构树组培苗生根中不同培养基的影响研究

2020-08-26 385 上传者：管理员

摘要：以构树组培苗为外植体，探讨不同培养基配方、蔗糖含量、不同激素及其相对浓度配比对构树生根的影响，并通过调试培养基配方筛选最佳生根处理，以便为生产实践及构树的种苗需求和后续研究等方面提供理论依据。结果表明，适合构树生根的最佳培养基为1/2MS培养基；最适生根培养基的蔗糖添加量为30g/L；最适生长素添加的培养基为1/2MS+NAA0.1mg/L，在该培养基下，其根长为2.49cm、生根数为3.57条；最佳生根培养基为1/2MS+NAA0.1mg/L+CPPU1.0mg/L，在该培养基下，其根长为3.24cm、生根数为5.83条。

关键词：
培养基
构树
林业
生根
组培苗
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构树（Broussonetiapapyrifera(L.)Vent.）又名褚树、谷浆树、杨梅子等，属荨麻目桑科，为多年生落叶乔木或灌木[1,2]，具有一定的食用、药用价值和临床价值。构树属适应性强的喜光树种，对气候适应性较强，耐北方的干冷和南方的湿热气候，亦能在林荫下正常生长[3]。构树果实含有氨基酸、矿物元素、糖类等多种营养物质[4]，不仅具有抗氧化和美容的作用，还可以有效缓解疲劳、提高人体的免疫力[5,6]。其果实可用来酿酒或者直接食用，具有补肾、壮筋骨、健胃消肿之功效[7,8]。

我国属于世界上最大的造纸原料贸易净进口国，尤其纤维原料木浆和废纸等需大量进口[9]。近年来，从日本引进的作为制造浆纸的专用树种光叶楮，资源有限，一般种植2～3代以后就会退化[10]。目前，光叶楮苗木主要靠常规的无性扦插繁殖，但由于材料来源不足、扦插成活率不高，难以满足当前大面积栽培及推广的需求，材料仍需大量进口。而组织培养已被广泛应用，在组织培养、种质资源保存等方面大量应用，这不仅能有效降低误差、且能在短时期内获得大量无菌苗，效率高，技术成本低，环境条件可控。近几年来，组培技术发展较快，但对于构树组培研究相对较少，而离体培养技术可以有效解决植物资源短缺的难题[11]。

本研究以构树组培苗为试验材料，在以往研究基础上添加新的激素及其不同浓度配比进行试验，通过调试培养基配方筛选最佳生根配方，旨在为生产实践及构树的种苗需求和后续研究等方面提供理论依据。

1、材料和方法

1.1 试验材料

供试材料为内蒙古武川县宝坤农业园区构树的嫩茎，在内蒙古农业大学园艺与植物保护学院组织培养室进行初代继代扩繁，得到组培苗。

1.2 试验方法

1.2.1 基本培养基对组培苗生根的影响

取生长特性一致的构树材料，修剪为3cm左右带1～2个小芽和叶片的组培苗，分别接种到3种不同的培养基MS、1/2MS、1/4MS中，激素添加均为NAA0.1mg/L，接种进行生根培养。每个处理接种外植体10瓶，设3次重复，培养35d后调查平均生根数（生根总数/接种苗数）、生根率（生根苗数/接种苗数）、生根长度等指标。

1.2.2 不同蔗糖浓度对构树组培苗生根的影响

取3cm左右带1～2个小芽和叶片的组培苗，分别放置在蔗糖质量浓度为15、30、45g/L的培养基中。每个处理接种外植体10瓶，设3次重复，培养35d后调查平均生根数、生根率、生根长度等指标。

1.2.3 不同生长素对构树组培苗生根的影响

设置IAA、IBA、NAA共3种生长素，其质量浓度分别设置为0.1、0.5、1.0mg/L，在此培养条件下进行培养。每个处理接种外植体10瓶，设3次重复，培养35d后调查平均生根数、生根率、生根长度等指标。

1.2.4 生长素NAA和不同细胞分裂素及其浓度组合对构树组培苗生根的影响

试验设NAA质量浓度为0.1mg/L,6-BA、CPPU、KT质量浓度分别为0.1、1.0、5.0mg/L，在此培养条件下进行培养。每个处理接种外植体10瓶，设3次重复，培养35d后调查平均生根数、生根率、生根长度等指标。

