莖段長度、無糖培養(yǎng)基與環(huán)境對櫻桃李試管苗生根的影響

夏瑞，柴慈江，黃潔萍，董媛媛，岑芬

莖段長度、無糖培養(yǎng)基與環(huán)境對櫻桃李試管苗生根的影響

夏瑞，柴慈江通信作者，黃潔萍，董媛媛，岑芬

（天津農學院 園藝園林學院，天津 300392）

為完善櫻桃李試管苗生根培養(yǎng)技術，本試驗研究了不同長度莖段、無糖培養(yǎng)基及露地環(huán)境對櫻桃李試管苗生根的影響。結果表明：接種長度15～20 mm的櫻桃李試管苗莖段的生根率達86.7%，顯著高于長度為5～10 mm的短莖段；不含糖的土壤支撐培養(yǎng)基中試管苗的生根率達到90.0%，且其根長顯著高于含糖培養(yǎng)基。9月上旬至10月底在露地環(huán)境中培養(yǎng)的櫻桃李試管苗生根率為83.3%，與培養(yǎng)室中培養(yǎng)的試管苗差異不顯著。本項結果將為完善櫻桃李試管苗生根培養(yǎng)技術及降低成本提供依據(jù)。

櫻桃李；莖段；糖；露地；瓶內生根

櫻桃李（Ehrh.）為薔薇科李屬植物，俗稱野酸梅，是一種珍貴的野生果樹資源，也是中國稀有瀕危樹種之一，被列為國家Ⅱ級重點保護物種[1]。櫻桃李具有較高的營養(yǎng)價值和醫(yī)療保健價值[2-7]，也可用于城市綠化[8]。采用組織培養(yǎng)快繁技術加快培育櫻桃李優(yōu)質苗木對于櫻桃李資源的保護及開發(fā)利用具有重要意義。對于櫻桃李組培快繁技術的研究目前已有一些報道[9-13]，這些研究多集中在櫻桃李組培快繁技術中的外植體滅菌、無菌莖芽增殖、生根及移栽等主要環(huán)節(jié)。賀祥素等采用土壤做培養(yǎng)基支撐物進行櫻桃李試管苗的生根培養(yǎng)取得了較為理想的結果[13]。本研究在土壤支撐培養(yǎng)的基礎上，探討影響櫻桃李生根的幾個因素，以便為改進櫻桃李試管苗生根培養(yǎng)技術和完善櫻桃李組培快繁技術提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗材料櫻桃李（Ehrh.）引自新疆，種植于天津農學院試驗園中，取當年生櫻桃李莖段，經清洗、滅菌后接種于含有0.5 mg/L 6-BA的MS培養(yǎng)基中獲得無菌莖芽，再將無菌莖芽接種于含有IBA 0.4 mg/L的1/2MS培養(yǎng)基上進行繼代培養(yǎng)。取繼代培養(yǎng)60～80 d的試管苗莖段進行試驗。

1.2 方法

1.2.1 莖段長度影響櫻桃李試管苗生根的研究

土壤支撐生根培養(yǎng)基的配制與滅菌：從天津農學院地被植物園中取黏壤土，風干后過1 mm篩，并與過1 mm篩的蛭石按1∶2的體積混合作為生根培養(yǎng)的支撐物，裝入方形PC瓶中，每瓶裝入100 mL混合物，使其分布均勻后再加入液體培養(yǎng)液60 mL，培養(yǎng)液的成分為含有0.3 mg/L IBA和15 g/L 蔗糖的蒸餾水。封口后在121 ℃下滅菌20 min，冷卻后接種。

在上述培養(yǎng)基中分別接種不同長度的櫻桃李試管苗莖段。莖段長度設如下兩個處理：長莖段（15～20 mm）和短莖段（5～10 mm）。莖段長度是指莖段頂部芽基至莖段底端的長度。接種后在培養(yǎng)室培養(yǎng)，培養(yǎng)室溫度22～27 ℃，光照1 000～2 000 lx，每天光照12 h。培養(yǎng)40 d后調查全部接種莖段的生根情況。

