沙棘组培苗瓶外生根技术研究

徐 航，赵 英，韩晓燕，牛建新

（1.石河子大学a.农学院园艺系；b.特色果蔬栽培生理与种质资源利用兵团重点实验室，新疆 石河子 832003；2.阿勒泰地区林业局a.阿勒泰林业科学研究所；b.阿勒泰小浆果研究中心，新疆 阿勒泰 836500）

沙棘Hippophae rhamnoides L为胡颓子科灌木或乔木，又名酸醋柳、黑刺、酸刺、其察日嘎纳（蒙名）、达普（藏名）、吉汗（维吾尔名）等[1]，主要分布于我国华北、西北、西南、东北地区，其中以新疆、山西、内蒙、甘肃、宁夏、陕西、四川等省区的分布为最多[2-3]。沙棘具有很高的生态和经济价值。沙棘的根、茎、叶、花、果实和种子皆含有大量的营养物质，可以广泛应用于食品、医药、农牧渔业等领域[2,4-5]。近年来，随着人们对沙棘的生态和经济价值认知的加强，沙棘的需求量也随之增加。因此，沙棘苗木的快速繁殖也就成了亟待解决的问题[6]。目前，沙棘繁殖方法主要采用有性和无性繁殖两类。无性繁殖包括硬枝扦插、半木质化扦插、组织培养。组织培养不受时间限制，在材料极少的情况下组织培养是最佳方法，同时也是实现苗木规模化生产，开展基因遗传转化育种、保存种质资源、植物抗寒耐盐机理等方面的研究而必选的途径之一[7]。生根是沙棘繁育的关键条件之一。徐振华、李静等认为，诱导试管苗生根过程的费用占总费用的35%～75%[8-9]。瓶外生根是近年来研究的一项组培生根的先进技术，分为基质培养、水培、气雾培等方式[10]。但目前，国内尚未见到有关沙棘瓶外生根的研究报道。为此，我们通过实验研究，成功地将沙棘试管苗的生根阶段和移栽驯化合二为一，缩短了育苗时间，降低了生产成本，提高了成活率，经过多次反复的实践证实，我们优化和建立的这项技术可以推广和应用。

1 材料及方法

1.1 实验材料

选取辽阜、壮园黄、深秋红等3个品种当年生枝条的茎尖作为外植体进行接种，分别选取实验室内1代、2代、3代、4代继代培养苗作为生根实验材料；选取增殖培养30 d、长为3～5 cm、生长状况良好的组培苗作为瓶外生根实验材料。用清水洗净根部培养基，将丛生苗剪成单株，去除组培苗中下部叶片，只保留茎顶端的2～3片叶片。瓶外生根沙棘苗的固定基质为育苗盘中的珍珠岩。在恒温恒湿的组织培养室中，用塑料薄膜搭建单侧有活动帘幕的棚架，采用日光灯进行光照培养。

1.2 实验方法

1.2.1 试管苗瓶外生根的激素处理

本实验选择激素种类、激素浓度、浸泡时间这3个因素作为变量。激素种类分别选为IBA、IAA、IBA＋NAA，激素浓度分别设为50、100、200、300 mg·L-1，浸泡时间分别设为10、20、30 min。另外，设置了分别用根宝原液、50%根宝原液和30%根宝原液浸泡3 s的实验组，以无激素浸泡的为对照（CK）组。 每组40株实验苗，共设40组实验，重复3次，具体处理详见表1。将经过处理的组培苗插穗插入基质中压紧，每穴插入1株，插入深度为 1～2 cm。

1.2.2 移栽基质的处理

将淘洗过的珍珠岩装入底部透气的育苗盘中，装入量为育苗盘高度的3/4即可，每盘放置4组实验苗，将育苗盘区域等分为4份，每份盘区上都插上代表实验组的标签，以便于后期的观察及管理，在插入实验苗之前，再次对盛放有珍珠岩的育苗盘进行浸湿处理，使基质湿度保持在80%左右，从而达到瓶外生根苗前3天封闭培养管理所需湿度的要求，最后在珍珠岩表层均匀喷施1 000倍80%多菌灵溶液。将实验苗按照标签标示的实验组别等距插入育苗盘中对应的区域内。待整个育苗盘插满后，在苗上方20 cm处均匀喷施1次多菌灵，在管理期间，多菌灵喷施1周1次即可。最后，将塑料薄膜覆盖于育苗盘之上并快速移入用塑料薄膜搭建好的棚架（为了瓶外生根自创的）之中，并且放置温湿度计用以监控空气温湿度。

