越南奇楠沉香组培苗不定根诱导研究

李湘阳，曾炳山，裘珍飞，刘 英，范春节

（中国林科院热带林业研究所，广东 广州 510520）

越南奇楠沉香组培苗不定根诱导研究

李湘阳，曾炳山，裘珍飞，刘 英，范春节

（中国林科院热带林业研究所，广东 广州 510520）

越南奇楠沉香Aquilaria crassna是瑞香科沉香属植物。试验以越南奇楠沉香的组培苗为材料，研究组织培养中影响不定根诱导的因素。结果表明：培养基中的大量元素、微量元素、NAA的浓度变化、固化剂的种类、活性炭的含量对奇楠沉香组培苗的生根率有显著影响，不同无性系对NAA的反应也表现出显著差异。最适生根培养基为1/4MS大量元素+1/2MS微量元素+NAA（0.05～0.2 mg/L），诱导越南奇楠沉香组培苗生根的最佳NAA的浓度随无性系的不同而不同。

越南奇楠沉香；组织培养；生根

奇楠沉香Aquilaria crassnaPierre.是瑞香科沉香属植物，天然分布于越南、柬埔寨、老挝、泰国等海拔300～900 m，年降雨量1 200 mm左右的丘陵、山地，是东南亚国家生产高品质沉香木和沉香油的主要树种。由于过度砍伐，该树种在许多天然林中已濒临灭绝。

奇楠沉香的生态适应性较广，近年来在广东部分区域有香农从越南引种栽培，生长状态良好，但由于越南政府对本国奇楠沉香资源严格管制，所以不但香农难以获得栽培苗木，而且价格极高，一株奇楠沉香树苗价格高达10～20元不等。

奇楠沉香需生长6～8 a开始开花，而优良的种子必须采自树龄15 a以上的母树。奇楠沉香的种子寿命又极短，如果不经过特别处理，只能储存1周左右。即使在最佳保存条件下保存一个月，发芽率也从41%降至22%，如果保存两个半月，种子的萌发率将降为零[1]。因此，奇楠沉香人工种植所需要的种苗极其匮乏。用组织培养的方式进行大规模的工厂化育苗是解决奇楠沉香种苗缺乏的重要方式。

进行奇楠沉香组培快繁研究时发现组培苗不定根的诱导有一定的难度，不同无性系诱导生根的难易程度差别也很大。从大量元素、微量元素、活性炭、固化剂种类及激素浓度的等方面对越南奇楠沉香组培苗生根诱导展开了全面研究，为越南奇楠沉香的大规模工厂化生产奠定了技术基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料与试验地点

生根试验所用的组培芽苗是增值培养了6代的组培苗，所有芽苗均为单芽，高度为2～3 cm。所有试验均在中国林业科学研究院热带林业研究所组培实验室进行。

1.2 试验方法

1.2.1 大量元素对越南奇楠沉香组培苗生根的影响

将无根越南奇楠沉香组培无性系Y1的单芽苗分别接种于含1/4MS、1/3MS、1/2MS 、3/4MS 、1MS 5种不同浓度大量元素的培养基中。每个处理组合重复7瓶，每瓶接8株组培芽苗。

1.2.2 微量元素对越南奇楠沉香组培苗生根的影响

将无根越南奇楠沉香组培无性系Y1单芽苗分别接种于含1/2MS 、1MS 2种不同浓度微量元素的培养基中。每个处理组合重复7瓶，每瓶接8株组培芽苗。

1.2.3 活性炭对越南奇楠沉香组培苗生根的影响

将无根越南奇楠沉香组培无性系Y1的单芽苗分别接种于含不同浓度（0、0.05、0.1 g/L）活性炭培养基中。每个处理组合重复7瓶，每瓶接8株组培芽苗。

1.2.4 NAA对越南奇楠沉香组培苗生根的影响

将越南奇楠沉香组培无性系Y1、J1、W4、G3、P25、X4的无根组培单芽苗分别接种于含不同浓度（0.01、0.03、0.05、0.07、0.1、0.2 mg/L）NAA培养基中，培养基中大量元素均为1/4MS，微量元素为1/2MS。每个处理组合重复7瓶，每瓶接8株组培芽苗。

