如何提高洋蔥根部生長速度的研究

謝美華，李 霖，楊海艷，郭淑媛陳莉莉，宋信信，胡永濤，范樹國

(1.楚雄師范學(xué)院化學(xué)與生命科學(xué)系，云南 楚雄 675000;2.云南省高校應(yīng)用生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南 楚雄 675000;3.楚雄醫(yī)藥高等?？茖W(xué)校信息中心，云南 楚雄 675000)

洋蔥 (Allium cepa)是百合科的草本植物。洋蔥根尖是生物實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中常用的實(shí)驗(yàn)材料，生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中需要大量的洋蔥根尖以滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要。在培養(yǎng)洋蔥根尖的過程中，常遇到洋蔥根尖的生長速度太慢的情況，如何提高洋蔥根尖的生長速度方面的研究報(bào)道也相對較少［1—3］。

植物生長調(diào)節(jié)劑是能刺激細(xì)胞分裂和伸長的一類化合物的總稱，其濃度過低不能起到促進(jìn)的效果，濃度過高會抑制細(xì)胞的生長。為了能在短時(shí)間內(nèi)使洋蔥根部長到適合長度，本文利用吲哚乙酸 (IAA)、6－芐氨基腺嘌呤 (6－BA)、萘乙酸 (NAA)這三種實(shí)驗(yàn)室常用的植物生長調(diào)節(jié)劑，以不同濃度、不同處理時(shí)間和不同培養(yǎng)溫度三個(gè)因素設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)，分別在沙和水兩種培養(yǎng)基質(zhì)進(jìn)行培養(yǎng)，來探究如何提高洋蔥根部的生長速度，從而為需用洋蔥根尖的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備提供一定的參考。

1 實(shí)驗(yàn)材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料、試劑與設(shè)備

洋蔥;IAA溶液;6－BA溶液;NAA溶液;恒溫培養(yǎng)箱、分析天平、游標(biāo)卡尺、培養(yǎng)瓶。

1.2 方法

1.2.1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

研究不同的植物生長調(diào)節(jié)劑、處理時(shí)間和培養(yǎng)溫度三個(gè)因素對洋蔥生根率的影響，采用L9(34)正交設(shè)計(jì)進(jìn)行試驗(yàn)，觀察各因素對洋蔥生根的影響，因素與水平設(shè)計(jì)見表1。因素A、B、C是三個(gè)平行因素，分別與因素D、E組合。

表1 因素與水平Table 1 factors and levels

1.2.2 洋蔥生根試驗(yàn)

選取當(dāng)年采收飽滿光亮且鱗莖盤大的洋蔥，用刀片將底部鱗片輕輕割去一薄層，且避免傷害根芽［4］。按正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)處理兩個(gè)大組:一組培養(yǎng)在放有水的培養(yǎng)瓶中，每隔兩天換一次煮沸后并冷卻的自來水;一組培養(yǎng)在沙中，定期檢查保證沙子濕潤。每個(gè)處理重復(fù)三次。

1.3 數(shù)據(jù)分析

每隔兩天統(tǒng)計(jì)一次水中培養(yǎng)洋蔥的生根數(shù)，沙中培養(yǎng)的洋蔥第15天進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。Excel處理數(shù)據(jù)，利用SPSS 17.0軟件進(jìn)行方差分析。

表2 正交試驗(yàn)結(jié)果 (水中)Table 2 The result of orthogonal test(in water)

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 洋蔥在培養(yǎng)基質(zhì)水中的正交試驗(yàn)結(jié)果分析

按正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)組合進(jìn)行，在培養(yǎng)基質(zhì)水中進(jìn)行培養(yǎng)，第15天對洋蔥所生的根長進(jìn)行測量，正交試驗(yàn)的結(jié)果如表2所示。根據(jù)極差R的判斷，ADE因素組合中，3個(gè)因素對洋蔥根長的影響大小依次為培養(yǎng)溫度＞處理時(shí)間＞植物生長調(diào)節(jié)劑IAA。BDE、CDE因素組合中，3個(gè)因素對洋蔥根長的影響大小依次都為培養(yǎng)溫度＞植物生長調(diào)節(jié)劑6－BA和NAA＞處理時(shí)間。