1.2.5 培养条件

以上培养基均加入质量浓度为6g/L的琼脂，培养基pH值调为5.8～6.0，在恒温光照培养箱中培养，培养温度为（25±2）℃，光照时数为12h/d，光照强度为2000lx。

1.3 数据处理

采用Excel2016和SPSS25.0软件进行数据整理和差异显著性分析。

2、结果与分析

2.1 培养基类型对构树生根的影响

从表1可以看出，3种培养基培养下，处理A3与处理A2和A1间平均根长差异均不显著，处理A2和处理A1间平均根长差异达显著水平（P<0.05）；处理A2的平均根数显著高于处理A3和处理A1，处理A3和处理A1间平均根数无显著差异。对构树生根作用最好的是处理A2，平均根长为2.13cm，平均根数为2.27条，且二者均高于处理A1、A3；处理A2生根率为46.7%，也高于处理A1和A3。

表1培养基类型对构树生根的影响

2.2 不同蔗糖浓度对构树生根的影响

由表2可知，平均根长、平均根数和生根率三者均表现出处理B2（蔗糖质量浓度为30g/L）优于处理B3（蔗糖质量浓度为45g/L）和处理B1（蔗糖质量浓度为15g/L）；随着浓度梯度的增加，平均根长、平均根数、生根率均提高，但蔗糖在高浓度水平下会抑制构树生根，在B3处理下平均根长、平均根数、生根率均下降。其中，处理B2平均根长与处理B3间差异不显著，与处理B1间差异达显著水平（P<0.05），且B2根长最大，为2.23cm；平均根数处理B2与处理B3间无显著差异，与处理B1间差异达显著水平（P<0.05），且处理B3与处理B1间差异也达显著水平（P<0.05），处理B3、B2平均根数均高于处理B1，且处理B2生根数最高，达到2.26条；处理B2生根率也最高，为50.0%。

表2不同蔗糖浓度对构树生根的影响

2.3 不同生长素及其浓度对构树生根的影响

由表3可知，3种不同生长素及其浓度下，随着生长素浓度的增加，构树平均根长呈现出减小的趋势，说明低浓度生长素可以有效促进构树生根，但生长素浓度过高则会明显抑制构树生根。其中，处理C7平均根长达最大，为2.49cm，且与其他处理之间均存在显著差异（P<0.05），处理C3根长最小，为0.73cm,I、II、III组处理的生长素质量浓度为0.1mg/L时均最有利于构树生根；I、II、III组处理中，生长素质量浓度I组为0.1mg/L、II组为0.5mg/L、III组为0.1mg/L对生根数有明显提高作用，且在组内为最佳，处理C7的平均生根条数为组间最大，达到3.57条，且显著高于其他处理（P<0.05），处理C9最小，为0.51条；C7生根率为组间最大，达到56.7%。不同生长素对构树生根影响效果大小依次为NAA>IAA>IBA。

表3不同生长素及其浓度对构树生根的影响

2.4 生长素NAA和不同细胞分裂素及其浓度结合对构树生根的影响

表4生长素NAA和不同细胞分裂素及其浓度结合对构树生根的影响

由表4可知，第I、II组随细胞分裂素浓度的增加，构树的平均根长、平均根数及生根率均呈现出先升高后降低的趋势，但在第III组KT试验中却呈现持续下降的趋势，且KT在组间效果表现最差。其中，构树的平均根长、平均根数及生根率均表现为处理D5组合高于其他组合，且与其他组合间差异达显著水平（P<0.05）；各处理组合对构树的平均根长影响大小表现为D5>D2>D4>D1>D6>D7>D3>D8>D9，处理D5组合（CPPU1.0mg/L+NAA0.1mg/L）对构树平均根长的影响效果最好，平均根长达3.24cm，而KT+NAA组合的处理D9的平均根长组间组内均最小，为1.48cm；各处理组合对构树平均根数影响大小表现为D5>D2>D4>D1>D8>D3>D7>D6>D9，处理D5组合对构树平均根数的影响效果最好，均根数达到5.83条，显著高于其他处理组合，处理D9平均根数最小（1.93条）；生根率处理D5组合达到处理间最大，为76.7%，处理D9组合生根率最小（43.3%）。

