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    五指毛桃組培生根關(guān)鍵影響因子分析

    2022-04-06 06:41:34庾韋花張尚文張向軍
    關(guān)鍵詞:五指毛桃活性碳條數(shù)

    庾韋花,石 前,蒙 平,張尚文,張向軍,李 婷,林 茜

    (廣西農(nóng)業(yè)科學院生物技術(shù)研究所,廣西南寧 530007)

    五指毛桃(Ficus hirtaVahl.),為桑科榕屬灌木或小喬木,又名五爪龍、粗葉榕、五指牛奶、土黃芪,因其葉子長得像五指,且葉片長有細毛,果實成熟時外觀與毛桃相似而得名[1]。主要分布在亞洲的溫帶和亞熱帶地區(qū),特別是在華南地區(qū),廣泛分布于我國東南部及南部地區(qū)深山幽谷中,如廣東、廣西、福建、海南等地[2-3]。五指毛桃在清代的《生草藥性備要》就有記載,已列入1977 年版《中國藥典》,以根入藥,性平,味甘、辛,含有豐富補骨脂素、油酸、十六酸、亞油酸和佛手內(nèi)脂等化學成分,具有舒筋化濕、益氣健脾之功,對盜汗、腰痛、風濕、脾虛浮腫和慢性支氣管炎等癥有特殊療效。五指毛桃是一種食藥同源的植物,是兩廣地區(qū)流傳甚廣的“煲湯料”,被稱為“南芪”[4-6]。目前五指毛桃主要生長在曠野、山地灌叢或疏林中,生長期較長,還沒有大規(guī)模的人工栽培[7]。近年來隨著五指毛桃產(chǎn)地被大量開墾,加之連年的過度采挖,導致其野生資源日漸枯竭,供需矛盾日益突出,價格連年攀升[1,2]。

    目前,對五指毛桃的研究主要集中在品種考證、生物學特性、化學研究、栽培技術(shù)、產(chǎn)品開發(fā)等方面[8-14],在組織培養(yǎng)研究方面還較少報道[15-18]。主要有蔣林等[15]研究了不同植物生長調(diào)節(jié)劑組合的組織培養(yǎng)對莖節(jié)誘導的影響,還對組織培養(yǎng)過程中,導致褐變產(chǎn)生的因素及防止褐變的方法進行了探討;陶瑜等[16]研究了不同激素對五指毛桃離體再生的影響。由于五指毛桃是雌雄異株、異花授粉植物,后代為天然雜種,遺傳性狀不穩(wěn)定[9]。因此,我們開展組培生根關(guān)鍵影響因子的研究,旨為獲得優(yōu)質(zhì)組培苗、為生產(chǎn)提供穩(wěn)定種源提供技術(shù)支撐。

    1 材料與方法

    1.1 試驗材料

    從廣西農(nóng)業(yè)科學院生物技術(shù)研究所篩選出8 株不同基因型五指毛桃優(yōu)良植株,分別獲得無性化組培繼代芽,編號分別為WZ-1、WZ-2、WZ-3、WZ-4、WZ-5、WZ-6、WZ-7、WZ-8,選取繼代培養(yǎng)活力旺盛、芽苗健壯的單芽作為不同基因型試驗材料,并選擇基因型無性系WZ-4 作為基本培養(yǎng)基、激素和活性碳配比、光照強度等因素對五指毛桃組培繼代芽瓶內(nèi)生根影響試驗材料。

    1.2 試驗方法

    1.2.1 基本培養(yǎng)基生根試驗

    將高1.0~1.5cm 的五指毛桃無性系W-4 植株帶芽嫩莖切下,接種到生根培養(yǎng)基上進行不定根誘導。以改良MS、1/2MS、2/3MS、WPM、ER、SH為基本培養(yǎng)基,添加NAA0.10 mg·L-1、IBA0.05 mg·L-1生根培養(yǎng)基中,觀察生根情況。

    1.2.2 不同基因型無性系生根試驗

    將8 個五指毛桃不同基因型無性系,編號分別為WZ-1、WZ-2、WZ-3、WZ-4、WZ-5、WZ-6、WZ-7、WZ-8 的繼代增殖得到高1.0~1.5cm 的帶芽嫩莖切下,分別接種到生根培養(yǎng)1/2 MS +NAA0.10 mg·L-1+IBA0.05 mg·L-1上進行不定根誘導,接種后每隔2~3 d 觀察一次。

