輪生冬青組培苗微枝試管外生根技術(shù)

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輪生冬青是冬青科冬青屬落葉灌木，秋冬季節(jié)艷麗通紅的漿果掛滿枝頭，經(jīng)冬不落，紅果期4～6個(gè)月。其具有很強(qiáng)的耐寒性和一定的耐熱性，可在我國(guó)大部分地區(qū)生長(zhǎng)，是重要的景觀和切枝觀果樹(shù)種。輪生冬青作為國(guó)內(nèi)新引進(jìn)的觀果樹(shù)種，未來(lái)在北方園林綠化、家庭園藝和切枝觀賞方面具有廣泛用途，應(yīng)用前景廣闊...

相關(guān)關(guān)鍵詞

培養(yǎng)架

上一個(gè)：人工光源的光譜對(duì)組培苗的作用

下一個(gè)：無(wú)土栽培對(duì)基質(zhì)的要求

詳細(xì)介紹

輪生冬青已選育一些品種，品種推廣離不開(kāi)快繁技術(shù)。通過(guò)植物組織培養(yǎng)技術(shù)可顯著減少繁殖材料使用量，實(shí)現(xiàn)周年生產(chǎn)，其中試管苗生根又是組培快繁的必經(jīng)過(guò)程，因此，試管苗生根技術(shù)研究對(duì)于品種推廣意義重大。組培苗微枝試管外生根技術(shù)不僅可以減少一次無(wú)菌操作的步驟，簡(jiǎn)化組培程序，提高培養(yǎng)空間，還能降低生產(chǎn)成本，改善生根繁殖情況，解決組培工廠化育苗生根的難題。目前，國(guó)內(nèi)在組培苗微枝試管外生根技術(shù)方面尚未有相關(guān)報(bào)道，比較了不同基本培養(yǎng)基、繼代周期及繼代次數(shù)對(duì)輪生冬青生長(zhǎng)分化的影響，在輪生冬青離體快繁體系中研究了繼代培養(yǎng)一代的增殖率及生長(zhǎng)分化情況，研究了北美冬青扦插繁殖技術(shù)和組織培養(yǎng)繁殖技術(shù)，本研究將從生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑和基質(zhì)兩方面來(lái)優(yōu)化輪生冬青組培苗微枝試管外生根技術(shù)，從而降低生產(chǎn)成本，以期為實(shí)現(xiàn)輪生冬青工廠化育苗提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)材料為江蘇省林業(yè)科學(xué)院提供的輪生冬青‘奧斯特’組培苗。參考課題組前期對(duì)于烏飯樹(shù)組培苗瓶外生根的研究以及在衛(wèi)矛組培技術(shù)研究中的試驗(yàn)設(shè)計(jì)，采用L9(34)正交表，設(shè)置生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑種類、質(zhì)量濃度、處理時(shí)間和基質(zhì)4個(gè)因素，每種因素3個(gè)水平，不考慮交互作用(表1)。隨機(jī)以50根插穗為1個(gè)處理，共有9組處理組合，重復(fù)3次。

1.2 組培苗微枝試管外生根

將基質(zhì)裝入49 cm×19 cm×13 cm的長(zhǎng)形花盆中，選擇生長(zhǎng)健壯、長(zhǎng)勢(shì)一致的增殖苗，用剪刀剪去芽苗根部膨大部分，清水清洗根部，剪成長(zhǎng)度約為3cm的莖段，根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)分別對(duì)其進(jìn)行生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理，處理結(jié)束后用鑷子將組培苗基部插入基質(zhì)，深度為0.8～1.0 cm，覆蓋薄膜保濕，膜內(nèi)濕度保持在80%左右。置于溫度25℃、光照2000～2 500 lx、光周期16 h的環(huán)境條件下培養(yǎng)，處理30d后調(diào)查統(tǒng)計(jì)各處理的生根率、生根數(shù)、很長(zhǎng)根長(zhǎng)，并進(jìn)行根系活力的測(cè)定。

表1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3 根系活力測(cè)定

根系活力的測(cè)定使用TTC法制作標(biāo)準(zhǔn)曲線，稱取根尖樣品0.25 g進(jìn)行試驗(yàn)，用分光光度計(jì)在波長(zhǎng)485 nm下比色，以空白試驗(yàn)作參比測(cè)出吸光度，查標(biāo)準(zhǔn)曲線，即可求出四氮唑還原量。

