茄子野生近緣種托魯巴姆試管微扦插繁殖技術(shù)研究

張映卿 鐘川 劉斯晗 田茂燕 向婷穎 陽(yáng)燕娟 于文進(jìn)

摘 要：? 嫁接栽培是茄果類蔬菜防治土傳病害和提高產(chǎn)量的重要措施之一。茄子野生近緣種托魯巴姆（Solanums torvum）因綜合抗性強(qiáng)，成為茄子和番茄嫁接的常用優(yōu)良砧木。但是，由于托魯巴姆種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)較低，苗齡較長(zhǎng)，限制了其在工廠化育苗中的大規(guī)模應(yīng)用，因此迫切需要開發(fā)其他方法及相應(yīng)技術(shù)體系提高托魯巴姆的育苗效率，降低育苗成本。為優(yōu)化托魯巴姆微扦插技術(shù)，該研究探索并優(yōu)化了試管內(nèi)微扦插繁殖托魯巴姆技術(shù)，以無菌播種獲得初代無菌苗的莖段為外植體，通過在培養(yǎng)基中添加植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，對(duì)比不同濃度植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)托魯巴姆微扦插繁殖過程中的影響。結(jié)果表明：（1）托魯巴姆在不同培養(yǎng)基中，腋芽誘導(dǎo)、繼代增殖和生根培養(yǎng)的效果存在顯著差異，初代芽誘導(dǎo)的最佳培養(yǎng)基為MS+KT 0.5 mg·L-1+IBA 0.1 mg·L-1，出芽率達(dá)90%。（2）繼代扦插最佳培養(yǎng)基為MS+IBA 0.4 mg·L-1，培養(yǎng)30 d的增殖系數(shù)達(dá)6.11，植株長(zhǎng)勢(shì)健壯。（3）最佳生根培養(yǎng)基為1/2MS+IBA 0.2 mg·L-1，生根培養(yǎng)30 d，單株一級(jí)根數(shù)4.56條，最長(zhǎng)根長(zhǎng)125.80 mm、根粗0.50 mm，根系發(fā)達(dá)。采用試管內(nèi)微扦插技術(shù)繁殖托魯巴姆種苗，操作簡(jiǎn)單，增殖系數(shù)較高，可滿足快速繁育種苗的要求。該研究結(jié)果為托魯巴姆的工廠化規(guī)模育苗提供了新途徑。

關(guān)鍵詞： 砧木， 托魯巴姆， 無菌播種， 微扦插

中圖分類號(hào)：? Q943.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：? A

文章編號(hào)：? 1000-3142（2021）12-2084-07

收稿日期：? 2020-03-01

基金項(xiàng)目：? 國(guó)家自然科學(xué)基金（31660568）;廣西科技重大專項(xiàng)（AA17204039-2，AA17204026-1） [Supported by the National Natural Science Foundation of China （31660568）; Science and Technology Major Program of Guangxi （AA17204039-2，AA17204026-1）]。

作者簡(jiǎn)介： 張映卿（1994-），碩士研究生，主要從事設(shè)施蔬菜栽培生理與抗病性研究，（E-mail）704772291@qq.com。

通信作者：? 于文進(jìn)，博士，教授，主要從事蔬菜抗性遺傳育種與栽培生理研究，（E-mail）yuwjin@gxu.edu.cn。

Rapid propagation technology for eggplant rootstock （Solanums torvum） by micro-cuttage

