野火球、野豌豆繁殖技术研究

， ， ， 徐华，

(1.花卉种质创新与分子育种北京市重点实验室， 北京 100083； 2.国家花卉工程技术研究中心， 北京 100083； 3.城乡生态环境北京实验室， 北京 100083； 4.林木花卉遗传育种教育部重点实验室， 北京 100083； 5.北京林业大学园林学院， 北京 100083； 6.内蒙古赤峰市克什克腾旗桦木沟林场， 内蒙古 赤峰 025366)

野火球、野豌豆为蝶形花科多年生草本植物。花色艳丽，植株秀美，对干旱寒冷地区适应性好，管理粗放，可作为观赏植物开发，用于节约型园林的建设。此外，二者均可入药。20世纪90年代前人对野火球组织培养技术进行了研究[1-6]，并建立再生体系，获得再生植株；未见与野豌豆繁殖技术有关的文献。鉴于两者优良的园林应用前景，对其繁殖技术进行了研究。

1 材料与方法

1.1 播 种

1.1.1 材 料

野火球、野豌豆种子于2015年10月10日采自内蒙古赤峰巴林右旗。采后自然通风干燥，去除种皮后置于牛皮纸袋中低温保存。

1.1.2 方 法

1) 温度处理。1%次氯酸钠溶液灭菌15 min，室温浸种24 h后，将种子置于10，15，20，25，30，35 ℃恒温条件下进行发芽试验。

2) 赤霉素(GA3)处理。灭菌处理后分别以浓度为125，250，500，1 000 mg/L的GA3溶液浸种24 h，清水冲洗数次。以室温浸种作对照(ck)。野火球、野豌豆种子分别放入20，15 ℃恒温箱中。

3) 浸种处理。灭菌处理后用60，70，80，90 ℃温水浸种，自然冷却24 h，以20 ℃清水浸种作为对照(ck)。处理后分别将野火球、野豌豆种子转至20，15 ℃恒温培养箱中。

4) 浓硫酸处理。灭菌处理后，野火球种子分别用70%硫酸处理1，3，5 min，野豌豆种子分别用70%硫酸处理3，5，10 min冲洗干净后，用清水浸种24 h，转入20 ℃培养箱中，以20 ℃清水浸种作对照(ck)[7-8]。

将处理后的种子置于铺有2层滤纸的培养皿中进行发芽试验，发芽过程中滴加蒸馏水。每处理50粒种子，重复3次。以胚根长与种子等长时统计发芽率、发芽势及发芽指数。发芽试验期限设定为35 d。用SPSS(17.0)软件处理试验数据，对发芽率、发芽势及发芽指数利用单因素方差分析进行显著性检验及多重比较。数值以“平均值±标准误”表示。

1.2 扦 插

1) 化学药剂处理。野火球于2016年7月1日扦插，野豌豆分别于2016年6月30日、8月3日进行2次扦插。将枝条剪成具2节的插穗，保留1/3～1/2叶片。用1 000倍多菌灵溶液灭菌后，分别用ABT 1#、IAA、IBA、NAA的100，300，500 mg/L溶液处理10 min。以清水处理作对照。每处理10个插穗，重复3次。

图1 温度对种子萌发的影响

图2 赤霉素对种子萌发的影响

图3 浸种温度对种子萌发的影响

2) 扦插基质。试验于2016年6月30日进行，试验基质分别为河沙(A)、珍珠岩(B)、珍珠岩∶蛭石=1∶1(C)、草炭∶河沙=1∶1(D)。插穗剪切及灭菌同1.2项下1)的方法，灭菌后用清水洗净，野火球直接扦插，野豌豆用100 mg/L ABT 1#溶液处理10 min后扦插。每处理10个插穗，重复3次。

3) 插后管理与数据统计分析。试验在温室内间歇自动喷雾条件下进行。扦插后，傍晚喷雾停止后每周喷施1次800倍多菌灵溶液，保持插床卫生。以插穗出现≥1 mm的不定根为插穗生根的标准[9]。扦插后45 d统计扦插生根率、最长不定根长。数据采用SPSS 17.0软件进行方差分析、极差分析、LSD(p≤0.05)多重比较和相关性分析。分析前，对百分比进行反正弦转换，对生根数进行平方根转换[10]。

4) 野火球插条解剖结构观察。取野火球扦插前插条及生根后插条生根部位，徒手切片制作临时封片，利用Leica光学显微镜观察。

2 结果与分析

2.1 预处理对种子萌发的影响

2.1.1 温度处理

由图1可知，野火球、野豌豆种子的适宜发芽温度范围分别为15～20 ℃和15～25 ℃。野火球种子以20 ℃温度下发芽率最高，为22.00%。野豌豆种子以15 ℃温度下发芽率最高，为26.00%，30 ℃以上的高温显著抑制种子萌发。野火球以20 ℃温度下发芽势和发芽指数最高，分别为21.33%、2.31；野豌豆以15 ℃温度下发芽势和发芽指数最高，分别为12.00%、1.95。

