乌饭树组织培养苗瓶外生根技术研究

周 鹏，张 敏，黄 婧，孙海楠

(江苏省林业科学研究院，江苏 南京 211153)

乌饭树(Vacciniumbracteatum)为杜鹃花科(Ericacece)越桔属常绿灌木，分布于长江以南各省，适应性强，富含黄酮类、氨基酸和矿质元素等成分，具有重要的食用和药用价值，是一种极具开发利用潜力的树种[1-2]。国内外学者已在乌饭树种质资源收集和优良品种选育方面开展了大量研究工作，而扦插和组织培养是良种繁育最主要的方式。课题组前期研究发现，乌饭树扦插繁殖生根难，成苗率低于50%[3-4]，无法在短期内获得大量无性系苗木。因此，组织培养已成为乌饭树良种快繁的重要手段，其中，试管苗生根是组织培养快繁的必经过程[5]。目前，乌饭树试管苗生根仍采用瓶内生根[6]，存在生产成本高、育苗周期长、移栽成活率低等问题。因此，如何提高组织培养苗生根移栽效率成为乌饭树规模化繁育的重要研究方向。

瓶外生根技术是瓶内快速繁殖与试管外扦插技术相结合的繁殖方法，继代增殖苗经过处理后，在有菌和自养环境中进行移栽生根，有效地将试管苗生根和驯化结合起来，既降低了生产成本，又缩短育苗周期，提高了生产效率[5, 7, 8]。高方可等[9]研究发现，黑果腺肋花楸在瓶内生根和移栽共需40 d，而瓶外生根可缩短 15—20 d。王蓉等[8]研究表明，葡萄瓶外生根的根系质量优于瓶内，移栽驯化时间较瓶内缩短了20 d，移栽成活率可提高34%。Debergh等[10]研究认为，组织培养苗瓶外生根可降低试管苗生产成本35%—75%。本研究探讨了植物生长调节剂和扦插基质对乌饭树试管苗瓶外生根的影响，优化乌饭树试管苗瓶外生根技术，以降低组织培养成本，简化操作程序，为实现乌饭树工厂化育苗提供理论依据。

1 材料与方法

1．1 试验材料

供试材料为江苏省林业科学研究选育的乌饭树良种“苏林南烛1号”组织培养苗。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计 设计L9(34)正交表，考察植物生长调节剂的种类、质量浓度、处理时间及基质4个因素对瓶外生根的影响，每因素3个水平，不考虑交互作用(见表1)。随机以50根插穗为1个处理，共有9组处理组合，重复3次。

表1 正交设计试验因素与水平

1.2.2 瓶外生根 将苗从瓶内取出，选择生长健壮、长势一致的苗作为瓶外生根的插穗供体，用剪刀剪去芽苗根部膨大部分，清水清洗掉培养基，剪成长度为3 cm带1个叶片的茎段。

根据试验方案，将处理的插穗分别进行植物生长调节剂处理。随后，用镊子捏住插穗基部，插入基质，深度为1.5—2 cm。插后用薄膜覆盖保湿，膜内湿度保持在 80%左右。置于温度 25 ℃，光照 2 000—2 500 lx，光周期16 h的环境条件下培养，处理30 d后调查幼苗的生根生长情况。

1.3 数据处理

统计各处理的生根率、生根数和最长根长，数据采用SPSS统计软件进行方差和极差分析。方差分析前对生根率进行反正弦转换，多重比较采用Dancan法。同时，通过隶属函数法对生根效果进行综合评价。

隶属函数值计算公式[11]：R(Xi)=(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)，i=1，2，3，…，n

式中，Xi为指标测定值；Xmin和Xmax分别为不同处理中某一指标的最小值和最大值。将测定值Xi利用公式换算成相应的隶属函数值R(Xi)，并加和计算不同处理各指标综合隶属函数值。

2 结果与分析

2.1 不同处理因素对组织培养苗生根率的影响

表3方差分析结果表明，不同处理因素对组织培养苗生根率的影响不同，各处理因素F比值由大到小顺序为基质、处理时间、调节剂质量浓度及种类。基质、处理时间、质量浓度显著影响生根率(P< 0.05)，而生长调节剂种类对生根率影响差异不显著(P>0.05)。

由表4可以看出，不同质量浓度生长调节剂处理，500 mg/L处理的生根率最高，显著高于200 mg/L处理和1 000 mg/L处理(P<0.05)；处理时间为5 s时生根率显著高于其他处理(P<0.05)；不同基质中，珍珠岩和泥炭生根率较大，分别比蛭石提高了19.8% 和 24.9%，且达到显著差异(P<0.05)，而珍珠岩和泥炭之间的生根率差异不显著(P>0.05)。

表2 正交设计L9 (34)试验结果

2.2 不同处理因素对生根数的影响

在生根数方面，表3方差分析结果表明，各处理因素F比值由大到小顺序为生长调节剂的质量浓度、处理时间、基质及生长调节剂种类。生长调节剂的种类对幼苗生根数影响不显著(P>0.05)，其他因素对生根数的影响均达到显著水平(P< 0.05)。

多重比较结果(见表4)表明，不同质量浓度生长调节剂处理，500 mg/L处理的生根数最大，显著高于200 mg/L处理(P<0.05)，而与1 000 mg/L之间差异不显著(P>0.05)；5 s和1 min处理水平生根数较大，与1 h处理的差异达显著水平(P<0.05)；不同基质中，蛭石处理生根数最小，显著低于泥炭和珍珠岩(P<0.05)。

表3 正交试验方差分析

2.3 不同处理因素对根长的影响

在根长方面，表3结果表明，各处理因素F比值由大到小顺序生长调节剂种类、基质、质量浓度、处理时间。其中，生长调节剂种类、基质、质量浓度对根长影响显著(P< 0.05)。

