不同密度聚氨酯海綿為支撐物的液體懸浮培養對蝴蝶蘭組培苗生長的影響

鄭秋樺 黎棟然 潘燁鑫 鄭翼澤 吳京圩

（1.韶關學院英東生物與農業學院，廣東 韶關 512005；2.韶關市綠沃農業科技有限公司，廣東 韶關 512005）

0 引言

蝴蝶蘭是對蘭科蝴蝶蘭屬植物的總稱，其花形酷似蝴蝶，典雅細膩，被譽為“洋蘭皇后”，深受廣大消費者的青睞。蝴蝶蘭是我國銷售量最高的年宵盆花花卉，也是國際暢銷的盆花種類［1］。作為單莖性氣生蘭，蝴蝶蘭的自然繁殖相對較困難，增殖速度也相對較慢［2］。隨著市場需求的增長，研究蝴蝶蘭的組織培養技術顯得尤為重要［3-6］。

目前，蝴蝶蘭的組織培養多用瓊脂粉作為固化劑，瓊脂粉由瓊脂糖和瓊脂果膠組成。由瓊脂粉制成的瓊脂具備膠質感，色澤由白到微黃，沒有氣味或者有輕微的氣味。瓊脂不含營養，不能為植株補充營養物質，且其本身作為一種固化劑含有對植物有毒的物質；植株生長過程中，根系深入瓊脂，影響根細胞呼吸；植物組織在代謝過程中會產生對植物有害的物質，如果此類物質不能及時排出，將影響植株生長。由此可見，用固體培養基進行組培苗培養存在不少問題，而液體培養可以避免這些問題［7］。但液體培養組培苗需要有支撐物保證組培苗直立、正常生長，故此次開展基于靜止液體培養法（又稱濾紙橋法），在漂浮培養、淺層液體培養條件下，以聚氨酯海綿作為支撐物的液體懸浮培養試驗［7］。

筆者選擇聚氨酯海綿作為支撐物是由于瓊脂粉成本較高，且不能重復利用，而聚氨酯海綿可以重復利用。試驗以蝴蝶蘭組培苗為試驗材料，探究以不同密度聚氨酯海綿為支撐物的條件下，不加瓊脂粉固化，液體懸浮培養對蝴蝶蘭組培苗生長的影響。

1 試驗材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料為蝴蝶蘭增殖階段瓶苗，由英東生物與韶關學院英東生物與農業學院植物組織培養實踐教學提供，品種為寶貝和綠熊。

固體培養基為1/3MS+蔗糖2.0%+蛋白胨0.2%+馬鈴薯粉3.0%+蘋果2.0%+香蕉3.0%+NAA1.0 mg/L+活性炭0.2%，在pH值5.8的條件下加入瓊脂粉0.5%制成固體培養基；液體培養基則不加入瓊脂粉。

每個聚氨酯海綿模具的直徑為80 mm，厚度為20 mm。以圓心向周邊擴散，均勻分布30個大小一致的孔。孔通過高溫加熱金屬棒來熨燙，每個孔直徑為5 mm、深度為10 mm。

1.2 試驗設計

1.2.1 試驗方法。使用500 mL培養瓶，每瓶加入100 mL培養液和聚氨酯海綿模具，蒸汽滅菌后備用。在無菌條件下的超凈工作臺，待組培苗長到2 cm左右，用高溫消毒的鑷子和解剖刀將組培苗剪成單芽，轉入壯苗培養基。試驗共接種兩個品種的蝴蝶蘭，每組用高密度聚氨酯海綿（50PPI1）和低密度聚氨酯海綿（25PPI）各重復2瓶，每瓶接種20個單芽，共2組，每組接種1瓶固體培養基作為對照，經過接種的培養瓶放在溫室中持續培養。培養室溫度調整為27 ℃，光照度1 500～2 500 lx，每天光照12 h，持續培養30 d。

1.2.2 試驗結果統計。30 d后觀察記錄試驗組和對照組的平均生根情況及幼苗長勢，并分別對組培苗的根長度、根質量、植株高度和單株鮮質量（除根）進行測定，采用單因素方差分析法分析。

2 試驗結果與分析

2.1 不同培養基對蝴蝶蘭組培苗生長的影響

在不同培養基下，蝴蝶蘭寶貝和蝴蝶蘭綠熊的形態不一（見圖1和圖2）。在聚氨酯海綿液體懸浮培養體系下，蝴蝶蘭組培苗葉片翠綠、直立挺拔、根系粗壯。在固體培養基下，蝴蝶蘭組培苗部分葉片枯萎、根系細長。結果表明，對于蝴蝶蘭組培苗的培育，液體懸浮培養要優于固體培養。

