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几种因素对白芦笋试管苗生根的影响



全 文 :植物生理学通讯 第42卷 第4期,2006年8月 617
几种因素对白芦笋试管苗生根的影响
林宗铿* 高海筹 陈振东 罗金水 蔡坤秀 黄德贵
福建省热带作物科学研究所,福建漳州 363001
提要 白芦笋的不同筛选株系之间生根能力存有差异;培养温度是影响生根率的关键因素,高温[≥(25±1)℃]不利生根,
发根的适宜培养温度为(20±1)℃;低光照强度(≤ 25 mmol·m-2·s-1)对生根不利,适宜的光合光量子通量密度(PPFD)为 40
mmol·m-2·s-1;PP333、嘧啶醇不能提高试管苗生根率,且浓度过高还会降低生根率和抑制植株生长。
关键词 白芦笋;试管苗;生根
Effects of Several Factors on Rooting of Asparagus officinalis L. Test-tube
Seedling
LIN Zong-Keng*, GAO Hai-Chou, CHEN Zhen-Dong, LUO Jin-Shui, CAI Kun-Xiu, HUANG De-Gui
Fujian Institute of Tropical Crops, Zhangzhou, Fujian 363001, China
Abstract The experimental results showed that the rooting abilities of Asparagus officinalis L. were different
among individual strains; temperature was the key factor for the rooting rate, high temperature [≥(25±1)℃]
was disadvantageous to rooting and the optimum temperature was (20±1)℃; lower light intensity (≤ 25 mmol·m-2·s-1)
was also disadvantageous to rooting and the optimum light intensity was 40 mmol·m-2·s-1; PP333 and ancymidol
couldn’t increase the rooting rate, and high concentration of PP333 or ancymidol would cut down the rooting
rate and restrain the growth of plant.
Key words Asparagus officinalis L.; test-tube seedling; rooting
收稿 2005-07-14 修定  2006-05-24
资助 福建省科技攻关项目(2002N033)。
致谢 福建省亚热带植物研究所黄维南和苏明华先生审阅本文。
*E-mail: zk-ling@163.com,Tel: 0596-2615160
芦笋(Asparagus officinalis L.)又名石刁柏,其
种苗生产主要用种子繁殖,目前国内栽培用种依
靠国外进口。国内已有人用植物组织培养技术研
究芦笋全雄系种苗快速繁殖,并已接近于实用化
程度(杨淑琴和温淑萍1997)。但芦笋试管苗生根
难、生根率不稳定和移栽成活率低仍然是芦笋试
管苗实现工厂化生产中的制约因素( 于继庆等
1996a, b;杨淑琴和温淑萍 1997)。在芦笋生根
培养技术研究中,冯晓棠等(1991)在几个芦笋品
种中筛选试管苗易生根的材料和用生长调节物质进
行调控的试验中,观察到44份材料在各种培养基
上生根率差别极明显,按平均生根率范围可分为
易根型、中间型和难生根型三类,复合使用
NAA、IBA 和 IAA 后,后两类生根率可以提高。
郭春慧等(1993)将 PP333加入生根培养基后,某些
芦笋品种的生根率也有显著提高。本文在前人工
作基础上,以白芦笋品种‘Gijnlim’为材料,
研究植物生长调节剂对试管苗生根的影响,筛选
出较佳的生根培养基,并取得了较高的生根率。
但试管苗工厂化生产过程中,不同批次试管苗的