通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行直觀分析，根長得最快的方法是試驗(yàn)編號26(C3D2E1)，即用150mg/L植物生長調(diào)節(jié)劑NAA處理5分鐘，20℃培養(yǎng)。從表3的方差分析可以看出，在本試驗(yàn)所研究的范圍內(nèi)，溫度對洋蔥的根長在1%差異水平有極顯著的影響，室溫下洋蔥根長 (Mean±SE)為2.54±0.44cm，25℃時(shí)1.57±1.27cm，30℃時(shí)1.33±0.26cm。三種植物生長調(diào)節(jié)劑和處理時(shí)間這兩個(gè)因素對洋蔥根的生長速度沒有顯著性的影響。

表3 方差分析表 (水中)Table 3 The table of variance analysis(in water)

表4 正交試驗(yàn)結(jié)果 (沙中)Table 4 The result of orthogonal test(in sand)

2.2 水中最優(yōu)條件的驗(yàn)證試驗(yàn)

選取表2中篩選出的最適宜條件驗(yàn)證正交試驗(yàn)優(yōu)選的洋蔥根部生長較快條件的穩(wěn)定性，做3組平行實(shí)驗(yàn)，每組3個(gè)重復(fù)。試驗(yàn)結(jié)果表明，平均生根率為2.31±0.66，試驗(yàn)結(jié)果的重復(fù)性較好。

2.3 洋蔥在培養(yǎng)基質(zhì)沙中的正交試驗(yàn)結(jié)果分析

按正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)組合進(jìn)行處理，在培養(yǎng)基質(zhì)沙中進(jìn)行培養(yǎng)，培養(yǎng)的第15天對洋蔥的根長進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，正交試驗(yàn)的結(jié)果如表4所示，根據(jù)極差R的判斷，三種植物生長調(diào)節(jié)劑對洋蔥根長的影響不一樣。在ADE因素組合中，3個(gè)因素對洋蔥根長的影響大小依次為培養(yǎng)溫度＞處理時(shí)間＞植物生長調(diào)節(jié)劑IAA。BDE、CDE因素組合中，3個(gè)因素對洋蔥根長的影響大小依次都為培養(yǎng)溫度＞植物生長調(diào)節(jié)劑6－BA和NAA＞處理時(shí)間。

通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行直觀分析，根長得最快的方法是試驗(yàn)編號24(B1D2E2)，即用50mg/L植物生長調(diào)節(jié)劑6－BA處理5分鐘，25℃培養(yǎng)。從表5的方差分析可以看出，在本試驗(yàn)所研究的范圍內(nèi)，溫度在1%差異水平對洋蔥的根長有極顯著地影響，室溫下洋蔥根長 (Mean±SE)為6.65±0.82cm，25℃時(shí)4.91±1.06cm，30℃時(shí)1.13±1.73cm。植物生長調(diào)節(jié)劑處理時(shí)間對洋蔥的根長在2.8%差異水平對洋蔥的根長有顯著地影響，植物生長調(diào)節(jié)劑速蘸根長 (Mean±SE)為6.06±1.08cm，處理5分鐘時(shí)3.91±0.91cm，處理10分鐘時(shí)2.73±0.73cm。植物生長調(diào)節(jié)劑的種類對洋蔥的生根速度沒有顯著的影響。

表5 方差分析表 (水中)Table 5 The table of variance analysis(in water)

表6 方差分析表 (水中和沙中比較)Table 6 The table of variance analysis(in sand and water)

2.4 沙中最優(yōu)條件的驗(yàn)證試驗(yàn)

