巨紫荊的組培快繁體系研究

冒文娟 王宇 蘇涌

（1 金恪投資控股股份有限公司，上海 200127；2 上海杉一植物科技有限公司，上海 201114）

巨紫荊為豆科紫荊屬落葉喬木，因其樹(shù)型巨大（自然生長(zhǎng)的大樹(shù)胸徑可達(dá)60 cm以上、株高可達(dá)15 m以上），又與常見(jiàn)的灌木紫荊相似而得名巨紫荊[1]。巨紫荊為我國(guó)特有的鄉(xiāng)土樹(shù)種，在浙江、安徽、湖南、湖北、貴州、廣東等地的海拔600～1 000 m地帶均有零星分布，且在安徽、湖南等地有樹(shù)齡在50～80年的大樹(shù)[2]。

巨紫荊因其幼葉為紫紅色，每年3月—4月葉前開(kāi)花，花為假蝶形、淡紫紅色，花色艷麗，具有較高的觀賞價(jià)值，成為了優(yōu)良的行道樹(shù)、庭蔭樹(shù)及綠化點(diǎn)綴樹(shù)種，具有廣闊的園林應(yīng)用前景。但是，巨紫荊現(xiàn)存林木極少，主要繁殖方式為播種繁殖（巨紫荊的種子發(fā)芽率較低，在25%左右[3-5]），且其扦插后難生根（雖然其采用嫩枝扦插的生根力比采用硬枝扦插的強(qiáng)，但是扦插生根成活率僅為28.5%[5]），導(dǎo)致其繁殖效率較低，這給巨紫荊作為園林應(yīng)用樹(shù)種進(jìn)行大面積推廣造成了一定影響。近年來(lái)，已有少量關(guān)于組織培養(yǎng)技術(shù)在巨紫荊苗木繁殖上的應(yīng)用研究，且研究結(jié)果表明，巨紫荊采用組織培養(yǎng)技術(shù)進(jìn)行繁殖，可進(jìn)行快速繁殖，縮短繁殖時(shí)間[6]。在此背景下，筆者在前人研究的基礎(chǔ)上，對(duì)巨紫荊組培快繁體系中的增殖培養(yǎng)基配方和生根培養(yǎng)基配方進(jìn)行研究，以期進(jìn)一步推進(jìn)巨紫荊在城市園林中的推廣應(yīng)用?，F(xiàn)將相關(guān)研究結(jié)果報(bào)道如下。

1 材料與方法

1.1 組培材料及試劑

2019 年3 月，在山東省濰坊市昌邑市宋莊鎮(zhèn)綠博園內(nèi)的巨紫荊4 年生大樹(shù)上剪取1～2 年生、帶芽苞的健壯枝條，帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行水培。

改良MS 基本培養(yǎng)基（包括KNO32 000 mg/L、NH4NO31 620 mg/L、MgSO4·7H2O 725 mg/L、KH2PO4305 mg/L；改良MS 培養(yǎng)基配方主要是針對(duì)培養(yǎng)基添加的大量元素進(jìn)行改良，其他添加物保持不變）及1/2MS 基本培養(yǎng)基所用化學(xué)藥品、6-BA（6- 芐基腺嘌呤）、IBA（吲哚丁酸）、NAA(萘乙酸)、蔗糖、瓊脂粉等均購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。其中，瓊脂為BR 生物試劑，其他試劑均為A R 分析純。

1.2 巨紫荊的組培快繁

1.2.1 外植體的消毒及誘導(dǎo)培養(yǎng)

選取1～2 年生、帶芽苞的健壯枝條于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行水培，待新芽萌發(fā)后，將其切割成1～2 cm 長(zhǎng)、帶頂芽和腋芽、剪去葉片留3～5 mm 長(zhǎng)葉柄的莖段（要求頂芽高0.5～1.0 cm，莖段長(zhǎng)0.5～1.0 cm，含至少1 個(gè)腋芽）作為外植體，用75%酒精擦拭外植體表面，再用洗衣粉水浸泡2 min，然后置于流水下沖洗0.5～1.0 h，隨后在超凈工作臺(tái)上用濃度為0.05%～0.10%的升汞處理5～15 min，再用無(wú)菌水沖洗5～6 次，最后用無(wú)菌紗布或無(wú)菌吸水紙吸除外植體上的水，完成消毒。在超凈工作臺(tái)上進(jìn)行外植體的修剪，將修剪后的材料接種至誘導(dǎo)培養(yǎng)基中，然后置于培養(yǎng)室內(nèi)進(jìn)行培養(yǎng)。

1.2.2 增殖培養(yǎng)