四氮唑還原強(qiáng)度=四氮唑還原量/(根質(zhì)量×?xí)r間)。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

利用SPSS16.0軟件和Excel 2003對(duì)所測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析和多重比較，通過(guò)隸屬函數(shù)法對(duì)生根效果進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

隸屬函數(shù)值計(jì)算公式：

R(Xi)=(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)，i=1、2、3、、n。

式中：Xi為指標(biāo)測(cè)定值;Xmin和Xmax分別為不同處理中某一指標(biāo)的很小值和很大值。將測(cè)定值Xi利用公式換算成相應(yīng)的隸屬函數(shù)值R(Xi)，并加和計(jì)算不同處理各指標(biāo)綜合隸屬函數(shù)值。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同因素對(duì)組培苗微枝試管外生根率的影響

由表2可知，處理5生根率很高，可達(dá)92.222%;生根率極差分析顯示，生根很佳組合為A2B1C3D1(表3)，即選用質(zhì)量濃度為500 mg·L-1的IBA溶液，30 min浸泡處理，基質(zhì)選用草炭。各因素生根率極差值(R)表明，對(duì)輪生冬青組培苗微枝試管外生根率影響由大到小的因素為生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑種類、基質(zhì)、質(zhì)量濃度、處理時(shí)間。

表2 正交試驗(yàn)結(jié)果

注：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別為同一處理的3次重復(fù)處理。

表3 正交試驗(yàn)生根率極差分析

注：k為不同處理中各因素對(duì)應(yīng)的各水平生根率的均值;R為極差。

通過(guò)方差分析(表4)可知，不同因素對(duì)生根率皆有顯著影響(P<0.05)，各處理因素均方比由大到小順序?yàn)樯L(zhǎng)調(diào)節(jié)劑種類、基質(zhì)、質(zhì)量濃度、處理時(shí)間，其中生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑種類和基質(zhì)均方比遠(yuǎn)高于后兩者。

生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑IBA處理下生根率很高(表5)，顯著高于經(jīng)NAA處理和ABT生根粉1號(hào)處理的(P<0.05);基質(zhì)選擇草炭時(shí)生根率明顯高于珍珠巖和蛭石(P<0.05);經(jīng)500 mg·L-1處理的生根率很高;在處理時(shí)間方面，5 s和30 min的生根率顯著高于10 min處理的(P<0.05)，分別比10 min提高了5.185%和8.519%，但5 s和30 min之間差異不顯著(P>0.05)。

2.2 不同因素對(duì)組培苗生根數(shù)的影響

由表4可看出，在生根數(shù)方面，各處理因素均方比由大到小順序?yàn)樯L(zhǎng)調(diào)節(jié)劑種類、基質(zhì)、處理時(shí)間、質(zhì)量濃度。除質(zhì)量濃度對(duì)幼苗生根數(shù)影響不顯著(P>0.05)外，其他因素對(duì)生根數(shù)的影響均達(dá)顯著水平(P<0.05)。

表5表明，生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑IBA處理下生根數(shù)很大，NAA處理和ABT生根粉1號(hào)處理之間差異不顯著(P>0.05);基質(zhì)草炭處理下生根數(shù)很大，顯著高于珍珠巖處理的(P<0.05)，但與蛭石之間差異不顯著(P>0.05);處理時(shí)間為5 min時(shí)生根數(shù)很小，顯著低于5 s和30 min的，而5 s和30 min之間差異不顯著(P>0.05);質(zhì)量濃度為1 000 mg·L-1時(shí)生根數(shù)很大，為500 mg·L-1時(shí)生根數(shù)很小。

表4 正交試驗(yàn)方差分析

表5 不同因素處理下生根性狀及多重比較

注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫(xiě)字母表示同一因素不同水平間在0.05水平上差異顯著。

2.3 不同因素對(duì)組培苗很長(zhǎng)根長(zhǎng)的影響

由表4可以看出，各處理因素下組培苗很長(zhǎng)根長(zhǎng)的均方比由大到小的順序?yàn)榛|(zhì)、生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑種類、質(zhì)量濃度、處理時(shí)間，除處理時(shí)間對(duì)很長(zhǎng)根長(zhǎng)影響不顯著(P>0.05)外，其他3個(gè)因素對(duì)很長(zhǎng)根長(zhǎng)皆有顯著影響(P<0.05)。