ZHANG Yingqing， ZHONG Chuan， LIU Sihan， TIAN Maoyan， XIANG Tingying，

YANG Yanjuan， YU Wenjin*

（ College of Agriculture， Guangxi University， Nanning 530004， China ）

Abstract：? Grafting culture is an important measure to prevent soil-borne diseases and increase yield of solanaceous fruit vegetable. Solanum torvum， a wild species of eggplant， has become a common good rootstock of eggplant and tomato because of its strong comprehensive resistance. However， the large-scale application of the seeds in industrial seedling is limited due to the lower germination rate， germination potential and germination index， and the longer seedling age.Therefore， it is urgent to develop other methods and corresponding technical system to improve the seedling efficiency of S. torvum and reduce the seedling cost. In order to optimize the micro-cuttage technique for S. torvum， the stem segment of the first sterile seedling was used as the explants， and different concentrations of plant growth regulators were added to the culture media to compare the effects of different concentrations of plant growth regulators on the micro-cuttage propagation of S. torvum. The results were as follows： （1） There were significant differences in the effect of axillary bud induction， subculture and rooting culture in different media. The optimum medium for primary bud induction was MS+ KT 0.5 mg·L-1+ IBA 0.1 mg·L-1， and the budding rate reached 90%. （2） The optimal concentration of plant growth regulators proliferation culture were determined with MS+IBA 0.4 mg·L-1， in which the average shoot number reached 6.11 per original explant， and the plants grew strong. （3） The root culture of 1/2MS+IBA 0.2 mg·L-1 was the best， with the number of primary root 4.56， root length 125.80 mm， root diameter 0.50 mm， and numerous fibrous roots. The adoption of micro-cuttings in vitro can realize rapid and mass propagation of S. torvum seedlings. The use of micro-cuttings in the test tube can increase the proliferation coefficient and achieve rapid and large-scale reproduction of S. torvum seedlings.

Key words： rootstock， Solanums torvum， aseptic sowing， micro-cuttage

托魯巴姆（Solanum torvum）又稱為“水茄”， 是茄子栽培種（S. melongena） 的近緣野生種，為多年生灌木，原產(chǎn)美洲，我國(guó)也有廣泛分布（鄒蓉等，2009;蘇婉玉等，2017）。托魯巴姆具有高抗青枯病、黃萎病、枯萎病、線蟲病等土傳病害和耐高溫、耐旱、耐寒、耐濕、耐鹽等特點(diǎn)，綜合抗性強(qiáng)，成為茄子和番茄的常用優(yōu)良砧木。用托魯巴姆嫁接茄子和番茄，不僅具有良好的嫁接親和力（白小軍等，2014;王岳霞等，2018;García-Mendívil et al.，2019），還能保持接穗果實(shí)品質(zhì)和顯著提高產(chǎn)量（蔡鵬等，2015;陳陽(yáng)等，2015）。

不同來源的托魯巴姆種子發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率差異顯著（丁小雪等，2019）。在嫁接育苗生產(chǎn)上，托魯巴姆由于發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)低，苗齡長(zhǎng)，限制了其在工廠化育苗上的規(guī)模應(yīng)用（潛宗偉，2009）。針對(duì)托魯巴姆種子發(fā)芽率低的問題，前人進(jìn)行了促進(jìn)種子萌發(fā)的相關(guān)研究，雖然使用赤霉素可促進(jìn)種子提早萌發(fā)，但出芽整齊度差（王桂榮等，2017;Ranil et al.，2015）。房志堅(jiān)等（2011）比較了托魯巴姆的種子繁殖、扦插繁殖、分蘗繁殖的效果，發(fā)現(xiàn)嫩枝扦插和分蘗繁殖的成活率較高，但無法滿足工廠化快速育苗的需求。李棟等（2019）以托魯巴姆幼苗下胚軸為外植體誘導(dǎo)愈傷組織，雖然提高了增殖系數(shù)，但誘導(dǎo)過程易出現(xiàn)玻璃化，影響了成苗率。張紅（2011）以托魯巴姆帶芽莖段為外植體，進(jìn)行組培快繁研究，新芽誘導(dǎo)率高，但未篩選出最佳的植物生長(zhǎng)調(diào)劑濃度。綜上所述，目前尚缺少有效的方法提高托魯巴姆的育苗效率。

本試驗(yàn)采用試管內(nèi)播種獲得托魯巴姆無菌苗，再通過試管內(nèi)微扦插技術(shù)快速繁殖種苗，研究了不同植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑濃度配比對(duì)托魯巴姆試管微扦插繁殖的影響，建立了托魯巴姆快速繁育體系，可實(shí)現(xiàn)工廠化快速育苗。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

