礬根‘梔子黃’的組培再生及組培苗耐鹽性的研究

蔣彪 鄭志芬 呂月華 尤遠(yuǎn)洋 王悅帆 盧興霞

摘? ? 要：為建立彩葉礬根‘梔子黃的組培再生體系，了解其耐鹽范圍，以礬根‘梔子黃的葉片為外植體，對其組培苗誘導(dǎo)培養(yǎng)基、耐鹽范圍和生根培養(yǎng)基等進(jìn)行了篩選試驗(yàn)。結(jié)果表明：‘梔子黃葉片最佳誘導(dǎo)培養(yǎng)基為MS+30 g·L-1 蔗糖+7 g·L-1瓊脂+0.2 mg·L-1 6-BA+0.01 mg·L-1 NAA，不定芽的誘導(dǎo)率達(dá)98.32%。耐鹽性方面，0.2%輕度鹽脅迫下，‘梔子黃組培苗的存活率為92.45%，且該濃度對‘梔子黃的長勢具有一定的促進(jìn)作用；在0.4%中度鹽脅迫下，其存活率也可以達(dá)到75%，但是組培苗的再生率明顯下降，玻璃化現(xiàn)象較重；在0.6%重度鹽濃度下，組培苗成活率為35%，大部分組培苗褐化枯黃?！畻d子黃未經(jīng)鹽脅迫處理組培苗的適宜生根培養(yǎng)基為MS+30 g·L-1 蔗糖+7 g·L-1瓊脂+0.05 mg·L-1 NAA，生根率為91.25%；耐鹽組培苗的適宜生根培養(yǎng)基為MS+30 g·L-1 蔗糖+7 g·L-1瓊脂+0.1 mg·L-1 NAA，生根率為96.25%。試驗(yàn)結(jié)果可以為彩葉礬根種質(zhì)資源的保存和工廠化育苗效率的提高提供參考，也可以為其在鹽堿城市的綠化應(yīng)用和耐鹽機(jī)理的研究奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：礬根；組培再生；鹽脅迫

中圖分類號：S682.1? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2023.07.001

Study on Tissue Culture Regeneration of Heuchera micrantha 'Pistache' and Salt Tolerance of Seedlings in Vitro

JIANG Biao， ZHENG Zhifen， LV Yuehua，YOU Yuanyang， WANG Yuefan， LU Xingxia

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

Abstract： In order to establish tissue culture regeneration system for Heuchera micrantha 'Pistache' and understand its salt tolerance range， the experiment was conducted on the induction medium， salt tolerance range， and rooting medium of seedlings in vitro using the leaves as explants. The results showed that the best induction medium for 'Pistache' leaves was MS+30 g·L-1 sucrose+7 g·L-1 agar+0.2 mg·L-1 6-BA+0.01 mg·L-1 NAA， and the induction rate of adventitious buds had reached 98.32%. In terms of salt tolerance， the survival rate of seedlings in vitro was 92.45% at mild salt stress of 0.2%， and the growth had been promoted; the survival rate reached 75%at moderate salt stress of 0.4%， but the regeneration rate of seedlings in vitro was significantly decreased and the vitrification phenomenon was more severe; At severe salt concentration of 0.6%， the survival rate of seedlings in vitro was 35%， and most of seedlings in vitro turned brown and withered. The suitable rooting medium for seedlings of in vitro of 'Pistache' without salt stress was MS+30 g·L-1 sucrose+7 g·L-1 agar+0.05 mg·L-1 NAA， and the rooting rate was 91.25%; The suitable rooting medium for seedlings of in vitro of 'Pistache' with salt-tolerant was MS+30 g·L-1 sucrose+7 g·L-1 agar+0.1 mg·L-1 NAA， and the rooting rate was 96.25%. The experimental results will provide reference for the preservation of germplasm resources and the improvement of factory seedling efficiency of colored leaf alum root， and also lay a foundation for landscape applications in saline alkali cities and salt tolerance mechanism research.