    1.2.3 激素和活性碳對生根影響試驗

    以1/2MS 為基本培養(yǎng)基,添加三種不同濃度NAA、IBA 和活性碳附加成分。其中,NAA 設(shè)置0.1、0.2、0.4、0.8、1.5 mg·L-1等5 個不同濃度,IBA 設(shè)置0.05、0.1、0.2、0.4、1.0 mg·L-1等5 個不同濃度,活性碳設(shè)置0、0.1、0.2、0.4、0.8 g·L-1等5 個不同濃度。

    1.2.4 不同培養(yǎng)光照強度試驗

    剪取高1.0~1.5 cm 無性系WZ-4 的組培繼代增殖苗,直接接種到生根培養(yǎng)基1/2 MS+NAA0.10 mg·L-1+IBA0.05 mg·L-1+蔗糖30 g·L-1+瓊脂4 g·L-1后,進行5 個不同光照強度處理培養(yǎng):1000 lx、2000 lx、3000 lx、暗培養(yǎng)3 天后進行光強3000 lx 培養(yǎng)(暗培養(yǎng)3 d+3000 lx)、自然光,培養(yǎng)溫度(25.0±2)℃,接種后每隔2~3 天觀察一次。

    1.3 培養(yǎng)條件及接種

    以上生根培養(yǎng)基中均添加蔗糖30 g·L-1,瓊脂4 g·L-1,pH 5.8,121 ℃高溫高壓滅菌20min,培養(yǎng)溫度(25.0±2)℃,光照強度2500~3000 lx(除“1.2.4”試驗外),光照時間10 h·d-1。以上試驗中每個處理15 瓶,每瓶接種4~5 株苗。

    1.4 移栽

    將已生根好的組培苗移栽于黃泥、泥炭土和珍珠巖體積比為1∶1∶1 的混合基質(zhì)中,并按常規(guī)育苗方法進行水肥及病蟲害管理。

    1.5 統(tǒng)計方法

    五指毛桃組培繼代單芽瓶內(nèi)生根試驗中,每種試驗設(shè)置不同處理,每處理3 個重復,每個重復20瓶,每瓶接繼代單芽5~6 株。每個處理接種1 個月后統(tǒng)計生根率、根系條數(shù)、生根時間、根粗及芽苗生長情況,組培生根苗煉苗1 個星期后移栽大棚基質(zhì)。數(shù)據(jù)采用DPS 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),進行方差分析、差異性顯著檢驗與極差分析。

    2 結(jié)果與分析

    2.1 不同基本培養(yǎng)基對生根的影響

    不同基本培養(yǎng)基處理下,五指毛桃組培繼代單芽生根情況如表1 所示。通過方差分析可以看出,不同基本培養(yǎng)基生根率差異無顯著,WPM 和ER 培養(yǎng)基的生根率最高,達100.00%,MS 培養(yǎng)基生根率最低,為88.89%。不同基本培養(yǎng)基對五指毛桃繼代單芽生根條數(shù)的影響部分呈現(xiàn)顯著差異;其中以SH 培養(yǎng)基的生根條數(shù)最多,其次是ER 培養(yǎng)基,以WPM 培養(yǎng)基生根條數(shù)為最少,兩者差異顯著。綜合生根率及生根數(shù)看,ER 基本培養(yǎng)基生根效果最佳。

    表1 不同基本培養(yǎng)基處理下五指毛桃組培芽生根情況

    2.2 不同基因型無性系對生根的影響

    為進一步分析基因型對五指毛桃組培生根的影響,以1/2MS 為基本培養(yǎng)基,分析了WZ-1、WZ-2、WZ-3、WZ-4、WZ-5、WZ-6、WZ-7、WZ-8 等8 個不同基因型供試無性系的組培生根能力差異(表2)。根據(jù)方差分析結(jié)果顯示,在同一培養(yǎng)基處理下,基因型無性系WZ-2、WZ-6 生根率分別為57.33%和68.00%,與其他基因型無性系呈顯著差異;有5 個基因型無性系生根率達100.00%,分別是WZ-1、WZ-3、WZ-5、WZ-7 和WZ-8。

    表2 不同基因型無性系對五指毛桃組培芽生根的影響

    不同基因型間生根條數(shù)呈現(xiàn)顯著差異,其中,WZ-8 平均生根條數(shù)最多,達12.48 條,其次為WZ-1,平均生根條數(shù)最少的是WZ-2,僅為4.74。整體上看,以基因型WZ-8 的生根效果最好(圖1)。

