周楸腋芽離體培養快繁技術研究

張蕊 李藝 高巨 孫凌玲 張磊

摘要：為研究周楸組織培養快繁技術，以周楸2號為材料，對帶腋芽莖段離體培養不同階段培養基中萘乙酸（NAA）、6-芐基腺嘌呤（6-BA）濃度分別設計4個水平，通過研究NAA和6-BA主效應及交互作用對腋芽誘導率、無菌苗增殖系數和NAA對無菌苗生根率的影響，以期明確周楸腋芽離體培養時最適激素條件。研究表明，周楸2號帶腋芽莖段離體培養誘導培養基適宜的激素水平為NAA 0.010～0.015 mg/L，6-BA 0.6～1.2 mg/L;增殖培養基適宜的激素水平為NAA 0.15～0.20 mg/L，6-BA 0.8～1.6 mg/L;生根培養基適宜的激素水平為NAA 1.0～1.5 mg/L。

關鍵詞：周楸2號;腋芽;離體培養;NAA;6-BA;組織培養

中圖分類號： S723.1+32.6 ?文獻標志碼： A ?文章編號：1002-1302（2020）17-0065-05

楸樹（Catalpa bungei C. A. Mey.）為紫葳科落葉喬木[1]，其材質優良、生長快、壽命長、適應能力強，是常用的植樹造林樹木之一;同時楸樹枝葉繁茂、花開錦簇，景觀效果獨具特色，因此楸樹亦被廣泛應用于沿路、沿河、沿水和園林綠化。隨著社會環保意識的增強和環境保護措施的不斷落實，在大規模鄉村和城市綠化中，政府大力倡導以選用優良本土樹種為主，楸樹為河南省周口市城鄉綠化首選天然分布樹種之一，目前，楸樹產業迎來巨大發展空間和機遇。

近年來，楸樹組織培養技術研究得了人們的重視，楸樹組織培養（組培）育苗克服了傳統育苗生產中存在的常見問題（種子量少[2]、育苗周期長、苗木生長性狀一致性差、苗木數量和質量難以滿足生產要求、嫁接苗由于插穗和砧木對水分需求不一致易導致“小腳”病、埋根影響母樹生長[3]、扦插生根率低[4]等）。近年來有關楸樹組織培養（組培）育苗的報道較多，范國強等對金絲楸幼嫩莖段進行離體培養，初次探討金絲楸組培不同階段適合的培養基和激素組合[5]。李艷敏等以金絲楸為試材，采用改變繼代培養方式、將增殖和壯苗培養相結合、添加對活性炭等措施，使金絲楸組培工廠化生產順利進行[6]。王愛芝對花楸的幼胚等5種不同外植體進行研究，指出適合花楸莖段和片葉的誘導與增殖培養條件[7]。韓創舉對豫楸一號扦插、嫁接、組織培養等無性繁殖技術參數進行研究，指出芽接是常規苗木生產中簡單易行的育苗方法，并且對楸樹組織培養條件進行探討[8]。王改萍等對圓基長果楸、豫楸1號、豫楸2號、梓樹4個品種試驗材料的研究表明，初代培養基最適激素水平為N6+6-芐基腺嘌呤（6-BA） 1.5 mg/L+萘乙酸（NAA） 0.01 mg/L[9]。楊燕等通過對圓基長果楸和灰楸的5種不同外植體，采用11種不同滅菌處理方法，5種不同培養基及不同生長素、細胞分裂素、瓊脂濃度和蔗糖組合進行試驗研究，為楸樹組培育苗進一步研究提供了完整的技術參考[10-11]。劉小云對圓基長果楸組織培養各項技術進行了全面研究[12]。翟曉巧等對灰楸莖段誘導成苗進行研究[13]。姜何對新品種魯楸1號的組培育苗進行綜合研究，分別建立了圓基長果楸、灰楸、魯楸1號的最適培養體系[14]。張燁然等以楸樹（QS2）和滇楸（DQ72）的優良單株為試材，對其莖段進行初代與增殖培養，提出QS2和DQ72適宜的初代培養基激素水平為DKW+6-BA 1.0 mg/L+吲哚丁酸（IBA） 0.1 mg/L，增殖培養階段適宜激素水平為DKW+6-BA 3.0 mg/L+NAA 0.2 mg/L+IBA 0.1 mg/L[15]。而關于周楸系列的組培研究尚未見報道。周楸2號原產于河南省周口市，具有喜光、深根、速生等特點，其生長特性表現優良，在園林綠化、固沙保土、家具用材及用藥等領域被廣泛應用，有較大的發展前景，目前市場對其苗木需求大，優質苗木供需矛盾突出。本試驗對周楸2號進行離體培養快繁技術研究，以期探討出周楸組培快繁不同階段適合的激素組合，為楸樹產業化育苗技術研究提供支持。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為周楸2號，引自河南花博士花卉有限公司楸樹種植基地。