以本課題組收集保存的托魯巴姆（編號(hào)S07，來源廣西的野生種，抗病抗逆性強(qiáng)），經(jīng)多代自交的純合自交系為試驗(yàn)材料。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 無菌苗體系建立 將上述托魯巴姆的種子用1 g·L-1赤霉素溶液浸種3 h，在超凈工作臺(tái)上用無菌水沖洗3遍后用70%乙醇浸15 s，0.1%HgCl2消毒10 min，再用無菌水沖洗5遍，播種到MS培養(yǎng)基表面上，置于人工氣候箱中促進(jìn)種子萌發(fā)，幼苗生長(zhǎng)到3～4片真葉時(shí)，獲得初代無菌苗。

1.2.2 腋芽誘導(dǎo)培養(yǎng) 以初代無菌苗的莖段為外植體，在超凈工作臺(tái)中用滅菌刀片將無菌苗的每一腋芽在節(jié)間處切成0.5 cm莖段，采用微扦插的方式將莖段扦插到腋芽誘導(dǎo)培養(yǎng)基中。以MS培養(yǎng)基為基本培養(yǎng)基，分別添加植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑KT（0.0，0.5，1.0，2.0 mg·L-1）和IBA（0.0，0.1，0.2，0.4 mg·L-1），兩兩組合成16個(gè)處理。每個(gè)處理扦插20個(gè)莖段，重復(fù)3次，培養(yǎng)至腋芽長(zhǎng)成5～6片真葉的幼苗，統(tǒng)計(jì)出芽率。

出芽率（%）=出芽莖段數(shù)/扦插莖段數(shù)×100。

1.2.3 繼代增殖培養(yǎng) 在超凈工作臺(tái)中，將上步誘導(dǎo)出的幼苗腋芽切成0.5 cm的單芽莖段，扦插到繼代增殖培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)。繼代培養(yǎng)同上步16個(gè)處理，每個(gè)處理扦插20個(gè)莖段，重復(fù)3次。培養(yǎng)30 d后觀察幼苗長(zhǎng)勢(shì)，測(cè)量株高、莖粗、愈傷組織的長(zhǎng)寬和鮮重，調(diào)查增殖系數(shù)。

增殖系數(shù)=繼代莖段新生腋芽節(jié)數(shù)/扦插莖段數(shù)。

1.2.4 生根培養(yǎng) 取上步繼代培養(yǎng)的幼苗切下進(jìn)行生根培養(yǎng)。生根培養(yǎng)基以1/2MS為基本培養(yǎng)基，添加IBA（0.0，0.1，0.2，0.4 mg·L-1），共4個(gè)處理。每個(gè)處理扦插20株幼苗，重復(fù)3次，30 d后統(tǒng)計(jì)生根率及生根苗的一級(jí)根數(shù)，測(cè)量最長(zhǎng)根的長(zhǎng)度和直徑（根粗）。

1.2.5 培養(yǎng)條件 無菌播種、腋芽誘導(dǎo)、繼代增殖、生根培養(yǎng)的條件相同，均在人工氣候箱中進(jìn)行培養(yǎng)，條件設(shè)置為每天溫度30 ℃16 h和20 ℃ 8 h，相對(duì)濕度50%～60%，30 ℃時(shí)光照時(shí)長(zhǎng)16 h，光照強(qiáng)度2 000～3 000 lx。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑配比對(duì)托魯巴姆初代腋芽誘導(dǎo)的影響

在MS培養(yǎng)基中加入不同濃度的KT和IBA均能使托魯巴姆無菌苗莖段誘導(dǎo)出新芽，但誘導(dǎo)效果差異顯著（表1）。同一KT濃度，隨著IBA濃度增加，出芽率呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì);同一IBA濃度，隨著KT濃度增加，出芽率也呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。兩種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑配合使用，其中KT 0.5 mg·L-1+IBA 0.1 mg·L-1的效果誘導(dǎo)最佳（6號(hào)培養(yǎng)基），出芽率達(dá)90%;其次是KT 0.5 mg·L-1+IBA 0.2 mg·L-1（7號(hào)培養(yǎng)基），出芽率為80%;2號(hào)和12號(hào)培養(yǎng)基的出芽率最低，僅為40%。結(jié)果表明，在MS培養(yǎng)基中添加適宜濃度的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑KT和IBA，能有效誘導(dǎo)托魯巴姆腋芽萌發(fā)，提高出芽率，而高濃度的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑則抑制腋芽萌發(fā)。

