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轮生冬青组培苗微枝试管外生根技术

文章作者:zhuobo 发布时间:2020-10-16 11:28:41 浏览次数:0

  轮生冬青是冬青科冬青属落叶灌木,秋冬季节艳丽通红的浆果挂满枝头,经冬不落,红果期4~6个月。其具有很强的耐寒性和一定的耐热性,可在我国大部分地区生长,是重要的景观和切枝观果树种。轮生冬青作为国内新引进的观果树种,未来在北方园林绿化、家庭园艺和切枝观赏方面具有广泛用途,应用前景广阔。

  轮生冬青已选育一些品种,品种推广离不开快繁技术。通过植物组织培养技术可显著减少繁殖材料使用量,实现周年生产,其中试管苗生根又是组培快繁的必经过程,因此,试管苗生根技术研究对于品种推广意义重大。组培苗微枝试管外生根技术不仅可以减少一次无菌操作的步骤,简化组培程序,提高培养空间,还能降低生产成本,改善生根繁殖情况,解决组培工厂化育苗生根的难题。目前,国内在组培苗微枝试管外生根技术方面尚未有相关报道,比较了不同基本培养基、继代周期及继代次数对轮生冬青生长分化的影响,在轮生冬青离体快繁体系中研究了继代培养一代的增殖率及生长分化情况,研究了北美冬青扦插繁殖技术和组织培养繁殖技术,本研究将从生长调节剂和基质两方面来优化轮生冬青组培苗微枝试管外生根技术,从而降低生产成本,以期为实现轮生冬青工厂化育苗提供依据。

  1 材料与方法

  1.1 试验设计

  试验材料为江苏省林业科学院提供的轮生冬青‘奥斯特’组培苗。参考课题组前期对于乌饭树组培苗瓶外生根的研究以及在卫矛组培技术研究中的试验设计,采用L9(34)正交表,设置生长调节剂种类、质量浓度、处理时间和基质4个因素,每种因素3个水平,不考虑交互作用(表1)。随机以50根插穗为1个处理,共有9组处理组合,重复3次。

  1.2 组培苗微枝试管外生根

  将基质装入49 cm×19 cm×13 cm的长形花盆中,选择生长健壮、长势一致的增殖苗,用剪刀剪去芽苗根部膨大部分,清水清洗根部,剪成长度约为3cm的茎段,根据试验设计分别对其进行生长调节剂处理,处理结束后用镊子将组培苗基部插入基质,深度为0.8~1.0 cm,覆盖薄膜保湿,膜内湿度保持在80%左右。置于温度25℃、光照2000~2 500 lx、光周期16 h的环境条件下培养,处理30d后调查统计各处理的生根率、生根数、很长根长,并进行根系活力的测定。

  表1 正交试验设计

  


  1.3 根系活力测定

  根系活力的测定使用TTC法制作标准曲线,称取根尖样品0.25 g进行试验,用分光光度计在波长485 nm下比色,以空白试验作参比测出吸光度,查标准曲线,即可求出四氮唑还原量。

  四氮唑还原强度=四氮唑还原量/(根质量×时间)。

  1.4 数据处理与分析

  利用SPSS16.0软件和Excel 2003对所测数据进行方差分析和多重比较,通过隶属函数法对生根效果进行综合评价。

  隶属函数值计算公式:

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

  式中:Xi为指标测定值;Xmin和Xmax分别为不同处理中某一指标的很小值和很大值。将测定值Xi利用公式换算成相应的隶属函数值R(Xi),并加和计算不同处理各指标综合隶属函数值。

  2 结果与分析

  2.1 不同因素对组培苗微枝试管外生根率的影响

  由表2可知,处理5生根率很高,可达92.222%;生根率极差分析显示,生根很佳组合为A2B1C3D1(表3),即选用质量浓度为500 mg·L-1的IBA溶液,30 min浸泡处理,基质选用草炭。各因素生根率极差值(R)表明,对轮生冬青组培苗微枝试管外生根率影响由大到小的因素为生长调节剂种类、基质、质量浓度、处理时间。

  表2 正交试验结果

  


  注:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别为同一处理的3次重复处理。

  表3 正交试验生根率极差分析

  


