不同生长调节剂对小紫金牛扦插繁殖的影响

俞 群,陈嘉伟,黄华明,施家意,高 伟*

(1.福建林业职业技术学院 林学系,福建 南平 353000;2.福建林业职业技术学院 森林生态与碳汇计量研究所,福建 南平 353000;3.福建林业职业技术学院 园林系,福建 南平 353000;4.南平茫荡山国家级自然保护区管理处,福建 南平 353000)

小紫金牛(Ardisiachinensis)为紫金牛科(Myrsinaceae)紫金牛属(Ardisia)小灌木,又名黄胆草,其药用价值较高,是我国民间常用的中草药。研究表明,小紫金牛提取物对乙型肝炎病毒抑制率达到90.49%[1],对病毒CVB3、HSV-1也有较好的抵抗作用[2]。此外,小紫金牛具有很高的观赏价值,作为常见花卉,近年来被广泛应用于城市绿化之中[3-4]。目前针对该物种的研究多集中于提取物的作用和化学成分分析等方面[5-8],而针对其种群扩繁的研究则较少。随着人们对小紫金牛需求量的增加,其价格持续攀升,导致野生资源量不断锐减。因此,开展小紫金牛的无性扩繁研究,对于该物种野生资源的保护和医药行业的发展均具有重要意义。

已有研究中,扦插[9]和组培[10]是常用的无性繁殖手段,其中扦插具有繁殖速度快,简单易行、繁殖系数高的重要优势[11]。研究表明,生长调节剂种类、处理时间和处理浓度对扦插生根率影响较大[12],其中生长调节剂可提高插穗内酶活性,使插穗基部成为养分吸收中心,促进物质交换,调配插穗内养分[13]。已有紫金牛属植物的扦插研究多关注季节、留叶量、温度、水分和光照对生根率的影响[14],而关于生长调节剂对小紫金牛扦插繁殖的影响则少见报道。因此,开展小紫金牛的扩繁研究,确定最佳的扦插繁殖方案,对了解其生物学特性,促进该物种的产业化开发具有重要意义。

鉴于此,本研究以正交试验L9(34)为基础[15],采用3种浓度的吲哚乙酸(IAA)、3-吲哚丁酸(IBA)和生根粉(ABT)对2年生小紫金牛穗条进行不同时间处理,研究不同处理小紫金牛的生根率、根系发育和新芽发育情况。本研究旨在探明不同处理对小紫金牛生根率的影响,并筛选能提高小紫金牛根系和新芽发育的最佳组合。

1 材料与方法

1.1 试验材料

在温室苗圃中进行扦插试验,选择2年生小紫金牛半木质化枝条为穗条,长度5～8 cm,保留1～2片叶,并将叶片剪半以减少水分蒸腾,上切口平剪,下切口斜剪,穗条采集后用0.1%的多菌灵水溶液浸泡消毒。以50孔黑色穴盘(规格:540 mm×280 mm×50 mm)为扦插容器,基质采用泥炭土与珍珠岩(3∶1)混合。试剂分别为吲哚乙酸(IAA)、3-吲哚丁酸(IBA)和生根粉(ABT),均购自北京康倍斯科技有限公司。

1.2 试验设计

试验于2022年3月22日进行,采用3因素4水平的L9(34)正交设计表设计3因素3水平的试验,具体因素和水平见表1。不考虑各因素的交互作用,采用250 mg/L、300 mg/L、350 mg/L的吲哚乙酸、3-吲哚丁酸和生根粉分别处理30、60、90 min,对照组采用清水浸泡30 min(各处理号详见表2),每种处理50根穗条,重复3次,扦插后,覆盖塑料薄膜,每天用水喷洒3～5次,基质采用泥炭土与珍珠岩(3∶1)混合,保持基质湿润,空气相对湿度保持在75%～80%之间,管理方式一致。

