矾根组织培养离体快繁生根体系的建立

张 慧，罗珍珍，孙纪霞，解晓旭，孙印兵，于文胜*

（1.烟台市园林建设养护中心，山东 烟台264000；2.山东省烟台市农业科学研究院，山东 烟台265500）

矾根（Heuchera micrantha），为虎耳草科矾根属多年生草本花卉。原产美洲中部，耐寒性强，适宜在我国北方生长。矾根品种繁多，叶色丰富，能耐受-34℃低温，是用于秋冬季节露地栽植的优良彩叶植物品种，极具观赏价值，可作阳台、庭院绿化，也可作为林下花境、地被植物，近年来颇受青睐，市场需求量很大[1]。

目前，矾根的繁殖方式有播种、叶插、分株和组培等方式[2]。矾根种子细小，出芽率低，种子繁殖发芽慢；叶插方式受季节限制，繁殖系数低；因矾根生长点低，不易分株，分株繁殖取材困难，繁殖速度慢，这些繁殖方式都难以满足市场需求。组培快繁可以在短时间内生产无菌种苗，高效快速、性状一致，是解决种苗短缺的有效方法[3]。近年来，组培繁殖逐渐成为矾根繁殖的主要途径。

在矾根的离体快繁中，生根培养至关重要，生根率、根系健壮程度都直接影响到移栽成活率。已有报道中，主要研究了激素浓度及配比对于生根的影响，如孙翊[4]、章志红等[5]分别研究了不同NAA 浓度对‘紫色宫殿’、美洲矾根生根的影响，束晓春[6]、陆锦明[7]、田莉等[8]研究了不同IBA 对‘花毯’、‘红贝露’、‘巴黎’等品种生根的影响，李川等[9]研究了6-BA 和NAA 浓度对不同品种矾根生根的影响。本研究从外源激素浓度、基本离子浓度以及碳源蔗糖、附加物活性炭浓度等4 个方面对‘巴黎’的组培生根进行了系统研究，建立了完善的生根体系，解决了生根苗细弱、成活率低等难题，将组培生根和移栽定植有力衔接，大大提高了移栽成活率。同时探讨了培养基及附加物的用量问题，旨在节约成本，提高产出，为矾根的组织培养产业化生产提供理论指导。

1 材料与方法

1.1 试验材料

植物材料取自烟台园林建设养护中心科研所温室，是2017年自威海七彩生物科技有限公司引进的‘巴黎’（Heuchera micrantha‘Paris’）品种矾根，经过初代愈伤组织诱导及继代增殖离体培养，生成再生植株，取单株组培苗接种，进行生根体系的建立。

1.2 试验方法

本试验使用MS 培养基，添加琼脂粉5.8 g/L，肌醇、酪蛋白各100 mg/L，pH 值为5.8，121℃/ 20 min高压灭菌。培养室培养温度为25±1℃，相对湿度保持在70-75%。试验设置如下：

①基本培养基对生根的影响：分别设MS、1/2MS、1/3MS、1/4MS 4 种不同的基本离子浓度，添加NAA 0.2 mg/L，蔗糖8 g/L，活性炭1.0 mg/L。

②NAA 浓度对生根的影响：1/2MS 培养基添加蔗糖8 g/L，活性炭1.0 mg/L，NAA 浓度分别设置为0、0.2、0.4、0.6 mg/L。

③蔗糖浓度对生根的影响：首先设10、20、30、40 g/L 4 个不同的蔗糖浓度，为研究低浓度蔗糖的生根情况，进一步设置6.0、8.0、10.0、12.0 g/L 4 个浓度进行研究，1/2MS 培养基添加NAA 0.2 mg/L，活性炭1.0 mg/L。

④活性炭浓度对生根的影响：1/2MS 培养基添加NAA 0.2 mg/L，蔗糖8 mg/L。活性炭浓度分别设置为0（ck）、1.0、2.0、3.0 g/L。

上述试验条件下，每瓶培养基接种4 株苗，接种20 瓶，3 次重复，培养20 d 后，统计生根率，单株生根数，株高及苗的生长态势。（大部分组培苗在15 d 左右开始生根，为了让数据更加统一，选择20 d进行统计。）

表1 不同基本培养基对‘巴黎’生根的影响

生根率=生根的植株数/接种的植株总数

单株生根数=接种的每株苗生出的根数

生长态势=苗的生长状态，量化为1-5 五个级别（最佳为5，最差为1）

试验所得数据采用数据分析软件SPSS 进行统计分析，并用LSD、Duncan、SNK 等方法检测各处理组间试验结果的差异显著性，采用Excel 软件进行数据汇总及图形绘制。

2 结果与分析

2.1 不同基本培养基对生根的影响

通过多重比较显示，基本培养基的变化对于‘巴黎’组培苗生根各项指标的影响，呈现显著性差异（表1）。在1/2MS 培养基中，生根率最高，达到98.65%，单株平均生根数最多，为6.46 条，生根苗的总体生长态势最好，这些都与其他基本培养基存在显著性差异。株高在MS 培养基中生根率最好，此培养基中营养元素较丰富，可能是导致株高相对高的原因，但株高并不是体现生根状况的关键因素，生根的情况以及总体的生长状态是衡量生根的关键指标。另外，在除1/2MS 培养基外的其他培养基中，各指标未呈现出明显的规律性。综上可得，‘巴黎’组培苗生根的最佳基本培养基为1/2MS。

