不同銨態氮/硝態氮配比對2種開唇蘭屬植物組培苗生長的影響

羅劍飄，譚嘉娜，官錦燕，黃海英，陳月桂，楊俊賢，羅青文

(1.廣東省生物工程研究所 廣東省甘蔗改良與生物煉制重點實驗室，廣東 廣州 510316；2.廣東省生物工程研究所 湛江甘蔗研究中心，廣東 湛江 524000)

開唇蘭屬(Anoectochilus)為多年生地生蘭，約有40余種，分布于亞洲熱帶地區至大洋洲，我國有20種，2個變種，產于西南部至南部，該屬植物的部分種可全草藥用[1]，如金線蘭(A.roxburghii)、臺灣銀線蘭(A.formosanus)、恒春銀線蘭(A.koshunensis)等，是我國傳統珍稀藥材[2]，其提取物已被證明具有抑菌、抗病毒[3]、抗癌細胞[4]、抗氧化性[5]、降血壓[6]等功效。除藥用價值外，開唇蘭屬植物許多種類的葉片上有著美麗的斑紋及天鵝絨般的光澤，加之花型精巧奇特，也是觀賞價值較高的室內花卉珍品。由于該屬植物的部分種具有較高的經濟價值，野生資源急劇減少，其資源的保護和可持續利用研究顯得尤為重要。目前，對開唇蘭屬植物的研究主要集中于資源分布[7-8]、基因鑒定[9-10]、營養體結構[11-12]、組培快繁體系[13-14]、栽培基質和栽培模式[15-16]、肥料需求[17-18]、化學成分和藥理學作用[6, 19-20]等方面。然而關于開唇蘭屬植物的肥料需求研究多注重肥料整體對植株生長的影響[17-18]，對于其中礦質元素的形態研究甚少，尤其是關于需求量較大的氮素形態對開唇蘭屬植物生長的影響報道較少。

氮素是植物體內許多重要有機化合物的組成成分，對植物生命活動以及作物產量和品質均有極其重要的影響[21]。高等植物不能利用空氣中的氮氣，僅能吸收化合態的氮。植物可以吸收氨基酸、天冬酰胺和尿素等有機氮化物，但是植物的氮源主要是無機氮化物，而無機氮化物中又以銨鹽和硝酸鹽為主[22]，由于二者形態不同，會對同一作物的生長產生不同的效應，同時，不同作物對同一形態氮素的吸收利用也存在差異。目前關于不同形態氮素對農作物生長的影響已有不少報道[21,23-32]，而對開唇蘭屬植物生長的影響報道較少,僅朱美瑛[33]研究發現，較高濃度的硝態氮有利于臺灣銀線蘭株高的增長、根的生長、可溶性蛋白和干物質的積累，但不利于葉片的生長。鑒于此，以金線蘭和云南野生開唇蘭屬植物(簡稱云南開唇蘭)組培苗為材料，研究不同硝態氮和銨態氮配比對其生長的影響，為開唇蘭屬植物組培擴繁基本培養基的優化及生產上合理施用氮肥提供理論依據。

1 材料和方法

1.1 材料

供試材料分別為金線蘭和云南開唇蘭的組培苗，由廣東省生物工程研究所湛江甘蔗研究中心提供。其中，云南開唇蘭組培苗由2012年于云南芒市野外發現的植株經組培擴繁得到，經過形態特征比對，初步確認為開唇蘭屬植物，其與金線蘭組培苗的不同在于：株高較高(在10～16 cm不等，金線蘭為8～12 cm)，葉片具網狀脈，同樣帶有天鵝絨光澤，但較為稀疏，生長速度較金線蘭快。

1.2 試驗方法

各處理大量元素配制方法詳見表1。每個處理分別設頂芽培養基和莖段培養基，頂芽培養基中加入NAA 0.2 mg/L，莖段培養基中加入6-BA 0.5 mg/L、NAA 0.2 mg/L。此外，各處理均加入蔗糖30 g/L、卡拉膠6.8 g/L，控制pH值在5.4。

表1 大量元素配制方法Tab.1 Preparation method of major element solution mL/L

注：1.各化合物均先配制成1.0 mol/L溶液，再按照表中要求進行添加； 2.“空白”表示不需要添加。

Note: 1.All the chemical compounds in the table are first dissolved in water to prepare a solution with 1.0 mol/L concentration, and then be added base on the table’s requires.2.The blanks in the table mean that this chemical compound is on need to be added.

