支撐物對試管內(nèi)藍莓組培苗生根的影響

郭茹，孫世海，葉霞，華仁銳

(天津農(nóng)學院，天津 300384)

藍莓(Vacciniumuliginosum)屬于杜鵑花科(Ericaceae)越橘屬(Vaccinium)，為落葉或常綠灌木，是一個既古老又新興的果樹樹種[1]。原產(chǎn)于北美，美國大西洋沿岸各州和加拿大東南部都有分布[2]。 藍莓的繁殖方法較多，總體分為有性繁殖和無性繁殖，有性繁殖主要是實生播種，缺點是容易發(fā)生性狀分離；無性繁殖的方法主要以扦插繁殖為主，其他方法有分株繁殖、組培繁殖、嫁接繁殖等[3]。自20世紀80年代開始，藍莓種植傳入中國，引種規(guī)模日益擴大，種苗生產(chǎn)供不應(yīng)求[4]。采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)可以規(guī)?；a(chǎn)，減少成本，提高繁殖系數(shù)，短期之內(nèi)可獲得大量的無病毒苗木，保持品種的優(yōu)良性[5，6]。目前藍莓植物組織培養(yǎng)快繁技術(shù)相對比較成熟。藍莓屬于木本植物，在繁殖種苗過程中會出現(xiàn)生根難的問題，嚴重制約藍莓產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。如何提高藍莓的生根率和縮短藍莓生根時間已成為藍莓組培技術(shù)研究的重要內(nèi)容。瓊脂是一種高分子碳水化合物，從海藻中提取。傳統(tǒng)的培養(yǎng)基中，瓊脂僅僅是一種固化劑，作為凝固劑使用，不具任何營養(yǎng)[7]。到目前為止，還沒有發(fā)現(xiàn)更好的可取代瓊脂的支持物。本研究通過以藍莓組培苗為試驗材料，改變培養(yǎng)基中的支撐物，添加不同濃度的激素，從而篩選出最佳生根培養(yǎng)基，為藍莓產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 供試材料

取繼代培養(yǎng)40 d、芽高3 cm以上且生長健壯的組培芽為接種材料，草炭、珍珠巖均采自均購自朝日物產(chǎn)(天津)園藝科技股份有限公司，珍珠巖用自來水淘洗3遍后烘干備用。

1.2 試驗方法

選擇生長健壯且大小基本一致的組培苗接入到不同的培養(yǎng)基中，即4因素3水平正交試驗[L9(34)]設(shè)計的誘導(dǎo)生根培養(yǎng)基(表1)。實驗設(shè)9個處理，每個處理接種20瓶，每瓶接入2株，共計40株。培養(yǎng)基pH5.2±0.1。

以大口瓶為培養(yǎng)瓶，草炭、珍珠巖的用量每瓶均為8 g，再加入基礎(chǔ)液體培養(yǎng)基40 mL，各處理支撐物及相應(yīng)液體培養(yǎng)基分裝后，置于121 ℃滅菌20 min。處理7、處理8和處理9，先在培養(yǎng)瓶中加入30ml只含有瓊脂的液體，然后進行常規(guī)滅菌，取出待其在室溫下冷卻凝固后，在超凈工作臺前加入30 mL的基礎(chǔ)液體培養(yǎng)基。接種后培養(yǎng)室內(nèi)培養(yǎng)，培養(yǎng)溫度23±2 ℃，光照強度2 000 lx，光照時間12 h。

用Microsoft Excel完成對數(shù)據(jù)及圖表的基本處理，采用SPSS17.0軟件進行數(shù)據(jù)分析。

1.3 調(diào)查統(tǒng)計

接種70 d后調(diào)查組培苗的株高、葉片數(shù)、根長及平均根長，并計算生根率及有效生根率。計算公式：生根率=生根株數(shù)/總接種數(shù)×100%，有效生根率=生根株數(shù)(每株根數(shù)≥3)/總接種數(shù)×100%。

表1 藍莓組培苗誘導(dǎo)不定根L9(34)正交試驗設(shè)計

注：A: 支撐物類型 B:基礎(chǔ)液體培養(yǎng)基類型 C:激素類型D:激素濃度(mgL-1)，其中純瓊脂指用蒸餾水融化瓊脂后滅菌冷凝作為固體支撐物，IBA+NAA指IBA與NAA濃度各占1/2

表2 正交試驗組合方案

2 結(jié)果與分析

2.1 藍莓組培苗試管內(nèi)生根各處理間的比較

選取生長健壯且大小一致的藍莓試管芽接種于不定根誘導(dǎo)培養(yǎng)基上，接種7 d后調(diào)查污染率，接種15 d后觀察生長狀況，70 d調(diào)查生根率、有效生根率及株高和葉片數(shù)，詳見表3。