2.1.2赤霉素处理

由图2可知，野火球种子以500 mg/L赤霉素处理时发芽率、发芽势最高，分别为29.33%、23.33%；野豌豆种子以1 000 mg/L赤霉素处理时发芽率、发芽势、发芽指数3项指标均为最高，分别为29.33%、15.33%、2.09。

2.1.3 浸种处理

由图3可知，60～90 ℃浸种能促进野火球种子的萌发，60～70 ℃浸种时，种子萌发率显著高于对照，以70 ℃处理时发芽率、发芽势最高；热水(90 ℃)浸种可促进野豌豆种子萌发，以90 ℃处理时野豌豆种子发芽率、发芽势、发芽指数最高，分别为28%、16.7%、1.99，但除发芽势外，其他与对照组无显著差异。

图4 硫酸浸种对种子萌发的影响

表1 激素处理对野火球扦插生根的影响

编号种类浓度(mg/L)生根率(%)生根数(条)最长根长(cm)1ck—80.00±5.77c6.00±1.36a13.08±1.71abc210083.33±3.33c10.40±1.36a17.28±1.27abcd3ABT1#30076.67±3.33bc11.00±0.71a14.63±2.38abcd450070.00±5.77bc11.60±1.72a10.60±0.74a510073.33±8.82c8.80±0.97a14.00±1.72abcd6NAA30080.00±5.77c9.40±1.69a18.95±1.74cd750060.00±5.77b12.60±2.16a19.03±2.78d810073.33±3.33bc8.00±1.97a12.10±0.84ab9IAA30076.67±3.33bc8.80±2.96a12.83±2.53ab1050060.00±5.77b7.00±1.67a9.10±1.74a1110070.00±5.77bc7.00±1.22a13.60±1.17abcd12IBA30076.67±3.33bc9.80±1.77a13.98±1.02abcd1350013.33±3.33a8.25±1.70a11.00±0.52a

注：同列不同小写字母表示p≤0.05水平差异显著。下同。

2.1.4 硫酸浸种处理

由图4可知，硫酸(70%)浸种会破坏野火球、野豌豆的外种皮，随浸种处理时间延长，种子霉烂率增加，直接影响了两者的萌发率。

2.2 扦插前处理对扦插生根的影响及扦插生根解剖学观察结果

2.2.1 化学药剂处理

1) 野火球。扦插后约10 d开始生根。如表1、表2所示，药剂种类对野火球生根率和最大根长影响显著(0.01≤p≤0.05或p≤0.01)，浓度仅对野火球生根率影响显著。

100 mg/L ABT 1#处理的野火球插穗生根率最高，为83.33%，但与对照生根率(80.00%)差异不显著，其余处理的生根率等于或低于对照，500 mg/L的IBA处理的插穗生根率最低，仅为13.33%，与其他处理存在显著性差异。

对不同药剂种类及不同浓度的多重比较结果(表3)表明，激素处理降低了野火球生根率，ABT 1#和NAA的使用可增加最大根长。

2) 野豌豆。扦插后约25 d开始生根。如表4、表5所示，药剂浓度对野豌豆扦插的生根数有显著的影响，药剂种类对其扦插生根无显著性差异。6月末，用100 m/L的NAA或300 mg/L的IBA处理插穗生根率最高，为13.33%。8月初用ABT 1#或IBA 300 mg/L为最佳处理，生根率分别为63.33%和60%。

表2 化学药剂处理对野火球扦插生根影响的方差分析

差异来源F值生根率生根数最长根长种类3.244*0.6884.631**浓度13.995*0.3761.037

注：“*”表示在p≤0.05水平差异显著，“**”表示在p≤0.01水平差异显著。下同。

2.2.2 基 质

野火球在A、C、D基质中第12天开始生根，B基质中第14天开始生根；野豌豆在4种基质中的生根时间均在25 d左右。由表6可知，2种插穗在珍珠岩∶蛭石=1∶1中扦插生根率最高，分别为93.33%、50%。

2.2.3 扦插生根解剖学观察

1) 生根类型及外部形态观察。野火球、野豌豆兼有皮部生根及愈伤组织生根，但以皮部生根较多。扦插后，野火球插条先有少量愈伤组织形成，之后由愈伤组织及插穗皮部生出不定根，皮部不定根为主要生根类型(图5)；野豌豆有少量插穗形成愈伤组织，并且有根从愈伤组织长出，但多数根是直接由插穗的皮部长出(图6左)。

表3 化学药剂种类及浓度的多重比较

种类生根率(%)最长根长(cm)浓度(mg/L)生根率(%)ck80.00b13.53ab080.00bABT1#76.25b14.38ab10075.45bNAA71.11ab18.37b30077.50bIAA70.00ab11.31a50052.00aIBA57.14a12.47ab