  注:k为不同处理中各因素对应的各水平生根率的均值;R为极差。

  通过方差分析(表4)可知,不同因素对生根率皆有显著影响(P<0.05),各处理因素均方比由大到小顺序为生长调节剂种类、基质、质量浓度、处理时间,其中生长调节剂种类和基质均方比远高于后两者。

  生长调节剂IBA处理下生根率很高(表5),显著高于经NAA处理和ABT生根粉1号处理的(P<0.05);基质选择草炭时生根率明显高于珍珠岩和蛭石(P<0.05);经500 mg·L-1处理的生根率很高;在处理时间方面,5 s和30 min的生根率显著高于10 min处理的(P<0.05),分别比10 min提高了5.185%和8.519%,但5 s和30 min之间差异不显著(P>0.05)。

  2.2 不同因素对组培苗生根数的影响

  由表4可看出,在生根数方面,各处理因素均方比由大到小顺序为生长调节剂种类、基质、处理时间、质量浓度。除质量浓度对幼苗生根数影响不显著(P>0.05)外,其他因素对生根数的影响均达显著水平(P<0.05)。

  表5表明,生长调节剂IBA处理下生根数很大,NAA处理和ABT生根粉1号处理之间差异不显著(P>0.05);基质草炭处理下生根数很大,显著高于珍珠岩处理的(P<0.05),但与蛭石之间差异不显著(P>0.05);处理时间为5 min时生根数很小,显著低于5 s和30 min的,而5 s和30 min之间差异不显著(P>0.05);质量浓度为1 000 mg·L-1时生根数很大,为500 mg·L-1时生根数很小。

  表4 正交试验方差分析

  


  表5 不同因素处理下生根性状及多重比较

  


  注:同列数据后不同小写字母表示同一因素不同水平间在0.05水平上差异显著。

  2.3 不同因素对组培苗很长根长的影响

  由表4可以看出,各处理因素下组培苗很长根长的均方比由大到小的顺序为基质、生长调节剂种类、质量浓度、处理时间,除处理时间对很长根长影响不显著(P>0.05)外,其他3个因素对很长根长皆有显著影响(P<0.05)。

  由表5可知,基质为草炭时很长根长很大,显著高于蛭石和珍珠岩(P<0.05);经ABT生根粉1号处理的很长根长显著高于经IBA和NAA处理的(P<0.05),经NAA处理的根长很小;质量浓度为500、2 000 mg·L-1时的根长显著高于质量浓度为1 000 mg·L-1时的(P<0.05),但两者间差异不显著(P>0.05)。

  2.4 不同因素对组培苗根系活力的影响

  在根系活力方面,各处理因素下组培苗根系活力均方比由大到小顺序为生长调节剂种类、质量浓度、基质、处理时间,4个因素对根系活力皆有显著影响(P<0.05)(表4)。

  由表5可知,经IBA处理的根系活力很强,显著高于经NAA和ABT生根粉1号处理的(P<0.05);质量浓度为1 000 mg·L-1时的根系活力显著高于500、2 000 mg·L-1时的(P<0.05),质量浓度为500、2 000 mg·L-1之间差异不显著(P>0.05);经基质蛭石处理的根系活力很大,显著高于经珍珠岩处理的(P<0.05),但与经草炭处理之间差异未达显著水平(P>0.05);处理时间为5 s和30 min的根系活力均显著高于5 min的(P<0.05),但5 s和30 min之间差异不显著(P>0.05)。

  2.5 生根效果分析

  根据方差分析和多重比较分析可以看出,在轮生冬青组培苗微枝试管外生根过程中,生长调节剂IBA在生根率、生根数以及根系活力方面都有很佳的效果;质量浓度为500 mg·L-1时,生根率及很长根长效果很佳;处理时间为5 s和30 min时组培苗生根率、生根数、很长根长以及根系活力效果均较佳;基质草炭在生根率、生根数、很长根长及根系活力方面都有很佳的生根效果。