表3 各處理試管內(nèi)生根觀測結(jié)果

誘導(dǎo)不定根的數(shù)量和不定根生長速度隨培養(yǎng)基不同而異。接種20 d后，處理7在愈傷處開始逐漸長根，處理8有少數(shù)長根，處理9只有極少數(shù)根，其他處理由于支撐物的不同，觀察不到生根的情況。接種70 d后對其生根率、株高、葉片數(shù)等進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，調(diào)查藍莓組培苗在9個不同處理中的生根情況。組培苗的生根率從0到92.5%，有效生根率從0到82.5%，株高3.39～7.78 cm，平均單株葉片數(shù)4.93～14.75片。其中以草炭作為支撐物的處理4、處理5以及處理6都沒有生根且葉片泛黃；珍珠巖作為支撐物的處理1、處理2和處理3的組培苗長勢健壯，且生根率及有效生根率均高于以純瓊脂作為支撐物的處理7、處理8和處理9。其中處理1和處理2的葉片是綠色的，處理3的葉片稍微泛黃，處理7的葉片呈綠色，處理8的葉片呈淡綠色，處理9葉片呈黃色；處理1和處理2的根與其他處理相比，根系粗壯且長，處理3的根相對較細且多。處理1和處理7的根部幾乎不形成愈傷組織，處理2和處理3的根部有明顯愈傷組織的形成；用純瓊脂作為支撐物的處理8和處理9生根率低且分支少。處理7、處理8以及處理9的根大部分長在與基礎(chǔ)液體培養(yǎng)基接觸的莖的周圍，處理1、處理2和處理3大多是在切口處長根。

2.2各處理有效生根率的統(tǒng)計分析

根據(jù)各因素的極差值來分析其對藍莓組培苗瓶內(nèi)生根的影響程度，R值越大影響就越顯著。見表4。

支撐物類型 、基礎(chǔ)液體培養(yǎng)基類型、激素類型和激素濃度四個因素對藍莓組培苗瓶內(nèi)生根效應(yīng)的大小依次是支撐物類型>基礎(chǔ)液體培養(yǎng)基 >激素類型=激素濃度。四個因素中，支撐物類型對瓶內(nèi)生根的影響最大，R值為83.33；激素類型和激素的濃度對誘導(dǎo)瓶內(nèi)生根的影響最小，且R值相同，都為10。每一因素水平下的數(shù)據(jù)平均值反映了影響因素各水平對反應(yīng)體系的影響情況，Ki值越大反應(yīng)水平越好，因此，誘導(dǎo)藍莓組培苗瓶內(nèi)生根最優(yōu)因素水平為：將藍莓組培苗接種于以珍珠巖作為支撐物，基礎(chǔ)液體培養(yǎng)基為WPM，添加1 mgL-1的IBA+NAA的培養(yǎng)基。

表4 有效生根率的極差分析

表5 有效生根率的方差分析

由表5可知，各支撐物有效生根率差異極顯著，支撐物類型對藍莓組培苗瓶內(nèi)生根影響最大，這與極差分析結(jié)果一致。基礎(chǔ)液體培養(yǎng)基(B)、激素類型(C)和激素濃度(D)各水平有效生根率差異不顯著。因而還須進行支撐物類型(A)各水平有效生根率的多重比較。詳見表6。

表6 不同支撐類型的藍莓試管苗有效生根率多重比較

各效應(yīng)顯著測驗中，支撐類型(A)3個水平處理的差異極顯著，珍珠巖的有效生根率極顯著高于純瓊脂和草炭的有效生根率?；A(chǔ)液體培養(yǎng)基、激素類型和激素濃度有效生根率差異不顯著，最優(yōu)水平可選有效生根率最高的WPM、IBA+NAA和1 mgL-1。于是最優(yōu)水平組合是：以珍珠巖為支撐物，基礎(chǔ)液體培養(yǎng)基為WPM，添加濃度為1 mgL-1的IBA+NAA。

3 結(jié)論與討論

組培苗的生根能力受植物材料、基本培養(yǎng)基、培養(yǎng)條件和植物激素等因素的影響，其中植物激素對組培苗的生根能力起著決定性的作用，因此激素的種類及其濃度成為藍莓生根的研究熱點，且不同的研究者有不同的研究成果。傳統(tǒng)的培養(yǎng)基中，以瓊脂作為凝固劑使用，以作固體培養(yǎng)用。到目前為止，還沒有發(fā)現(xiàn)更好的可取代瓊脂的支持物。本試驗除了探討基本培養(yǎng)基類型、激素種類和濃度以外，用草炭和珍珠巖取代瓊脂作為支撐物，進行藍莓組培苗生根研究。本試驗研究認為，通過以草炭作為支撐物的處理4、處理5和處理6的數(shù)據(jù)研究表明，草炭作為支撐物完全不適合藍莓組培苗的生根。其可能的原因是，草炭由有機質(zhì)和礦物質(zhì)組成，其本身就含有豐富的營養(yǎng)成分；優(yōu)點是保水保肥性好，缺點是透氣性較差。所以用草炭作為支撐物，可能是培養(yǎng)基中過盛的營養(yǎng)以及較差的透氣性導(dǎo)致藍莓組培苗完全不生根且抑制其生長。通過以珍珠巖作為支撐物的處理1、處理2和處理3的數(shù)據(jù)研究表明，珍珠巖作為支撐物，其長勢和生根率均明顯優(yōu)于其他處理，且處理1幾乎沒有愈傷組織的形成，移栽成活率較高。處理7、處理8和處理9，以瓊脂作為支撐物，添加液體培養(yǎng)基，采用液體培養(yǎng)，其生根位置在與液體表面接觸的莖的周圍，其根懸浮在液體表面，形成的愈傷組織相對較少。通過正交試驗，能夠有效地減少不同因素之間的不同組合，并且還能夠有效地利用極差和方差的因素進行分析，從而提高對于藍莓組織培養(yǎng)有效因素的獲得。綜上所述，用珍珠巖代替瓊脂作為支撐物，WPM培養(yǎng)基中加入0.5 mgL-1IBA和0.5 mgL-1NAA可以作為藍莓品種藍豐組培苗生根的培養(yǎng)基。