两种高山杜鹃试管增殖和生根影响因子*



两种高山杜鹃试管增殖和生根影响因子*

彭绿春1,2,3，解玮佳1,2,3，贾红芬4，陆琳1,2,3，李世峰1,2,3

(1.云南省农业科学院花卉研究所，云南昆明650205；2.云南省花卉育种重点实验室，云南昆明650205;

3.云南花卉技术工程研究中心，云南昆明650205；4.云南省昆明市禄劝县农业局农产品质量监管中心，云南禄劝651500)

摘要：以腋花杜鹃和Rhododendron ‘Germania’试管苗为材料，研究了外植体类型、激素浓度对其增殖效应；基本培养基类型、NAA和IBA浓度对其生根的效果。结果表明，外植体类型为影响腋花杜鹃和Rhododendron‘Germania’增殖的主效因子，茎段组合ZT 2 mg/L，腋花杜鹃增殖效果最佳，增殖率达408 %，茎段组合ZT 1 mg/L是较适合Rhododendron‘Germania’增殖的组合，增殖率达632 %；NAA和IBA为影响腋花杜鹃生根的主效因子，且NAA的影响大于IBA，在WPM+NAA 1 mg/L+IBA 0.75 mg/L培养基中生根率最高，为85.33 %，NAA为影响Rhododendron‘Germania’生根的主效因子，生根的最佳培养基为WPM+NAA 1.5 mg/L+IBA 0.5 mg/L，生根率达89.33 %。

关键词：腋花杜鹃；Rhododendron‘Germania’；增殖效应；生根

高山杜鹃是指杜鹃属(Rhododendron)常绿杜鹃亚属(RhododendronsubgenusHymenanthes)的种质资源及由其资源育成的杜鹃花。高山杜鹃品种多为杂合体，种子繁殖后代易发生严重分离，一般只用于育种[1]；组织培养是高山杜鹃繁殖和种苗生产的主要途径。

腋花杜鹃(Rhododendronracemosum)为中国特产，在云贵川地区广布的高山杜鹃野生种，花序常数个簇生枝顶或上部叶腋，花冠粉红色或淡紫红色，花期3-5月，适应性广，抗逆性强，具较高观赏和园林应用价值[2]。‘Germania’为近年市场流行栽培品种，花红色，花序大而丰满，极具观赏价值和市场推广应用潜力。

国内外对高山杜鹃组织培养技术有广泛的研究，结果不尽相同，实现植株再生的栽培品种众多，野生及濒危种也达十余个。研究主要集中于基本培养基类型，增殖、生根培养的激素种类和浓度等方面，众多高山杜鹃的研究结果普遍认为：基本培养基和激素种类对高山杜鹃再生和生长有显著影响，WPM为适宜的基本培养基，ZT为优选的细胞分裂素[3]，但价格昂贵，TDZ在增殖培养中的效果仅次于ZT[4～5]，价格便宜而得到广泛应用。作者在研究中发现，同一品种，低浓度ZT下的增殖率有时反而高于高浓度ZT下增殖率的现象，推断除了细胞分裂素外，外植体类型(茎尖和茎段)是影响高山杜鹃增殖的另一重要因子，但对于高山杜鹃增殖，这二者谁是主要影响因子，是协同作用，还是独立作用，还没有得到进一步阐明。生根一直是高山杜鹃组织培养中研究较少的内容，人们一般以NAA和IBA为植物激素，针对不同品种，经过几次浓度试验就能找到相对适宜的浓度。但究竟何种植物激素起主要作用，如何有效选择使用等生根效应却没有得到明确研究。

针对以上两个能有效提高高山杜鹃组织培养效率，却一直没有得到深入研究的关键问题,本研究以腋花杜鹃和Rhododendron‘Germania’试管苗为材料，以外植体类型、ZT浓度为因子进行完全随机试验，阐明材料类型和激素浓度对高山杜鹃的增殖效应；以基本培养基类型、NAA和IBA浓度进行正交设计，比较各因子对高山杜鹃生根的效果，为高山杜鹃基础研究和种苗生产提供技术支撑，为高山杜鹃产业化发展奠定基础。

1材料与方法

1.1材料

腋花杜鹃为野生种，Rhododendron‘Germania’为栽培品种，均来自云南省农业科学院花卉研究所组织培养实验室，为外植体进瓶后增殖培养两代的试管苗。

1.2方法

1.2.1外植体类型及激素浓度处理

WPM为基本培养基，NAA浓度为0.1 mg/L，以ZT(0 mg/L，1mg/L,2mg/L)和外植体类型(茎段和茎尖：茎段有2个茎节，茎尖长约2 cm)进行两因素随机试验，共6个处理，每处理5瓶，每瓶接种10棵，之后观察记录增殖数。

1.2.2基本培养基、激素种类和浓度处理

以基本培养基、NAA及IBA进行正交试验设计，因素及水平见表1。将增殖苗分成单棵，切成2～2.5 cm，接种到生根培养基中，每瓶接种15棵，每处理5瓶，之后观察记录生根情况。