1.2.3 扦插后的管理

放入实验苗后，对棚架进行密封处理，待空气相对湿度达到85%～90%时开启活动侧帘5～10 min，然后将活动侧帘密封好，使空气相对湿度维持在80%～90%之间，使其温度恒定在25～30 ℃即可，光照时间设定为10 h。每隔1～3 d尽可能地不施加外部干预措施（若相对空气湿度低于75%可适当喷水），由于基质湿度大，容易使得空气湿度过高，故需要密切监控，每隔1 h观测1次，使温湿度都保持在适当的范围内。每隔4～15 d早晚各喷施1次水，使其湿度保持在70%～90%之间，使其温度保持在25～30 ℃，期间每隔3 h观测1次，早晚共2次，观测各组实验苗的生根生长情况，确定各组实验苗的生根时间。每隔8～15 d开始单侧通风，通风时间从日通风时间20 min至全天通风，以此增加苗木的抗逆性；当根芽俱全时则可开始双向通风，双向通风时间也是依次递增的，直到全天通风。

1.2.4 移 栽

在扦插21 d后，将瓶外生根实验的实验组和对照组中成活生根的部分进行室内移栽，移栽时温度设为25 ℃，空气湿度保持在65%左右，基质湿度为70%左右，将生根的实验苗移栽入装有2/3的草炭土与珍珠岩的混合培养基质的培养钵中，其中草炭土与珍珠岩的比例为1∶7，移栽完成后浇水放置于培养室中1～2 d，后放置于培养室外过渡1～2 d，最后放置于室外向阳处生长，当基质湿度低于40%时可适量浇水，后适时降低湿度，促使沙棘苗根系向下伸展，增强其抗逆性。等到苗冒出一两片叶片后就可移栽至大棚内。

1.2.5 数据统计

扦插21 d后出苗，统计各组实验苗的生根数量以及生根情况，计算生根率。使用SPSS软件进行方差分析。

生根率(%)＝(组培苗生根株数/组培苗总株数) ×100。

2 结果与分析

2.1 沙棘组培苗瓶外生根处理后开始生根的时间及苗木生长情况

组培苗栽入育苗盘后，通过观察可发现，苗根部扦插7 d后有白点冒出，各处理的出根时间依次为：以100 mg·L-1的IBA浸泡10 min，其出根时间为8～10 d；以200 mg·L-1的IBA浸泡10 min，其出根时间为10 d左右；以50 mg·L-1的IBA浸泡10 min、以100 mg·L-1的IBA浸泡20 min和以200 mg·L-1的IBA浸泡20 min，其出根时间均为12 d左右；其他处理的出根时间均为13～18 d。

从植物生长形态（如图1所示）来看，以IBA浸泡过的根系为两条主根，其主根上分布有根毛，根系均为白色，其中分别以50和100 mg·L-1的IBA处理的植株其地上部分颜色均为绿色，植株高度均有所增高。分别以200和300 mg·L-1的IBA处理的植株其地上部分颜色均开始变黄，浓度越高，植株变黄程度也就越高。经过根宝浸泡的根系为多条须根，根系上半部为白色，根系末梢发黑，地上部分发黄，植株高度未变，植株变黄程度随其浓度升高而增加。分别以50和100 mg·L-1的IAA浸泡处理的植株其地上部分也都是绿色的，但地下部分出根极少，即使出根也多为短黑。分别以200和300 mg·L-1的IAA浸泡处理的植株其地上部分均轻微变黄。而以IBA＋NAA处理的生根效果也远低于以IBA与根宝处理的，其诱导出的根系短，而且根系呈现黑褐色。

2.2 各种处理对沙棘组培苗瓶外生根率的影响

各处理沙棘组培苗的瓶外生根率见表1。从表1中可以看出，以100 mg·L-1的IBA浸泡10 min的生根率最高，高达95%，明显优于其他处理的。比较几种处理的生根时间及生根质量可以看出，以100 mg·L-1的IBA浸泡10 min的生根效果最好，其生根率高，生根时间早。

