不同濃度NAA 對彩葉芋水培扦插繁殖的影響

王奕達，周 旺，陳錦錦，蔡小東

（長江大學園藝園林學院，湖北 荊州 434025）

水培是無土栽培的一種新型技術，具有高效、節水、無污染等優點［1，2］。相比于傳統栽培模式，水培花卉通常采用透明玻璃容器水養模式，既可觀葉、觀花、觀果、賞根，又可與其他觀賞水生生物組合產生藝術美，因其養護方便、清潔衛生、觀賞性強等優點日益受到消費者的青睞［3，4］。近年來，隨著經濟和社會的迅速發展，水培花卉已成為室內裝飾的新寵［4］。

彩葉芋（Caladium bicolosr）是天南星科五彩芋屬多年生草本植物，起源于南美洲熱帶地區，性喜溫暖、高濕和半陰環境［5］。其葉片基生，葉形獨特、葉片斑斕多彩，常作盆栽以美化室內環境，在熱帶地區也可栽植于室外，用于點綴花壇、營造優美花境［5，6］。彩葉芋多采用土培方式進行種植，土壤通常要保持濕潤，室內盆栽時需要精心養護。研究表明，在水培條件下彩葉芋也可生長，可用于彩葉芋水培的營養液配方較多，如日本園試配方、華南農業大學葉菜類B 配方及Hoagland 配方，這些配方均適宜于彩葉芋植株的水培［7-9］。然而，目前彩葉芋水培技術主要集中于營養液配方及濃度的篩選，尚缺乏水培扦插繁殖等方面的研究。本研究以帶葉柄的‘Red Flash’彩葉芋（Caladium×hortulanumBirdsey）的葉為材料，在靜止水培條件下探討了不同濃度NAA 處理對其生根效果和生長發育的影響，以探尋彩葉芋水培扦插繁殖的適宜NAA 濃度。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

以長江大學園藝植物細胞工程實驗室繼代保存的‘Red Flash’彩葉芋試管苗為試材。移栽前打開蘭花瓶瓶蓋，注入約5 mL 自來水后置于人工氣候箱中，空氣濕度為70%，光照度為3 000 lx，光照時間為12 h/d。放置5 d 后，在自來水下將植株上的培養基沖洗干凈后栽植于育苗基質中，澆透水后在人工氣候箱中培養，培養條件同上。

1.2 NAA 處理

試管苗移栽1個月后，選取長勢一致的小苗（4～5片葉，高度約10 cm），剝下帶有葉柄的葉（包含頂芽和兩片葉）后先在自來水中培養1 周以適應水生環境，分別測量株高和鮮重。NAA 處理采用單因素設計，即將上述材料葉柄基部分別浸泡于0（對照）、0.5、1.0、2.0、4.0 mg/L NAA 溶液中24 h。試驗重復3次，每重復彩葉芋包含4 片剝離的帶有葉柄的葉。

1.3 水培條件

水培營養液為1/4 MS（含大量元素、微量元素、鐵鹽，pH 5.8），水培容器為帶有定植籃的100 mL 玻璃三角瓶，三角瓶四周用錫紙包裹。將經過不同濃度NAA 處理的彩葉芋分別轉入1/4 MS 營養液中，在人工氣候箱中培養，培養條件同上，每10 d 更換一次新鮮營養液。

1.4 形態指標的測定

從水培之日起開始觀察不定根形成及植株生長情況，水培30 d 后測量植株株高、鮮重、最長根長，統計不定根的數量。

1.5 生理指標測定

水培30 d 后，分別測量各處理葉片中部的葉綠素、類胡蘿卜素、花青素、可溶性糖、可溶性蛋白質及根系活力等生理指標。葉綠素含量和類胡蘿卜素含量采用95%乙醇提取法測定［10］，花青素含量采用紫外分光光度法測定［11］，可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定［10］，可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍G-250法測定［10］，根系活力的測定采用TTC 法測定［10］。

1.6 數據分析

利用SPSS 23.0 軟件對數據進行統計分析，采用單因素方差分析法分析各形態和生理指標間的顯著性差異（P＜0.05）。數據以平均值±標準差表示。

2 結果與分析

2.1 不定根的形成

彩葉芋帶葉柄的葉在水培條件下，水培30 d 后所有處理的生根率均達100%，但不同濃度NAA 處理對彩葉芋葉柄生根及植株生長的影響不同（圖1）。與對照相比，NAA 處理的彩葉芋葉柄不定根的形成較早，所有NAA 處理的彩葉芋葉柄在水培7 d 左右時，可觀察到葉柄基部形成了1～2 條較短的根（圖1 A）。水培10 d 后，葉柄基部形成的根繼續伸長，同時又有新根出現。如圖1 B 所示，2.0 mg/L NAA 處理的彩葉芋葉柄基部形成了4 條旺盛生長的不定根，根尖呈淡黃色，根系相較于其他處理更發達，生長狀況更好。水培15 d 后，NAA 處理組葉柄基部已再生了大量新根（圖1 C）。水培30 d 后，與對照組相比（圖1 D），NAA 處理組的彩葉芋長勢普遍良好，不定根根系更發達，植株挺拔，葉片堅實，植株更高（圖1 E 至H）。