    圖1 五指毛桃無性系WZ-8 組培生根情況

    2.3 不同激素和活性碳對生根的影響

    在MS 基本培養(yǎng)基上,通過添加NAA、IBA、活性碳三種附加成分25 個濃度處理對五指毛桃單芽生根進行誘導,采用極差分析法(表3)進行分析,表3 中因素內(nèi)水平極差值(R)的大小,可反映出該因素對五指毛桃組培單芽生根的影響程度,極差越大說明該因素的變動越大,對試驗結(jié)果影響越大,RNAA、RIBA、R活性碳值分別為58.00、12.80、38.95,參試的3 因素對五指毛桃單芽生根率影響的主次關(guān)系是RNAA>R活性碳>RIBA,即依次是NAA>活性碳>IBA,從表3 中各因素水平(Ki)的均值大小,可得到誘導五指毛桃單芽生根率最高的激素和活性碳最優(yōu)濃度組合為NAA 在水平1,IBA 在水平2,活性碳在水平4,由此直觀分析可得五指毛桃單芽最佳培養(yǎng)基為MS+NAA0.10 mg·L-1+IBA0.10 mg·L-1+活性碳0.4 g·L-1。

    表3 不同激素和活性碳對五指毛桃組培芽生根的影響

    2.4 不同光照強度對生根的影響

    不同光照強度對生根影響試驗結(jié)果見表4,從表4 可看出,5 種光照強度處理下的五指毛桃組培苗生根率均達100%,無顯著性差異,但生根條數(shù)呈現(xiàn)有顯著差異,處理5 的自然光照條件下,植株平均生根條數(shù)最多,達13.63 條,不同光照強度對主根的粗度也有較大影響,光強越大,主根越粗,在光強3000 lx 條件下,主根最粗壯,發(fā)側(cè)根也多,同時,不同光照強度對發(fā)根快慢也有明顯影響,在5 個光照處理中,隨著光照強度不斷增強,發(fā)根時間越早,3000 lx 發(fā)根時間最快,僅7~9 天,1000 lx發(fā)根最慢,13~15 天,兩者相差6 天。不同光照處理的植株長勢有差異。綜合各指標來看,處理4 的植株長勢最好,從節(jié)約生產(chǎn)成本來看,以處理5 的自然光條件下植株長勢也達到要求了,但主根偏細,產(chǎn)生側(cè)根較多,可能跟天氣有關(guān)。光越弱,越容易產(chǎn)生玻璃化和褐化。

    表4 不同光照強度對五指毛桃組培芽生根的影響

    3 結(jié)論與討論

    同一基因型植株在不同激素配比處理中的瓶內(nèi)生根情況相差較大[19],在植株組培苗生根試驗中用得較多的激素有NAA 和IBA,NAA 能夠促進細胞的分裂與擴大,誘導不定根形成[20]。IBA 的作用主要是促進細胞的分化和分裂以及根系的增多和伸長[21-23]。生長素在低濃度下會促進植物根的生長,高濃度抑制根的生長,促進側(cè)根發(fā)育[24,25]。在本研究中,NAA 激素濃度對五指毛桃組培生根率影響顯著,在0.1~0.2 mg·L-1濃度范圍生根率較高,濃度大于0.2mg·L-1的生根率明顯下降。在3 種外源因子中,對五指毛桃生根影響效果依次為NAA>活性碳>IBA,激素和活性碳最佳組合生根培養(yǎng)基為MS+NAA0.10 mg·L-1+IBA0.10 mg·L-1+活性碳0.40 g·L-1,這與陶瑜[16]、李林軒[18]等研究結(jié)果存在差異,原因可能是供試材料的差別較大造成的。

    在同一激素水平下,不同基因型無性系WZ-2、WZ-6 的生根率、生根條數(shù)與其它基因型無性系呈顯著差異,這種差異也存在杜鵑、草莓[19,26]等作物的組培生根中。在植物組織培養(yǎng)中,光照對根的發(fā)生是一個重要條件,一般培養(yǎng)室中所用的光照多在1000~4000 lx,不同作物要求不一樣,當培養(yǎng)生根后的小植株準備移栽前,加大光照強度有利于提高移植的成活率[27],光強1500~2000 lx 有利于甜椒生根[28],五指毛桃組培單芽在光照強度1000~3000 lx條件下均能生根,但不同光強對發(fā)根時間的快慢影響比較明顯,3000 lx 發(fā)根時間最快,僅7~9 d,1000 lx 發(fā)根最慢,13~15 d,兩者相差6 天。植株在3 天暗培養(yǎng)后采用光強3000 lx 進行培養(yǎng),植株產(chǎn)生了少量玻璃化。自然光照下植株發(fā)根時間和主根粗度雖沒有3000 lx 處理的植株理想,但生根條數(shù)顯著高于其他光強條件,植株長勢較好?;蛐汀⒐庹?、激素等因素對五指毛桃生根數(shù)量及主側(cè)根的發(fā)生影響機理有待進一步深入研究。

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