將通過(guò)外植體誘導(dǎo)培養(yǎng)獲得的不定芽進(jìn)行增殖培養(yǎng)。巨紫荊不定芽增殖培養(yǎng)的基本培養(yǎng)基為改良MS培養(yǎng)基，另外添加蔗糖30 g/L、瓊脂粉5.8 g/L，調(diào)整pH 至5.8～6.0。本研究依據(jù)增殖培養(yǎng)基添加激素的種類（6-BA、IBA、NAA）和濃度不同設(shè)置處理，每處理接種20 瓶，每瓶接種5 株不定芽，重復(fù)3次，培養(yǎng)（光培養(yǎng)與暗培養(yǎng)交替進(jìn)行。其中，光培養(yǎng)連續(xù)進(jìn)行12 h 光照，光照強(qiáng)度為3 000 lx，培養(yǎng)溫度為26 ℃；暗培養(yǎng)連續(xù)進(jìn)行12 h，培養(yǎng)溫度為20 ℃）28 d 后，統(tǒng)計(jì)增殖倍數(shù)，觀察獲得的組培苗生長(zhǎng)情況，以篩選出最佳增殖培養(yǎng)基配方。具體處理設(shè)計(jì)見(jiàn)表1、表2、表3。

表1 6-BA 不同添加濃度對(duì)巨紫荊不定芽增殖培養(yǎng)的影響

表3 不同激素組合對(duì)巨紫荊不定芽增殖培養(yǎng)的影響

表4 不同種類生長(zhǎng)素及添加濃度組合對(duì)巨紫荊組培苗生根培養(yǎng)的影響

計(jì)算公式：增殖倍數(shù)=分化出的有效苗數(shù)÷接種不定芽數(shù)。

1.2.3 生根培養(yǎng)

選取增殖培養(yǎng)獲得的株高為1.8～3.5 cm、健壯、葉片舒展的單株巨紫荊組培苗進(jìn)行生根培養(yǎng)。巨紫荊組培苗生根培養(yǎng)的基本培養(yǎng)基為1/2M S 培養(yǎng)基，另外添加蔗糖20 g/L、瓊脂粉5.8 g/L，調(diào)整pH 至5.8～6.0。本研究依據(jù)生根培養(yǎng)基添加激素的種類（IBA、NAA）及濃度不同設(shè)置處理，每處理接種20瓶，每瓶接種7株組培苗，重復(fù)3次，培養(yǎng)（培養(yǎng)條件同增殖培養(yǎng)）30 d后，統(tǒng)計(jì)生根率，以篩選出最佳生根培養(yǎng)基配方。具體處理設(shè)計(jì)見(jiàn)表4。

計(jì)算公式：生根率=（生根苗數(shù)÷接種苗數(shù)）×100%。

1.2.4 巨紫荊生根苗的煉苗

將生根培養(yǎng)35～45 d的巨紫荊生根苗根系上的培養(yǎng)基洗凈，種植在含蛭石、珍珠巖、草炭等基質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)杯或穴盤中進(jìn)行煉苗?；|(zhì)配方分兩種，上層1/3 容量體積的基質(zhì)配方為蛭石∶珍珠巖=2∶1（容量體積比），下層2/3 容量體積的基質(zhì)配方為草炭∶蛭石∶珍珠巖=3∶1∶1（容量體積比）?；|(zhì)濕度最初控制在80%～90%，在生根苗的新根與新葉發(fā)出后，逐漸降低基質(zhì)濕度。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 對(duì)相關(guān)研究數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同激素處理對(duì)巨紫荊不定芽增殖培養(yǎng)的影響

2.1.1 6-BA 不同添加濃度對(duì)巨紫荊不定芽增殖培養(yǎng)的影響

由表1 可知，在增殖培養(yǎng)基中添加6-BA 有利于巨紫荊不定芽的生長(zhǎng)，表現(xiàn)為隨著6-BA 添加濃度的增加，巨紫荊組培苗的植株高度、增殖倍數(shù)呈先增后降的趨勢(shì)。當(dāng)6-BA 添加濃度達(dá)到1.5 mg/L時(shí)，植株開(kāi)始出現(xiàn)玻璃化現(xiàn)象。因此，巨紫荊不定芽增殖培養(yǎng)的6-BA 適宜添加濃度為0.3～1.0 mg/L。

2.1.2 不同種類生長(zhǎng)素與6-BA 組合對(duì)巨紫荊不定芽增殖培養(yǎng)的影響

在2.1.1 的基礎(chǔ)上，保持6-BA 添加濃度為0.3 mg/L，進(jìn)行巨紫荊不定芽增殖培養(yǎng)不同種類生長(zhǎng)素的篩選試驗(yàn)。由表2 可知，巨紫荊不定芽在添加NAA 的增殖培養(yǎng)基上無(wú)增殖，表明6-BA 與NAA 的組合不適合用于巨紫荊不定芽的增殖培養(yǎng)，而6-BA與I B A 的組合更適合用于巨紫荊不定芽的增殖培養(yǎng)。