由表5可知，基質(zhì)為草炭時(shí)很長(zhǎng)根長(zhǎng)很大，顯著高于蛭石和珍珠巖(P<0.05);經(jīng)ABT生根粉1號(hào)處理的很長(zhǎng)根長(zhǎng)顯著高于經(jīng)IBA和NAA處理的(P<0.05)，經(jīng)NAA處理的根長(zhǎng)很小;質(zhì)量濃度為500、2 000 mg·L-1時(shí)的根長(zhǎng)顯著高于質(zhì)量濃度為1 000 mg·L-1時(shí)的(P<0.05)，但兩者間差異不顯著(P>0.05)。

2.4 不同因素對(duì)組培苗根系活力的影響

在根系活力方面，各處理因素下組培苗根系活力均方比由大到小順序?yàn)樯L(zhǎng)調(diào)節(jié)劑種類、質(zhì)量濃度、基質(zhì)、處理時(shí)間，4個(gè)因素對(duì)根系活力皆有顯著影響(P<0.05)(表4)。

由表5可知，經(jīng)IBA處理的根系活力很強(qiáng)，顯著高于經(jīng)NAA和ABT生根粉1號(hào)處理的(P<0.05);質(zhì)量濃度為1 000 mg·L-1時(shí)的根系活力顯著高于500、2 000 mg·L-1時(shí)的(P<0.05)，質(zhì)量濃度為500、2 000 mg·L-1之間差異不顯著(P>0.05);經(jīng)基質(zhì)蛭石處理的根系活力很大，顯著高于經(jīng)珍珠巖處理的(P<0.05)，但與經(jīng)草炭處理之間差異未達(dá)顯著水平(P>0.05);處理時(shí)間為5 s和30 min的根系活力均顯著高于5 min的(P<0.05)，但5 s和30 min之間差異不顯著(P>0.05)。

2.5 生根效果分析

根據(jù)方差分析和多重比較分析可以看出，在輪生冬青組培苗微枝試管外生根過(guò)程中，生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑IBA在生根率、生根數(shù)以及根系活力方面都有很佳的效果;質(zhì)量濃度為500 mg·L-1時(shí)，生根率及很長(zhǎng)根長(zhǎng)效果很佳;處理時(shí)間為5 s和30 min時(shí)組培苗生根率、生根數(shù)、很長(zhǎng)根長(zhǎng)以及根系活力效果均較佳;基質(zhì)草炭在生根率、生根數(shù)、很長(zhǎng)根長(zhǎng)及根系活力方面都有很佳的生根效果。

2.6 生根效果的綜合評(píng)價(jià)

表6顯示，各處理綜合隸屬函數(shù)值由大到小排序?yàn)樘幚?、處理6、處理7、處理9、處理1、處理4、處理8、處理2、處理3。由此可見(jiàn)，處理5綜合效果很好，根據(jù)每個(gè)處理的平均值進(jìn)行極差分析(表7)，極差(R)值由大到小的排序?yàn)樯L(zhǎng)調(diào)節(jié)劑種類(1.891)、基質(zhì)類型(1.763)、處理時(shí)間(0.545)、生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑質(zhì)量濃度(0.121)，這說(shuō)明生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑種類對(duì)輪生冬青組培苗微枝試管外生根的生根效果影響很大，基質(zhì)類型次之，之后是處理時(shí)間，質(zhì)量濃度對(duì)生根的影響很小。依據(jù)隸屬函數(shù)法得出的很佳生根效果方案為A2B1C3D1。

表6 不同處理隸屬函數(shù)值

表7 綜合隸屬函數(shù)值極差分析

注:K為不同處理中各個(gè)因素對(duì)應(yīng)的各個(gè)水平的數(shù)值之和;k為K的平均值;R為極差。

3 結(jié)論與討論

生根劑的使用可以促進(jìn)插穗根部細(xì)胞的分生和分化，同時(shí)還能影響營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的分配，使下切口變成營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的中心吸收區(qū)域，進(jìn)而促進(jìn)了愈傷組織和不定根的形成[13]。方差分析表明，生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑種類在生根率和生根數(shù)方面的F值很大，隸屬函數(shù)值極差分析顯示：生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑種類對(duì)生根效果影響很大。正交試驗(yàn)多重比較與隸屬函數(shù)法皆表明，IBA有很強(qiáng)生根綜合效果，ABT生根粉1號(hào)效果次之，NAA效果很差。