1.2.2 無糖培養(yǎng)基影響櫻桃李試管苗生根的研究

配制含糖與不含糖兩種培養(yǎng)基。含糖培養(yǎng)基的配制與試驗1.1中的方法相同，即在土壤支撐培養(yǎng)基中加入含有15 g/L蔗糖和IBA 0.3 mg/L的培養(yǎng)液；不含糖培養(yǎng)基是在土壤支撐培養(yǎng)基中只加入含有0.3 mg/L IBA的培養(yǎng)液，不加蔗糖。兩種培養(yǎng)基配制后在121 ℃滅菌20 min，滅菌后分別接種長約15 mm的櫻桃李試管苗莖段。接種后將培養(yǎng)瓶放在培養(yǎng)室，培養(yǎng)室溫度和光照條件同試驗1.2.1，培養(yǎng)40 d后，對試管苗生根及地上部生長情況進行調查。

1.2.3 培養(yǎng)環(huán)境影響櫻桃李試管苗生根的研究

9月上旬，配制不含糖的土壤支撐培養(yǎng)基，培養(yǎng)基配制與滅菌方法同上述試驗1.2.2，然后在培養(yǎng)基中接種長約15 mm的櫻桃李試管苗莖段。接種后將培養(yǎng)瓶放在天津農學院地被植物園內培養(yǎng)，培養(yǎng)地點選在一株槐樹下，將培養(yǎng)瓶放在樹干北側的樹蔭處，樹干的東西兩側用遮陽網遮擋直射的陽光。培養(yǎng)期間，在一個空培養(yǎng)瓶中放入一支最高溫度計，每5 d測定一次培養(yǎng)瓶內最高溫度，同時對當?shù)靥鞖忸A報的每日最低溫進行記錄。在晴天中午用照度計測定培養(yǎng)瓶上方的光照強度。培養(yǎng)40 d后，對試管苗的生根情況進行調查。對照為培養(yǎng)室培養(yǎng)的試管苗。

上述各項試驗中，對調查的生根率等采用2法進行獨立性測驗，其他指標均按照完全隨機試驗單向分組法進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 莖段長度對櫻桃李試管苗生根的影響

由表1可知，接種長莖段后櫻桃李試管苗的生根率為86.7%，接種短莖段后櫻桃李試管苗的生根率為60.7%，兩者的生根率存在顯著差異，長莖段和短莖段的根長都在90 mm左右，差異不顯著，由此可見，莖段長度較長更有助于櫻桃李試管苗莖段的生根。在櫻桃李試管苗的生根培養(yǎng)中，以接種較長莖段（15～20 mm）為宜。圖1為兩種長度莖段的生根狀況。

表1 接種莖段數(shù)長度對櫻桃李試管苗生根培養(yǎng)的影響

注：表中同列不同小寫字母表示差異顯著（＜0.05）。下同

注：左為短莖段；右為長莖段

2.2 無糖培養(yǎng)基對櫻桃李試管苗生根的影響

由表2可見，不含糖培養(yǎng)基中櫻桃李試管苗的生根率達90.0%，高于含糖培養(yǎng)基，但兩者差異不顯著。不含糖培養(yǎng)基試管苗的根長則顯著高于含糖培養(yǎng)基，表明去除培養(yǎng)基中蔗糖后明顯促進了根系的生長，可能與培養(yǎng)基的滲透壓有關。含糖培養(yǎng)基中蔗糖的存在增加了培養(yǎng)基的滲透壓，與土壤黏粒形成的基質勢共同作用，降低了培養(yǎng)基中的水勢，造成試管苗吸收困難，因此抑制了根系的生長。對此有待于深入研究。

從試管苗地上部看，不含糖培養(yǎng)基試管苗的莖長與含糖培養(yǎng)基差異不顯著。試驗觀察到，含糖培養(yǎng)基中的試管苗出現(xiàn)了葉片黃化脫落的現(xiàn)象，落葉率高達57.8%，而不含糖培養(yǎng)基中的落葉率顯著低于含糖培養(yǎng)基。造成含糖培養(yǎng)基中葉片大量脫落的原因可能與接種莖段的繼代培養(yǎng)時間過長有關，由于莖段繼代培養(yǎng)時間過長，葉片老化，因此在培養(yǎng)期間導致脫落。根系可以合成細胞分裂素，細胞分裂素具有延遲衰老的作用。由于不含糖培養(yǎng)基試管苗根系生長量大，因此可以合成較多細胞分裂素，從而明顯抑制了葉片的老化脫落，對此也有待于深入研究。