表1 L9(34)正交试验设计的因素和水平

表2 不同处理下小紫金牛生根率和极差分析结果

1.3 数据收集与处理

扦插60 d后统计不同处理小紫金牛的生根条数、总根数、芽点数;采用千分尺测量根长、最大根长、芽长等指标,计算生根率、发芽率和根系效果指数,统计平均根长、总根长、平均芽长和总芽长。

生根率(%)=生根穗条数/穗条总数×100

发芽率(%)=发芽穗条数/穗条总数×100

根系效果指数=(平均根长×平均根数×生根率)/生根穗条数

采用Excel 2003进行数据整理,采用SPSS 22.0进行方差分析、极差分析和Duncan多重比较。用极差值法衡量不同因素对小紫金牛扦插繁殖的影响,极差值(R)越大,该因素作用越明显,采用隶属函数法对扦插处理的隶属函数值(U)进行综合评价[16-17],计算公式为:

U(Xj)=(Xjmean-Xjmin)/(Xjmax-Xjmin)

式中:U(Xj)为隶属函数值,Xjmean为测定指标的平均值,Xjmin和Xjmax分别为测定指标的最小值和最大值。

2 结果与分析

2.1 不同因素对小紫金牛生根率的影响

由表2可见,各处理均有穗条生根,除处理2(300 mg/L IBA+60 min)(38.00%)低于对照组(38.67%)外,其余处理均高于对照组,其中处理1(250 mg/L IBA+30 min)的生根率最高(74.67%),其次是处理8(300 mg/L IAA+90 min)和处理7(250 mg/L IAA+60 min),分别为68.67%、64.00%;处理2(300 mg/L IBA+60 min)的生根率最低(38.00%)。极差分析结果表明:生长调节剂浓度(极差值R=10.45)对小紫金牛扦插生根率的影响最大,其次为处理时间(极差值R=8.67),而调节剂种类影响最低(极差值R=4.01)。生长调节剂浓度中,B1处理(250 mg/L)效果最好,B3处理(350 mg/L)效果最差;从处理时间来看,C3处理(90 min)效果最好,C2处理(60 min)效果最差;生长调节剂中,吲哚乙酸(IAA)优于3-吲哚丁酸(IBA),优于生根粉(ABT)。可见,250 mg/L IAA+90 min处理是提高小紫金牛扦插生根率的最佳配比。

2.2 不同因素对小紫金牛根系发育的影响

由表3可知,不同处理对小紫金牛穗条的根系指标影响较大,处理1(250 mg/L IBA+30 min)的各项根系指标均显著优于其他处理。除处理9(350 mg/L IAA+30 min)外,其他处理各项根系指标均显著优于对照。

表3 不同处理下小紫金牛根系发育指标及多重比较结果

由表4可见,生长调节剂种类是影响小紫金牛根系指标的主要因子,其次是处理时间。IBA(3-吲哚丁酸)对小紫金牛扦插生根的平均根长、总根数、最大根长和根系效果指数具有明显的促进作用,而IAA(吲哚乙酸)主要促进生根条数,处理时间也多以30 min为佳。极差结果表明(表4),生根条数最佳处理是250 mg/L IAA+90 min,平均根长和总根数最好为250 mg/L IBA+90 min,总根长、最大根长和根系效果最优是250 mg/L IBA+30 min。

表4 不同处理下小紫金牛根系发育的极差分析

2.3 不同因素对小紫金牛新芽发育指标的影响

由表5可知,各处理间穗条的新芽发育指标差异较大,处理5(300 mg/L ABT+30 min)和处理6(350 mg/L ABT+60 min)各项新芽发育指标均显著优于其他处理;处理9各项新芽发育指标均显著低于其他处理;处理4(250 mg/L ABT+90 min)的平均芽长、总芽长和最大芽长也显著低于其他处理。