表1　高山杜鹃生根试验因素及水平表

1.2.3培养基制备及培养条件

培养基中均添加蔗糖30 g/L、琼脂粉6 g/L，pH值调至5.4。并于高压灭菌锅中121℃，灭菌15 min。

培养温度为23±2℃；光照强度为2 000～2 500 Lx，光照时间为14 h/天。

1.2.4数据分析

数据使用SPSS 18.0软件进行方差分析。

2结果与分析

2.1外植体类型及激素浓度对高山杜鹃的增殖效应研究

接种后，茎段及茎尖基部均长出直径0.2～0.5 cm的瘤状愈伤组织，之后，茎尖从基部瘤状愈

伤组织上长出不定芽，茎段除此之外，还在茎节叶腋处长出侧芽。45天后，统计6种处理下的增殖数(表2)，并进行外植体类型和ZT浓度对增殖数影响的方差分析(表3，表4)。主效应分析结果显示，材料类型和ZT浓度对腋花杜鹃和Rhododendron‘Germania’增殖数的影响都极为显著，但影响的程度大小有差异，外植体类型>ZT浓度。根据估算边际均值及单因素成对比较结果，腋花杜鹃以茎段为材料时，增殖数均值(29.067)最大，显著大于茎尖的增殖数(P<0.05)；ZT浓度为2 mg/L时，增殖数均值(27.3)最大，显著大于其他两浓度时的增殖数(P<0.05)。Rhododendron‘Germania’以茎段为材料时，增殖数均值(45)最大，显著大于茎尖的增殖数(P<0.05)；ZT浓度为2 mg/L时，增殖数均值(38.6)最大，显著大于ZT为0时的增殖数(P<0.05)，与ZT为1 mg/L时的增殖数无显著性差异(P=0.73>0.05)。

表2　不同外植体类型及ZT浓度下的高山杜鹃增殖数

表3　腋花杜鹃增殖数的方差分析表

表4　Rhododendron ‘Germania’增殖数的方差分析表

由此可知，外植体类型对腋花杜鹃和Rhododendron‘Germania’的增殖效应大于ZT浓度，茎段为增殖优选材料。以茎段为材料，组合ZT 2 mg/L，腋花杜鹃增殖效果最佳，增殖率可达408 %；以茎段为材料，组合ZT 1 mg/L 是Rhododendron‘Germania’适宜的增殖组合，增殖率可达632 %。增殖效果无显著差异的情况下，低浓度的外源激素可减少变异发生，降低成本。

2.2不同基本培养基、激素种类和浓度对高山杜鹃生根的影响

接种30天后，统计腋花杜鹃和Rhododendron‘Germania’在不同基本培养基、激素浓度组合下的生根数(表5)，并进行方差分析(表6)。腋花杜鹃和Rhododendron‘Germania’对3个因素的反应有差异。腋花杜鹃生根数的方差分析结果显示，基本培养基对其生根没有显著影响，而NAA和IBA对其生根的影响极为显著，且NAA的影响大于IBA。根据估算边际值及单因素成对比较结果，基本培养基为WPM时，生根数均值(8.4)最大，两种基本培养基之间的生根数无显著性差异(P=0.72>0.05)；NAA浓度为1 mg/L时，生根数均值(10.7)最大，与其他各浓度下的生根数有显著性差异； IBA浓度为0.75时，生根数的均值(10.25)最大，与浓度为0时的生根数无显著差异，而与浓度为0.25和0.5时的生根数有显著差异。腋花杜鹃生根的最佳培养基为WPM +NAA 1 mg/L+IBA 0.75 mg/L，生根率可达85.33 %。

表5　不同处理中高山杜鹃的生根数

表6　腋花杜鹃生根数方差分析表

表7　Rhododendron ‘Germania’生根数方差分析表

Rhododendron‘Germania’生根数的方差分析(表7)显示， NAA(P=0<0.05)对其生根数的影响极为显著，而基本培养基类型(P=0.828>0.05)和IBA(P=0.821>0.05)对其生根却没有显著影响。根据估算边际值及单因素成对比较结果，不同浓度NAA下的生根数差异显著，NAA浓度为1.5时，生根数均值(10.2)最大；基本培养基为WPM时，生根数均值(6.875)最大，且两种基本培养基之间的生根数不存在显著性差异；IBA浓度为0.5时，生根数均值最大(7.2)，且各浓度下的生根数不存在显著性差异。Rhododendron‘Germania’生根的最佳培养基为WPM + NAA 1.5 mg/L + IBA 0.5 mg/L，生根率可达89.33 %。

