、Duncan、SNK 等方法檢測各處理組間試驗結果的差異顯著性，采用Excel 軟件進行數據匯總及圖形繪制。

2 結果與分析

2.1 不同基本培養基對生根的影響

通過多重比較顯示，基本培養基的變化對于‘巴黎’組培苗生根各項指標的影響，呈現顯著性差異（表1）。在1/2MS 培養基中，生根率最高，達到98.65%，單株平均生根數最多，為6.46 條，生根苗的總體生長態勢最好，這些都與其他基本培養基存在顯著性差異。株高在MS 培養基中生根率最好，此培養基中營養元素較豐富，可能是導致株高相對高的原因，但株高并不是體現生根狀況的關鍵因素，生根的情況以及總體的生長狀態是衡量生根的關鍵指標。另外，在除1/2MS 培養基外的其他培養基中，各指標未呈現出明顯的規律性。綜上可得，‘巴黎’組培苗生根的最佳基本培養基為1/2MS。

2.2 不同NAA 濃度對生根的影響

NAA 濃度對‘巴黎’組培苗生根的影響見表2。由表可見，NAA 濃度為0.2 時，生根率為97.56%，單株平均生根數為5.14 條，生長總體態勢為4.11，均高于其他濃度，且存在顯著性差異。株高為2.61 cm，也是最高的，但與其他濃度不存在顯著性差異。其他濃度下，生根率、單株根數都高于未添加NAA的培養基，由此可見，添加NAA 對生根起到了促進作用，最佳濃度為0.2 mg/L。

表2 不同NAA 濃度對‘巴黎’生根的影響

由表2可知，在不添加NAA 的培養基中，生根率也達到了84.6%，但添加0.2 mg/L 的NAA 后，生根率得到了明顯提升，可以看出，添加NAA 對生根起到了促進作用，但并非添加濃度越高，生根率越高，只需少量添加即可達到促進生根的效果。

2.3 不同蔗糖濃度對生根的影響

由表3及圖1可見，蔗糖濃度為10 g/L 時，生根率為96.60%，單株平均生根數為8.3 條，生長總體態勢為4.0，均高于其他濃度，且存在顯著性差異。此濃度下株高為2.8 cm，也是各濃度中最高，但不存在顯著性差異。由此可見蔗糖添加量為10 g/L時生根狀況最好，為研究是否可添加更少量的蔗糖，能達到更好的生根效果，進行了進一步分析。

表3 不同蔗糖濃度對‘巴黎’生根的影響

低濃度蔗糖下，‘巴黎’ 整體生根情況如見表4及圖2，可見蔗糖濃度為8 g/L 時，生根效果最好，此時生根率、生長態勢都是最好的，分別為97.09%和4.51，與其他濃度存在顯著性差異。株高在蔗糖濃度為12 g/L 時最高為3.9 cm，可能因為濃度相對高的蔗糖作為碳源，為植株提供了較為充足的能量。綜合來看，選擇8 g/L 蔗糖即可達到較好的生根效果。

表4 低濃度蔗糖對‘巴黎’生根的影響

圖1 不同蔗糖濃度對生根率的影響

圖2 低濃度蔗糖對生根率的影響

2.4 不同活性炭濃度對生根的影響

由表5可見，活性炭濃度為1.0 g/L 時，生根率最高，為98.11%，與其他組不存在顯著性差異，單株生根數為5.12 條，株高為3.38 cm，生長態勢4.44，都是最高的，并且與其他組存在顯著性差異，活性炭濃度為2.0 時，也表現出了較好的生根效果，但綜合來看，為節約成本，節省用量，生產中‘巴黎’生根選擇1.0 g/L 的活性炭即可。

表5 不同活性炭濃度對‘巴黎’生根的影響

2.5 組培苗的煉苗及移栽

生根組培苗，移入溫室，不開蓋煉苗2 d，開蓋煉苗2 d，洗凈根部附著的培養基，以進口草炭土：珍珠巖3:1 作為基質，進行移栽，成活率可達95%以上。

3 結論與討論

本實驗以‘巴黎’品種礬根的組培苗作為實驗材料，進行生根體系的研究，結果表明：促進單株組培苗生根的最佳NAA 濃度為0.2 mg/L，最適宜蔗糖濃度為8 g/L，活性炭濃度為1.0 g/L，在此生根配方下，生根率最高可達98%，單株平均生根數達6 條，株高可達3.8 cm，植株健壯，呈現出良好的生長態勢，移栽成活率高，可達95%。

本研究重點探索培養基及附加物的低濃度添加，采用1/2MS 基本培養基，低濃度NAA、蔗糖及活性炭，既保證了組培苗的生根效果，提高了移栽的成活率，也降低了用量，節省了成本。對于基本培養基，生根對大量元素的需求低，可以減少大量元素的用量，在已有研究中，除礬根‘花毯’以MS 作為基礎培養基外[6]，大部分研究采用了1/2MS 作為基礎培養基[7-9]，但大多未進行詳細探討。本研究設置了不同的基本離子濃度，進行了對比研究，發現1/2MS培養基生根率最高，但1/3MS 的生根表現也不錯，二者不存在顯著性差異，故在產業化生產中，為節省成本，也可以作為選擇。

對于礬根生根所需糖量，本研究進行了詳細探索，根據以往試驗經驗，設置了10、20、30、40 g/L4個不同的濃度梯度，但經過試驗發現，蔗糖濃度為10 g/L 時，生根狀況最好。為探索最佳糖類添加量，探討低糖生根培養的可能性，進行進一步研究，發現低糖情況下生根狀況較好，（也進行了無糖生根培養預試驗，但發現無糖情況下，生根及生長狀況不佳），盡量減少糖的用量，在蔗糖添加量為8 g/L時，生根狀況最好。王小輝等[10]也進行了礬根低糖生根研究，蔗糖濃度為8-12 g/L，另外，低糖生根培養時間不宜過長，隨著時間的增長，碳源逐漸消耗，能量不充足，影響了整個植株的生長，出現細弱、黃化。‘巴黎’ 大概15 d 左右生根，20～25 d 左右根長及長勢達到最佳，即可煉苗栽植。低糖培養在一定程度上縮短了生根周期，節約了成本，利于產業化周年生產。

對于生根培養基中添加活性炭（AC）的研究較少，蒲春林等[11]以1/2MS+ 0.2 mg/L NAA+0.5 g/L AC為培養基進行礬根生根培養，生根率達95%，本研究采用1.0 g/L AC，生根率達到了98%。

組培離體快繁過程中，因為植物種類及基因型的不同，對于添加物的需求存在著很大差異，進行針對性分析研究是非常必要的。另外，組培行業技術要求高，設備藥品成本高，成為限制其發展的重要因素，本研究建立了高效集約的生根體系，提高了生根率和移栽成活率，對于控制產業化生產成本，提高產出有積極的意義。