2.1.3 6-BA 與IBA 不同添加濃度組合對(duì)巨紫荊不定芽增殖培養(yǎng)的影響

在2.1.2 的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步篩選6-BA 與IBA的最適添加濃度組合。由表3 可知，在6-BA 添加濃度保持一致的前提下，隨著IBA添加濃度的增加，巨紫荊組培苗的植株高度和增殖倍數(shù)均表現(xiàn)出先增加后降低的趨勢(shì)，尤其是當(dāng)IBA的添加濃度達(dá)到0.10 mg/L 時(shí)，巨紫荊組培苗的植株基部愈傷組織大、褐化嚴(yán)重、植株高度和增值比例顯著下降。其中，以處理K 的巨紫荊組培苗的植株高度和增殖倍數(shù)最高，分別為3.7 cm 和5.0 倍。綜上，宜選用處理K的添加濃度組合（即6-BA 添加濃度為1.0 mg/L、IBA 添加濃度為0.05 mg/L）作為巨紫荊不定芽增殖培養(yǎng)的激素添加濃度組合。

2.2 不同激素組合對(duì)巨紫荊組培苗生根培養(yǎng)的影響

由表4 可知，在生根培養(yǎng)基中單獨(dú)添加IBA 或NAA 時(shí)，均不利于巨紫荊組培苗的生根培養(yǎng)，而在生根培養(yǎng)基中同時(shí)添加I BA 和N AA 時(shí)，巨紫荊組培苗的生根率明顯提高。其中，以處理h 的巨紫荊組培苗生根率最高，為98%，且根系數(shù)量多、根系粗壯、植株生長(zhǎng)健壯。因此，宜選用處理h 的激素添加濃度組合（即NAA 添加濃度為0.8 mg/L、IBA添加濃度為0.8 mg/L）作為巨紫荊組培苗生根培養(yǎng)的激素添加濃度組合。

2.3 煉 苗

煉苗培養(yǎng)45～60 d，即可得到巨紫荊容器苗用于大田種植，一般巨紫荊生根苗在溫室煉苗的成活率在90%以上。

3 結(jié)論與討論

目前，有關(guān)巨紫荊組織培養(yǎng)的研究報(bào)道較少。例如，張林等[6]研究發(fā)現(xiàn)，巨紫荊不定芽增殖培養(yǎng)采用MS+ZT 2.0 mg/L 培養(yǎng)基的增殖效果最好，增殖倍數(shù)為3.56 倍，組培苗生根培養(yǎng)宜在培養(yǎng)基中添加TA 0.5 mg/L，也可在培養(yǎng)基中添加IAA 0.5 mg/L+NAA 0.5 mg/L+TA 0.5 mg/L，組培苗生根率可達(dá)96.5%。本研究結(jié)果表明，以巨紫荊1～2年生硬枝上萌發(fā)的新芽作為外植體，經(jīng)消毒、誘導(dǎo)培養(yǎng)獲得不定芽后，在改良MS 培養(yǎng)基中添加6-BA 1.0 mg/L+IBA 0.05 mg/L 用于不定芽的增殖培養(yǎng)，不定芽的增殖倍數(shù)最高，可達(dá)5.0倍；同時(shí)，在對(duì)獲得的組培苗進(jìn)行生根培養(yǎng)時(shí)，在生根培養(yǎng)基中單獨(dú)添加I B A 或N A A，均不利于組培苗的生根培養(yǎng)，而在生根培養(yǎng)基中同時(shí)添加IBA 和NAA 時(shí)，組培苗的生根率明顯提高，以在生根培養(yǎng)基中添加NAA 0.8 mg/L+IBA 0.8 mg/L 時(shí)，組培苗的生根率最高，達(dá)98%。

綜上，以巨紫荊1～2 年生硬枝上萌發(fā)的新芽作為外植體，經(jīng)消毒、誘導(dǎo)培養(yǎng)獲得不定芽，不定芽增殖培養(yǎng)的適宜培養(yǎng)基配方為改良MS+6-BA 1.0 mg/L+IBA 0.05 mg/L+ 蔗糖30 g/L+ 瓊脂粉5.8 g/L，獲得組培苗后，組培苗生根培養(yǎng)的適宜培養(yǎng)基配方為1/2MS+NAA 0.8 mg/L+IBA 0.8 mg/L+蔗糖20 g/L+瓊脂粉5.8 g/L。本研究結(jié)論可應(yīng)用于巨紫荊組培快繁的規(guī)?；a(chǎn)，有助于降低巨紫荊的生產(chǎn)成本，帶來(lái)更高的經(jīng)濟(jì)效益。