圖1 蝴蝶蘭寶貝在不同培養體系中生長狀況對照

圖2 蝴蝶蘭綠熊在不同培養體系中生長狀況對照

2.2 不同密度聚氨酯海綿對蝴蝶蘭組培苗生長的影響

2.2.1 組培苗的生長情況。在短周期培養30 d的情況下，聚氨酯海綿液體懸浮培養體系和固體對照組的生根率都達到100%，而且根的平均長度相差不多，但是根質量和單株鮮質量（除根）存在明顯差別。由表1和表2可知，高密度聚氨酯海綿液體懸浮培養蝴蝶蘭效果更佳。

表1 蝴蝶蘭寶貝組培苗的生長情況

表2 蝴蝶蘭綠熊組培苗的生長情況

2.2.2 單因素方差分析。通過方差分析，盡可能減小試驗誤差。由表3可知，蝴蝶蘭寶貝的根質量單因素方差分析，組間P值＜0.05，拒絕原假設，證明培養基類型對于其根質量有顯著影響。由表4可知，蝴蝶蘭寶貝的單株鮮質量單因素方差分析，P值＜0.05，拒絕原假設，培養基類型對其單株鮮質量顯著影響。由表5綠熊根質量單因素方差分析可知，P值＜0.05，拒絕原假設，說明培養基類型對植株根質量有顯著影響。由表6綠熊單株鮮質量單因素方差分析可知，P值＜0.05，拒絕原假設，因此可判斷培養基類型對植株單株鮮質量有顯著影響。

表3 單因素方差分析（寶貝根質量）

表4 單因素方差分析（寶貝單株鮮質量）

表5 單因素方差分析（綠熊根質量）

表6 單因素方差分析（綠熊單株鮮質量）

3 結論與討論

試驗表明，在30 d的短周期培養中，聚氨酯海綿液體懸浮培養能夠有效提高蝴蝶蘭根質量和植株質量，且高密度聚氨酯海綿的效果更佳。在固體培養基中，由于接種操作不當或組培苗本身因重力作用，接種時或是接種后不久，組培苗可能會下陷沒入培養基，缺氧致死的情況常有發生，培養基在后期也會出現因組培苗代謝產物聚集變黑的情況。而在液體懸浮培養體系中，雖然水分比較充足，但因為有聚氨酯海綿作為支撐物，并不會出現接種苗因不能進行呼吸作用而死亡的現象。液體培養與固體培養對比，具有操作簡單方便、成本低的優點，且液體培養更有利于培養材料對營養的吸收［8］。

聚氨酯液體懸浮培養體系對于蝴蝶蘭組培苗的壯苗效果要明顯優于固體培養基。在液體懸浮培養體系中，效果最佳時，蝴蝶蘭寶貝的根質量是固體對照組的1.53倍，單株鮮質量（除根）則是固體對照組的1.70倍；同樣，蝴蝶蘭綠熊根質量是固體對照組的1.49倍，單株鮮質量（除根）則是固體對照組的1.38倍。試驗結果表明，在以高密度聚氨酯海綿作為支撐物的培養基中，組培苗的高度比以低密度聚氨酯海綿作為支撐物的培養基培養的植株高。在低密度聚氨酯海綿中生長的組培苗，生根時易插入海綿的孔徑中（見圖3），對組培苗移出增加了難度，易造成根部損傷，用力過度時根部會斷在海綿孔徑中，使用高密度的聚氨酯海綿則不易出現以上情況。綜上所述，用高密度的聚氨酯海綿作為支撐物進行組培苗培養效果更佳。

圖3 蝴蝶蘭組培苗生根插入低密度海綿孔徑

此次試驗旨在建立一個穩定、操作方便且低成本的蝴蝶蘭組培苗液體培養系統，但在試驗過程中，筆者發現存在以下幾個問題。一是試驗所用的聚氨酯海綿模均為人工制模，耗時時間長，且模具打的每個孔會受人為因素影響存在差異，因此需要解決如何批量制模且保證制作的模具大小一致的問題。二是試驗中，部分蝴蝶蘭組培苗根莖在生長時插入聚氨酯海綿里，組培苗與海綿模具交纏在一起，導致其不能被拔出，用力過度時，蝴蝶蘭組培苗根莖會斷裂在聚氨酯海綿里。該現象一般在低密度的聚氨酯海綿中發生，正確選擇模具（高密度聚氨酯海綿）能幫助避免出現此類問題。