圖1 ‘Red Flash’彩葉芋帶有葉柄的成熟葉水培過程中不定根的形成

2.2 不同濃度NAA 處理對彩葉芋水培扦插后生長的影響

由表1 可知，‘Red Flash’彩葉芋水培扦插30 d后，隨著NAA 濃度的不斷增大，彩葉芋的各項生長指標都呈先升高后降低的變化趨勢。其中，當NAA濃度為2.0 mg/L 時，株高增長量、鮮重增加量、最大根長和不定根數都達到最大值。就株高增長量而言，2.0 mg/L NAA 處理與4.0 mg/L NAA 處理間沒有顯著差異，但二者均顯著高于其他處理及對照。與其他濃度NAA 處理及對照相比，2.0 mg/L NAA 處理顯著增加了彩葉芋植株的鮮重，其鮮重增加量相當于對照的3.61 倍。4.0 mg/L NAA 處理組植株鮮重增加量雖然顯著高于對照，但與0.5 mg/L NAA 和1.0 mg/L NAA 處理組之間均無顯著差異。水培扦插30 d 后，即使不施用NAA 處理，彩葉芋帶有葉柄的葉也能再生大量不定根，這說明彩葉芋水培扦插后易于生根，但不同處理和對照植株形成的不定根數量和最大根長均存在差異。2.0 mg/L NAA 處理的植株再生的不定根數量最多，最大根長最長，二者均顯著高于對照和4.0 mg/L NAA處理，但與1.0 mg/L NAA處理的植株之間均無顯著差異。綜合而言，2.0 mg/L NAA 處理對彩葉芋水培扦插后植株的不定根形成及植株生長效果最明顯。

表1 不同濃度NAA 處理對‘Red Flash’彩葉芋水培扦插30 d 后生長的影響

2.3 水培扦插彩葉芋植株葉片的色素含量

不同處理植株葉片的色素含量結果如表2 所示，總體而言，隨著NAA 處理濃度的增大，水培扦插苗葉片色素含量呈先增后降的趨勢。其中，當NAA濃度為2.0 mg/L 時，葉片葉綠素a 含量、葉綠素b 含量、類胡蘿卜素含量和花青素含量均達到最大值。方差分析結果顯示，2.0 mg/L NAA 處理顯著增加了彩葉芋水培扦插繁殖植株葉片的葉綠素a 含量，其他濃度NAA 處理的葉綠素含量間沒有顯著差異。1.0、2.0 mg/L 及4.0 mg/L NAA 3 個處理葉片的葉綠素b 含量、類胡蘿卜素含量和花青素含量之間均無顯著差異?？傊?，在不同濃度NAA 處理中，2.0 mg/L NAA 處理最有利于增加彩葉芋水培扦插苗葉片的色素含量。

表2 不同濃度NAA 處理對‘Red Flash’彩葉芋水培扦插30 d 后葉片色素含量的影響

2.4 水培扦插彩葉芋的可溶性糖含量、可溶性蛋白質含量及根系活力

‘Red Flash’彩葉芋水培扦插30 d 后，不同濃度NAA 處理對植株的可溶性糖含量、可溶性蛋白質含量及根系活力的影響如表3 所示。當NAA 濃度為2.0 mg/L 時，彩葉芋的可溶性蛋白質含量和根系活力達到峰值，而可溶性糖含量在NAA濃度為1.0 mg/L時達到最大值。方差分析結果顯示，1.0、2.0 mg/L及4.0 mg/L NAA 處理葉片的可溶性糖含量和可溶性蛋白質含量沒有顯著差異，但三者均顯著高于對照。與對照相比，0.5 mg/L NAA 處理顯著增加了彩葉芋葉片的可溶性糖含量，但與可溶性蛋白質含量沒有顯著差異。就植株根系活力而言，2.0 mg/L NAA 處理下植株根系活力高達134.08 μg/（g·h），顯著高于其他處理及對照。

表3 不同濃度NAA 處理對‘Red Flash’彩葉芋水培扦插30 d 后生理指標的影響

3 討論

目前，塊莖繁殖是彩葉芋繁殖的主要形式，種子繁殖［5］、離體培養［12，13］、水培［7-9］等技術也可用于彩葉芋的繁殖。然而，彩葉芋種子繁殖需人工授粉，且其花期不固定、花粉和種子壽命較短，因此商業生產上很少采用種子繁殖［5］。組織培養技術的發展為彩葉芋提供了新的繁殖途徑，然而彩葉芋在離體培養過程中易發生高頻率的體細胞變異［5，12，13］，且試管苗生產成本相對較高，生產周期也較長。研究表明，彩葉芋可采用水培種植或繁殖［7-9］。水培扦插繁殖首要解決的問題是扦插生根，生長調節劑的種類及濃度配比是其關鍵影響因素之一。NAA 是不定根誘導的植物生長調節劑之一，已廣泛應用于許多植物的水培扦插繁殖中［14-16］。本研究結果也顯示，一定濃度的NAA（2.0 mg/L）處理對彩葉芋水培扦插生根及植株生長效果最佳，隨后的色素和相關生理指標的測定結果也證實了這一觀點。

彩葉芋喜溫暖、高濕和半陰環境，溫度低于15 ℃時會延緩彩葉芋塊莖萌芽，葉片和根系也會遭受損傷，溫度低于10 ℃時植株可能會出現凍傷［5，17］，大大縮短了其在中國大部分地區的生長期和觀賞期。室內水培是觀賞植物常見的一種養護形式，近年來備受人們青睞。室內溫差相對較小，多為散射光照射。因此，對于彩葉芋而言，室內水培可在一定程度上延長其觀賞期，本研究的開展為彩葉芋的水培扦插繁殖和室內水培養護提供了一定的參考。另一方面，前人研究表明可用于彩葉芋水培的營養液配方很多［7-9］。本研究以彩葉芋帶葉柄的葉為材料，發現1/4 MS 營養液也適宜于彩葉芋的水培。然而，1/4 MS 營養液配置相對繁瑣、成本較高，因此，高效、低廉的營養液配方篩選是彩葉芋大規模水培亟待解決的問題。