生根率波动较大,究竟如何取得稳定的生根率的
报道还是较少。为此,我们又探讨了不同株系、
培养温度、光照强度对白芦笋试管苗生根率,以
及高温培养条件下(此时试管苗生根率低)的培养基
中附加物(PP333、嘧啶醇)对白芦笋试管苗生根的
影响,以期能建立一种稳定的、适合芦笋试管苗
工厂化生产的快速繁殖技术体系。
材料与方法
白芦笋(Asparagus officinalis L.)品种
‘Gijnlim’由福建东山县农业局提供。2002 年 5
月,挖取刚出土的嫩茎,按林宗铿等(2005)的方
法进行无菌外植体的建立和继代增殖。增殖的材
料积累到一定数量时,切取长度约为0.3 cm茎尖
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进行生根培养。
在无菌外植体建立时,分别对来源于田间不
同单株的嫩茎进行标记,建立起 34 个不同株系。
生根培养初期进行试管苗易生根株系的筛选,筛
选培养基为1/2MS+KT 0.1 mg·L-1 (单位下同)+NAA
0.1+IAA 0.5+IBA 0.1,每个株系接种60~90个茎
尖,1 次重复,培养温度为(24±1)℃。
以在筛选培养基中生根率 40% 为分界点,分
别从生根率大于和小于40%的株系中取3个株系,
进行不同株系生根的研究。所用生根培养基为
1/2MS+KT 0.1+NAA 0.1+IAA 0.5+IBA 2.0,培养
温度设(20±1)、(23±1)和(30±1)℃。
培养温度影响试管苗生根试验中的温度设
(20±1)、(25±1)和(30±1)℃ 3种处理。选用试管苗
易生根型株系17#、18#和19#等3个株系进行试验。
培养基用生根培养基。
在进行光照强度影响白芦笋试管苗生根的试
验时,光合光量子通量密度(PPFD)设为大于 70、
等于40、等于25 mmol·m-2·s-1和黑暗培养4种处理。
分别在(20±1)、(25±1)和(30±1)℃的温度下,选用
易生根株系17# 进行试验,培养基用生根培养基。
由于在较高培养温度条件下的试管苗生根率
低,因此我们选择培养温度为(30±1)℃进行附加
物(PP333、嘧啶醇)试验。具体的做法是在生根培
养基中添加:(1) PP333 (上海升联化工有限公司,
15%可湿性粉剂),设2.0、4.0、6.0、8.0、10.0
和 12.0 mg·L-1 6 个浓度梯度,以不加附加物为对
照;(2)嘧啶醇(Sigma 公司),设0.1、0.5和 1.0
mg·L-1 3 个浓度梯度,以不加附加物为对照。
所有试验的生根培养基中的蔗糖含量均为30
g·L-1,琼脂含量为 7 g·L-1,pH 5.8。除易生根
株系的筛选试验外,其他试验每个处理均接种75
个材料,重复 3 次。除光照强度试验外,其他
试验处理的PPFD均为 40 mmol·m-2·s-1。补充光照
时间为12 h·d-1。在培养第 40 天时检测生根情况。
生根率在进行易生根株系的筛选时指生根苗总数除
以接种苗数的值;其他时候指的是可栽株(生根株
中根数3条以上,且根系生长正常的植株)除以接
种苗数的值。所有数据采用方差分析和Duncan’ s新
复极差法(SSR 法)进行多重比较。
实验结果
1 不同白芦笋株系的试管苗生根情况
从表1 可以看出,不同株系试管苗的生根能
力存在着差异。试验所用的 34 个株系中,生根
率在 40% 以下的有 24 个,约占总数 70%;生根
率在 41%~60% 有 10 个,约占总数 30%;而没有
一个株系在筛选培养基上的生根率能达 6 0 % 以
上。因此,我们根据生根能力将这些株系分为难
生根型和易生根型 2 种。
表1 不同白芦笋株系试管苗生根能力的比较
Table 1 Comparison on rooting abilities from different
strains of A. officinalis test-tube seedling
株系类型 生根率/% 株系数/个 占株系总数比率/%
难生根型 0~40 24 70.6
易生根型 41~60 10 29.4
表2 不同温度下白芦笋株系间试管苗生根率的比较
Table 2 Comparison on rooting rate of A. officinalis test-tube
seedling among strains under different temperatures