2.2 不同NAA 浓度对生根的影响

NAA 浓度对‘巴黎’组培苗生根的影响见表2。由表可见，NAA 浓度为0.2 时，生根率为97.56%，单株平均生根数为5.14 条，生长总体态势为4.11，均高于其他浓度，且存在显著性差异。株高为2.61 cm，也是最高的，但与其他浓度不存在显著性差异。其他浓度下，生根率、单株根数都高于未添加NAA的培养基，由此可见，添加NAA 对生根起到了促进作用，最佳浓度为0.2 mg/L。

表2 不同NAA 浓度对‘巴黎’生根的影响

由表2可知，在不添加NAA 的培养基中，生根率也达到了84.6%，但添加0.2 mg/L 的NAA 后，生根率得到了明显提升，可以看出，添加NAA 对生根起到了促进作用，但并非添加浓度越高，生根率越高，只需少量添加即可达到促进生根的效果。

2.3 不同蔗糖浓度对生根的影响

由表3及图1可见，蔗糖浓度为10 g/L 时，生根率为96.60%，单株平均生根数为8.3 条，生长总体态势为4.0，均高于其他浓度，且存在显著性差异。此浓度下株高为2.8 cm，也是各浓度中最高，但不存在显著性差异。由此可见蔗糖添加量为10 g/L时生根状况最好，为研究是否可添加更少量的蔗糖，能达到更好的生根效果，进行了进一步分析。

表3 不同蔗糖浓度对‘巴黎’生根的影响

低浓度蔗糖下，‘巴黎’ 整体生根情况如见表4及图2，可见蔗糖浓度为8 g/L 时，生根效果最好，此时生根率、生长态势都是最好的，分别为97.09%和4.51，与其他浓度存在显著性差异。株高在蔗糖浓度为12 g/L 时最高为3.9 cm，可能因为浓度相对高的蔗糖作为碳源，为植株提供了较为充足的能量。综合来看，选择8 g/L 蔗糖即可达到较好的生根效果。

表4 低浓度蔗糖对‘巴黎’生根的影响

图1 不同蔗糖浓度对生根率的影响

图2 低浓度蔗糖对生根率的影响

2.4 不同活性炭浓度对生根的影响

由表5可见，活性炭浓度为1.0 g/L 时，生根率最高，为98.11%，与其他组不存在显著性差异，单株生根数为5.12 条，株高为3.38 cm，生长态势4.44，都是最高的，并且与其他组存在显著性差异，活性炭浓度为2.0 时，也表现出了较好的生根效果，但综合来看，为节约成本，节省用量，生产中‘巴黎’生根选择1.0 g/L 的活性炭即可。

表5 不同活性炭浓度对‘巴黎’生根的影响

2.5 组培苗的炼苗及移栽

生根组培苗，移入温室，不开盖炼苗2 d，开盖炼苗2 d，洗净根部附着的培养基，以进口草炭土：珍珠岩3:1 作为基质，进行移栽，成活率可达95%以上。

3 结论与讨论

本实验以‘巴黎’品种矾根的组培苗作为实验材料，进行生根体系的研究，结果表明：促进单株组培苗生根的最佳NAA 浓度为0.2 mg/L，最适宜蔗糖浓度为8 g/L，活性炭浓度为1.0 g/L，在此生根配方下，生根率最高可达98%，单株平均生根数达6 条，株高可达3.8 cm，植株健壮，呈现出良好的生长态势，移栽成活率高，可达95%。

本研究重点探索培养基及附加物的低浓度添加，采用1/2MS 基本培养基，低浓度NAA、蔗糖及活性炭，既保证了组培苗的生根效果，提高了移栽的成活率，也降低了用量，节省了成本。对于基本培养基，生根对大量元素的需求低，可以减少大量元素的用量，在已有研究中，除矾根‘花毯’以MS 作为基础培养基外[6]，大部分研究采用了1/2MS 作为基础培养基[7-9]，但大多未进行详细探讨。本研究设置了不同的基本离子浓度，进行了对比研究，发现1/2MS培养基生根率最高，但1/3MS 的生根表现也不错，二者不存在显著性差异，故在产业化生产中，为节省成本，也可以作为选择。

对于矾根生根所需糖量，本研究进行了详细探索，根据以往试验经验，设置了10、20、30、40 g/L4个不同的浓度梯度，但经过试验发现，蔗糖浓度为10 g/L 时，生根状况最好。为探索最佳糖类添加量，探讨低糖生根培养的可能性，进行进一步研究，发现低糖情况下生根状况较好，（也进行了无糖生根培养预试验，但发现无糖情况下，生根及生长状况不佳），尽量减少糖的用量，在蔗糖添加量为8 g/L时，生根状况最好。王小辉等[10]也进行了矾根低糖生根研究，蔗糖浓度为8-12 g/L，另外，低糖生根培养时间不宜过长，随着时间的增长，碳源逐渐消耗，能量不充足，影响了整个植株的生长，出现细弱、黄化。‘巴黎’ 大概15 d 左右生根，20～25 d 左右根长及长势达到最佳，即可炼苗栽植。低糖培养在一定程度上缩短了生根周期，节约了成本，利于产业化周年生产。

对于生根培养基中添加活性炭（AC）的研究较少，蒲春林等[11]以1/2MS+ 0.2 mg/L NAA+0.5 g/L AC为培养基进行矾根生根培养，生根率达95%，本研究采用1.0 g/L AC，生根率达到了98%。

组培离体快繁过程中，因为植物种类及基因型的不同，对于添加物的需求存在着很大差异，进行针对性分析研究是非常必要的。另外，组培行业技术要求高，设备药品成本高，成为限制其发展的重要因素，本研究建立了高效集约的生根体系，提高了生根率和移栽成活率，对于控制产业化生产成本，提高产出有积极的意义。