滅草煙在甘蔗組培苗生根階段濃度篩選試驗

何慧怡，樊麗娜，齊永文，勞方業(yè)，陳勇生

(廣東省生物工程研究所(廣州甘蔗糖業(yè)研究所) 廣東省甘蔗改良與生物煉制重點實驗室，廣東廣州510316)

0 引言

甘蔗(Saccharum spp.)是我國最為重要的糖料作物，在甘蔗生產中，蔗田雜草是影響甘蔗產量的重要因素之一[1]，如防除不及時而造成雜草與甘蔗爭光搶肥，受害嚴重的甘蔗田塊可造成減產30%～70%[2]。人工除草費時費力，除草劑作為一種化學除草方法，省時省力節(jié)約勞動力成本，是目前蔗田的主要除草措施[3]。噴施除草劑可以有效防治蔗田雜草，但是除草劑的施用會對甘蔗的葉片造成傷害，從而影響其生長[4]。因此，在生產上對具有除草劑抗性的甘蔗品種需求越來越大。

滅草煙(咪唑煙酸，Imazapyr)是由美國氰胺公司開發(fā)的一種具有較長殘留活性的廣譜性除草劑，對一年生和多年生的禾本科、闊葉科、莎草科雜草及多種灌木和落葉樹有活性[5]。目前在轉基因作物的篩選上也有一些應用[6-8]。隨著近年來出現(xiàn)的誘變育種及轉基因育種等新育種方法[9-12]，通過選育具除草劑抗性的甘蔗品種可以縮短育種年限，提高育種效率。因此，確定滅草煙在甘蔗組培階段的篩選濃度，對誘變育種或轉基因育種等后期抗性篩選階段具有一定的積極意義[13]。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

甘蔗品種ROC22增殖階段的組培苗；

滅草煙(粉劑，有效成分為咪唑煙酸)，美國氰胺公司產品。

1.2 試驗方法

把 ROC22增殖階段的組培苗接入含有滅草煙0.3、0.5、0.8、1.2、1.6、2.0、2.5 μmol/L 的促根培養(yǎng)基里。對照組不加滅草煙。每瓶培養(yǎng)基接入3叢小苗，每個處理設 3個重復。3周后調查小苗的生長情況。致死率=(死亡的小苗叢數(shù)/接種的小苗叢數(shù))×100%；生根率=(生根的小苗叢數(shù)/接種的小苗叢數(shù))×100%。

1.3 統(tǒng)計分析方法

利用DPS軟件對相關數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，平均數(shù)(3次重復)后列出標準誤(SE)，多重比較使用鄧肯氏新復極差檢驗法(DMRT法)。

2 結果與分析

2.1 不同濃度滅草煙對甘蔗小苗的致死情況

不同濃度滅草煙對甘蔗小苗的致死情況見圖1。隨著滅草煙濃度的升高甘蔗小苗的死亡率也隨之升高，在滅草煙濃度為1.6、2.0、2.5 μmol/L時，甘蔗小苗的死亡率分別為 48.9%、48.3%、53.2%，而且三者之間差異不顯著，說明這3個濃度對小苗的致死情況都接近半致死濃度2.1 μmol/L。

2.2 不同濃度滅草煙對甘蔗小苗生根及生長情況的影響

圖1 不同濃度滅草煙處理下甘蔗小苗的致死率

不同濃度滅草煙處理下甘蔗小苗的生根情況見圖 2。滅草煙對甘蔗小苗生根的影響較為顯著，在滅草煙濃度為0.5 μmol/L時甘蔗小苗的生根率只有27.6%，遠小于半數(shù)，而滅草煙濃度≥1.2 μmol/L的時候，甘蔗小苗的生根率均為0。

甘蔗小苗的生長狀況見表1、圖3和圖4。小苗在滅草煙濃度為0.3～0.8 μmol/L時，每叢甘蔗小苗的生根條數(shù)雖然沒有明顯差別，但是根的平均長度隨著處理濃度的升高而下降，而且差異達到顯著水平。在最低滅草煙濃度0.3 μmol/L處理下，小苗的各種生長狀況與對照組都有明顯差別，小苗雖然個別還有假莖，但是長度明顯比對照組短。在滅草煙濃度為0.5 μmol/L以上時，小苗長得都比較矮小，沒有假莖，而且綠葉片數(shù)也明顯減少。

3 結論

從滅草煙對 ROC22增殖階段組培苗的致死率看，處理濃度越高致死率越高。當滅草煙的處理濃度為1.6～2.5 μmol/L時，致死率都接近50%，小苗的生長狀況都很差，沒有假莖也沒有長根，而且綠色葉片很少。當滅草煙處理濃度為0.5 μmol/L時小苗生根率已經不到50%，綠葉數(shù)顯著減少。處理濃度為0.8 μmol/L時生根率顯著下降，只有9.6%，而且根的長度也顯著變短，當處理濃度為 1.2 μmol/L以上時，小苗的生根率均為 0。所以綜合致死率和苗的生根及生長情況分析，滅草煙濃度為1.2 μmol/L的時候，小苗能部分存活但不能長根，因此適合對ROC22增殖階段小苗進行篩選的滅草煙處理濃度為1.2 μmol/L。

圖2 不同濃度滅草煙處理3周后甘蔗小苗的生根率

表1 不同濃度滅草煙處理3周甘蔗小苗生根及生長的情況

圖3 在不同濃度滅草煙處理3周甘蔗瓶苗的生長狀況

圖4 不同濃度滅草煙處理3周甘蔗小苗的生根情況

4 討論

在除草劑篩選濃度的選擇上，李庚虎等認為除草劑 Basta對木薯發(fā)根的抑制作用明顯，在篩選時應選擇半致死濃度作為篩選壓[14]。羅素蘭等認為除草劑 PPT對番茄試管苗的生根產生強烈的抑制作用，應選擇使葉片完全白化、整株植株枯死的濃度作為篩選濃度[15]。對于甘蔗組培苗應選擇植株不能生根，大部分葉片先白化，隨后植株黃化死亡的濃度作為遺傳轉化生根階段的篩選濃度[16]。張敏等認為應選擇非抗性大豆植株的生長受到強烈抑制的滅草煙濃度作為篩選濃度[17]。筆者認為組培苗在前期的增殖階段已經經過篩選，在促根階段可以加大篩選壓，選擇非抗性植株不能生根，生長嚴重受阻的濃度作為篩選濃度，而不應再以半致死濃度作為篩選標準。

在用除草劑作為誘變育種或轉基因育種等后期抗性篩選的標記時，不同品種之間的耐受濃度可能會存在差異[14,18]。本文選取了 ROC22作為試驗對象，初步確定了其組培小苗在生根階段的篩選濃度，為日后甘蔗進行誘變育種或轉基因育種抗性篩選奠定了基礎，但是不同甘蔗品種還需進行進一步的濃度篩選試驗，以確定最佳的篩選濃度。