株系类型 株系编号
生根率/%
(20±1)℃ (23±1)℃ (30±1)℃
易生根型 17# 85.2A 93.0A 23.6A
18# 91.5A 91.0A 27.1A
19# 90.3A 87.2A 20.1A
难生根型 3# 30.4B 48.2B 19.1A
4# 45.8B 51.8B 17.5A
31# 41.7B 30.5B 19.3A
  表中生根率为 3 次重复的平均值,每处理接种株数均为 75
株。表中数字后大写字母不同表示在 P<0.01 水平上差异极显
著,字母相同表示差异不显著。表 3 、表 4 同此。
从表 2 可知,当培养温度为(20±1)和(23±
1)℃时,易生根型株系 17#、18# 和 19# 的生根率
均达到较高的水平,而难生根型株系3#、4#和31#
的生根率较低。统计分析表明,同一类型株系间
生根率差异不显著,而不同类型株系间的生根率
差异达到极显著水平;但当培养温度为(30±1)℃
时,所有株系的生根率均较低,株系类别的影响
效应不明显。
2 培养温度对白芦笋试管苗生根率的影响
从表3 可以看出,培养温度对白芦笋生根率
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的影响较大。随着培养温度的升高,生根率不断
降低;以(20±1)℃的培养温度为最佳,生根率可
达 90% 以上;当温度在(25±1)℃时,生根率在
60% 左右;而当温度达到(30±1)℃时,生根率仅
为 20%~30%。同一株系试管苗的生根率在 3 种试
验条件下差异达到极显著水平。3 个不同的株系
的结果相同。
表3 培养温度对白芦笋试管苗生根率的影响
Table 3 Effects of different temperatures on rooting
rate of A. officinalis test-tube seedling

培养温度/℃
生根率/%
17# 18# 19#
20±1 94.3A 91.0A 91.5A
25±1 60.0B 59.5B 67.8B
30±1 23.6C 30.4C 20.1C
PP333 并不能提高白芦笋试管苗的生根率。PP333 浓
度在6.0 mg·L-1 以内,生根率差异不明显;浓度达
8.0 mg·L-1 时,生根率会降低;PP333 浓度在 12.0
mg·L-1 以内,各处理的主茎高和侧芽萌发率差异
都不显著。而嘧啶醇的浓度在0.1~1.0 mg·L-1时,
白芦笋试管苗生根率与不加嘧啶醇的差异不显著。
嘧啶醇为0.1 mg·L-1时,主茎高与不加嘧啶醇的差
异不显著;超过 0.5 mg·L-1 时,主茎生长受抑,
与不加嘧啶醇的差异显著,植株明显变矮,节间
紧缩矮壮,根粗短。
3 光照强度对白芦笋试管苗生根率的影响
从表 4 可以看出,白芦笋试管苗生根需要一
定强度的光照,暗培养或低光照强度 (PPFD=25
mmol·m-2·s-1)下生根率降低,加大PPFD可提高生
根率,但达到一定程度后其作用不显著。试验中
较高光照强度(PPFD=40 mmol·m-2·s-1)和高光照强度
(PPFD>70 mmol·m-2·s-1)下的生根率差异不显著,
而且高光照强度培养下的植株生长较为矮小,颜
色也较深,侧枝、拟叶少。另外,培养温度升
高,光照强度的影响效应即减弱,当培养温度为
(30±1)℃时,所有处理的生根率均较低,各处理
间的生根率差异也不显著。
4 培养基中附加物对白芦笋试管苗生根率的影响
从表 5 可看出,在生根基本培养基中添加
表5 PP333和嘧啶醇对白芦笋试管苗生根的影响
Table 5 Effects of PP333 and ancymidol on
rooting of A. officinalis test-tube seedling
附加物/mg·L-1 生根率/% 主茎高/cm 侧芽萌发率 /%
PP333 0 29.8ab 4.98a 31.5a
2 30.8ab 4.93a 30.2a
4 28.5ab 3.58a 29.3a
6 32.4a 4.54a 42.4a
8 24.3b 4.49a 32.9a
10 23.4bc 4.47a 33.0a
12 13.7c 4.19a 26.9a
嘧啶醇 0 29.8a 4.98a —
0.1 28.3a 4.68a —
0.5 26.2a 2.54b —