1.2.5 组培固化剂种类对越南奇楠沉香组培苗生根的影响

将无根越南奇楠沉香组培无性系Y1的芽苗分别接种在含琼脂、卡拉胶2类固化剂的培养基中，培养基中其它成分完全相同。每个处理组合重复20瓶，每瓶接8株组培芽苗。

以上各组实验所用培养基中除1.2.5的组培固化剂试验外，其余试验均添加卡拉胶7 g/L，所有试验均加入蔗糖30 g/L，所有培养基pH值为5.8，培养温度为25±2℃，光照12 h/d，光照强度2 000 lx。所有处理培养4周后，统计生根百分率（生根苗数/接种苗数）。受污染影响，试验结束时可测定的重复数不等。

1.3 数据分析

所得数据用SAS软件进行不等重复试验方差分析，显著水平为0.05，极显著水平为0.01。

2 结果与分析

2.1 大量元素对越南奇楠沉香组培苗生根的影响

试验结果表明培养基中大量元素的浓度对越南奇楠沉香组培苗的生根诱导有显著影响，当培养基中大量元素的浓度从低（1/4MS）至高（1MS）逐渐提高时，组培苗的生根率却急剧下降，最终降为零（图1）。方差分析显示培养基中大量元素的浓度变化对越南奇楠沉香组培苗生根率的影响达到极显著水平（表1）。这说明培养基中合适的大量元素浓度是决定越南奇楠沉香组培苗能否生根的关键因素。

图1 大量元素对越南奇楠沉香组培苗生根的影响Fig. 1 Effects of macroelement on rooting of tube plantlets of Aquilaria crassna

表1 越南奇楠沉香生根诱导大量元素试验结果方差分析Table 1 Variance analysis for macroelement test of tube plantlets of Aquilaria crassna

2.2 微量元素对越南奇楠沉香组培苗生根的影响

微量元素对越南奇楠沉香组培苗的生根诱导也有显著影响，较低浓度的微量元素含量（1/2MS）有利于组培苗根系的诱导（见图2）。方差分析表明：低浓度（1/2MS）的微量元素与高浓度（1MS）的微量元素之间的生根诱导率存在极显著差异（见表2）。

2.3 活性炭对越南奇楠沉香组培苗生根的影响

表2 越南奇楠沉香生根诱导微量元素试验结果方差分析Table 2 Variance analysis for microelement test of tube plantlets of Aquilaria crassna Pierre.

尽管活性炭对很多植物组培苗生根诱导有明显帮助[2-4]，但对越南奇楠沉香组培苗而言，只要加入微量的活性炭，生根率就会大幅下降（图3），方差分析表明，活性炭对越南奇楠沉香组培苗生根的影响达到显著水平（表3）。

图3 活性炭对越南奇楠组培苗生根的影响Fig. 3 Effects of AC on rooting of tube plantlets of Aquilaria crassna Pierre.

表3 越南奇楠沉香生根诱导活性炭验结果方差分析Table 3 Variance analysis for AC test of tube plantlets of Aquilaria crassna Pierre.

2.4 NAA对越南奇楠沉香组培苗生根的影响

NAA对越南奇楠沉香组培苗的生根诱导作用是重要的，但在不同无性系之间所产生的影响力却存在很大的差异，J1、P25、G3、X4无性系的生根诱导对培养基中NAA浓度的变化是敏感，而W4、Y1的生根诱导对NAA浓度的变化并不是特别敏感（图4）。方差分析显示：NAA浓度的变化对J1、X4无性系的生根率的影响达到显著水平（表4，表5），而NAA浓度的变化对P25、G3无性系的生根率的影响达到了极显著水平（表6，表7），但NAA对W4、Y1无性系的生根诱导影响却是不显著的（表8，表9）。不同无性系对NAA反应的差异表明基因型在生根诱导中的作用是不可低估的，对基因型和NAA对生根诱导作用进行双重分析，结果表明基因型在生根诱导中影响是极显著的（表10）。

图4 NAA对越南奇楠沉香组培苗生根的影响Fig. 4 Effects of NAA on rooting of tube plantlets of Aquilaria crassna Pierre.

表4 NAA对J1无性系生根影响试验结果方差分析Table 4 Variance analysis for NAA test of tube plantlets from clone J1 of Aquilaria crassna Pierre.

表5 NAA对X4无性系生根影响试验结果方差分析Table 5 Variance analysis for NAA test of tube plantlets from clone X4 of Aquilaria crassna Pierre.

表6 NAA对P25无性系生根影响试验结果方差分析Table 6 Variance analysis for NAA test of tube plantlets from clone P25 of Aquilaria crassna Pierre.