1.2.2 接種方法及培養條件 選取處于壯苗階段、生長良好、長勢均一的組培苗為接種材料。頂芽取材：截取組培苗從頂端開始往下帶有1個節的截段，金線蘭頂芽截段約為2.5 cm，云南開唇蘭頂芽截段約為3.5 cm。莖段取材：將組培苗的頂芽、葉片及根部去除，以莖上的節為單位，截成單個莖段，每個莖段長度約為1.0 cm。

將頂芽垂直接入各處理頂芽培養基中，將莖段均勻平鋪于各處理莖段培養基中。每瓶培養基接入8個外植體，每處理接種5瓶，重復3次。由于2種開唇蘭屬植物生長速度不同，接種90 d后記錄云南開唇蘭各處理植株的生長指標，接種120 d后記錄金線蘭各處理植株的生長指標。每處理隨機選取15個(每重復選取5個)植株(或莖段)進行測量和記錄。

培養條件：溫度(25±2)℃，光照強度800～1 300 lx。

1.3 測量指標及方法

頂芽測量指標：植株死亡率(該處理死亡植株數/該處理總植株數×100%)、莖高、節數、展葉數(指完全展開的葉片數，下同)、倒數第2節葉片(簡稱倒二葉)及近莖尖第1片開展葉葉長和葉寬(葉片基部離層至葉尖的距離為葉長，葉片最大寬幅為葉寬，用直尺測量，下同)、莖粗(選取植株中間部位的莖段用分度值為0.02 mm的游標卡尺測量，下同)、枯葉數、枯莖數(指一株植株中已經枯萎的莖節數，下同)、基內生根率(該處理在培養基內生根的植株數/該處理總植株數×100%)、基內根根數及基內根根長、氣生根數及氣生根根長。

莖段測量指標：萌芽率(該處理已經萌發新芽的莖段數/該處理總莖段數×100%)、萌芽數(單個莖段上萌發的芽的個數)、芽高、芽節數(萌發的新芽具有的莖節數)、展葉數、倒二葉葉長和葉寬、莖粗、生根率(該處理中生根的植株數/該處理總植株數×100%，包含氣生根及基內根)、根數及根長(包含氣生根及基內根)。

1.4 數據處理

試驗數據用平均值±標準誤表示，采用SPSS 20.0進行方差分析，Duncan’s法進行多重比較，方差非齊性時采用非參數的Kruskal-Wallis秩和檢驗(多重比較選擇“逐步降低”)。

2 結果與分析

2.1 不同配比對金線蘭和云南開唇蘭頂芽生長的影響

圖1 金線蘭頂芽生長情況Fig.1 Growing conditions of Anoectochilus roxburghii’s apical buds

圖2 云南開唇蘭頂芽生長情況Fig.2 Growing conditions of the apical buds which is from Anoectochilus plant from Yunnan

從左到右分別為金線蘭頂芽、金線蘭莖段、云南開唇蘭頂芽、云南開唇蘭莖段The materials form left to right are A.roxburghii’s apical buds, and stem segments, apical buds and stem segments of Anoectochilus plant from Yunnan圖3 高濃度氯離子對照金線蘭及云南開唇蘭生長情況Fig.3 Growing conditions of A.roxburghii and Anoectochilus plant from Yunnan under the control treatment of high content chlorine 30/30)

2.2 不同配比對金線蘭和云南開唇蘭莖段萌芽的影響

圖4 金線蘭莖段萌芽及生長情況Fig.4 Budding and its growing conditions of A.roxburghii’s stem segments

圖5 云南開唇蘭莖段萌芽及生長情況Fig.5 Budding and its growing conditions of the stem segments which is from Anoectochilus plant from Yunnan

3 結論與討論

本研究發現，硝態氮和銨態氮的比例對金線蘭和云南開唇蘭的植株形態和葉型有較大影響，隨著銨態氮濃度的增加，植株的近莖尖第1片開展葉萎縮，株高、根數及根長均有遞減趨勢，這可能是由于銨態氮削弱了滲透壓調節功能，伴隨著也降低了葉細胞膨脹率或者是根和芽的激素調節功能所導致，而小的葉面積和葉面積比可能導致銨態氮中的植物碳積累減少，因而植物長勢變弱；其次，相較于硝態氮而言，處于銨態氮中的植物根和葉的呼吸作用消耗的碳源更多，用于銨態氮的吸收和同化，進而減少了植物的干物質積累，可能因此也抑制了植物的生長；第三，植物同化銨態氮所需能量比同化硝態氮所需的光合能量要少[43]，這可能也是導致銨態氮中植株株型變小的原因。此外，不同氮素形態對植物生長的影響還與光照強度、培養基的溫度、氮素濃度、pH值以及鉀離子濃度相關[43]，本研究中除氮素濃度外，其余因素在各試驗組均基本相同，如果在固定的氮素濃度下，其他因素發生改變，可能得到的結果不同。