Key words： Heuchera micrantha; tissue culture regeneration; salt stress

據(jù)第二次土壤普查（1979—1982年）資料統(tǒng)計(jì)，天津市鹽堿地占全市土地總面積的42.3%，其中濱海新區(qū)和靜海區(qū)最為嚴(yán)重[1]。天津市濱海新區(qū)表層土壤存在鹽漬化，鹽漬化類型依次為氯化物型（鹽土面積約1 109.26 km2）、硫酸鹽-氯化物型（鹽漬化土面積合計(jì)約633.94 km2）和蘇打型（非鹽漬化土分布面積約368.36 km2）為主，土壤全鹽量為0.02%～17.5%，平均值為1.21%，中位值為0.23%；表層土pH值在7.03～9.83之間，中位值為8.31[2]。靜海區(qū)鹽堿地面積為3.43萬hm2，占全區(qū)耕地總面積的53.1%，耕層土壤含鹽量高達(dá)0.50%[3-4]，0～50 cm土層pH值為7.1～7.6，呈堿性[5]。嚴(yán)峻的鹽漬生境對天津市綠化苗木的生長十分不利。因此，抵抗鹽堿是天津市綠化建設(shè)的重大課題，而開展綠化苗木引種馴化，開發(fā)適應(yīng)天津市自然條件和改良后土壤條件的綠化植物就顯得尤為重要[6]。礬根（Heuchera spp.），為虎耳草科礬根屬植物的通稱，為多年生彩葉草本花卉，近幾年在景觀應(yīng)用中備受關(guān)注和青睞，多被用作耐陰的彩葉地被，被譽(yù)為“花園的調(diào)色板”；礬根也可用作盆栽觀葉，因其多彩的葉色和多樣的葉形深受人們的喜愛，同樣具有良好的發(fā)展前景；目前國內(nèi)外有關(guān)礬根的研究主要集中于新品種選育、組培快速繁殖、馴化、抗性研究（抗旱抗寒耐熱）、光合生理特性，以及開發(fā)與應(yīng)用等方面[7]。礬根的繁殖方式，主要有分株、葉插和組培方式，但前2種方式存在繁殖效率低、周期長、對母株需求量大、葉插能否成株等問題[8]。因此，建立礬根的組培快速繁殖體系依然是解決優(yōu)良品種種苗短缺的最有效途徑。前人已經(jīng)對礬根的組織培養(yǎng)進(jìn)行了大量研究，選用的外植體主要有礬根的莖尖、莖段、新芽、花梗、葉片等[9-16]，由于基因型的不同，仍有很多彩葉礬根品種的組培快繁體系還未建立。同時(shí)，關(guān)于礬根耐鹽性方面的研究僅莊舒堯等[17]發(fā)表了關(guān)于礬根‘銀扇幼苗的生長和生理特性研究，其他礬根品種耐鹽性方面的研究仍未見報(bào)道。

礬根‘梔子黃（Heuchera micrantha 'Pistache'）葉色黃綠，在陽光下黃綠色葉從深到淺變換著不同的色彩，非常美觀，既是大地的調(diào)色板，也是花園、陽臺的調(diào)色板，但目前仍未見有關(guān)于礬根‘梔子黃組培和耐鹽性方面的研究報(bào)道。本研究采用礬根‘梔子黃的葉片為外植體，通過建立礬根‘梔子黃品種的組培再生體系，并對其組培苗的耐鹽性進(jìn)行研究，為礬根種質(zhì)資源的保存和工廠化育苗提供參考；也為彩葉礬根在鹽堿城市的綠化應(yīng)用和耐鹽機(jī)理的研究奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

礬根品種‘梔子黃購置于虹越天貓旗艦店，取其長勢良好的葉片作為外植體。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 組培苗的誘導(dǎo) 以MS+30 g·L-1蔗糖+8 g·L-1瓊脂為基礎(chǔ)培養(yǎng)基，培養(yǎng)基pH值為5.8，添加不同濃度的6-BA和NAA（見表1）進(jìn)行試驗(yàn)，以不添加激素的基本培養(yǎng)基為對照，共計(jì)5個處理。分別取消毒后的葉片切割成1 cm×1 cm的正方形，將其接入不同處理的培養(yǎng)基上后放置到培養(yǎng)室進(jìn)行培養(yǎng)，重復(fù)3次。培養(yǎng)室的培養(yǎng)條件為溫度 （25±2） ℃，光照強(qiáng)度1 500～2 000 lx，每天光照 14 h ，40 d后統(tǒng)計(jì)不定芽的誘導(dǎo)率。