表7 NAA对G3无性系生根影响试验结果方差分析Table 7 Variance analysis forNAA test of tube plantlets from clone G3 of Aquilaria crassna Pierre.

表8 NAA对W4无性系生根影响试验结果方差分析Table 8 Variance analysis for NAA test of tube plantlets from clone W4 of Aquilaria crassna Pierre.

表9 NAA对Y1无性系生根影响试验结果方差分析Table 9 Variance analysis for NAA test of tube plantlets from clone Y1 of Aquilaria crassna Pierre.

表10 NAA和基因型对生根的影响的方差分析Table 10 Variance analysis for NAAand genotypes on rooting of tube plantletsof Aquilaria crassna Pierre.

2.5 固化剂对越南奇楠沉香组培苗生根的影响

目前植物组培采用的固化剂有琼脂和卡拉胶两种，通常认为固化剂在培养基中只是起支撑作用，本身并不提供任何营养[5]，我们的研究却表明，不同的固化剂对越南奇楠沉香组培苗生根诱导有显著影响，卡拉胶明显更利于不定根的诱导（图5）。方差分析表明，不同固化剂（卡拉胶和琼脂）对越南奇楠沉香生根诱导的影响达到了极显著水平（表11）。

图5 固化剂对越南奇楠沉香组培苗生根的影响Fig.5 Effects of gelling agent on rooting of tube plantlets of Aquilaria crassna Pierre.

表11 固化剂对生根影响试验结果方差分析Table 11 Variance analysis for gelling agent test of tube plantlets of Aquilaria crassna Pierre.

3 讨论与结论

3.1 大量元素的浓度对越南奇楠沉香生根诱导的影响

前人的诸多研究证明，降低培养基中的大量元素浓度，可提高许多植物试管苗的生根能力[6-9]，这其中的原因可能是两方面的，一方面可能是培养基中的盐浓度会影响渗透压，从而影响试管苗对某些营养物质的吸收[10]，继而影响到根系的诱导；另一方面可能是某些无机盐（如NH4NO3）会抑制根系诱导，适当降低该无机盐的浓度会减轻抑制，有利于生根[9]。但也有某些植物的试管苗在生根诱导的过程中对大量元素无机盐浓度的变化并不敏感，无论是高浓度还是低浓度的大量元素，生根率几乎没有波动[11]。越南奇楠沉香组培苗的生根诱导显然需要低浓度（1/4MS）的大量元素才能获得高效的生根率。

3.2 微量元素的浓度对越南奇楠沉香生根诱导的影响

关于微量元素对植物组培苗根系诱导的影响的研究相对较少，有研究表明微量元素的变动对一些植物的试管苗生根诱导的影响是不显著的[12-14]，但也有研究表明大幅度提高培养基中微量元素Cu离子的含量能促进巴西橡胶树组培苗的生根[15]。本研究证明降低微量元素的浓度才能促进越南奇楠沉香组培苗的生根，可见不同的植物组培苗在根系诱导过程中对微量元素浓度的要求差异比较大。微量元素对生根的影响可能涉及到不定根诱导过程中某些酶活性的变化。Hayrullah YILMAZ等[16]研究证明葡萄的2个品种（Vitis viniferacv.Muscat和Cardinal）插穗生根过程中多酚氧化酶（PPO）活性与根形成呈正相关关系，根形成后多酚氧化酶活性持续下降。谭健辉等[17]在研究大花序桉离体根培养过程中氧化酶的变化也证明PPO的变化趋势呈现升高→下降→升高趋势。王瑞等[18]研究油茶组培苗生根过程中生理生化变化，也证实在油茶组培苗生根过程中，PPO的活性呈现先升高后降低的趋势。而PPO是一种含铜酶，它的活性依赖于铜的氧化还原作用，因此培养基中Cu离子的浓度是有可能影响到多酚氧化酶的活性并进一步影响到组培苗根系的诱导。

3.3 活性炭对越南奇楠沉香生根诱导的影响

在培养基中加入活性炭并没有提高越南奇楠沉香组培苗的生根率，即使只是微量的活性炭（0.05 g/L）也导致生根率下降了40%，类似的情况在其它植物上也存在[19-21]。虽然活性炭能提供一个适宜生根的暗环境，防止褐变，提高培养体内可溶性蛋白和总糖的含量，从而促进生根和植物的生长[2]，但活性炭也会吸附植物激素而给生根诱导带来负面作用。由于越南奇楠沉香组培苗的生根诱导培养基中加入的NAA的含量本来就很低（0.1 mg/L），活性炭加入后可能导致NAA的含量进一步降低，从而抑制了生根。

