輪生冬青組培苗微枝試管外生根技術(shù)

文章作者：騰昊科技發(fā)布時間：2021-09-07 13:39:33 瀏覽次數(shù)：2330次

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個月。其具有很強的耐寒性和一定的耐熱性，可在我國大部分地區(qū)生長，是重要的景觀和切枝觀果樹種。輪生冬青作為國內(nèi)新引進的觀果樹種，未來在北方園林綠化、家庭園藝和切枝觀賞方面具有廣泛用途，應(yīng)用前景廣闊。

輪生冬青已選育一些品種，品種推廣離不開快繁技術(shù)。通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)可顯著減少繁殖材料使用量，實現(xiàn)周年生產(chǎn)，其中試管苗生根又是組培快繁的必經(jīng)過程，因此，試管苗生根技術(shù)研究對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菌操作的步驟，簡化組培程序，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)報道，比較了不同基本培養(yǎng)基、繼代周期及繼代次數(shù)對輪生冬青生長分化的影響，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)，本研究將從生長調(diào)節(jié)劑和基質(zhì)兩方面來優(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 試驗設(shè)計

試驗材料為江蘇省林業(yè)科學(xué)院提供的輪生冬青‘奧斯特’組培苗。參考課題組前期對于烏飯樹組培苗瓶外生根的研究以及在衛(wèi)矛組培技術(shù)研究中的試驗設(shè)計，采用L9(34)正交表，設(shè)置生長調(diào)節(jié)劑種類、質(zhì)量濃度、處理時間和基質(zhì)4個因素，每種因素3個水平，不考慮交互作用(表1)。隨機以50根插穗為1個處理，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的長形花盆中，選擇生長健壯、長勢一致的增殖苗，用剪刀剪去芽苗根部膨大部分，清水清洗根部，剪成長度約為3cm的莖段，根據(jù)試驗設(shè)計分別對其進行生長調(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)計各處理的生根率、生根數(shù)、很長根長，并進行根系活力的測定。

表1 正交試驗設(shè)計

1.3 根系活力測定

根系活力的測定使用TTC法制作標(biāo)準(zhǔn)曲線，稱取根尖樣品0.25 g進行試驗，用分光光度計在波長485 nm下比色，以空白試驗作參比測出吸光度，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對所測數(shù)據(jù)進行方差分析和多重比較，通過隸屬函數(shù)法對生根效果進行綜合評價。

隸屬函數(shù)值計算公式：

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

式中：Xi為指標(biāo)測定值;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調(diào)節(jié)劑種類、基質(zhì)、質(zhì)量濃度、處理時間。

表2 正交試驗結(jié)果

注：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別為同一處理的3次重復(fù)處理。

表3 正交試驗生根率極差分析

注：k為不同處理中各因素對應(yīng)的各水平生根率的均值;R為極差。

通過方差分析(表4)可知，不同因素對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為生長調(diào)節(jié)劑種類、基質(zhì)、質(zhì)量濃度、處理時間，其中生長調(diào)節(jié)劑種類和基質(zhì)均方比遠(yuǎn)高于后兩者。

生長調(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號處理的(P<0.05);基質(zhì)選擇草炭時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為生長調(diào)節(jié)劑種類、基質(zhì)、處理時間、質(zhì)量濃度。除質(zhì)量濃度對幼苗生根數(shù)影響不顯著(P>0.05)外，其他因素對生根數(shù)的影響均達(dá)顯著水平(P<0.05)。

表5表明，生長調(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);處理時間為5 min時生根數(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時生根數(shù)很大，為500 mg·L-1時生根數(shù)很小。

表4 正交試驗方差分析

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 不同因素對組培苗很長根長的影響

由表4可以看出，各處理因素下組培苗很長根長的均方比由大到小的順序為基質(zhì)、生長調(diào)節(jié)劑種類、質(zhì)量濃度、處理時間，除處理時間對很長根長影響不顯著(P>0.05)外，其他3個因素對很長根長皆有顯著影響(P<0.05)。

