全 文 ：植物生理学通讯 第 46卷 第 1期，2010年 1月 3 3
收稿 2009-10-19 修定 　2009-11-15
资助 国家科技部星火计划(2008GA610015)和天津市科委项
目(08ZHXHNC070 00)。
* 通讯作者(E-mail: cijiang336@hotmail.com; Tel: 022-
8 1 7 8 5 2 2 1 )。
珠美海棠试管苗的土壤支撑生根培养和带坨移栽
柴慈江 *, 卢兴霞, 苏卫国, 裴君, 王玉
天津农学院园艺系, 天津 300384
提要: 以粘壤土做培养基支撑物, 选用只含有0.5 mg·L-1 IBA和15 g·L-1蔗糖的液体培养基, 珠美海棠试管苗茎段生根培养的
结果显示, 试管苗生根率可达到100.0%, 明显高于琼脂支撑培养, 根长也显著提高, 并且长出正常的根毛。土支撑培养生根
的珠美海棠试管苗开瓶炼苗 21 d后带坨移入营养钵中, 移栽后不喷雾、并毋需覆盖塑膜、午后空气相对湿度控制在
50%~65%, 其成活率达到 92.2%; 在开瓶炼苗21 d后, 黑暗中叶片气孔的关闭率从 26.7%增加到88.5%。
关键词: 珠美海棠; 试管苗; 土支撑; 生根; 带坨移栽
Rooting in Soil Supporting Medium and Transplanting with Lump of Malus
zumi (Matsumura) Rehd Plantlet in vitro
CHAI Ci-Jiang*, LU Xing-Xia, SU Wei-Guo, PEI Jun, WANG Yu
Department of Horticulture, Tianjin Agricultural College, Tianjin 300384, China
Abstract: Stem sections from the Malus zumi plantlet were cultured in vitro in lipid medium with clay loam soil
supporting, and the medium contained 0.5 mg·L-1 IBA and 15 g·L-1 sugar addition. The rooting rate was 100.0%,
which was obviously higher than that of the plantlets cultured in agar supporting medium. The plantlets cultured
in soil supporting medium had root hairs and the roots were obviously longer than those of the plantlets cultured
in agar medium. The rooted plantlets cultured in soil supporting medium were acclimatized in opened bottles for
21 days, and then were transplanted with lump into soil. Without spraying water or covering plastic film, and
under relatively low air humidity from 50% to 65% in the afternoon, 92.2% of the plantlets were survived.
Observation the stomata of the M. zumi plantlets in vitro showed that the stomata closing rate of the plantlets in
dark condition increased from 26.7% to 88.5% after acclimatized in opened bottle for 21 days.
Key words: Malus zumi; plantlet in vitro; soil supporting; rooting; transplanting with lump
生根和移栽是植物组织培养快速繁殖技术的
关键环节。以往的研究多集中在试管苗生根培养
的简化(冯学赞等 1997; 孙仲序等 2001; Xu等
2008), 而对试管苗的移栽方法较少涉及。柴慈江
等(1995a, 1998, 2006, 2009)、柴慈江和魏志勇
(2005)以沙壤土或蛭石做培养基支撑物进行葡萄、
枣及栒子试管苗的生根培养, 实现了试管苗的带坨
移栽, 简化了移栽程序并降低了试管苗的成本。本
文探讨以粘壤土做培养基支撑物对珠美海棠试管苗
生根培养与带坨移栽的影响, 以期完善试管苗的带
坨移栽技术并促进植物组织培养育苗技术在生产中
的广泛应用。
材料与方法
试材为在附加 0.5 mg·L-1 6-BA和 30 g·L-1蔗糖
