矾根‘栀子黄’的组培再生及组培苗耐盐性的研究

蒋彪 郑志芬 吕月华 尤远洋 王悦帆 卢兴霞

摘    要：為建立彩叶矾根‘栀子黄的组培再生体系，了解其耐盐范围，以矾根‘栀子黄的叶片为外植体，对其组培苗诱导培养基、耐盐范围和生根培养基等进行了筛选试验。结果表明：‘栀子黄叶片最佳诱导培养基为MS+30 g·L-1 蔗糖+7 g·L-1琼脂+0.2 mg·L-1 6-BA+0.01 mg·L-1 NAA，不定芽的诱导率达98.32%。耐盐性方面，0.2%轻度盐胁迫下，‘栀子黄组培苗的存活率为92.45%，且该浓度对‘栀子黄的长势具有一定的促进作用；在0.4%中度盐胁迫下，其存活率也可以达到75%，但是组培苗的再生率明显下降，玻璃化现象较重；在0.6%重度盐浓度下，组培苗成活率为35%，大部分组培苗褐化枯黄。‘栀子黄未经盐胁迫处理组培苗的适宜生根培养基为MS+30 g·L-1 蔗糖+7 g·L-1琼脂+0.05 mg·L-1 NAA，生根率为91.25%；耐盐组培苗的适宜生根培养基为MS+30 g·L-1 蔗糖+7 g·L-1琼脂+0.1 mg·L-1 NAA，生根率为96.25%。试验结果可以为彩叶矾根种质资源的保存和工厂化育苗效率的提高提供参考，也可以为其在盐碱城市的绿化应用和耐盐机理的研究奠定基础。

关键词：矾根；组培再生；盐胁迫

中图分类号：S682.1         文献标识码：A        DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2023.07.001

Study on Tissue Culture Regeneration of Heuchera micrantha 'Pistache' and Salt Tolerance of Seedlings in Vitro

JIANG Biao， ZHENG Zhifen， LV Yuehua，YOU Yuanyang， WANG Yuefan， LU Xingxia

（College of Horticulture and Landscape， Tianjin Agricultural University，Tianjin 300392，China）

Abstract： In order to establish tissue culture regeneration system for Heuchera micrantha 'Pistache' and understand its salt tolerance range， the experiment was conducted on the induction medium， salt tolerance range， and rooting medium of seedlings in vitro using the leaves as explants. The results showed that the best induction medium for 'Pistache' leaves was MS+30 g·L-1 sucrose+7 g·L-1 agar+0.2 mg·L-1 6-BA+0.01 mg·L-1 NAA， and the induction rate of adventitious buds had reached 98.32%. In terms of salt tolerance， the survival rate of seedlings in vitro was 92.45% at mild salt stress of 0.2%， and the growth had been promoted; the survival rate reached 75%at moderate salt stress of 0.4%， but the regeneration rate of seedlings in vitro was significantly decreased and the vitrification phenomenon was more severe; At severe salt concentration of 0.6%， the survival rate of seedlings in vitro was 35%， and most of seedlings in vitro turned brown and withered. The suitable rooting medium for seedlings of in vitro of 'Pistache' without salt stress was MS+30 g·L-1 sucrose+7 g·L-1 agar+0.05 mg·L-1 NAA， and the rooting rate was 91.25%; The suitable rooting medium for seedlings of in vitro of 'Pistache' with salt-tolerant was MS+30 g·L-1 sucrose+7 g·L-1 agar+0.1 mg·L-1 NAA， and the rooting rate was 96.25%. The experimental results will provide reference for the preservation of germplasm resources and the improvement of factory seedling efficiency of colored leaf alum root， and also lay a foundation for landscape applications in saline alkali cities and salt tolerance mechanism research.

