侯朝祥,赵培方,刘家勇,赵 俊,吴才文,崔 杰,陈学宽
(云南省农业科学院甘蔗研究所/云南省甘蔗遗传改良重点实验室,开远 661600)
甘蔗组培是一种快速繁殖推广应用甘蔗良种的有效途径,根据离体繁殖路线的不同,可分为愈伤组织成苗法和直接诱导成苗法,其中直接诱导成苗法又可根据接种外植体的不同,分为腋芽培养和茎尖培养。两种成苗法,其技术流程都包括室内培养和室外假植。目前室内培养技术已经较为成熟,但室外假植管理在实际应用过程中,常受设施条件和管理技术的影响,导致成活率不高、成活苗的质量差,严重影响着甘蔗组培快繁技术的应用。针对这瓶颈问题,国内已有研究人员[1-5]做了相关研究,并取得了可喜成绩。但绝大多数研究重点是成活率的高低,而对成活植株的质量评价较少。本文针对影响甘蔗组培苗一级假植成活质量的几个因素,将假植成活率和成活植株的形态特征结合起来,作为评价指标,以云蔗新品种99-91的茎尖组培苗为材料,探索了不同消毒处理、不同苗床基质、不同浓度NAA蘸根处理对甘蔗茎尖组培苗假植成活质量的影响。
供试材料为云南省农业科学院甘蔗研究所自育品种云蔗99-91的茎尖组培苗。
为达到高效快捷的目的,参考研究资料,试验摸索分为3步,第一步确定最佳的消毒处理方式;第二步比较筛选最佳苗床基质;第三步利用激素处理,全面提高假植苗质量。
1.2.1 不同消毒处理对甘蔗茎尖组培苗假植成活质量的影响 以生土+上层粗沙为基质苗床,选取长势基本一致的组培苗,清洗干净后,设两种消毒处理,即0.1%高锰酸钾40s和0.5%多菌灵5min。每处理种植3个重复,每个重复种植12余丛,植株成活后1个月,观察统计成活情况,每个重复随机选取6丛,每丛随机调查1株植株的株高、叶长、叶宽,通过调查成活率、成活植株的株高、叶长、叶宽(下同),比较两种消毒处理方式对甘蔗组培苗假植成活质量的影响。
1.2.2 不同苗床基质对甘蔗茎尖组培苗假植成活质量的影响 苗床基质设计了7个处理:①生土;②生土+上层有机质;③生土+上层细沙;④生土+上层粗沙;⑤生土+上层珍珠岩;⑥生土∶珍珠岩=1∶1;⑦粗沙。每种苗床基质的面积为0.36m2,即长×宽为1.2m×0.3m,7个苗床间用塑料板隔离,并保持在同一个水平面,构成一个大的整体苗床,假植管理技术一致。选取长势基本一致的组培苗,经0.5%多菌灵浸泡5min消毒处理种植。1个月后调查统计不同苗床基质上假植苗的成活率及成活植株形态,比较不同苗床基质对甘蔗茎尖组培苗假植成活质量的影响。
1.2.3 不同浓度NAA蘸根处理对甘蔗茎尖组培苗假植成活质量的影响 选取长势基本一致组培苗清洗干净,浸泡于0.3%的多菌灵溶液5min后,分别用浓度为0mg/L、2mg/L、6mg/L、12mg/L、18mg/L的NAA进行蘸根处理20s,假植于生土+上层粗沙的苗床上。假植51d后通过观察统计成活率,测量成活植株的株高、叶长、叶宽、根长等形态指标,比较不同浓度NAA蘸根处理对甘蔗茎尖组培苗假植成活质量的影响。
成活率计算公式:假植成活率(%)=成活株数/假植株数×100%
两种不同消毒处理方式对甘蔗茎尖组培苗假植成活质量的影响有差异。由表1可知,两种不同消毒处理方式对甘蔗组培苗假植成活率的影响较小,但对成活植株质量的影响较大,多菌灵处理的成活植株在株高、叶长、叶宽方面,明显优于高锰酸钾。