的MS培养基上继代培养的珠美海棠[Malus zumi
(Matsumura) Rehd]试管苗, 试验用土为取自我院内
的粘壤土, 全盐含量为 0.405‰, pH值为 8.12, 水解
氮含量为 74.27 mg·kg-1, 速效磷含量为 38.27 mg·kg-1,
速效钾含量为 228.00 mg·kg-1。试验有如下三部分。
(1)土做培养基支撑物对珠美海棠试管苗的生
根培养试验。土支撑培养时以大口瓶为培养瓶, 先
在培养瓶中加入上述粘壤土, 再加入培养液, 培养
液为添加 0.5 mg·L-1 IBA和 15 g·L-1蔗糖的蒸馏水,
常规灭菌后, 每瓶内接种 4个约 1.5 cm长的珠美
海棠试管苗茎段。另以琼脂支撑培养为对照。将
含有7 g·L-1琼脂的培养基加入培养瓶, 培养基成分
为大量元素减半的MS培养基并附加0.5 mg·L-1 IBA
和 15 g·L-1蔗糖, 常规灭菌后, 每瓶内同样接种 4个
植物生理学通讯 第 46卷 第 1期，2010年 1月3 4
约 1.5 cm长的珠美海棠试管苗茎段。试验按完全
随机法设计, 每处理接种90个试管苗茎段, 接种后
于培养室培养, 培养温度为 23~27 ℃, 光照强度为
30~50 μmol·m-2·s-1, 光照时间为 14 h·d-1。培养 40
d后, 调查全部接种茎段所形成试管苗的根茎生长
状况并进行统计分析, 同时切取两处理试管苗根段
在载玻片上直接压平, 在光学显微镜下观察根毛发
生状况。
(2)珠美海棠试管苗带坨移栽试验。以大口瓶
为培养瓶, 先将 4片提苗片(柴慈江 2009)放入瓶底
部, 然后按照上述试验(1)中土支撑培养的方法培养
试管苗, 培养 40 d后, 移入移栽室内, 去除封口膜
后盖上具孔的玻璃罩, 2周后去除玻璃罩, 再完全
开瓶炼苗 1周, 然后用提苗片将试管苗带坨移入营
养钵中(图 1-a)。营养土配比为土:蛭石等于 1:2。
以琼脂支撑培养、采用常规移栽方法移栽的试管
苗作对照, 常规移栽方法即洗去试管苗根上琼脂后
将试管苗裸根移入营养钵中。每处理移栽 30株为
一次重复, 重复 3次。移栽后不采取覆膜、喷雾
等保湿措施, 只在营养钵土过干时浇水。以周记型
温、湿度自记仪测定环境空气温度和湿度。移栽
3周后, 调查成活率。
(3)珠美海棠试管苗在开瓶炼苗期间的气孔开
闭观察试验。对珠美海棠试管苗在移栽前的开瓶
炼苗期间, 每隔一定时间取样, 观察叶片气孔的开
闭状况。取样时间分别为开瓶 0、3、7、14 和
21 d, 其中琼脂支撑培养的试管苗开瓶炼苗时间最
多为 7 d。每次开瓶炼苗结束后, 在傍晚时将培养
瓶用黑色纸袋罩住, 第2天早晨去除纸袋后立即取
样观察。各处理每次重复取一株试管苗中部一个
正常叶片, 用透明胶带粘取法(陈佰鸿等2004)观察
叶片气孔。重复 6次。每叶片随机观察 50个气
孔, 统计气孔关闭率, 同时每叶片随机观测 10个气
孔的横径与纵径, 以横径与纵径的比值表示气孔的
相对开张度, 对所有观测指标进行统计分析。
结果与讨论
1 土壤做培养基支撑物对珠美海棠试管苗生根培
养的影响
由表1可见, 土支撑培养的珠美海棠试管苗生
根率高达100%, 并显著高于琼脂支撑培养对照, 前
者的根长也显著高于后者。琼脂支撑培养的试管
苗茎基部愈伤组织发生率高达 96.5%, 而土支撑培
养的试管苗无愈伤组织发生(图 1-b)。显微镜下观
察显示, 土支撑培养的试管苗根系表面密布根毛(图
1-c), 而琼脂支撑的无根毛(图 1-d)。从茎的长度
来看, 两处理的茎均没有明显的加长生长, 基本保
持了接种时的长度。
表 1 土做培养基支撑物对珠美海棠试管苗生根培养的影响
Table 1 Effect of soil supporting medium on rooting of M. zumi plantlets in vitro
培养支撑物 生根率 /% 根长 /mm 根数 /条 茎基部愈伤组织发生率 /% 茎长 /mm
土壤 100.0a 164.3a 4.8a 0b 15.8a
琼脂 87.5b 101.0b 4.9a 96.5a 16.8a
　　每列数据后字母不同表示 5%水平差异显著, 下同。
琼脂是植物组织培养基中常用的凝固剂。因
其价格昂贵, 人们一直在尝试使用更为廉价的琼脂
替代品, 如普通凝胶(Pasqualetto等 1988)、淀粉
(Zimmerman等 1995)、蛭石(王碧琴 1997)、脱脂
棉(赵建萍等 1998)、魔芋粉(吴毅歆等 199 9)、
Katira树脂(Jain和 Babbar 2002)、甘蔗渣(Mohan
等 2004)和瓜尔豆胶(Babbar等 2005)等。柴慈江等
(1995a, 1998, 2006, 2009)、柴慈江和魏志勇(2005)
采用蛭石和沙壤土做培养基支撑物, 不仅省去琼脂,
而且还可实现试管苗的带坨移栽。本文结果表明,
以粘壤土做培养基支撑物可以明显促进珠美海棠试
管苗的根系发生和生长, 试管苗具有正常根毛。同
蛭石和沙壤土相比, 本试验利用了粘壤土所含无机
营养, 培养基中仅添加蔗糖和 IBA, 不添加大量、
微量元素及维生素等简单有机物, 可进一步降低试