2) 野火球插穗解剖构造。从半木质化插穗茎由外至内分别由表皮、皮层、韧皮部、形成层、木质部、髓组成(图6左)插穗最外层是一层紧密排列、性状规则的表皮细胞。表皮之内是排列疏松、有明显细胞间隙的薄壁细胞组成的皮层，靠近表皮的皮层细胞存在厚角组织，这些厚角组织及其附近的薄壁细胞中含有叶绿体，使幼茎呈现绿色。皮层与维管柱之间无明显界限。维管柱中维管束排列相近，由髓射线薄壁细胞恢复分裂能力形成的束间形成层相连。维管束由外向内依次是韧皮部、形成层和木质部。髓在茎的横切中心，由具有储藏功能的薄壁细胞组成。在茎的横切面结构中没有发现潜伏根原基，说明母株在正常生长过程中没有根原基存在。

表4 化学药剂处理对野豌豆扦插生根的影响

种类浓度(mg/L) 6月30日扦插 8月3日扦插 生根率(%)生根数(条)最长根长(cm)生根率(%)生根数(条)最长根长(cm)ck————10.00abc3.33abc4.00ab1003.33a2.00ab0.30a40.00ef7.33de7.37abcABT1#3006.67ab5.00bc6.25cde60.00gh6.67cd15.33e5003.33a7.00c8.50f33.33de13.00f10.37bcde10013.33b4.00abc5.90cd40.00ef8.33de9.23abcdeNAA30010.00ab4.67ba4.37bc46.67efg10.33ef8.40abcd5006.67ab1.00a8.05ef13.33abc7.00de4.27ab100———6.67ab3.00ab3.20aIAA3006.67ab7.00c3.50b23.33cd5.67bcd4.27ab5003.33a4.00abc6.70def20.00bcd7.67de8.67abcde1006.67ab6.00c5.80cd50.00fgh9.00de13.90cdeIBA30013.33b10.33d3.70b63.33h10.33ef15.07de500———3.33a2.00a3.50a

注：a为野火球 ，b～c为野豌豆(b.愈伤组织生根；c.皮部生根)。图5 插穗生根外部形态

注：A为表皮，B为皮层，C为韧皮部，D为形成层，E为木质部，F为髓，G为髓射线，H为导管，I为分裂加宽的形成层，J为根原基细胞。图6 插穗生根前横切解剖结构(左) 插穗生根后根原始细胞横切解剖结构(右)

3) 不定根的形成过程。从解剖观察可知，插穗切口上方的茎中维管形成层、韧皮部的薄壁细胞恢复分裂能力，出现加厚的形成层，同时，髓射线薄壁细胞恢复分裂能力的形成束间形成层逐渐与束中形成层相连形成一个完整的维管形成层(图6右)，并由维管形成层的位置分裂出一些成团的与周围细胞明显不同的薄壁细胞。这些细胞大小排列紧密，体积较小，细胞质较浓，这些成团的细胞形成了根原基(图6右)。随着根原基细胞的不断向外分裂分化，穿入皮层，最终完成不定根的生长发育过程。

3 结 论

3.1野火球种子70 ℃浸种至自然冷却24 h后于20 ℃萌发最有利于其存活。赤霉素预处理效果不及温水浸种，且浸种处理操作更简便易行。ABT 1#、NAA处理能促进野火球扦插生根后根系长度的伸长生长，7月初100 mg/L ABT 1#处理插穗10 min后扦插于珍珠岩∶蛭石=1∶1混合基质中，生根率较高。

3.2赤霉素预处理与浸种处理对野豌豆种子萌发的促进作用均不明显。故20 ℃浸种处理后于15 ℃萌发，由于其操作简便成本低，更利于其规模化繁殖。8月初用ABT 1#或IBA 300 mg/L处理野豌豆插穗10 min后插于珍珠岩∶蛭石1∶1的混合基质中，是较高效快捷的繁殖方式。

表5 化学药剂处理对野豌豆扦插生根影响的方差分析

差异来源 6月30日扦插F值 8月3日扦插F值 生根率生根数最长根长生根率生根数最长根长种类0.1280.6160.0810.1250.7070.241浓度0.0830.008**0.1090.000**0.180 0.084

表6 基质对扦插生根的影响

种类生根率(%)野火球野豌豆A73.33±3.33a13.33±3.34aB76.67±6.67ab20.00±5.77aC93.33±3.33b50.00±5.77bD80.00±5.77ab10.00±0.00a

3.3野火球、野豌豆兼具愈伤组织生根和皮部生根，但皮部生根为主。野火球枝条内没有潜伏的根原基，扦插形成的不定根起源于诱生根原基。诱生根原基发源于形成层。野豌豆扦插不定根的起源尚待进一步研究。