木棉組培快繁體系的建立

彭洪杏，王瑋瑋

貴州林業勘察設計有限公司，貴州貴陽 550003

木棉是一種可以生長在干熱河谷的落葉大喬木，對干熱河谷的適應性較強。木棉纖維是一種天然果實纖維，在光澤、吸濕性和保暖性方面具有獨特優勢，且具有良好的化學性能。該文通過比較不同處理方式對種子萌發的影響，以及木棉的增殖及生根配方的篩選，并對生根苗進行煉苗移栽，以期建立木棉的組培快繁體系，為木棉不同單株的抗旱性評價、遺傳轉化、良種快繁等方面提供理論基礎。

1 木棉的概況

木棉(Bombax malabaricum DC.)是木棉科木棉屬的一種落葉大喬木，又名紅棉、英雄樹、斑芝樹、攀枝花等，主要分布在熱帶及亞熱帶地區，集觀賞、經濟、藥用價值于一身[1]。木棉具有很強的抗旱性，多生于干熱河谷或低山丘陵次生林中，多為海拔1700m 以下的區域。

木棉纖維有較好的吸濕放濕性能，穿著舒適性，抗菌驅螨功效，木棉纖維織物有較好的保暖性能等。木棉還具有重要的經濟價值，其花清熱除濕，可入藥，是傳統涼茶五花茶的主要成分之一；其根皮祛風濕，理跌打，樹皮為滋補藥；木棉果內棉毛可作枕、褥和救生圈等填充材料；種子可作潤滑油，制肥皂等，其木材輕軟可造紙、制箱板和小家具等[2]。

2 木棉育種與繁殖的研究現狀

1999 年，福建林秀香[3]從廣西引進青皮木棉種子，在漳州進行了繁殖和試種，表現出生長快、適應強、病蟲害少等特點，拓展了木棉的栽培區域。2007年，汪書麗[4]研究認為云南干熱河谷地區木棉居群的遺傳多樣性水平較高，且對環境依賴性小,居群間的遺傳分化較低。高潔等[5]對攀枝花干熱河谷14種植物耐旱性強弱進行了排序，木棉相對其它幾種植物耐旱性要弱，所以培育出更耐旱的、適應性強的新品種是育種的新目標。中國育種工作者對開遠縣棉場的木棉種和文山縣棉場的木棉種進行雜交[6]，使纖維長度增加了6.66cm，紡紗質量更高，為雜交育種的開展提供了借鑒[7-9]。經過長期的探索與研究，在育種上也取得了一定的成果，其中由開遠和文山兩地雜交的木棉具有更高的經濟價值，產生的棉絮纖維長度及質量都得到很大提高。

3 材料與方法

3.1 試驗材料

試驗材料為木棉種子，采集于保山市潞江鎮，采集時間為2016 年4 月。

3.2 試驗方法

3.2.1 種子萌發

挑選木棉飽滿無破損種子，放于燒杯中用清水沖洗5次～6 次，然后用濃硫酸浸種2min，自來水洗凈。然后用60℃水開始浸泡，水溫降至室溫后換水一次，重復3 次后浸泡種子2d，至種皮變軟。將浸泡過的種子取出用蒸餾水清洗2 次～3 次，然后用75%酒精進行消毒，置于超凈工作臺上，再用0.1%升汞溶液浸泡10min，期間不斷搖動，再用無菌水沖洗4次～5 次，放在無菌濾紙上吸干種子表面水分，待接種。

在無菌超凈工作臺上，將消毒后的木棉種子一部分種子直接播種到底部放濾紙，加水5ml 左右的滅菌瓶中，另外一部分剝去種皮接到MS 培養基上（如表1），然后置于溫度25℃、光照強度3000lx 條件下培養室中進行培養，7d 后觀察并記錄在不同方法培養下種子萌發情況，篩選最佳種子萌發方法。

表1 種子種皮處理方法試驗Tab.1 Experiment on Seed Coat Treatment Method.