  2.6 生根效果的综合评价

  表6显示,各处理综合隶属函数值由大到小排序为处理5、处理6、处理7、处理9、处理1、处理4、处理8、处理2、处理3。由此可见,处理5综合效果很好,根据每个处理的平均值进行极差分析(表7),极差(R)值由大到小的排序为生长调节剂种类(1.891)、基质类型(1.763)、处理时间(0.545)、生长调节剂质量浓度(0.121),这说明生长调节剂种类对轮生冬青组培苗微枝试管外生根的生根效果影响很大,基质类型次之,之后是处理时间,质量浓度对生根的影响很小。依据隶属函数法得出的很佳生根效果方案为A2B1C3D1。

  表6 不同处理隶属函数值

  


  表7 综合隶属函数值极差分析

  


  注:K为不同处理中各个因素对应的各个水平的数值之和;k为K的平均值;R为极差。

  3 结论与讨论

  生根剂的使用可以促进插穗根部细胞的分生和分化,同时还能影响营养物质的分配,使下切口变成营养物质的中心吸收区域,进而促进了愈伤组织和不定根的形成[13]。方差分析表明,生长调节剂种类在生根率和生根数方面的F值很大,隶属函数值极差分析显示:生长调节剂种类对生根效果影响很大。正交试验多重比较与隶属函数法皆表明,IBA有很强生根综合效果,ABT生根粉1号效果次之,NAA效果很差。

  生长调节剂质量浓度在生根过程中也扮演着不容忽视的角色。正交试验多重比较显示生根率及很长根长随质量浓度升高出现先减少后增加的趋势,生根数量和根系活力却随着质量浓度的升高先增加后减少,质量浓度为500 mg·L-1时,生根率及很长根长有很大值。这与王丽英等[14]在不同生根剂对轮生冬青嫩枝扦插的影响研究中的结果相似,其研究表明,在生根数量方面,当生根剂种类一定时,IBA和ABT的生根数量随质量浓度升高均呈现先增多后减少的趋势。这说明低质量浓度生长调节剂可以诱导生根发生,而较高质量浓度生长调节剂可以促进不定根数量增加。隶属函数值极差分析结果显示,低质量浓度时轮生冬青组培苗有很佳生根效果,但3种质量浓度之间的生根效果差异不显著,分析显示,生长调节剂质量浓度对于生根效果影响很小。综合试验结果及生产成本,生长调节剂质量浓度选择500 mg·L-1时既能获取较好的生根效果,又能降低生产成本。

  生根效果与处理时间也有很大关系。多重比较显示,短时间速蘸(5s)和长时间浸泡(30min)处理时轮生冬青组培苗都具有很强生根效果,隶属函数极差分析显示,30 min浸泡处理相较于5 s速蘸,生根效果更胜一筹。在本研究中,获得92.22%很佳生根率的五号处理设置的生长调节剂处理时间为30min浸泡。结合实际试验结果和数据分析,认为很佳处理时间应选择30 min浸泡。

  生根效果同样还深受基质的影响。基质不仅有固定和支撑插穗等很基本的作用,很重要的是还能给插穗提供一个有着充足的水分、空气和养分的适宜的生根环境。基质的物理性质决定了插穗的生根环境,从而影响养分与水分的供应、运输和根系的生长。方差分析显示,基质种类在很长根长方面F值很大,因此,基质种类对于根系生长有极大的影响。本试验选择草炭、蛭石、珍珠岩3种常用基质,这3种基质的透气性、保水性、排水性、养分含量也各不相同。多重比较与隶属函数分析都表明,基质为草炭时生根效果很佳,这可能与草炭富含营养有关。基质为蛭石时生根效果次之,基质为珍珠岩时生根效果很不理想,这与栀子组培苗的研究结果相似,但与红叶石楠组培苗、乌饭树组培苗研究结果不一致,这说明不同基质对于不同植物的生根影响也不同。

  通过方差分析和多重比较,以及隶属函数法综合考虑生根效果及实际生产应用,轮生冬青组培苗微枝试管外生根的很佳方案为A2B1C3D1,即生长调节剂种类为IBA,质量浓度为500 mg·L-1,处理时间为30 min浸泡,基质选用草炭。本研究为轮生冬青组培苗很佳生根方案的初步优选,轮生冬青拥有极好的应用前景和市场需求,其生根研究对于其扩繁极为关键,未来也需继续探讨温度、湿度和光照等其他因素对组培苗微枝试管外生根的影响,为其广泛利用提供理论依据。

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