1.2.2 組培苗的耐鹽性研究 將增殖培養(yǎng)后的‘梔子黃叢生芽，分割成單芽，選取生長健壯且長勢一致的單芽，以MS+30 g·L-1蔗糖+8 g·L-1瓊脂為基礎(chǔ)培養(yǎng)基，分別接種于含有不同濃度NaCl的培養(yǎng)基上。NaCl處理濃度分別為0%、0.2%、0.4%、0.6%，共4個處理，每個處理接10瓶，每瓶接4個單芽，重復(fù)5次。

1.2.3 組培苗的生根培養(yǎng) 以MS+30 g·L-1蔗糖+8 g·L-1瓊脂為基礎(chǔ)培養(yǎng)基，將0.2%鹽脅迫處理后存活下來的長勢良好的組培苗、對照組培苗分別接入含有不同濃度NAA（0、0.05、0.1、0.2 mg·L-1）的生根培養(yǎng)基上，共4個處理。每個處理接10瓶，每瓶接4叢，重復(fù)5次。

1.2.4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì) 采用金山WPS11.1和SPSS 17.0進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 6-BA/NAA濃度配比對礬根‘梔子黃葉片不定芽誘導(dǎo)的影響

圖1顯示，經(jīng)過6-BA處理后，其不定芽的誘導(dǎo)率均高于對照；當(dāng)6-BA濃度不變時(shí)，‘梔子黃不定芽的誘導(dǎo)率隨著NAA濃度的降低而增加。不定芽的誘導(dǎo)率從小到大為Z0

2.2 不同濃度鹽脅迫對礬根‘梔子黃組培苗的影響

由表2可知，隨著NaCl濃度的增加，礬根‘梔子黃的存活率逐漸降低，對照的存活率為100%，0.2% NaCl的存活率為92.45%；0.4% NaCl的存活率達(dá)到75.00%，表明礬根‘梔子黃的耐鹽性基本達(dá)到中等鹽濃度水平；0.6% NaCl的存活率為35.00%，表明礬根‘梔子黃在重度鹽濃度下，存活率比較低，且存活的植株生長狀況欠佳，皺縮卷曲葉片數(shù)量增加，葉色為黃綠色，組培苗生長不良。

隨著NaCl濃度的增加，礬根‘梔子黃的不定芽增殖率逐漸降低，與對照相比，0.2% NaCl的不定芽增殖率變化不大，僅減少了10%；0.4%和0.6% NaCl濃度不定芽增殖率明顯降低。而礬根‘梔子黃的葉片舒展率在NaCl濃度為0%的情況下，葉片舒展率僅為30%，而當(dāng)NaCl濃度為0.2%時(shí)，礬根‘梔子黃的葉片舒展率較對照增加了1倍，0.4%和0.6%NaCl濃度的葉片舒展率為0。結(jié)果表明，低濃度的鹽對‘梔子黃組培苗的生長可能具有促進(jìn)作用。

試驗(yàn)中筆者觀察到，‘梔子黃不定芽分化出來后，隨著不定芽的生長發(fā)育，所有處理組培苗生長初期都存在著部分葉片葉表面不平展，呈皺縮狀，不同配方的培養(yǎng)基，其葉片皺縮狀的數(shù)量不同。在建立‘梔子黃組培快繁體系之前也做了礬根另一品種的組培快繁試驗(yàn)，該品種不定芽分化后，不同激素配比培養(yǎng)基上誘導(dǎo)分化出組培苗的葉片生長發(fā)育均正常。‘梔子黃組培苗葉表面出現(xiàn)皺縮現(xiàn)象，可能是激素配比或植物自身等原因造成的，仍需要課題組繼續(xù)觀察和試驗(yàn)。

2.3 鹽脅迫對礬根‘梔子黃組培苗生根的影響

2.3.1 不同濃度NAA對礬根‘梔子黃組培苗生根的影響 由表3可知，添加NAA后‘梔子黃的生根率明顯高于對照，0.05、0.1 mg·L-1的生根率均達(dá)到90%以上。對于生根數(shù)而言，0.05、0.1、0.2 mg·L-1 NAA處理后的生根數(shù)間的差異均不顯著，0.2 mg·L-1 NAA處理后的生根數(shù)與對照的差異也不顯著，但0.05、0.1 mg·L-1 NAA處理過的生根數(shù)間的差異均顯著高于對照。根長4個處理間的差異均不顯著。0.05 mg·L-1 NAA處理后>0.5 cm的根系數(shù)、一級側(cè)根數(shù)均顯著高于對照和0.1 mg·L-1 NAA處理，與0.2 mg·L-1 NAA處理后的差異不顯著；0.1 mg·L-1 NAA處理后>0.5 cm的根系數(shù)、一級側(cè)根數(shù)與對照和0.2 mg·L-1 NAA處理后的差異均不顯著。