在獲得無菌苗后，選取相同培養基條件下生長良好的小苗，將無菌苗取出去掉根部，將小苗頂芽接種到以MS+30g/L 蔗糖的培養基中。每種處理培養基接種20 瓶，培養20d 后觀察其生長狀況。

3.2.2 增殖培養

以MS 為基本培養基，附加30g/L 蔗糖，4.6g/L瓊脂，pH5.4。將6-BA 和NAA 兩種激素的不同濃度添加到培養基中，采用正交法進行試驗設計。其中，6-BA 濃 度 分 別 為0.3mg/L、0.6mg/L、1.2mg/L；NAA濃度分別為0.05mg/L、0.1mg/L、0.2mg/L。切取分化培養中獲得的長約1cm 健壯芽苗，進行培養。試驗取9 組不同激素濃度配比與1 個對照共計10 個處理，每個處理10 瓶，每瓶放置材料5 株，然后定時觀察記錄生長增殖情況。

3.2.3 生根培養

以1/2MS 為基本培養基，附加30g/L 蔗糖，4.6g/L瓊脂，pH 5.4。將不同濃度的IBA 和NAA 兩種激素添加到培養基中。其中生長素IBA 濃度分別為0.5mg/L、1.0mg/L、1.5mg/L，NAA 濃度分別為0.3mg/L、1.0mg/L。試驗選取增殖培養中健壯的無菌苗為材料，切取長約2cm 的頂芽接入培養基中。試驗取5組不同激素濃度配比，共計5 個處理，每個處理5瓶，每瓶放置材料5 株。觀察并記錄苗的生根情況，篩選出最佳生根培養基。

3.2.4 移栽煉苗

以紅土、腐殖土為原料。將生根良好、生長健壯的木棉組培瓶苗從組織培養室移至普通實驗室或溫室大棚，瓶內煉苗7d；然后將瓶蓋揭開1/3，放置2d；最后將瓶口完全揭開放置1d 后(其間注意組培苗的保濕)，將苗從組培瓶中移栽至上述的基質中。煉苗過程中，要保證基質足夠的水分，并采取一定的遮光措施。

3.3 數據分析

增殖系數=瓶苗在一個周期內形成的有效苗數/接種苗數

生根率=生根株數/ 接入生根的芽苗總數×100%

平均根數=根總數／生根株數×100%平均根長=生根苗根總長／生根苗總數×100%試驗相關數據采用SPSS、Excel 等軟件進行統計分析。

4 結果與分析

4.1 無菌苗的獲得

在無菌操作臺上，將木棉種子用75%酒精消毒后，再用0.1%升汞處理10min，最后用無菌水沖洗4次～5 次。通過對木棉種子進行消毒處理后，在種子萌發過程中，會出現乳黃色污物，可見消毒不徹底，可能是操作或者工具滅菌不徹底所致。部分未去皮的種子會長白毛，消毒不徹底的原因可能是與種子自身的特點有關系。

對消好毒的種子的種皮進行不同的處理，觀察各組種子的發芽情況并記錄，試驗處理如表2。

表2 種皮處理對發芽的影響Tab.2 Effect of Seed Coat Treatment on Germination

通過試驗，結果顯示：先用60℃的溫水處理，一方面能起到催芽的作用，另一方面能夠軟化種皮，避免機械處理種皮時傷到胚。比較兩種種皮的不同處理方法發現發芽率都不是達到很好的效果，但是相比之下全去皮處理后的種子發芽率較不去皮的要高，同時全去皮后的木棉種子萌發容易且發芽率高，長勢較好，獲得的無菌苗葉莖較綠，生長健康。而未去皮的木棉種子發芽率較低，種子容易長白毛，獲得的無菌苗不利于后期的增殖及生根培養。所以該次實驗種子全部使用全去皮處理。一般4d 就開始發芽，發芽率達79%，7d 左右可取無菌苗頂芽進行組織培養。

4.2 不同激素組合對木棉增殖的影響

選取生長正常的不定芽，以MS 培養基為基本培養基，分別添加不同濃度的6-BA 和NAA 進行增殖培養配方的篩選，40d 后進行觀察，并統計增殖率及芽的生長情況，其結果如表3 所示，隨著6-BA 濃度的增加，不定芽的增殖倍數逐步降低，葉片伸展也較差，小苗長勢一般，葉片失綠、發黃，新長的嫩葉很少，部分葉片及嫩梢出現畸形。1、2、3、4、5、6 六個處理之間在增殖系數方面差異不顯著，增殖系數在4.6～3.4 之間，但是3、4、5、6 四個處理中小苗的長勢明顯不如處理1 和2，兩個處理中處理2 的平均苗高和增殖系數均低于處理1，但處理2 中木棉小苗的顏色也較處理1 的濃綠、粗壯、葉片伸展良好，利于不定芽的增殖培養；處理1 中小苗生長狀況不太均勻，部分苗梢葉片枯死。7、8、9 三個處理之間的增殖系數及平均苗高不存在顯著差異，而苗的生長情況較差，苗的顏色相對偏黃、葉展較弱。因此結合方差分析和多重比較，以及增殖苗的生長情況，綜合分析得出，處理2（MS+6-BA0.3mg/L+NAA0.1mg/L）為木棉不定芽增殖的較理想培養方案。