表5 不同处理下小紫金牛新芽发育指标及多重比较结果

极差结果表明(表6),在生长调节剂种类上,发芽率和芽点数的R值最大;在处理时间上,平均芽长、总芽长和最大芽长的R值最大,说明影响发芽数量的主要是生长调节剂种类,而影响芽的生长情况主要是处理时间的长短。发芽率的最佳组合为250 mg/L IBA+60 min,芽点数的最好组合为300 mg/L IBA+60 min,平均芽长、总芽长和最大芽长的最佳组合为300 mg/L ABT+60 min。

2.4 小紫金牛扦插效果综合评价

使用隶属函数法对各处理插穗生根能力进行综合评价发现(表7),处理8(300 mg/L IAA+90 min)隶属函数值排名最高,其指标中总根数、根系效果指数、芽点数均排名第一;处理9(350 mg/L IAA+30 min)综合排名最低。从生根效果来看,吲哚乙酸优于3-吲哚丁酸,优于生根粉,吲哚乙酸和生根粉具有浓度阈值效应,随着浓度升高,插穗扦插效果呈先上升后下降趋势,但生长调节剂的浓度和处理时间对小紫金牛的扦插效果影响是交互的,不同浓度不同处理时间其扦插效果不尽相同。

表7 小紫金牛扦插繁殖综合评价

3 结论与讨论

3.1 生长调节剂对生根率的影响

扦插繁殖是目前木本植物量化生产的重要途径,是一种涉及多种因素综合作用的繁育体系,利用生长调节剂可有效提高植物的生根率,优化根系发育状况[18-19]。研究发现,3种植物生长调节剂均可显著提高小紫金牛的生根率,对小紫金牛扦插生根率影响最大的为生长调节剂浓度(极差值为10.45),其次为处理时间(极差值为8.67),生长调节剂种类影响最小(极差值为4.01)。就生长调节剂浓度,以250 mg/L处理效果最好,350 mg/L处理效果最差;从处理时间来看,90 min处理效果最好,60 min处理效果最差;3种植物生长调节剂相比较,吲哚乙酸优于3-吲哚丁酸,优于生根粉。

3.2 根系发育、新芽发育的最佳组合

已有研究表明,不同生长调节剂对根系指标和新芽发育的影响不同[20-22]。徐珊珊等[23]研究发现,吲哚乙酸偏向于提高降香黄檀(Dalbergiaodorifera)的扦插生根率,而萘乙酸偏向于提高根系发育质量。宋碧瑶等[24]研究认为,生根粉为适合长序榆(Ulmuselongata)扦插繁殖的最佳生长调节剂。研究发现,生长调节剂种类和处理时间是影响小紫金牛根系指标和新芽发育的主要因子,其中生长调节剂种类主要影响根系发育指标和新芽发芽数量。而处理时间主要影响新芽的生长情况和生根条数。3-吲哚丁酸偏向于影响小紫金牛根系指标,吲哚乙酸偏向于影响小紫金牛生根条数,而影响发芽数量的主要是生长调节剂种类,影响芽生长情况的是处理时间。

吲哚乙酸作为普遍存在于植物体内的生长素类物质,可促进植物不定根的形成。已有研究表明,3-吲哚丁酸促进生根效果优于吲哚乙酸,3-吲哚丁酸在植物体内与葡糖酯结合相对较慢,且较为稳定,释放出游离3-吲哚丁酸较慢,作用持续时间长,而吲哚乙酸与天冬氨酸结合较快,释放游离吲哚乙酸快,易受氧化酶氧化,性质不稳定[25]。吲哚乙酸促进生根效果低于3-吲哚丁酸。这与阎小芳等[26]对曼地亚红豆杉、徐永艳等[27]对茶梅扦插生根中的研究结果基本一致。综合扦插生根率、根系发育、新芽发育等指标,对小紫金牛穗条采用300 mg/L的吲哚乙酸浸泡90 min进行处理,可以获得最佳扦插繁殖效果。本研究中生根率最高且生根效果最佳处理为250 mg/L IBA+30 min,其中生长调节剂3-吲哚丁酸处理为最低浓度,时间最少,这为小紫金牛的规模化育苗提供了简便、高效的扦插方法。