3.4 NAA对越南奇楠沉香组培苗根系诱导的作用

NAA是植物组织培养中常用的生根诱导剂，在很多植物的组培生根诱导中起关键作用，一般是较低的浓度有利于根系的诱导，随着浓度的升高反而会抑制生根[22-23]。如云实的最适生根诱导NAA的浓度是是0.1 mg/L[22]，铁线莲是0.05 mg/L[23]，越南奇楠沉香组培苗生根诱导的适宜NAA浓度（0.05～0.2 mg/L）也是偏低的，并因无性系的不同而不同，这说明外源激素NAA和基因型对越南奇楠沉香组培苗的生根诱导有同样重要的作用。汤浩茹等[24]研究了梨4个基因型试管苗生根，不同基因型所需要的最佳培养基及培养条件也是不一样的。外源激素通过转运到植物体内后转变为内源激素再进一步促进生根[25]，不同的基因型内源激素的水平可能是不一样的，从而需要的外源激素的最佳浓度也不同，因此在进行同一种植物不同母株的组织培养研究时，应该充分考虑到基因型的差异。

3.5 固化剂的种类对越南奇楠沉香组培苗生根的影响

琼脂和卡拉胶都是由海藻中提取的高分子碳水化物，理论上高纯度的琼脂或卡拉胶应该不会给组培苗提供养分，但是可能由于提取工艺的问题，市售的琼脂和卡拉胶都可能含有Ca、Mg、Cl、K等离子，我们在进行柚木的组织培养研究时也证实了这一点[26]。不同厂家提取工艺的偏差会导致固化剂中含有的各种离子的含量难以确定，这就会造成一些敏感植物的组培苗的生根率出现波动，所以如果要进行某种植物组培苗工厂化生产，最好固定地购买某一厂家的固化剂。

3.6 结 论

本试验研究了培养基中的无机盐离子浓度、激素浓度、活性炭及固化剂的种类几个因素对越南奇楠沉香组培苗生根诱导的作用，结果证明培养基中的大量元素浓度、微量元素浓度、NAA的浓度及固化剂的种类是决定越南奇楠沉香组培苗能否生根的决定性因素，这些因素对生根率的影响都达到了显著或极显著水平。基因型也是影响越南奇楠沉香组培苗生根率高低的关键因素。合适的越南奇楠沉香组培苗生根诱导的培养基是：以卡拉胶为固化剂，1/4MS大量元素+1/2MS微量元素+NAA（0.05～0.2 mg/L），最佳NAA的浓度随无性系的不同而不同，其中无性系J1、G3、P25的生根诱导最适NAA浓度是0.1 mg/L，Y1的生根诱导最适NAA浓度是0.07 mg/L，W4的生根诱导最适NAA浓度是0.05 mg/L，X4的生根诱导最适NAA浓度是0.2 mg/L。

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Induction of adventitious roots during tissue culture ofAquilaria crassnaPierre.

LI Xiang-yang, ZENG Bing-shan, QIU Zhen-fei, LIUYing, FAN Chun-jie
(Research Institute of Tropical Forestry, Chinese Academy of Forestry, Guangzhou 510520, Guangdong, China)

Aquilaria crassnais belonged toThymelaeaceae quuilaria. Shoots ofAquilaria crassnafromtissue culturewere used as materials to study induction of adventitious roots. The results indicated that macroelement, microelement, AC (Activated Charcoal),NAA and gelling agent had signi ficant effect on root induction. The NAA concentrationhad different effect on different clones. The optimal rooting medium was 1/4 MS macroelement+1/2MS microelement+NAA (0.05—0.2 mg/L). The best concentration of NAA was different with different clones.

Aquilaria crassna; tissue culture; rooting

S722.3+7

A

1673-923X(2016)10-0006-06

10.14067/j.cnki.1673-923x.2016.10.002

2015-11-06

林业公益性行业科研专项“热带珍贵树种良种选育和高效培育技术研究”（201204301）；广东省林业科技创新项目“奇楠沉香组培快繁及无性系选育研究”（2015KJCX006）

李湘阳，博士，副研究员；E-mail：xiangylxiang@163.com

李湘阳，曾炳山，裘珍飞. 越南奇楠沉香组培苗不定根诱导研究[J].中南林业科技大学学报，2016, 36(10): 6-11.

[本文编校：吴 彬]