綜上所述，0.05 mg·L-1? NAA處理對礬根‘梔子黃的生根效果比較好。

2.3.2 不同濃度NAA對礬根‘梔子黃耐鹽組培苗生根的影響 由表4可知，耐鹽組培苗‘梔子黃經(jīng)不同濃度的NAA處理后，根系各指標(biāo)均隨著NAA濃度的增加出現(xiàn)先升高后降低的趨勢。與對照相比，生根率在NAA濃度為0.1 mg·L-1時(shí)達(dá)到最高（96.25%）。除0.05 mg·L-1和0.2 mg·L-1處理的一級側(cè)根數(shù)與對照差異不顯著外，其他NAA處理下的指標(biāo)如生根數(shù)、根長>0.5 cm的根系數(shù)等均顯著高于對照；當(dāng)NAA的濃度為0.1 mg·L-1時(shí)，測量的指標(biāo)均顯著高于其他NAA濃度處理下的指標(biāo)；其他NAA濃度處理下的所有根系指標(biāo)間的差異均不顯著。

綜上所述，0.1 mg·L-1 NAA處理對礬根‘梔子黃耐鹽組培苗的生根效果比較好。

3 討論與結(jié)論

近年來，礬根組培快繁時(shí)，選用葉片為外植體進(jìn)行研究的報(bào)道越來越多，其具有取材方便，取材數(shù)量不受限制，對母株的損傷小等特點(diǎn)。侯非凡等[13]研究了以礬根‘萊姆里基葉片為外植體的不同激素配比對愈傷組織誘導(dǎo)的影響，但沒有報(bào)道不定芽分化情況。邵雅東等[9]、孫翊等[10]、吳海紅等[12]分別研究了礬根‘莓果‘巴黎‘閃秋‘草莓漩渦這些品種以葉片為外植體的組培快繁，且均實(shí)現(xiàn)了在同一種培養(yǎng)基上進(jìn)行誘導(dǎo)并分化的過程，建立了一種更為簡便、經(jīng)濟(jì)且有效的礬根直接再生體系，其中不定芽誘導(dǎo)率最高的是‘莓果（86.11%）。本研究也是以‘梔子黃葉片為材料進(jìn)行組培再生的研究，同以上的研究結(jié)果一致，實(shí)現(xiàn)了在同一種培養(yǎng)基上進(jìn)行誘導(dǎo)并分化的過程，‘梔子黃葉片不定芽的誘導(dǎo)率達(dá)98.32%，屬于利用葉片較易誘導(dǎo)、分化的基因型品種。

‘梔子黃組培苗耐鹽性的研究表明，隨著NaCl濃度的增加，‘梔子黃組培苗的存活率、不定芽增殖率逐漸降低，這與韋建辰等[18]對3個越橘品種組培苗的存活率、芽增殖率的研究結(jié)果一致。0.2%輕度鹽脅迫對組培苗的生長發(fā)育具有一定的促進(jìn)作用，這與榮海燕[19]關(guān)于鹽脅迫對冰菜組培苗生長發(fā)育影響的研究結(jié)果一致，即培養(yǎng)基中添加低濃度鹽溶液對組培苗的生長有一定的促進(jìn)作用。后期研究中筆者發(fā)現(xiàn)，將在0.4%和0.6%鹽脅迫下存活下來的耐鹽組培苗接種到不加鹽的的生根培養(yǎng)基中，這些耐鹽組培苗生長發(fā)育逐漸恢復(fù)了正常，表明‘梔子黃對鹽脅迫的耐受能力比較強(qiáng)，當(dāng)解除鹽脅迫后，可以通過自身的修復(fù)系統(tǒng)使其恢復(fù)正常生長。根據(jù)土壤鹽堿地分級指標(biāo)（以30 cm土壤深度計(jì)算的含鹽量），輕度鹽化土為含鹽量0.1%～0.2%；中度鹽化土為含鹽量0.2%～0.4%；重度鹽化土為含鹽量0.4%～0.6%。天津市濱海新區(qū)重鹽堿地進(jìn)行高效生態(tài)綠化時(shí)的方案之一是先對重鹽堿地進(jìn)行脫鹽改良，使改良土壤含鹽量下降到0.3%為標(biāo)準(zhǔn)，鹽堿土改良深度以基本滿足園林植物根系生長所需地下土壤空間為標(biāo)準(zhǔn)，一般草坪、地被植物30～40 cm，花灌木60～80 cm，喬木100～120 cm[6]。就以上2項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)而言，本研究結(jié)果表明，‘梔子黃耐鹽組培苗可以適應(yīng)天津市鹽堿地環(huán)境，也可以作為重要的彩葉地被植物進(jìn)行引種，但其具體的耐鹽機(jī)理需要進(jìn)一步研究。