1.2 試驗方法

供試基本培養基為N6，蔗糖、瓊脂用量參考楊燕的研究結果[10]，光照及溫度條件參考王改平等的研究結果[9，16]。誘導、增殖和生根培養每培養瓶中接種3個芽點，每個處理接種5瓶，重復5次，隨機區組排列。

1.2.1 試驗材料獲取與消毒 于2019年3月21日上午采集周楸2號當年生長充實的枝條，并將采集枝條帶回實驗室，剪成長15 cm帶腋芽枝段，采用1/2 Hogland's營養液進行培養，培養過程中24 h更換1次培養液，共培養10 d[8]。將頂芽和腋芽新萌發芽點切割成2 cm長莖段，帶腋芽莖段的消毒滅菌依據楊燕的研究[10]。

1.2.2 楸樹無菌苗獲取 在N6培養基上，NAA濃度設A1（0.005 mg/L）、A2（0.010 mg/L）、A3（0.015 mg/L）、 A4（0.020 mg/L）4個水平;6-BA濃度設B1（0.6 mg/L）、B2（0.9 mg/L）、B3（1.2 mg/L）、B4（1.5 mg/L）4個水平。將消毒后帶芽點莖段，分別接種至上述16組不同處理的誘導培養基中，培養35 d后，統計發芽腋芽莖段數量，計算誘導率[10]。

1.2.3 楸樹無菌苗繼代培養 在N6培養基上，NAA濃度設C1（0.05 mg/L）、C2（0.10 mg/L）、C3（0.15 mg/L）、C4（0.20 mg/L）4個水平;6-BA濃度設D1（0.8 mg/L）、D2（1.2 mg/L）、D3（1.6 mg/L）、D4（2.0 mg/L）4個水平。選取無污染、生長健康、經過35 d培養的楸樹無菌苗進行增殖培養，將無菌楸樹苗切成長1.5 cm的帶腋芽莖段，分別接種至上述16組不同處理的增殖培養基中，培養35 d后，統計再生芽個數，計算增殖系數[10]。

1.2.4 楸樹組培苗生根培養 在N6培養基上，NAA濃度設0.5、1.0、1.5、2.0 mg/L 4個水平，然后選取經過增殖培養的無菌苗，分別接種至上述不同NAA水平的生根培養基中培養30 d后，統計生根無菌苗數量，計算生根率[10]。

1.3 數據分析

試驗數據用SPSS 22.0進行統計分析，雙因素方差分析以及用LSD法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 誘導培養基不同激素濃度對誘導率的影響

從表1可以看出，NAA和6-BA 2因素交互對周楸20號誘導率作用顯著（P=0.004<0.05）。從表2可以看出，誘導培養基NAA濃度為0.015 mg/L時，0.9 mg/L 6-BA與0.6、1.2、1.5 mg/L等其他3個濃度水平相比，差異均達顯著水平;A3B2處理對腋芽誘導率的影響優于其他濃度激素組成。

從表1可以看出，對楸樹腋芽誘導率的影響 6-BA顯著（P=0.000<0.05），而NAA不顯著（P=0.303>0.05）。從表3可以看出，楸樹腋芽誘導率的影響因素以6-BA為主，其次為NAA。不同濃度NAA處理下，A3水平NAA對應的楸樹腋芽誘導率平均數最大，對楸樹腋芽誘導率影響最大，不同濃度NAA對楸樹腋芽誘導率影響順序依次為A3>A2>A4>A1;同理可以得出，不同濃度6-BA對楸樹腋芽誘導率影響順序依次為B2>B3>B1>B4;即處理A3B2對腋芽誘導率的影響優于其他試驗設計方案，與簡單分析結果一致。從表4可以看出， 在NAA和6-BA交互作用影響下， 處理A3B2對楸樹腋芽誘導率影響最大，其他設計方案中較優組合有A4B3、A2B1。

2.2 增殖培養基不同激素濃度對增殖系數的影響

從表5可以看出，NAA和6-BA 2因素交互對周楸20號增殖系數的作用不顯著（P=0.358>0.05）;NAA和6-BA對楸樹無菌苗增殖系數的影響顯著（P=0.005<0.05、P=0.001<0.05），其中 6-BA 為主要影響因素，NAA次之。從表6可以看出，當激素濃度組成為C3D1和C4D2時，腋芽增殖系數優于其他激素濃度組成。

從表7可以看出，不同濃度NAA對楸樹無菌苗再生的影響順序依次為C4>C3>C2>C1，C4對應的增殖系數平均數最大;不同濃度6-BA對楸樹無菌苗增殖系數影響順序依次為D2>D3>D1>D4。在NAA和6-BA的交互作用影響下，從表8可以看出，試驗設計方案C3D1和C4D2對楸樹腋芽增殖系數影響最大，而其他設計方案中較優組合有C3D2、C4D3。