2.2 不同濃度植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑配比對(duì)托魯巴姆莖段繼代增殖的影響

將托魯巴姆初代單芽莖段扦插到繼代增殖培養(yǎng)基中，30 d后調(diào)查生長(zhǎng)情況（表2）。MS培養(yǎng)基中未添加KT時(shí)（1-4號(hào)培養(yǎng)基），莖段未見分化出愈傷組織，且隨著IBA濃度增加，增殖系數(shù)提高，其中4號(hào)培養(yǎng)基（IBA 0.4 mg·L-1）的繼代增殖效果最好，增殖系數(shù)達(dá)6.11， 株高59.13 mm， 顯著高于對(duì)照組（1號(hào)培養(yǎng)基），莖粗最大（1.69 mm），植株生長(zhǎng)健壯（圖2：4）。當(dāng)MS培養(yǎng)基中添加KT時(shí)，隨著KT濃度增加，平均增殖系數(shù)降低，幼苗的平均株高和莖粗比未添加KT的小，且莖基部均不同程度分化出愈傷組織（圖2：5-16），隨著KT濃度增加，愈傷組織的長(zhǎng)度、寬度和重量的平均值增加。以上結(jié)果表明，培養(yǎng)基中添加KT時(shí)，導(dǎo)致莖基部分化愈傷組織，抑制芽誘導(dǎo)，不利于繼代增殖，且影響幼苗株高和莖粗的生長(zhǎng)。繼代增殖最佳培養(yǎng)基是MS+IBA 0.4 mg·L-1。

2.3 不同濃度植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑配比對(duì)托魯巴姆單芽莖段生根的影響

將繼代增殖苗扦插到添加不同濃度IBA的1/2MS培養(yǎng)基中進(jìn)行生根培養(yǎng)，30 d后統(tǒng)計(jì)根系生長(zhǎng)狀況（表3），結(jié)果表明四種培養(yǎng)基的生根率均達(dá)100%。培養(yǎng)基中添加IBA可提高一級(jí)根數(shù)，隨著IBA濃度的提高，生根數(shù)呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，其中添加IBA 0.2 mg·L-1（M3培養(yǎng)基）的一級(jí)根數(shù)達(dá)到4.56條，顯著高于未添加IBA的對(duì)照組 （M1培養(yǎng)基），最長(zhǎng)根的根長(zhǎng)125.80 mm， 根粗0.50 mm，且須根較多（圖2）。說明IBA能增加托魯巴姆試管微扦插發(fā)根數(shù)量。

3 討論與結(jié)論

植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基中，細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素的比例對(duì)器官再生具有調(diào)控作用，適宜濃度的細(xì)胞分裂素可有效誘導(dǎo)芽的萌發(fā)與增殖，而適宜濃度的生長(zhǎng)素可促進(jìn)莖的伸長(zhǎng)，兩者不同濃度配比，可誘導(dǎo)芽增殖、促進(jìn)幼苗生長(zhǎng)、誘導(dǎo)生根等。陳傳紅等（2019）在研究植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)櫻花芽萌發(fā)影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，培養(yǎng)基中添加細(xì)胞分裂素類（6-BA 或KT）0.5～2.0 mg·L-1和生長(zhǎng)素類（IBA或NAA）0.01～0.2 mg·L-1，且細(xì)胞分裂素/生長(zhǎng)素的比值在10～20時(shí)適合于大多數(shù)櫻花的芽萌發(fā)。龔建英等（2019）研究潑墨石斛不定芽誘導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)MS培養(yǎng)基中添加6-B 3.0 mg·L-1和NA 0.5 mg·L-1，芽誘導(dǎo)率為73.3%。本研究結(jié)果表明，將托魯巴姆無菌苗莖段扦插到MS基本培養(yǎng)基中，出芽率僅為57%， 在培養(yǎng)基中添加KT 0.5 mg·L-1和IBA 0.1 mg·L-1時(shí)，出芽率達(dá)90%，說明合適濃度配比的植物生長(zhǎng)調(diào)劑可提高托魯巴姆腋芽誘導(dǎo)率。