表1 激素种类、激素浓度及浸泡时间对瓶外生根的影响Table 1 The effect of auxins, concentrations and immersing time on rooting rate

续表1Continuation of table 1

不同激素种类、激素浓度及浸泡时间处理下沙棘组培苗瓶外生根的方差分析结果见表2。表2表明，激素种类、激素浓度、浸泡时间与生根率都有密切的关系，激素种类、激素浓度和浸泡时间对生根率的影响均达到了极显著水平，其影响程度依次为：激素种类＞激素浓度＞浸泡时间。比较不同激素浓度与浸泡时间各处理的生根率可知，IAA与IBA＋NAA的生根率都明显低于IBA与根宝处理的生根率，浸泡时间影响下生根率的高低也呈现规律分布特点，随着浸泡时间的延长，生根率显著下降。

2.3 移栽成活情况

本次实验共生根培养635株组培苗，将其全部移栽至培养钵中，其移栽情况如图2所示。其中，成活苗590株，成活率达到了92.91%，并且成活苗在移栽20 d左右长出新叶，可移栽至大棚。这说明，此种移栽方式对于沙棘瓶外生根苗的后续培养管理的效率较高。

表2 不同激素种类、激素浓度及浸泡时间处理下瓶外生根率的方差分析结果Table 2 Variance analysis of ex vitro rooting of Hippophae rhamnoides

图2 移栽情况Fig. 2 Condition of transplanted

3 结论与讨论

组培苗在继代增殖到一定数量后，就要将部分分化苗转入生根培养，在生根培养过程中，重要的激素为生长素，其在瓶内瓶外生根都适用，生长素用得最普遍的是NAA、IBA、根宝等。黄科等[11]的研究结果表明，蓝莓组织培养的生根培养基选用IBA的效果最好；叶小玲等[12]的研究结果表明，大岛樱优良单株组培体系中的生根培养基，以NAA的使用效果为最好。瓶外生根是一种能降低成本、缩短育苗周期、节省时间、提高移栽成活率、简单易行的有效措施，在瓶内幼苗材料多的情况下应首选此法[13-14]。初代组培苗也可以进行瓶外生根，而且效果非常好。本实验针对沙棘的生长特性，研究了不同激素种类、浓度和浸泡时间对沙棘生根所产生的影响情况。结果表明，以100 mg·L-1的IBA浸泡10 min，沙棘生根的效果最为理想，其生根率高达95%。通过多次应用实验证实，沙棘组培苗瓶外生根的生根率可达到95%，远高于其在瓶内的生根率，这一点也被我们用大量的实验所证实。暴甜等[15]的研究结果表明，毛徕组织培养瓶内生根时间长达50 d；辛亚龙等[16]的研究结果表明，牛樟组织培养瓶内生根时间为30 d，而沙棘瓶外生根可使组培苗的生根周期缩短20 d左右，其移栽成活率也高于瓶内生根的组培苗。通过显微镜观察发现，瓶外生根苗的根毛发达，这也许是沙棘组培苗瓶外生根苗移栽更易成活的一个原因。因此，该研究对于促进沙棘良种推广应用具有重要的现实意义。

本实验主要研究了不同激素种类、不同激素浓度、不同浸泡时间对沙棘组培苗瓶外生根的影响情况，筛选了最优的瓶外生根的激素种类、浓度与浸泡时间的配方，并且进行了移栽实验。实验的不足在于，没有同时设计瓶内生根的对比实验组，无法比较分析相同品种、相同培养环境下瓶内生根与瓶外生根的具体差异；而且在移栽条件的设置上，也是根据文献资料及实践经验进行设置的，并未对移栽条件设置更为细化的筛选项目，故在移栽成活率上还有提高的空间。在今后的研究中，应研究沙棘组培苗瓶内生根的激素条件，对比瓶内瓶外生根的差异性，以确定两种生根途径的激素使用情况；同时，在本次实验的基础上还应筛选移栽条件，以提高移栽成活率，优化沙棘组织培养体系。