表2 無糖培養(yǎng)基對櫻桃李試管苗生根的影響

圖2為兩種不同糖含量培養(yǎng)基中的試管苗生長狀況。

注：左：糖含量為0；右：糖含量為15 g/L

2.3 培養(yǎng)環(huán)境對櫻桃李試管苗生根的影響

由表3可見，在露地環(huán)境下，櫻桃李試管苗獲得了83.3%的生根率，雖然略低于培養(yǎng)室的試管苗，但與培養(yǎng)室無顯著差異；露地環(huán)境中培養(yǎng)的櫻桃李試管苗的莖長為11.6 mm，也與培養(yǎng)室培養(yǎng)的試管苗莖長（13.5 mm）無顯著差異。培養(yǎng)室培養(yǎng)的櫻桃李試管苗的根長高于露地培養(yǎng)的試管苗，且二者存在顯著差異，可能是由于外界環(huán)境的影響。根據(jù)對露地環(huán)境中溫度和光照的測定，露地環(huán)境中樹蔭下的光照強度，光斑處最高可達 5 000 lx，暗處為600～700 lx，平均約為2 700 lx，高于培養(yǎng)室的光照強度。從溫度看，從9月上旬直到10月底培養(yǎng)結束，溫度呈現(xiàn)下降趨勢，最高溫在21～32 ℃范圍內變化，最低溫則逐漸降低至10 ℃以下，與培養(yǎng)室的23～27 ℃相對恒溫相比，露地環(huán)境中溫度日變化較大，夜間溫度明顯偏低，這可能是導致其根長顯著低于培養(yǎng)室環(huán)境的原因之一。

表3 兩種培養(yǎng)環(huán)境對櫻桃李試管苗生根培養(yǎng)的影響

通過上述分析，雖然露地環(huán)境生長的根長顯著低于培養(yǎng)室環(huán)境，但是生根率和莖長與培養(yǎng)室比較差異不顯著。因此，在露地環(huán)境中進行櫻桃李試管苗的瓶內生根培養(yǎng)是可行的，值得進一步研究。

圖3為兩種不同培養(yǎng)環(huán)境試管苗生長狀況。

注：左：培養(yǎng)室；右：露地

3 討論與結論

一些研究表明，接種莖段的長度對試管苗生根及生長有明顯影響。陳廣俠等研究了馬鈴薯試管苗莖段長度對形成種薯的影響，研究結果表明接種較長的3葉莖段比較短的1葉莖段所形成的種薯大小和重量顯著增加，但是數(shù)量顯著下降[14]。朱彥濤研究認為隨著接種油菜試管苗莖段長度的減小，所形成的試管苗的高度及試管苗生根率均降低[15]。柴慈江等[16]和王雪彤等[17]分別在‘選拔巨峰’葡萄和‘玫瑰香’葡萄試管苗的生根培養(yǎng)研究中均認為，接種雙節(jié)莖段比接種單節(jié)莖段顯著提高了生根率和根長。柴慈江等對無核棗研究發(fā)現(xiàn)，接種莖段長度為15～20 mm的長莖段后，形成的試管苗在生根率、根長等方面都極顯著高于5～10 mm的短莖段[18]。本研究表明，長度在15～20 mm的櫻桃李試管苗莖段的生根率可達86.7%，顯著高于長度為5～10 mm的短莖段，這與上述研究基本一致。較長莖段更利于生根的原因可能與其含有更多營養(yǎng)物質有關，對此尚待進一步研究。