為了實(shí)現(xiàn)幼苗快速繁育，需要不斷進(jìn)行繼代培養(yǎng)，增殖系數(shù)是繼代增殖的關(guān)鍵指標(biāo)。李棟等（2019）以托魯巴姆下胚軸為外植體，通過誘導(dǎo)愈傷組織，再誘導(dǎo)分化不定芽進(jìn)行組培快繁，增殖系數(shù)雖然為6.62，但用時(shí)較長(zhǎng)，且存在性狀變異的風(fēng)險(xiǎn)。白玉娥等（2017）研究了荷蘭菊不同外植體的組培效果，以腋芽為外植體，生長(zhǎng)速度快，繁殖系數(shù)高，遺傳穩(wěn)定性強(qiáng)。本研究以托魯巴姆的單芽莖段為外植體，直接誘導(dǎo)腋芽萌發(fā)，獲得遺傳穩(wěn)定的大量繼代苗，增殖系數(shù)達(dá)到6.11，可在較短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)大量繁殖種苗。添加不同生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素種類和配比， 將調(diào)節(jié)和影響細(xì)胞的生長(zhǎng)分化方向（李征等，2018）。托魯巴姆在組織培養(yǎng)過程中很容易形成愈傷組織，不定芽的誘導(dǎo)較難（張紅，2011）。本研究發(fā)現(xiàn)，MS培養(yǎng)基中添加KT時(shí)，莖基部易分化愈傷組織，抑制芽萌發(fā)，不利繼代增殖，影響幼苗株高和莖粗的生長(zhǎng)。IBA會(huì)刺激形成層細(xì)胞活性，產(chǎn)生大量IAA，刺激大量根原基發(fā)生，有利于側(cè)根的誘導(dǎo)（楊宏艷等，2019）。本研究繼代增殖過程中出現(xiàn)生根情況，是因?yàn)閱为?dú)使用IBA促進(jìn)了莖段分化出不定根，而KT和IBA配合使用，則促進(jìn)分化愈傷組織，抑制分化不定根。

生長(zhǎng)素可使無根植株快速生根，促進(jìn)葉片、莖等外植體再生分化成植株（趙春莉等，2012;張春梅等，2018）。范適等（2005）研究了茄子葉片離體繁殖，發(fā)現(xiàn)IAA濃度在0～0.5 mg·L-1范圍內(nèi)均能誘導(dǎo)出不定根，隨著濃度增加，發(fā)根數(shù)呈現(xiàn)先增長(zhǎng)后降低的趨勢(shì)。本研究表明IBA濃度在0～0.4 mg·L-1范圍內(nèi)，托魯巴姆的生根率均達(dá)100%，濃度為0.2 mg·L-1的一級(jí)根數(shù)最多，生根效果最好。

本研究結(jié)果，托魯巴姆試管內(nèi)微扦插繁殖的初代芽誘導(dǎo)最佳培養(yǎng)基為MS+KT 0.5 mg·L-1+IBA 0.1 mg·L-1，出芽率達(dá)到90%;繼代扦插增殖最佳培養(yǎng)基為MS+IBA 0.4 mg·L-1，增殖系數(shù)6.11，繼代苗長(zhǎng)勢(shì)健壯;最佳生根培養(yǎng)基為1/2MS+IBA 0.2 mg·L-1，一級(jí)根數(shù)4.56條，最長(zhǎng)根長(zhǎng)125.80 mm，根粗0.50 mm，根系較發(fā)達(dá)。采用試管內(nèi)微扦插技術(shù)繁殖托魯巴姆種苗，操作簡(jiǎn)單，增殖系數(shù)較高，可滿足快速繁育種苗的要求，本研究結(jié)果為托魯巴姆工廠化規(guī)模育苗提供了新途徑。

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（責(zé)任編輯 李 莉）