不同苗床基质对甘蔗茎尖组培苗假植成活质量有一定影响,根据表2可知,生土+粗沙的苗床基质较其他苗床基质,在成活率、株高、叶长、叶宽、草害方面均较佳;生土+细沙的成活率仅为66.0%,可草害较轻,植株性状一般;生土+珍珠岩的成活率较高,达到了100.0%,但植株的株高、叶长、叶宽相与生土+粗沙相比均较低;生土、粗沙基质的成活率分别为96.0%、84.5%,但植株的株高、叶长、叶宽较低,且生土的草害最为严重。
由图1可以看出,应用不同浓度的NAA蘸根处理甘蔗茎尖组培苗,对其假植成活质量有较大影响,蘸根处理的成活率较对照有所降低,可成活植株的根长、株高、叶长、叶宽均有较大增加,但不同浓度间增加的幅度有差异,且呈现出一定规律,在0~6mg/L间,成活植株的根长、株高、叶长、叶宽随着浓度的增加而增加,当处理浓度高于6mg/L时,成活植株的根长、株高、叶长、叶宽随着浓度的增加而逐渐降低。
表1 不同消毒处理对甘蔗组培苗假植成活质量的影响
表2 不同苗床基质对甘蔗组培苗假植成活质量的影响
图1 不同浓度NAA蘸根处理对甘蔗茎尖组培苗假植成活质量的影响
3.1 甘蔗茎尖组培苗在恒温恒湿全营养含糖的理想环境中培育而成,当过渡到室外自然环境后,容易感染霉菌死亡。因此,在假植过程中,对其进行消毒处理成为必不可少的有效措施,可消毒剂的类型、浓度、消毒时间都会影响消毒效果,直接影响着假植苗的成活率、成活植株的质量,本文以常用型消毒剂多菌灵与广西甘蔗研究所组培中心应用的消毒剂高锰酸钾,设计了两个处理,进行比较分析,从试验结果来看,用0.5%多菌灵浸泡甘蔗茎尖组培苗5min,对其假植成活质量较好,虽然高锰酸钾处理的成活率略高,可成活植株的质量不如多菌灵处理,这可能是处理时间较长的缘故。
3.2 苗床基质与滤水透气性密切相关,直接影响着甘蔗茎尖组培苗的假植成活质量。本试验分析筛选出较佳的苗床基质为“生土+上层粗沙”,与何为中[4]等人的研究结论一致,与董立华[1]等、杨生超[2]等研究者报道提出的“沙土沙”苗床基质有相似之处,省去了底层沙,减少操作,降低了管理成本。
3.3 NAA作为人工生长素,具有促进生长、生根作用,在甘蔗组培中,被广泛用于生根培养,而用于假植蘸根处理尚未见报道,为此本试验进行了尝试。结果表明:利用合适浓度的NAA蘸根处理,对提高甘蔗茎尖组培苗假植成活质量确实有明显效果,值得推广利用。
综合试验过程分析表明,甘蔗茎尖组培苗的一级假植成活质量受多个因素的影响,主要涉及生根培养基、消毒防霉技术、苗床基质、激素蘸根处理、水肥管理技术、设施条件等。其中筛选利用最佳激素配比的生根培养基,培育健壮植株是提高假植成活质量的前提;保温保水设施条件是高成活率必备条件;消毒防霉技术是关键;科学的苗床基质、水肥管理技术起着积极作用;适当浓度的激素蘸根处理可发挥重要的促进作用。将这些影响因素有机结合起来,形成一套操作可行的技术措施,才能有效提高甘蔗茎尖组培苗的成活质量,培育获得健壮植株,推广应用于生产。
[1]董立华,张家瑞,桃联安,等.甘蔗芽培苗一、二级苗圃管理技术[J].甘蔗,2001(2):32-34.
[2]杨生超,杨清辉,李富生,等.甘蔗腋芽培养苗假植管理技术研究[J].种子,2001(4):42-43.
[3]张春良.甘蔗腋芽组培苗一、二级苗定植管理技术[J].云南热作科技,2002,25(1):42.
[4]何为中,曾慧,刘红坚,等.影响甘蔗组培苗假植成活率的几个因素的研究[J].甘蔗糖业,2002(3):10-12.
[5]张跃彬.云南双高甘蔗标准化综合技术[M].昆明:云南科技出版社,2004