生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑質(zhì)量濃度在生根過(guò)程中也扮演著不容忽視的角色。正交試驗(yàn)多重比較顯示生根率及很長(zhǎng)根長(zhǎng)隨質(zhì)量濃度升高出現(xiàn)先減少后增加的趨勢(shì)，生根數(shù)量和根系活力卻隨著質(zhì)量濃度的升高先增加后減少，質(zhì)量濃度為500 mg·L-1時(shí)，生根率及很長(zhǎng)根長(zhǎng)有很大值。這與王麗英等[14]在不同生根劑對(duì)輪生冬青嫩枝扦插的影響研究中的結(jié)果相似，其研究表明，在生根數(shù)量方面，當(dāng)生根劑種類一定時(shí)，IBA和ABT的生根數(shù)量隨質(zhì)量濃度升高均呈現(xiàn)先增多后減少的趨勢(shì)。這說(shuō)明低質(zhì)量濃度生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑可以誘導(dǎo)生根發(fā)生，而較高質(zhì)量濃度生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑可以促進(jìn)不定根數(shù)量增加。隸屬函數(shù)值極差分析結(jié)果顯示，低質(zhì)量濃度時(shí)輪生冬青組培苗有很佳生根效果，但3種質(zhì)量濃度之間的生根效果差異不顯著，分析顯示，生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑質(zhì)量濃度對(duì)于生根效果影響很小。綜合試驗(yàn)結(jié)果及生產(chǎn)成本，生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑質(zhì)量濃度選擇500 mg·L-1時(shí)既能獲取較好的生根效果，又能降低生產(chǎn)成本。

生根效果與處理時(shí)間也有很大關(guān)系。多重比較顯示，短時(shí)間速蘸(5s)和長(zhǎng)時(shí)間浸泡(30min)處理時(shí)輪生冬青組培苗都具有很強(qiáng)生根效果，隸屬函數(shù)極差分析顯示，30 min浸泡處理相較于5 s速蘸，生根效果更勝一籌。在本研究中，獲得92.22%很佳生根率的五號(hào)處理設(shè)置的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理時(shí)間為30min浸泡。結(jié)合實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果和數(shù)據(jù)分析，認(rèn)為很佳處理時(shí)間應(yīng)選擇30 min浸泡。

生根效果同樣還深受基質(zhì)的影響。基質(zhì)不僅有固定和支撐插穗等很基本的作用，很重要的是還能給插穗提供一個(gè)有著充足的水分、空氣和養(yǎng)分的適宜的生根環(huán)境。基質(zhì)的物理性質(zhì)決定了插穗的生根環(huán)境，從而影響?zhàn)B分與水分的供應(yīng)、運(yùn)輸和根系的生長(zhǎng)。方差分析顯示，基質(zhì)種類在很長(zhǎng)根長(zhǎng)方面F值很大，因此，基質(zhì)種類對(duì)于根系生長(zhǎng)有極大的影響。本試驗(yàn)選擇草炭、蛭石、珍珠巖3種常用基質(zhì)，這3種基質(zhì)的透氣性、保水性、排水性、養(yǎng)分含量也各不相同。多重比較與隸屬函數(shù)分析都表明，基質(zhì)為草炭時(shí)生根效果很佳，這可能與草炭富含營(yíng)養(yǎng)有關(guān)。基質(zhì)為蛭石時(shí)生根效果次之，基質(zhì)為珍珠巖時(shí)生根效果很不理想，這與梔子組培苗的研究結(jié)果相似，但與紅葉石楠組培苗、烏飯樹(shù)組培苗研究結(jié)果不一致，這說(shuō)明不同基質(zhì)對(duì)于不同植物的生根影響也不同。

通過(guò)方差分析和多重比較，以及隸屬函數(shù)法綜合考慮生根效果及實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用，輪生冬青組培苗微枝試管外生根的很佳方案為A2B1C3D1，即生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑種類為IBA,質(zhì)量濃度為500 mg·L-1，處理時(shí)間為30 min浸泡，基質(zhì)選用草炭。本研究為輪生冬青組培苗很佳生根方案的初步優(yōu)選，輪生冬青擁有極好的應(yīng)用前景和市場(chǎng)需求，其生根研究對(duì)于其擴(kuò)繁極為關(guān)鍵，未來(lái)也需繼續(xù)探討溫度、濕度和光照等其他因素對(duì)組培苗微枝試管外生根的影響，為其廣泛利用提供理論依據(jù)。