1.0 21.9a 1.64c —
  表中生根率为3 次重复的平均值,每处理接种株数均为75
株。表中数字后小写字母不同表示在P<0.05 水平上差异显著,
字母相同表示差异不显著。
表4 光照强度对白芦笋试管苗生根率的影响
Table 4 Effects of light intensity on rooting
rate of A. officinalis test-tube seedling
PPFD/ 生根率/% mmol·m-2·s-1 (20±1)℃ (25±1)℃ (30±1)℃
>70 98.2A 61.7A 30.7A
40 94.7A 52.0AB 20.1A
25 80.9B 40.5B 24.3A
黑暗 63.5C 36.7B 19.6A
讨  论
白芦笋雌雄异株,其品种遗传性为杂合型,
不仅品种间基因型不同,而且株系之间也不尽相
同。因此在不同品种间以及同一品种不同株系间
试管苗的生根能力也存在差异(冯晓棠等1991;郭
春慧等 1993)。本文结果与此种看法一致。我们
据此认为,培育白芦笋试管苗时,筛选易生根株
系是能否得到较高生根率的前提。在筛选易生根
株系时,我们发现34个株系中没有一个达到冯晓
棠等( 1 9 9 1 )的易生根型标准(生根率达 7 0 % ~
100%),试验所用的品种‘Gijnlim’可能属于难
生根型。因此,我们以其是否达到 4 0 % 生根率
为区分难、易生根株系的标准,并筛选出 10 种
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易生根株系(占 30% 左右),这些易生根株系在后
继培养中均能得到较高的生根率,所以我们认为
这个标准可能是合适的。
培养温度和光照强度均影响白芦笋试管苗生
根率的稳定性,其中培养温度最关键。适当的高
光照强度和低温可提高生根率。
另外,本文结果还揭示,较高的培养温度
[(30±1)℃]下的白芦笋试管苗生根率低,在培养
基中加入PP333和嘧啶醇,也未能提高试管苗的生
根率。陆玲和周燮(1992)以及陈婉芬和周燮(1994)
的试验证明,内源 GA 水平过高是抑制芦笋发根
的主要原因,在培养基中加入赤霉素拮抗剂或生
物合成抑制剂可提高芦笋试管苗的生根率,但只
能诱使易生根型品种发根,而不能诱导难生根型
品种发根。郭春慧等(1993)在生根培养基中加入
1.0 mg·L-1 PP333后,芦笋品种‘Mary Washington’、
‘UC157’和‘Franklin’的生根率可达75.5%~
88.9%,而品种‘Idlea’和‘UC72’的生根率
小于30%。沈国华(1988)报道,生根培养基中加
入0.5 mg·L-1嘧啶醇后,6个星期带芽嫩茎切片的
芦笋生根率达到92.6%。郭春慧等(1993)报道,在
加有0.5 mg·L-1嘧啶醇的生根培养基上生长的芦笋
茎尖生根率可得到提高(86.7%),显著高于不加嘧
啶醇的。本文试验结果也证明了陈婉芬和周燮
(1994)的观点,PP333 和嘧啶醇并不适用于所有的
芦笋品种。
参考文献
陈婉芬, 周燮(1994). GA3及S3307对石刁柏生根的影响. 植物生
理学通讯, 30 (1): 26~28
冯晓棠, 邢定一, 王为民, 徐鹤林(1991). 芦笋组织培养生根技术
研究. 中国蔬菜, (2): 14, 20~22
郭春慧, 马凤桐, 张巧绒, 李敏侠(1993). PP333诱导芦笋试管苗
生根效果的研究. 西北农业大学学报, 21 (3): 32~35
林宗铿, 蔡坤秀, 罗金水, 高海筹, 陈振东, 黄德贵(2005). 芦笋嫩
茎节间无菌外植体建立及其影响因素的研究. 福建热作科技,
30 (1): 7~8, 18
陆玲, 周燮(1992). ABA与 GA3对黄瓜离体子叶和石刁柏茎生根
的影响. 植物生理学报, 18 (2): 173~178
沈国华(1988). 芦笋的无性增殖和发根试验. 中国蔬菜, (1): 9~11
杨淑琴, 温淑萍(1997). 芦笋育种组培快繁的研究进展. 宁夏科
技, (4): 27~29
于继庆, 张元国, 陈桂英, 孙同胜, 赵秀珍(1996a). 芦笋组织培养
研究进展与技术关键 [上]. 长江蔬菜, (1): 2~4
于继庆, 张元国, 陈桂英, 孙同胜, 赵秀珍(1996b). 芦笋组织培养
研究进展与技术关键 [下]. 长江蔬菜, (2): 1~2