3、结论与讨论

3.1 培养基类型及蔗糖浓度对构树生根的影响

本研究通过对构树进行不同培养基及不同蔗糖浓度的培养，结果显示，各培养基培养效果表现为培养基1/2MS>1/4MS>MS。所以，在试验过程中，适当降低培养基大量元素浓度，有利于构树生根，但浓度过低不足以提供生根所需离子，导致生根不理想，这与方宇鹏等[12]研究得出的不同培养基类型对大别山冬青组培苗生根的影响结果一致（在不同蔗糖浓度下培养，30g/L>45g/L>15g/L）。所以，提高蔗糖浓度会有利于构树生根，相对于低浓度蔗糖生根效果显著提高，这与刘静[13]研究得出的蔗糖浓度对薄荷组织培养生根影响结果一致。较高蔗糖浓度成为促进组培苗生根的必要条件。综上得出，最适构树生根培养的培养基组合为1/2MS+30g/L。

3.2 不同生长素及其浓度对构树生根的影响

本研究通过研究IAA、IBA和NAA这3种生长调节剂及其质量浓度（0.1、0.5、1.0mg/L）对构树生根的影响，结果表明，适当浓度的生长素对构树生根具有促进作用。3种不同生长素及其浓度下，随浓度的增加，根长和生根数均出现减少的趋势，由此可见，低浓度生长素可以有效促进生根，但随着生长素浓度升高，会明显抑制构树生根。其中，NAA质量浓度为0.1mg/L时根长达到2.49cm，生根数量为3.57条，生根率为56.7%，均达最大值。这与陶文丞等[14]研究构树快繁生根试验结果一致，与万文等[15]报道的杂交构树生根的培养试验效果也一致，但在浓度上略有差别。这可能是由于构树材料的不同和构树本身对培养基的适应性不同，具体还需进一步研究。IBA在0.1mg/L的培养条件下，生根效果相对较好，继续增大IBA浓度则会抑制构树生根，但在组间效果最差，植株表现为整株发黄，且有落叶愈伤组织增多的现象产生。该结果与ANJANA等[16]在生根诱导研究上得出的IBA的生根效果优于NAA的结论相反。本试验中，NAA对构树生根效果优于IAA、IAA优于IBA，因此，1/2MS+NAA0.1mg/L是适合构树生根的最佳组合。

3.3 生长素NAA和不同细胞分裂素及其浓度结合对构树生根的影响

本研究通过对构树进行生长素NAA和不同细胞分裂素及其浓度组合对构树生根的影响，结果显示，NAA0.1mg/L和CPPU结合效果最佳，生根效果CPPU>6-BA>KT。随着细胞分裂素浓度增大，且激素浓度为1.0mg/L时，生根质量最好，且苗粗壮，但继续提高激素浓度会抑制其生根，并产生愈伤根，生根质量下降。在组培试验中，6-BA和NAA组合是常用的试验方案。刘芸等[17]研究结果表明，6-BA和NAA组合对杂交构树生根效果最好，与本试验结果一致，但浓度略有不同；刘艳涛等[18]对构树进行生根培养研究也得到相同的研究结果。本试验由于长期使用6-BA，导致在试验过程中组培苗对6-BA产生了耐药性，植株生长缓慢且愈伤组织增多，后期生长几乎停滞，不利于其继续生根和扩繁，而且植株颜色渐变为墨绿并在生长过程中出现木质化现象，与万文等[15]对杂交构树苗的继代培养试验结果一致。本试验在以往研究基础上，选择新的细胞分裂素CPPU，结果表明，组培苗生长健壮，生根质量好，植株表现为粗壮青绿苗。所以，在培养基中添加CPPU，在生根方面效果要好于6-BA。

别之龙[19]通过对CPPU用于西瓜的研究结果表明，CPPU相比其他细胞分裂素活性高、所需浓度低、效果优。针对CPPU在组织培养的应用上相关文献报道较少，武玉婷等[20]利用CPPU对构树进行增殖试验，结果发现，CPPU的加入能够有效促进构树的生长，这也为CPPU作为一种新的细胞分裂素在组培的应用上奠定了基础。本试验中，对构树生根影响效果最差的为KT，而许丁帆等[21]在对铁皮石斛进行组织培养过程中发现，KT能够促进铁皮石斛生长，与本试验结果相反，可能是由于草本植物和木本植物对于KT的利用存在较大差异，也可能与不同种类的植物对同种激素的吸收利用有关，其仍需进一步探索。本试验结果得出，1/2MS+NAA0.1mg/L+CPPU1.0mg/L是构树生根的最佳组合。

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