試管苗生根培養(yǎng)基通常要加入蔗糖以提供碳源并維持滲透壓，但在培養(yǎng)過程中易引起微生物的滋生，并且增加了試管苗成本。無糖培養(yǎng)基不加糖，使雜菌無能源可吸收，在很大程度上降低了微生物的污染[19]。肖平等研究發(fā)現(xiàn)，以無糖蛭石培養(yǎng)的核桃苗，其生根數(shù)顯著高于有糖蛭石的常規(guī)培養(yǎng)，且明顯提高了生根率（98%）[20]。淡明等對甘蔗無糖組織培養(yǎng)的研究也取得了類似的結果[21]。劉水麗等研究了在無糖培養(yǎng)條件下三種大豆組培苗的生根率與有糖組培苗無明顯差異，均為100%，無糖培養(yǎng)促進了組培苗的生長發(fā)育，提高了其對環(huán)境的適應性[22]。柴慈江等在矮溲疏試管苗生根培養(yǎng)研究中，發(fā)現(xiàn)去除土壤支撐培養(yǎng)基中的蔗糖后試管苗生根效果與含糖培養(yǎng)基無明顯差異[23]。本研究發(fā)現(xiàn)在無糖的土壤支撐培養(yǎng)基中櫻桃李試管苗的生根率可達90.0%，與有糖培養(yǎng)基差異不顯著，但其根長顯著高于含糖培養(yǎng)基的試管苗，而且落葉率顯著低于有糖培養(yǎng)。這表明對于櫻桃李試管苗生根培養(yǎng)，采用無糖培養(yǎng)基明顯優(yōu)于有糖培養(yǎng)基。

櫻桃李試管苗的生根培養(yǎng)目前都是在培養(yǎng)室中進行，控制培養(yǎng)室的光照和溫度需要消耗大量電力，因此增加了試管苗成本。楊廣艷等探討了不同環(huán)境條件對珠美海棠微枝試管內生根培養(yǎng)的影響，發(fā)現(xiàn)在露地、溫室和恒溫培養(yǎng)室中珠美海棠試管苗的生根率差異不顯著，而其中溫室和露地的試管苗的根長極顯著高于恒溫室[24]。宋秋月等研究了露地環(huán)境中栒子微枝試管內生根培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)露地環(huán)境中培養(yǎng)的試管苗的生根等指標及移栽效果與培養(yǎng)室中培養(yǎng)的差異不顯著[25]。在本試驗中，櫻桃李試管苗在露地環(huán)境中的生根率與培養(yǎng)室培養(yǎng)的無顯著差異，表明將櫻桃李試管苗放在露地中進行生根培養(yǎng)具有可行性。這與前述研究基本一致。

綜合上述，采用土壤支撐的培養(yǎng)基進行櫻桃李試管苗生根培養(yǎng)，以接種長度為15～20 mm的試管苗莖段和采用無糖培養(yǎng)基為宜，在9月上旬可以將培養(yǎng)瓶放在露地適宜的遮陰環(huán)境中進行。露地環(huán)境中其他適宜的生根培養(yǎng)時期有待進一步研究。

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Effects of stem section, sugar–free medium and environment on rooting ofEhrh. plantlet

Xia Rui, Chai CijiangCorresponding Author, Huang Jieping, Dong Yuanyuan, Cen Fen

（College of Horticulture and Landscape, Tianjin Agricultural University, Tianjin 300392, China）

In order to improve therooting technology ofEhrh. plantlet, the effects of different length of stem section, sugar-free medium and field environment on the rooting ofEhrh. plantlet were studied. The results showed that the rooting rate of stem section inoculated in 15-20 mm length ofEhrh. plantletwas 86.7%, significantly higher than that of stem section inoculated in 15-20 mm length. With the rooting rate of 90.0%, the root length of the plantlet in soil supporting medium without sucrose was significantly higher than that of the plantlet in medium containing sucrose. From the first ten days of September to the end of October, the rooting rate ofEhrh. Plantlet cultured in the field environment was 83.3%, which was not significantly different from that of the plantlet cultured in the culture room. The results will provide the basis for improving the rooting culture technology and reducing the cost.

Ehrh.; stem section; sugar; field;rooting

1008-5394（2021）04-0015-04

10.19640/j.cnki.jtau.2021.04.004

S604.3；S723.123.6

A

2020-11-11

“天津市林果現(xiàn)代農業(yè)產業(yè)技術體系創(chuàng)新團隊”項目（ITTFPRS2018002）

夏瑞（1996—），女，碩士在讀，主要從事園藝植物組織培養(yǎng)方面的研究。E-mail：1509749035@qq.com。

柴慈江（1960—），男，教授，碩士，主要從事園藝植物組織培養(yǎng)方面的研究。E-mail：cijiang666@163.com。

責任編輯：楊霞