2.3 生根培養基中不同NAA濃度對生根率的影響

從表9可以看出，1.0、1.5 mg/L NAA與0.5、2.0 mg/L相比，生根率分別提高71.42%、57.12%，差異達顯著水平。

3 討論與結論

在植物組織培養育苗技術研究中，植物生長調節劑是影響植物離體形態發生的最關鍵因素[17]。目前關于楸樹組織培養的培養基中不同激素組合對不同外植體誘導分化、增殖和生根影響的研究報道較多，試驗所采用楸樹品種、外植體、取材時間等不同，最適基本培養基類型、植物生長調節劑種類及濃度等條件不同[5-15，18-23]。本試驗初次通過分析NAA和 6-BA主效應及其交互作用對周楸帶腋芽莖段誘導率、無菌苗增殖系數的影響，以及NAA不同濃度與生根率的關系，研究周楸腋芽離體培養不同階段的最適NAA和6-BA水平。

本試驗分析誘導培養基中不同濃度水平NAA和6-BA對楸樹腋芽誘導率的影響，結果發現，6-BA 主效應和NAA與6-BA之間交互作用顯著;對試驗數據進行分析認為，誘導培養基中NAA和6-BA最優組合為A3B2;在NAA 4個濃度水平中，A3處理周楸2號腋芽誘導率平均值最大;而在不同 6-BA 濃度中B2處理周楸2號腋芽誘導率平均值最大，誘導培養基中最優處理組合為A3B2。最優處理組合A3B2的周楸2號腋芽誘導率平均數為23.333%;其次為A4B3、A2B1，這2個處理周楸2號腋芽誘導率平均數分別為21.113%、19.443%;再其次為A1B2、A2B3、A3B1、A2B2、A4B1、A4B2，周楸2號腋芽誘導率平均數分別為16.113%、16.113%、15.003%、15.000%、14.447%、14.447%;處理組合中周楸2號腋芽誘導率平均數較高的前3個組合為A3B2、A4B3、A2B1，培養基中NAA濃度與6-BA濃度的比值均為0.017，而處理組合A1B2、A2B3、A3B1、A2B2、A4B1、A4B2中培養基中NAA濃度與6-BA濃度的比值均分別為0.006、0.008、0.025、0.011、0.033、0.022。因此可以認為，誘導率不僅與培養基中NAA和6-BA的濃度有關，與NAA濃度/6-BA濃度也有一定關系，且6-BA對誘導率的影響較大，因此依據綜合分析初步認為，誘導培養基合適的激素水平是NAA濃度范圍為0.010～0.015 mg/L;6-BA濃度范圍為 0.6～1.2 mg/L。而NAA和6-BA 2因素主效應和交互作用對誘導率的影響機制有待進一步研究闡明。

增殖培養基中NAA和6-BA對無菌苗再生的主效應顯著，其交互作用對楸樹增殖系數的影響不顯著;在NAA 4個濃度水平中，C3處理楸樹無菌苗增殖系數最高;在6-BA 4個濃度水平中，D2處理楸樹無菌苗增殖系數最高，因此可以認為，增殖培養基在NAA和6-BA主效應影響下，最優處理組合為C3D2。但在NAA和6-BA交互作用下，C3D1、C4D2處理楸樹腋芽增殖系數平均數最大，為4.8，為最優處理組合;其次為C3D2、C4D3處理組合，楸樹腋芽增殖系數平均數為4.4;C3D1和C4D2處理組合中NAA與6-BA的濃度比值分別為0.188和0.167，C3D2和C4D3處理組合中NAA與6-BA的濃度比值均為0.125，初步認為增殖培養基合適的激素水平是NAA濃度范圍為0.15～0.20 mg/L;6-BA濃度范圍為0.8～1.6 mg/L。培養基中NAA和6-BA的濃度及其比值不僅影響楸樹莖段腋芽誘導，對無菌苗再生增殖也存在一定影響，NAA和6-BA 2因素主效應和交互作用對楸樹莖段無菌苗增殖系數的影響機制有待進一步研究闡明。

生根培養基中，NAA濃度為1.0 mg/L和 1.5 mg/L 時，培養3 d后有根源基凸起，培養30 d后須根長5 cm，NAA濃度為 1.0 mg/L 時須根生長快，且須根較多;當NAA濃度為2.0 mg/L時，生根率反而下降，表明高濃度NAA不利于根源基形成和幼根生長。

周楸2號帶腋芽莖段離體培養不同階段，對NAA和6-BA的濃度及其比值需求不同。在誘導培養階段，需要較低濃度的NAA和較高濃度的6-BA，NAA與6-BA的濃度比值為0.017時誘導率較高，這可能與腋芽本身所含NAA水平較高有關;在增殖培養階段，需要較高濃度的NAA和6-BA，NAA與6-BA的濃度比值為0.167左右時增殖系數較高;生根培養基階段根源基的誘導需要一定濃度的NAA，但過高濃度NAA會抑制幼根生長。

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