管苗培养成本。
许多研究表明, 在试管苗生根培养的前期给予
一定时间的暗培养可以促进根系的发生(代丽等
植物生理学通讯 第 46卷 第 1期，2010年 1月 3 5
2006; 赵娟等 2007; 邹娜等 2008; 张利彩等 2008)。
土壤支撑的培养基可以给试管苗根系发生与生长提
供一个长期的黑暗环境, 这可能是其生根效果好于
琼脂培养基的原因之一。土壤支撑的培养基在灭
菌后呈现一种膨化、蓬松状态, 通气性得到改善,
这可能是其有利于试管苗生根的另一个原因。此
外, 植物原本是生长在土壤里的, 土壤可能还有其
他促进生根的因素, 对此值得做进一步深入研究。
2 带坨移栽对珠美海棠试管苗生长的影响
在移栽后不覆盖塑膜和不喷雾的条件下, 带坨
移栽的珠美海棠试管苗成活率为 92.2%, 而常规移
栽成活率为 12.2%, 两者差异显著。
一般的生根试管苗移栽都是裸根移栽, 移栽后
均要求环境空气湿度保持在 9 0 % 以上(涂艺声
2009)。本文中, 在温室通风的情况下, 移栽后第
1周内每天午后(14时至18时)的空气相对湿度有6
d为 50%~65%, 第 2周因通风时间延长, 空气相对
湿度曾降至 40%左右。因此认为, 空气湿度偏低
可能是导致本文中常规移栽试管苗成活率低的主要
原因之一。但在同样的条件下, 带坨移栽试管苗成
活率则高达 92.2%, 这表明带坨移栽的试管苗对低
湿环境具有较强的适应能力。其原因可能是带坨
移栽的试管苗移栽后根际环境变化小, 其根系能保
持较强的吸收能力; 同时, 由于移栽前试管苗经历
了长达3周的开瓶炼苗, 其地上部得到较充分的锻
炼, 因而对环境的适应性大大增强。据调查, 移栽
48 h后常规移栽的珠美海棠试管苗, 其叶片萎蔫的
植株比率为 100%, 叶片萎蔫率为 86.7%, 而带坨移
栽的试管苗则无一株出现萎蔫状况。
3 开瓶炼苗对珠美海棠试管苗气孔开闭状况的影响
由表 2可见, 在开瓶炼苗 0~14 d内, 土支撑培
养的珠美海棠试管苗在黑暗中的气孔关闭率与气孔
相对开张度均没有明显变化, 而在开瓶炼苗21 d后,
气孔关闭率显著增加而气孔相对开张度显著下降,
这表明珠美海棠试管苗气孔的关闭功能已基本上恢
复。这与我们对葡萄和栒子试管苗气孔的观察结
果基本上一致(柴慈江等 1995b, 2009)。
一般来说, 由于污染的原因, 在琼脂培养基中
生根的试管苗移栽前的开瓶炼苗时间不超过 7 d。
本文结果(表2和图2)表明, 琼脂支撑培养的珠美海
棠试管苗在开瓶炼苗7 d后叶片气孔的关闭率与相
对开张度均没有明显改变, 并且气孔关闭率在15%
以下, 这表明其气孔的关闭功能并未恢复, 这也是
其移栽后易于失水死亡的原因之一。土支撑培养
图 1 珠美海棠试管苗带坨移栽方法及两种培养基支撑物生根培养效应比较
Fig.1 Method of transplanting with lump and comparing on rooting effect between
two materials supporting media of M. zumi plantlet in vitro
a: 左为提苗片(专利号 ZL200820075225.3), 右为刚移出瓶的带坨试管苗; b: 左为琼脂支撑生根培养的试管苗, 右为土支撑生根
培养的试管苗; c: 土支撑生根培养试管苗的根毛发生; d: 琼脂支撑培养的试管苗根表面光滑无根毛。
植物生理学通讯 第 46卷 第 1期，2010年 1月3 6
的珠美海棠试管苗开瓶后不易发生污染危害, 开瓶
炼苗时间可长达 3周。而开瓶炼苗可促进试管苗
气孔关闭功能的恢复, 因而认为这对增强试管苗地
上部的保水能力及提高移栽成活率有一定的意义。
表 2 不同时间开瓶炼苗对珠美海棠试管苗气孔黑暗中关闭的影响
Table 2 The effect of acclimatized in opened bottles for different day on stoma closing status of
M. zumi plantlets under dark condition
琼脂支撑培养 土支撑培养
开瓶炼苗时间 /d
气孔关闭率 /% 气孔相对开张度 气孔关闭率 /% 气孔相对开张度
0 3.0a 0.652a 2.0b 0.605a
3 2.0a 0.660a 4.3b 0.538a
7 14.3a 0.530a 24.3b 0.500a
1 4 — — 26.7b 0.530a
2 1 — — 88.5a 0.018b
图 2 黑暗中珠美海棠试管苗叶片气孔的开闭
Fig.2 The stoma closing situation of M. zumi
plantlets under dark condition
a: 黑暗中未开瓶炼苗的试管苗气孔开放; b: 黑暗中开瓶 21 d
后试管苗的气孔。
参考文献
柴慈江(2009). 用于试管苗带坨移栽的提苗片. 中国实用新型专
利: ZL200820075225.3, 2009-05-13
柴慈江, 宁保生, 陈桂玲(1998). 枣试管苗带土坨移栽成活率高.