選取表4中篩選出的最適宜條件驗(yàn)證正交試驗(yàn)優(yōu)選的洋蔥根部生長較快條件的穩(wěn)定性，做3組平行實(shí)驗(yàn)，每組3個(gè)重復(fù)。試驗(yàn)結(jié)果表明，平均生根率為12.46±0.97，試驗(yàn)結(jié)果的重復(fù)性較好。

2.5 洋蔥在培養(yǎng)基質(zhì)水和沙中生根速度的方差分析結(jié)果

兩種培養(yǎng)基質(zhì)水和沙中培養(yǎng)的洋蔥第15天的根長進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并方差分析，結(jié)果表明培養(yǎng)基質(zhì)沙對洋蔥的生根速度在1%差異水平達(dá)到極顯著差異 (見表6)。

3 討論

利用洋蔥根尖作為試驗(yàn)材料在生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)領(lǐng)域廣泛使用，正交試驗(yàn)結(jié)果表明:以水為培養(yǎng)基質(zhì)進(jìn)行培養(yǎng)時(shí)，使洋蔥根部快速生長的最佳方法是用150 mg/L植物生長調(diào)節(jié)劑NAA處理5分鐘，室溫下培養(yǎng);以沙為培養(yǎng)基質(zhì)進(jìn)行培養(yǎng)時(shí)，使洋蔥根部快速生長的最佳方法是用50mg/L植物生長調(diào)節(jié)劑6－BA處理5分鐘，25℃培養(yǎng);培養(yǎng)基質(zhì)沙對洋蔥的生根速度與培養(yǎng)基質(zhì)水在1%差異水平達(dá)到極顯著差異。

通過方差分析，在本試驗(yàn)所研究的范圍內(nèi)，溫度對洋蔥根部的生長有顯著性的影響。以水作為培養(yǎng)基質(zhì)進(jìn)行培養(yǎng)，室溫洋蔥根長 (Mean±SE)為2.54±0.44cm，25℃時(shí)1.57±1.27cm，30℃時(shí)1.33±0.26cm。三種植物生長調(diào)節(jié)劑和處理時(shí)間這兩個(gè)因素對洋蔥根的生長速度沒有顯著性的影響。

室溫有晝夜溫差，試驗(yàn)期間當(dāng)?shù)匕滋鞖鉁丶s22℃，夜晚約12℃，推測洋蔥培養(yǎng)的過程中有一定的溫差對洋蔥的根部的生長是有利的，25℃、30℃恒溫培養(yǎng)生根部相對生長得慢。溫度過高也容易造成洋蔥根部的腐爛。所以在培養(yǎng)洋蔥根尖時(shí)，應(yīng)有一定的溫差且溫度不能太高，從而省去對諸如培養(yǎng)箱等設(shè)備的要求。

為了使洋蔥根部生長較快，可以選取沙作為培養(yǎng)基質(zhì)，培養(yǎng)期間要保證沙子保持濕潤，沙子培養(yǎng)還省去了水中培養(yǎng)隔天換水的麻煩。鱗莖盤大小對洋蔥的生根數(shù)量也有明顯的影響，鱗莖盤直徑大，生根數(shù)量就多。所以，在培養(yǎng)洋蔥根尖時(shí)盡量挑選鱗莖盤大的洋蔥來進(jìn)行培養(yǎng)生根。

［1］楊義，蔣美瓊.不同沼液濃度對洋蔥生根的影響 ［J］.中學(xué)生物學(xué)，2007，23(6):29—31.

［2］韓金云.提高洋蔥生根率的研究 ［J］.生物學(xué)通報(bào)，1993，28(12):33—34.

［3］張健.洋蔥的選擇、培養(yǎng)、處理和實(shí)驗(yàn)技巧 ［J］.實(shí)驗(yàn)教學(xué)與儀器，2008(5):35.

［4］岳虹.快速培養(yǎng)洋蔥根尖 ［J］.太原師范?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2000，(4):15.