關(guān)于組培苗的生根研究發(fā)現(xiàn)，‘梔子黃未經(jīng)鹽脅迫處理組培苗的適宜生根培養(yǎng)基與耐鹽組培苗的適宜生根培養(yǎng)基對植物生長調(diào)節(jié)劑的需求量不同。未經(jīng)鹽脅迫處理組培苗的適宜生根培養(yǎng)基中 NAA的濃度為 0.05 mg·L-1，生根率為91.25%；耐鹽組培苗適宜生根培養(yǎng)基中NAA的濃度為 0.1 mg·L-1，生根率為96.25%，當(dāng)生根培養(yǎng)基中NAA的濃度也為 0.05 mg·L-1時(shí)，耐鹽組培苗的生根率只有78.75%。經(jīng)鹽脅迫處理后，組培苗對 NAA 的需求劑量增加，其原因有待進(jìn)一步研究。一般情況下，高濃度的礦物質(zhì)利于莖葉生長，低濃度的利于生根。因此，多數(shù)生根培養(yǎng)都選用1/2 MS 等低鹽分培養(yǎng)基作為基本培養(yǎng)基，但個別品種選用 MS 效果更好，這與品種的個體能力有關(guān)[20]。礬根組培苗生根培養(yǎng)基中也多選用 1/2 MS 作為基本培養(yǎng)基[9，12-13]，生根率也比較高，且根系健壯。本研究生根培養(yǎng)選用的是 MS 作為基本培養(yǎng)基，其生根率比較高，根系健壯。但從生產(chǎn)成本考慮，是否可以選用1/2 MS 作為基本培養(yǎng)基獲得較好的生根效果，需要進(jìn)一步研究。

綜上，本研究以礬根‘梔子黃葉片為外植體，開展了組培再生、組培苗的耐鹽性研究，建立了‘梔子黃的高效再生體系，篩選出了‘梔子黃的耐鹽范圍，為礬根種質(zhì)資源的保存和工廠化育苗以及彩葉礬根在鹽堿地綠化中的大范圍種植和耐鹽機(jī)理的研究奠定了基礎(chǔ)。在同一培養(yǎng)基上實(shí)現(xiàn)了‘梔子黃的誘導(dǎo)和分化，不定芽的最佳誘導(dǎo)和分化培養(yǎng)基為MS+30 g·L-1蔗糖+7 g·L-1瓊脂+0.2 mg·L-1 6-BA+0.01 mg·L-1 NAA，誘導(dǎo)率為98.32%。在耐鹽性方面，0.2%輕度鹽脅迫對‘梔子黃組培苗的生長發(fā)育有一定的促進(jìn)作用；在0.4%中度鹽脅迫下，其存活率可以達(dá)到75%，但組培苗的再生率明顯下降，玻璃化現(xiàn)象嚴(yán)重；在0.6%重度鹽濃度下，組培苗成活率降到35%，大部分組培苗褐化枯黃。生根培養(yǎng)結(jié)果為，經(jīng)鹽脅迫處理后的‘梔子黃組培苗最佳生根培養(yǎng)基為MS+30 g·L-1蔗糖+7 g·L-1瓊脂+0.1 mg·L-1 NAA，未經(jīng)鹽脅迫處理的對照‘梔子黃組培苗最佳生根培養(yǎng)基為MS+30 g·L-1蔗糖+7 g·L-1瓊脂+0.05 mg·L-1 NAA。

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