Key words： Heuchera micrantha; tissue culture regeneration; salt stress

据第二次土壤普查（1979—1982年）资料统计，天津市盐碱地占全市土地总面积的42.3%，其中滨海新区和静海区最为严重[1]。天津市滨海新区表层土壤存在盐渍化，盐渍化类型依次为氯化物型（盐土面积约1 109.26 km2）、硫酸盐-氯化物型（盐渍化土面积合计约633.94 km2）和苏打型（非盐渍化土分布面积约368.36 km2）为主，土壤全盐量为0.02%～17.5%，平均值为1.21%，中位值为0.23%；表层土pH值在7.03～9.83之间，中位值为8.31[2]。静海区盐碱地面积为3.43万hm2，占全区耕地总面积的53.1%，耕层土壤含盐量高达0.50%[3-4]，0～50 cm土层pH值为7.1～7.6，呈碱性[5]。严峻的盐渍生境对天津市绿化苗木的生长十分不利。因此，抵抗盐碱是天津市绿化建设的重大课题，而开展绿化苗木引种驯化，开发适应天津市自然条件和改良后土壤条件的绿化植物就显得尤为重要[6]。矾根（Heuchera spp.），为虎耳草科矾根属植物的通称，为多年生彩叶草本花卉，近几年在景观应用中备受关注和青睐，多被用作耐阴的彩叶地被，被誉为“花园的调色板”；矾根也可用作盆栽观叶，因其多彩的叶色和多样的叶形深受人们的喜爱，同样具有良好的发展前景；目前国内外有关矾根的研究主要集中于新品种选育、组培快速繁殖、驯化、抗性研究（抗旱抗寒耐热）、光合生理特性，以及开发与应用等方面[7]。矾根的繁殖方式，主要有分株、叶插和组培方式，但前2种方式存在繁殖效率低、周期长、对母株需求量大、叶插能否成株等问题[8]。因此，建立矾根的组培快速繁殖体系依然是解决优良品种种苗短缺的最有效途径。前人已经对矾根的组织培养进行了大量研究，选用的外植体主要有矾根的茎尖、茎段、新芽、花梗、叶片等[9-16]，由于基因型的不同，仍有很多彩叶矾根品种的组培快繁体系还未建立。同时，关于矾根耐盐性方面的研究仅庄舒尧等[17]发表了关于矾根‘银扇幼苗的生长和生理特性研究，其他矾根品种耐盐性方面的研究仍未见报道。

矾根‘栀子黄（Heuchera micrantha 'Pistache'）叶色黄绿，在阳光下黄绿色叶从深到浅变换着不同的色彩，非常美观，既是大地的调色板，也是花园、阳台的调色板，但目前仍未见有关于矾根‘栀子黄组培和耐盐性方面的研究报道。本研究采用矾根‘栀子黄的叶片为外植体，通过建立矾根‘栀子黄品种的组培再生体系，并对其组培苗的耐盐性进行研究，为矾根种质资源的保存和工厂化育苗提供参考；也为彩叶矾根在盐碱城市的绿化应用和耐盐机理的研究奠定基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

矾根品种‘栀子黄购置于虹越天猫旗舰店，取其长势良好的叶片作为外植体。

1.2 试验方法

1.2.1 组培苗的诱导 以MS+30 g·L-1蔗糖+8 g·L-1琼脂为基础培养基，培养基pH值为5.8，添加不同浓度的6-BA和NAA（见表1）进行试验，以不添加激素的基本培养基为对照，共计5个处理。分别取消毒后的叶片切割成1 cm×1 cm的正方形，将其接入不同处理的培养基上后放置到培养室进行培养，重复3次。培养室的培养条件为温度 （25±2） ℃，光照强度1 500～2 000 lx，每天光照 14 h ，40 d后统计不定芽的诱导率。

1.2.2 组培苗的耐盐性研究 将增殖培养后的‘栀子黄丛生芽，分割成单芽，选取生长健壮且长势一致的单芽，以MS+30 g·L-1蔗糖+8 g·L-1琼脂为基础培养基，分别接种于含有不同浓度NaCl的培养基上。NaCl处理浓度分别为0%、0.2%、0.4%、0.6%，共4个处理，每个处理接10瓶，每瓶接4个单芽，重复5次。

1.2.3 组培苗的生根培养 以MS+30 g·L-1蔗糖+8 g·L-1琼脂为基础培养基，将0.2%盐胁迫处理后存活下来的长势良好的组培苗、对照组培苗分别接入含有不同浓度NAA（0、0.05、0.1、0.2 mg·L-1）的生根培养基上，共4个处理。每个处理接10瓶，每瓶接4丛，重复5次。

1.2.4 試验数据的统计 采用金山WPS11.1和SPSS 17.0进行试验数据统计处理。

2 结果与分析

2.1 6-BA/NAA浓度配比对矾根‘栀子黄叶片不定芽诱导的影响

图1显示，经过6-BA处理后，其不定芽的诱导率均高于对照；当6-BA浓度不变时，‘栀子黄不定芽的诱导率随着NAA浓度的降低而增加。不定芽的诱导率从小到大为Z0

2.2 不同浓度盐胁迫对矾根‘栀子黄组培苗的影响

由表2可知，随着NaCl浓度的增加，矾根‘栀子黄的存活率逐渐降低，对照的存活率为100%，0.2% NaCl的存活率为92.45%；0.4% NaCl的存活率达到75.00%，表明矾根‘栀子黄的耐盐性基本达到中等盐浓度水平；0.6% NaCl的存活率为35.00%，表明矾根‘栀子黄在重度盐浓度下，存活率比较低，且存活的植株生长状况欠佳，皱缩卷曲叶片数量增加，叶色为黄绿色，组培苗生长不良。