表3 不同處理下不定芽增殖效果比較Tab.3 Comparison of Adventitious Bud Proliferation Effects under Different Treatments

4.3 不同生長素濃度對木棉生根的影響

將增殖后的小苗轉移到添加了不同濃度NAA 和IBA 的生根培養基上進行培養，20d 后觀察統計各處理組培苗的生根率、主根條數、主根長度和須根長度(表4)。IBA 濃度過高會導致生根率下降。當NAA 的濃度為0.3mg/L、IBA 的濃度為1.0mg/L 時，所有組培苗均能生根，主根根短而粗壯，植株葉色濃綠、長勢旺盛。不同培養基中木棉培養生根效果如表4。

表4 不同培養基中木棉培養生根效果Tab.4 Rooting Effect of Bombax Malabaricum Culture in Different Media

對不同處理中木棉苗的生根效果進行統計分析可知，處理C 中根長勢良好但生根率較差且苗葉有枯黃現象。處理E、D、A 中的不定芽具有較高的生根率分別為98%、96%、76.6%，E、D、A 三個處理之間不存在顯著差異，而參考根的生長情況，處理E 中的根較粗壯、根數多，因此認為，處理E（1/2MS+IBA1.0 mg/L+NAA0.3mg/L）為木棉生根培養的較理想配方。

4.4 組培苗的煉苗移栽

煉苗移栽前需做好準備，清除棚內外所有雜物，對大棚進行消毒處理。移栽前基質配制及處理，選取疏松、透氣、透水、肥效好、少菌的紅土粉碎過篩后按紅土和腐殖土1:1 的比例混勻，然后裝入7cm×7cm或6.5cm×6.5cm 的營養杯中，再用70%甲基托布津800～1000 倍液或50%多菌靈800～1000 倍液充分淋施營養杯土。

木棉生根苗培養40d 左右后，將組培苗從瓶內取出，洗凈根部粘附的培養基，移栽時輕拿輕放，種植時根土密接，以根不外露，植株固定不倒為宜。移栽后盡快淋足定根水，最后在栽培苗床用透明薄膜搭制小拱棚，并用泥土壓實拱棚四周，同時大棚頂覆蓋遮陽網。

基質采用紅土和腐殖土是因為紅土能增加基質的粘性和保水性，腐殖土提供小苗營養。剛從培養基中脫離的幼苗，適應能力較弱，對水分、光照等的要求非常苛刻，煉苗中注意控制好溫濕度。

5 結論

木棉是一種集觀賞價值、經濟價值于一身的優良物種。應該建立好一套組培快繁的體系，從而有助于優良品種的快速繁殖，通過植物組織培養的手段可以為木棉不同單株的抗旱性評價提供實驗材料，也為其遺傳轉化、良種快繁等方面奠定基礎。

通過對木棉快繁體系建立的試驗與分析，得到以下結論：

（1）在無菌苗獲得過程中，比較了去種皮與未去種皮兩種方法對無菌苗獲得的不同影響，全去種皮的木棉種子更容易獲得無菌苗，且污染率低，無菌苗生長良好，有利于后期組培苗的增殖及生根培養。

（2）在增殖培養中，木棉的組培苗增殖以MS+6-BA0.3mg/L+NAA0.1mg/L 對于不定芽的增值效果最佳，其中培養周期為20d，增殖系數達到4.0。

（3）在生根試驗中，以1/2MS+IBA1.0mg/L+NAA 0.3mg/L 激素配比對根的誘導效果最佳，平均生根率達到了98%，平均主根數達到了2.3 根。

（4）在煉苗過程中，主要是控制好溫濕度，則有助于木棉組培苗移栽成活。