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

2.4 不同因素對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為生長調(diào)節(jié)劑種類、質(zhì)量濃度、基質(zhì)、處理時間，4個因素對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，顯著高于經(jīng)NAA和ABT生根粉1號處理的(P<0.05);質(zhì)量濃度為1 000 mg·L-1時的根系活力顯著高于500、2 000 mg·L-1時的(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程中，生長調(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，生根率及很長根長效果很佳;處理時間為5 s和30 min時組培苗生根率、生根數(shù)、很長根長以及根系活力效果均較佳;基質(zhì)草炭在生根率、生根數(shù)、很長根長及根系活力方面都有很佳的生根效果。

2.6 生根效果的綜合評價

表6顯示，各處理綜合隸屬函數(shù)值由大到小排序為處理5、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，處理5綜合效果很好，根據(jù)每個處理的平均值進行極差分析(表7)，極差(R)值由大到小的排序為生長調(diào)節(jié)劑種類(1.891)、基質(zhì)類型(1.763)、處理時間(0.545)、生長調(diào)節(jié)劑質(zhì)量濃度(0.121)，這說明生長調(diào)節(jié)劑種類對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，之后是處理時間，質(zhì)量濃度對生根的影響很小。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為不同處理中各個因素對應(yīng)的各個水平的數(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插穗根部細(xì)胞的分生和分化，同時還能影響營養(yǎng)物質(zhì)的分配，使下切口變成營養(yǎng)物質(zhì)的中心吸收區(qū)域，進而促進了愈傷組織和不定根的形成[13]。方差分析表明，生長調(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：生長調(diào)節(jié)劑種類對生根效果影響很大。正交試驗多重比較與隸屬函數(shù)法皆表明，IBA有很強生根綜合效果，ABT生根粉1號效果次之，NAA效果很差。

生長調(diào)節(jié)劑質(zhì)量濃度在生根過程中也扮演著不容忽視的角色。正交試驗多重比較顯示生根率及很長根長隨質(zhì)量濃度升高出現(xiàn)先減少后增加的趨勢，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，生根率及很長根長有很大值。這與王麗英等[14]在不同生根劑對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，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。這說明低質(zhì)量濃度生長調(diào)節(jié)劑可以誘導(dǎo)生根發(fā)生，而較高質(zhì)量濃度生長調(diào)節(jié)劑可以促進不定根數(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，生長調(diào)節(jié)劑質(zhì)量濃度對于生根效果影響很小。綜合試驗結(jié)果及生產(chǎn)成本，生長調(diào)節(jié)劑質(zhì)量濃度選擇500 mg·L-1時既能獲取較好的生根效果，又能降低生產(chǎn)成本。

生根效果與處理時間也有很大關(guān)系。多重比較顯示，短時間速蘸(5s)和長時間浸泡(30min)處理時輪生冬青組培苗都具有很強生根效果，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%很佳生根率的五號處理設(shè)置的生長調(diào)節(jié)劑處理時間為30min浸泡。結(jié)合實際試驗結(jié)果和數(shù)據(jù)分析，認(rèn)為很佳處理時間應(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)、運輸和根系的生長。方差分析顯示，基質(zhì)種類在很長根長方面F值很大，因此，基質(zhì)種類對于根系生長有極大的影響。本試驗選擇草炭、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)為草炭時生根效果很佳，這可能與草炭富含營養(yǎng)有關(guān)?；|(zhì)為蛭石時生根效果次之，基質(zhì)為珍珠巖時生根效果很不理想，這與梔子組培苗的研究結(jié)果相似，但與紅葉石楠組培苗、烏飯樹組培苗研究結(jié)果不一致，這說明不同基質(zhì)對于不同植物的生根影響也不同。

通過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，即生長調(diào)節(jié)劑種類為IBA,質(zhì)量濃度為500 mg·L-1，處理時間為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)用前景和市場需求，其生根研究對于其擴繁極為關(guān)鍵，未來也需繼續(xù)探討溫度、濕度和光照等其他因素對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)。

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