随着NaCl浓度的增加，矾根‘栀子黄的不定芽增殖率逐渐降低，与对照相比，0.2% NaCl的不定芽增殖率变化不大，仅减少了10%；0.4%和0.6% NaCl浓度不定芽增殖率明显降低。而矾根‘栀子黄的叶片舒展率在NaCl浓度为0%的情况下，叶片舒展率仅为30%，而当NaCl浓度为0.2%时，矾根‘栀子黄的叶片舒展率较对照增加了1倍，0.4%和0.6%NaCl浓度的叶片舒展率为0。结果表明，低浓度的盐对‘栀子黄组培苗的生长可能具有促进作用。

试验中笔者观察到，‘栀子黄不定芽分化出来后，随着不定芽的生长发育，所有处理组培苗生长初期都存在着部分叶片叶表面不平展，呈皱缩状，不同配方的培养基，其叶片皱缩状的数量不同。在建立‘栀子黄组培快繁体系之前也做了矾根另一品种的组培快繁试验，该品种不定芽分化后，不同激素配比培养基上诱导分化出组培苗的叶片生长发育均正常。‘栀子黄组培苗叶表面出现皱缩现象，可能是激素配比或植物自身等原因造成的，仍需要课题组继续观察和试验。

2.3 盐胁迫对矾根‘栀子黄组培苗生根的影响

2.3.1 不同浓度NAA对矾根‘栀子黄组培苗生根的影响 由表3可知，添加NAA后‘栀子黄的生根率明显高于对照，0.05、0.1 mg·L-1的生根率均达到90%以上。对于生根数而言，0.05、0.1、0.2 mg·L-1 NAA处理后的生根数间的差异均不显著，0.2 mg·L-1 NAA处理后的生根数与对照的差异也不显著，但0.05、0.1 mg·L-1 NAA处理过的生根数间的差异均显著高于对照。根长4个处理间的差异均不显著。0.05 mg·L-1 NAA处理后>0.5 cm的根系数、一级侧根数均显著高于对照和0.1 mg·L-1 NAA处理，与0.2 mg·L-1 NAA处理后的差异不显著；0.1 mg·L-1 NAA处理后>0.5 cm的根系数、一级侧根数与对照和0.2 mg·L-1 NAA处理后的差异均不显著。

综上所述，0.05 mg·L-1  NAA处理对矾根‘栀子黄的生根效果比较好。

2.3.2 不同浓度NAA对矾根‘栀子黄耐盐组培苗生根的影响 由表4可知，耐盐组培苗‘栀子黄经不同浓度的NAA处理后，根系各指标均随着NAA浓度的增加出现先升高后降低的趋势。与对照相比，生根率在NAA濃度为0.1 mg·L-1时达到最高（96.25%）。除0.05 mg·L-1和0.2 mg·L-1处理的一级侧根数与对照差异不显著外，其他NAA处理下的指标如生根数、根长>0.5 cm的根系数等均显著高于对照；当NAA的浓度为0.1 mg·L-1时，测量的指标均显著高于其他NAA浓度处理下的指标；其他NAA浓度处理下的所有根系指标间的差异均不显著。

综上所述，0.1 mg·L-1 NAA处理对矾根‘栀子黄耐盐组培苗的生根效果比较好。

3 讨论与结论

近年来，矾根组培快繁时，选用叶片为外植体进行研究的报道越来越多，其具有取材方便，取材数量不受限制，对母株的损伤小等特点。侯非凡等[13]研究了以矾根‘莱姆里基叶片为外植体的不同激素配比对愈伤组织诱导的影响，但没有报道不定芽分化情况。邵雅东等[9]、孙翊等[10]、吴海红等[12]分别研究了矾根‘莓果‘巴黎‘闪秋‘草莓漩涡这些品种以叶片为外植体的组培快繁，且均实现了在同一种培养基上进行诱导并分化的过程，建立了一种更为简便、经济且有效的矾根直接再生体系，其中不定芽诱导率最高的是‘莓果（86.11%）。本研究也是以‘栀子黄叶片为材料进行组培再生的研究，同以上的研究结果一致，实现了在同一种培养基上进行诱导并分化的过程，‘栀子黄叶片不定芽的诱导率达98.32%，属于利用叶片较易诱导、分化的基因型品种。