3结论与讨论

外植体类型为影响腋花杜鹃和Rhododendron‘Germania’增殖的主效因子，配合适宜的细胞分裂素可达到较高的增殖系数。关于提高高山杜鹃繁殖效率的大部分研究只着重于激素种类和浓度对增殖作用的研究，而忽略了最根本的外植体类型的影响。本研究阐明了外植体类型对腋花杜鹃和Rhododendron‘Germania’增殖的影响效应大于外源激素，茎段为其理想的外植体类型；以茎段为材料时，不添加外源细胞分裂素，增殖数虽显著高于茎尖为材料时，但却不能达到期望的增殖系数，理想的材料类型还需配合适宜的外源细胞分裂素。姜云天[6]、顾地周[7～8]、王艳萍[9]等的研究中也指出，以带1叶茎节为材料，无任何外源细胞分裂素，仅添加IBA或NAA或GA3等生长素的情况下，可获得4.5以上的增殖系数。可见，茎节因为去除了顶端优势，利于其侧芽萌发和丛生芽诱导，在高山杜鹃增殖中表现出主效应。顾地周等以茎段为材料增殖培养，不添加外源细胞分裂素，本研究认为茎段须配合适宜的外源细胞分裂素才可达到理想的增殖系数。研究结果差异的原因，可能一方面是基因型的差异,一方面是以茎节增殖，即使没有外源细胞分裂素，前期细胞分裂素在植物体内的积累，加上不同种类和浓度外源生长素的存在，对增殖有一定的影响作用，这需要进一步的试验验证。

WPM是普遍适宜于木本植物生长的低盐培养基，其各组分含量接近MS培养基的四分之一。本研究发现基本培养基不是影响腋花杜鹃和Rhododendron‘Germania’生根的主效因素，以WPM为基本培养基时，生根均数较高，但与1/2 WPM为基本培养基时的生根均数无显著差异。虽然前人的研究中，不乏以1/2 WPM为基本培养基诱导生根的研究[3,10～12]，但本研究认为WPM中各组分含量已经很低，如再减半可能会影响植株长势，尤其是在长期的培养过程中。

高山杜鹃野生种和栽培品种众多，其植株再生能力和方法，野生种和栽培种之间，不同基因型之间有差异。本研究仅以野生种腋花杜鹃和栽培种Rhododendron‘Germania’为代表，研究了材料类型和激素的增殖效应，基本培养基类型、NAA和IBA浓度对高山杜鹃生根的效果，试验结果填补了高山杜鹃组织培养中相关研究内容的空白，提高了增殖和生根率，对高山杜鹃基础研究和种苗生产有重要的借鉴和指导意义。

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Proliferation and Rooting Factors of 2 Alpine Rhododendron Species

PENG Lv-chun1,2,3，XIE Wei-jia1,2,3，JIA Hong-fen4,LU Lin1,2,3，LI Shi-feng1,2,3

(1.Flower Research Institute,Yunnan Academy of Agricultural Sciences,Kunming Yunnan 650205,P.R.China;

2.Yunnan Flower Breeding Key Laboratory,Kunming Yunnan 650205,P.R.China;3.Yunnan Flower Research and Development Center,Kunming

Yunnan 650205,P.R.China;4 Supervision Center for Agricultural Products of Agriculture bureau of Luquan County,Luquan Yunnan 651500,P.R.China)

Abstract:With the plantlets of Rhododendron racemosum and Rhododendron ‘Germania’as materials,the effect of material type and hormone concentration on multiplication,the effect of basic medium type,NAA and IBA concentration on rooting were studied.The results showed that material type was the major influencing factor on multiplication of R.racemosum and ‘Germania’.For R.racemosum,the combination of stem segment with ZT 2 mg/L showed the best results with 408 % multiplication rate;For ‘Germania’,the combination of stem with ZT 1mg/L was the suitable with 632 % multiplication rate.NAA and IBA were the major influential factors on rooting of R.racemosum,and the effect of NAA was greater than IBA.The WPM medium containing NAA 1 mg/L,IBA 0.75 mg/L showed the best results in inducing roots with 85.33 % rooting rate;NAA was the major influential factor on rooting of ‘Germania’,and the WPM medium containing NAA 1.5 mg/L,IBA 0.5 mg/L showed the best results in inducing roots with 89.33 % rooting rate.

Key words:Rhododendron racemosum ；Rhododendron‘Germania’ ； proliferation effect；rooting

中图分类号：S 685.21

文献标识码：A

文章编号：1672-8246(2015)06-0061-05

通讯作者简介：李世峰(1970-)，男，研究员，硕士，主要从事花卉资源评价利用、种质创新及繁殖技术研究。E-mail:kylin7023@126.com

作者简介：第一彭绿春(1981-)，女，助理研究员，硕士，主要从事园林植物繁育研究。E-mail:green315@126.com

基金项目：国家观赏园艺工程技术研究中心(2012FU125X10)，云南省农业科学院创新团队(2014CZYY019), 云南省科技计划项目(2011EB111)。

收稿日期：*2015-05-06

doi10.16473/j.cnki.xblykx1972.2015.06.013