中国果树, (4): 56
柴慈江, 史燕山, 骆建霞, 卢兴霞, 王丹, 刘颖, 马秋英(2009). 栒
子试管苗蛭石支撑生根培养及炼苗移栽研究. 安徽农业科学,
37 (17): 7860~7861, 7871
柴慈江, 史燕山, 骆建霞, 王丹(2006). 栒子的组织培养与快速繁
殖. 植物生理学通讯, 42 (3): 484
柴慈江, 魏志勇(2005). 晚红葡萄试管苗快速繁殖技术研究. 北
方园艺, (1): 61~62
柴慈江, 严仁玲, 王震星, 孟庆田, 杨恩芹(1995a). 葡萄试管苗土
支撑培养带坨移栽研究. 华北农学报, 10 (1): 116~119
柴慈江, 张磊, 杨恩芹(1995b). 开瓶练苗对葡萄试管苗气孔开度
及移栽的影响. 天津农业科学, 1 (2): 23~25
陈佰鸿, 李新生, 曹孜义, 姚庆荣(2004). 一种用透明胶带粘取叶
片表皮观察气孔的方法. 植物生理学通讯, 40 (2): 215~218
代丽, 王玖瑞, 刘孟军, 赵锦, 周俊义, 刘晓光, 刘彩霞(2006). 酸
枣组培快繁的影响因素. 河北农业大学学报, 29 (3): 26~28, 42
冯学赞, 王玉珍, 陈文龙(1997). 珠美海棠组培芽苗气培生根的某
些生理基础. 植物生理学通讯, 33 (6): 418~420
孙仲序, 刘静, 王玉军, 张演义, 邱治霖(2001). 果树组培苗瓶外
滤纸桥生根技术研究. 园艺学报, 28 (4): 345~347
涂艺声主编(2009). 经济植物大规模快速繁殖技术. 北京: 化学
工业出版社, 126~280
王碧琴(1997). 不同固化物对中华猕猴桃胚乳试管苗生根的影响.
江西林业科技, (4): 24, 12
吴毅歆, 李云海, 邓纪新, 李先平, 赵志坚, 汪庆平(1999). 用魔芋
培养基生产马铃薯脱毒试管苗. 云南农业科技, (3): 26~27
张利彩, 郭春会, 孙占育, 田玲(2008). 普通扁桃试管苗生根培养
研究. 西北农业学报, 17 (2): 188~192
赵建萍, 毕可华, 王修强, 姜斑女(1998). 不同支持物对 “艾西丝 ”
南瓜试管苗生根影响的研究. 生物技术, 8 (3): 27~29
赵娟, 王育选, 温银元, 王玉国(2007). 影响一品红试管苗生根的
因素. 山西农业科学, 35 (6): 62~64
邹娜, 徐楠, 曹光球, 林思祖, 林庆文(2008). 福建山樱花试管苗
生根条件的优化. 江西农业科学, 20 (4): 26~29
Babbar SB, Jain R, Walia N (2005). Guar gum as a gelling agent for
plant tissue culture media. In Vitro Cell Dev Biol—Plant, 41:
258~261
Jain N, Babbar SB (2002). Gum Katira––a cheap gelling agent for
tissue culture media. Plant Cell Tiss Org Cult, 71: 223~229
Mohan R, Soccol CR, Quoirin M, Pandey A (2004). Use of sugar-
cane bagasse as an alternative low-cost support material dur-
ing the rooting stage of apple micropropagation. In Vitro
Cell Dev Biol—Plant, 40: 408~411
Pasqualetto PL, Zimmerman RH, Fordham I (1988). The influ-
ence of cation and gelling agent concentrations on vitrifica-
tion of apple cultivars in vitro. Plant Cell Tiss Org Cult, 14:
31~40
Xu J, Wang YZ, Zhang YX, Chai TY (2008). Rapid in v itro
multiplication and ex vitro rooting of Malus Zumi (Matsumura)
Rehd. Acta Physiol Plant, 30: 129~132
Zimmerman RH, Bhardwaj SV, Fordham IM (1995). Use of starch-
gelled medium for tissue of some fruit crops. Plant Cell Tiss
Org Cult, 43: 207~213