‘栀子黄组培苗耐盐性的研究表明，随着NaCl浓度的增加，‘栀子黄组培苗的存活率、不定芽增殖率逐渐降低，这与韦建辰等[18]对3个越橘品种组培苗的存活率、芽增殖率的研究结果一致。0.2%轻度盐胁迫对组培苗的生长发育具有一定的促进作用，这与荣海燕[19]关于盐胁迫对冰菜组培苗生长发育影响的研究结果一致，即培养基中添加低浓度盐溶液对组培苗的生长有一定的促进作用。后期研究中笔者发现，将在0.4%和0.6%盐胁迫下存活下来的耐盐组培苗接种到不加盐的的生根培养基中，这些耐盐组培苗生长发育逐渐恢复了正常，表明‘栀子黄对盐胁迫的耐受能力比较强，当解除盐胁迫后，可以通过自身的修复系统使其恢复正常生长。根据土壤盐碱地分级指标（以30 cm土壤深度计算的含盐量），轻度盐化土为含盐量0.1%～0.2%；中度盐化土为含盐量0.2%～0.4%；重度盐化土为含盐量0.4%～0.6%。天津市滨海新区重盐碱地进行高效生态绿化时的方案之一是先对重盐碱地进行脱盐改良，使改良土壤含盐量下降到0.3%为标准，盐碱土改良深度以基本满足园林植物根系生长所需地下土壤空间为标准，一般草坪、地被植物30～40 cm，花灌木60～80 cm，乔木100～120 cm[6]。就以上2项标准而言，本研究结果表明，‘栀子黄耐盐组培苗可以适应天津市盐碱地环境，也可以作为重要的彩叶地被植物进行引种，但其具体的耐盐机理需要进一步研究。

关于组培苗的生根研究发现，‘栀子黄未经盐胁迫处理组培苗的适宜生根培养基与耐盐组培苗的适宜生根培养基对植物生长调节剂的需求量不同。未经盐胁迫处理组培苗的适宜生根培养基中 NAA的浓度为 0.05 mg·L-1，生根率为91.25%；耐盐组培苗适宜生根培养基中NAA的浓度为 0.1 mg·L-1，生根率为96.25%，当生根培养基中NAA的浓度也为 0.05 mg·L-1时，耐盐组培苗的生根率只有78.75%。经盐胁迫处理后，组培苗对 NAA 的需求剂量增加，其原因有待进一步研究。一般情况下，高浓度的矿物质利于茎叶生长，低浓度的利于生根。因此，多数生根培养都选用1/2 MS 等低盐分培养基作为基本培养基，但个别品种选用 MS 效果更好，这与品种的个体能力有关[20]。矾根组培苗生根培养基中也多选用 1/2 MS 作为基本培养基[9，12-13]，生根率也比较高，且根系健壮。本研究生根培养选用的是 MS 作为基本培养基，其生根率比较高，根系健壮。但从生产成本考虑，是否可以选用1/2 MS 作为基本培养基获得较好的生根效果，需要进一步研究。

综上，本研究以矾根‘栀子黄叶片为外植体，开展了组培再生、组培苗的耐盐性研究，建立了‘栀子黄的高效再生体系，筛选出了‘栀子黄的耐盐范围，为矾根种质资源的保存和工厂化育苗以及彩叶矾根在盐碱地绿化中的大范围种植和耐盐机理的研究奠定了基础。在同一培养基上实现了‘栀子黄的诱导和分化，不定芽的最佳诱导和分化培养基为MS+30 g·L-1蔗糖+7 g·L-1琼脂+0.2 mg·L-1 6-BA+0.01 mg·L-1 NAA，诱导率为98.32%。在耐盐性方面，0.2%轻度盐胁迫对‘栀子黄组培苗的生长发育有一定的促进作用；在0.4%中度盐胁迫下，其存活率可以达到75%，但组培苗的再生率明显下降，玻璃化现象严重；在0.6%重度盐浓度下，组培苗成活率降到35%，大部分组培苗褐化枯黄。生根培养结果为，经盐胁迫处理后的‘栀子黄组培苗最佳生根培养基为MS+30 g·L-1蔗糖+7 g·L-1琼脂+0.1 mg·L-1 NAA，未经盐胁迫处理的对照‘栀子黄组培苗最佳生根培养基为MS+30 g·L-1蔗糖+7 g·L-1琼脂+0.05 mg·L-1 NAA。

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