由表4可知，IBA和ABT处理根长显著高于NAA(P<0.05)，但2者间差异不显著(P>0.05)；不同质量浓度生长调节剂处理，200 mg/L处理根长最大，显著高于其他2个水平(P<0.05)；不同基质中，珍珠岩处理根长最大，分别比泥炭和蛭石提高了10.6% 和27.3%。

表4 不同因素处理下生根性状及多重比较

2.4 不同处理因素对株高的影响

在株高方面，各处理因素F比值由大到小顺序为基质、生长调节剂种类、处理时间、质量浓度。除生长调节剂质量浓度，其他3个因素对株高影响均达到显著水平(P< 0.05)(见表3)。

经多重分析(见表4)可知，ABT处理根长值最大，且显著高于NAA处理(P< 0.05)，但与IBA处理差异不显著；不同生长调节剂处理时间，5 s和1 min处理幼苗株高较大，显著高于1 h处理(P< 0.05)；不同基质中，泥炭处理株高最大，显著高于蛭石(P< 0.05)，但与珍珠岩之间差异不显著(P>0.05)。

2.5 不同处理因素对植株鲜质量的影响

在鲜质量方面，由表3可知，各处理因素F比值由大到小顺序为生长调节剂种类、处理时间、质量浓度、基质。生长调节剂种类、处理时间和质量浓度均显著影响植株质量(P<0.05)，基质对植株鲜质量影响不显著(P>0.05)。

不同生长调节剂处理，NAA和ABT处理后幼苗鲜质量较大，显著高于IBA(P<0.05)；不同质量浓度处理中，200 mg/L处理的鲜质量最小，显著低于其他2个水平(P<0.05)；激素处理为5 s时，幼苗鲜质量最大，显著高于1 min处理，但与1 h处理差异不显著(P>0.05)。

表5 不同处理隶属函数值

2.6 生根效果的综合评价

由表5可以看出，各处理综合隶属函数值排序为处理8>处理1>处理9>处理4>处理5>处理6>处理3>处理2>处理7。由此可知，处理8的综合效果最好。依据每个处理的平均值P进行极差分析(见表6)，极差R值大小为基质类型(1.710)>处理时间(1.580)>调节剂质量浓度(0.550)>调节剂种类(0.445)，说明基质类型对乌饭树瓶外生根效果影响最大，调节剂处理时间次之，第3是质量浓度，调节剂种类影响最小。较佳方案是A3B2C1D3，即处理8，调节剂种类为ABT1号，质量浓度为500 mg/L，处理时间为5 s，基质为珍珠岩，此时乌饭树生根率为100.0%，生根数19.0，最长根长4.42 cm，株高3.24 cm，鲜质量0.272 g(见表2)。

3 结论与讨论

通过瓶外生根技术，乌饭树组织培养茎段的生根率可达100%，远超过嫩枝扦插[3-4]，其关键原因是瓶外生根使用的插穗供体为经过组织培养返幼复壮的丛芽，具有更强发根能力[12]。植物生长调节剂有利于根原基的诱导及养分的调配，从而促进不定根形成[13]。本试验中发现，所用的3种植物生长调节剂处理之间对生根率、根数的影响差异均不显著，这与紫斑牡丹[14]的研究结果类似，但与欧洲云杉[13]、崖柏[15]、永福石栎[16]研究得到的结果不一致，这说明不同生长调节剂对不同植物或同一植物不同类型插穗生根的影响不同。插穗的生根除与生长调节剂种类有关，还受生长调节剂质量浓度和处理时间的影响。在一定范围内，生长调节剂质量浓度越高，处理时间越长，生根效果越好，但生长调节剂质量浓度过高和处理时间过长则抑制生根[17]。本研究发现，短时间生长调节剂处理最利于组织培养苗瓶外生根，随着处理时间增加生根效果显著下降，且最佳生长调节剂质量浓度和处理时间均低于乌饭树嫰枝扦插试验结果[3]，这可能是由于组织培养苗继代过多，体内生长调节剂积累[18-19]，从而导致组织培养苗生根较嫰枝对生长调节剂更为敏感。

表6 综合隶属函数值极差分析

扦插基质的选择不仅取决于植物的生物学特性，还必须满足生根期间切口呼吸作用对氧气、水分及养分供给的需求[20]。生根率方差分析(见表3)结果表明，基质类型对组织培养苗诱导不定根起主导作用。蛭石通透性较泥炭和珍珠岩差，本试验中发现，在蛭石处理生根率及生根数均显著低于泥炭和珍珠岩，说明乌饭树瓶外生根对基质通透性要求较高。珍珠岩保水、通气性好，有利于乌饭树组织培养苗生根及发育，但pH较高，且其养分少[21]，在促进植株生长方面，与其他基质差异不显著(见表4)。与乌饭树嫰枝扦插基质试验结果[4]不相同，泥炭对组织培养苗生根和根系生长的影响与珍珠岩差异均不显著，这可能是因为泥炭虽具有较好的保温、保肥效果，且偏酸性，但容易引起幼嫩组织培养苗及根系霉烂[22]。因此，从大规模生产的角度分析，珍珠岩廉价易得[4]，更适合作为乌饭树规模化生产的材料。

综上，综合考虑生根效果(见表6)，乌饭树组织培养苗瓶外生根最佳方案是A3B2C1D3，即生长调节剂种类为ABT 1号，质量浓度为500 mg/L，处理时间为5 s，基质为珍珠岩。生根是一个复杂的生理生化过程，今后应继续探讨温度、湿度和光照等对瓶外生根的影响，寻求更佳的外界环境条件；并以此为基础，加强生根机理研究，为乌饭树扩繁提供技术支持。

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