‘長相思’葡萄組培苗生根培養基的篩選

靳韋，楊波，王昊，哈蓉，張敏，徐燦，王磊，馬文禮，陳永偉*

（1. 寧夏農墾農林牧技術推廣服務中心，寧夏銀川 750001；2. 上海交通大學農業與生物學院，上海 200240）

寧夏賀蘭山東麓因具有氣候干燥溫和、光照充足少雨、晝夜溫差大、土壤沙質透氣好和灌溉排水方便等得天獨厚的特點，非常適合釀酒葡萄的種植[1]。賀蘭山東麓是我國3個葡萄酒原產地認證保護的最佳產區之一，是國際公認出產釀酒葡萄的黃金地帶[2-3]。近些年隨著釀酒葡萄產業化、機械化、高質量化的發展，寧夏葡萄酒產量逐年提高，2021年達1.3億瓶以上，預計總產值300億元[4]。葡萄與葡萄酒產業的工業水平有了明顯提升，現已成為寧夏經濟轉型和支柱性優勢特色產業[5]。葡萄酒產業的高質量發展需要高品質的品種來支撐，‘長相思’因具有濃郁的香氣、較早成熟和適于貧瘠土壤種植的特點，在寧夏賀蘭山東麓種植面積大，適應性強。隨著人們對釀酒葡萄品質要求的提高，以往老牌釀酒葡萄品種已不能滿足消費者的需求，因此一些小眾品種越來越受種植戶的青睞。但在葡萄長期的栽培中，品種退化現象日趨嚴重，影響了種植效益，因此‘長相思’品種的提純復壯及組織培養迫在眉睫[6]。

植物組織培養技術時效性高，不受季節限制，可達到快速繁殖優質葡萄苗木的目的，對釀酒葡萄產業具有積極的意義。常見的組培快繁包括外植體消毒、初代培養、繼代培養和生根培養[7]，國內學者對釀酒葡萄組培進行了大量研究，建立了‘赤霞珠’‘西拉’‘霞多麗’等品種的組培快繁體系，并進行了技術優化[8-10]；但對‘長相思’葡萄的組培研究鮮有報道，因此本研究從生根培養出發，采用正交試驗方法，篩選出適于‘長相思’組培苗的生根培養基及最適的激素濃度，從而達到品種提純復壯及快速成苗的目的，為后期組培苗的系列研究提供一定支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2021年11月—2022年2月進行，地點在寧夏回族自治區銀川市永寧縣寧夏農墾玉泉營苗木繁育有限公司智能組培室。選取生長健壯、無污染的‘長相思’組培苗為試材，于2021年9月12日進行組培苗扦插生根培養；供試基本培養基選用MS、1/2MS、GS，植物生長調節劑IBA（＞99.0%）和NAA（＞98.0%）均由天津市光復精細化工研究所生產。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計

分別以基本培養基類型、IBA和NAA濃度為試驗因素，每個因素下設3個水平，具體設計見表1。根據所設的因素和水平，采用L9(33) 的正交試驗設計（表2），試驗共設9個處理。

表1 試驗的因素和水平Table 1 Factors and level of test

表2 L9 (33) 的正交試驗設計Table 2 Orthogonal experimental design of L9 (33)

1.2.2 組培苗的接種

選擇健壯無污染的‘長相思’組培苗，置于無菌超凈工作臺上，將其用高溫無菌的組培剪剪成長度約7～8 cm的莖段，每個莖段上留1片葉子，葉片上方莖段剪口齊平，葉片下方剪口為45°斜口，將剪下的莖段插入各處理的組培瓶中，每個組培瓶扦插3個莖段，每個處理共60個莖段。將扦插好的組培瓶置于培養條件為溫度25±2 ℃、光照強度2500～3000 Lx的組培室中培養。

1.3 數據調查

當組培瓶中的莖段生根完成后，對成株進行生根質量的調查，指標包括生根率（%）、每株根系數量（條）、根系長度（cm）、根系直徑（mm）、最長根系的長度（cm）和最大根系的直徑（mm），采用根系效果指數法和生根綜合質量對生根效果進行綜合評價。

生根率（%）＝生根株數/總株數×100

根系平均數量＝根系總數量/生根株數

根系平均長度＝根系長度總和/根系數量

根系平均直徑＝根系直徑總和/根系數量

生根效果指數[11]＝生根率×根系平均數量×根系平均長度/生根株數

生根綜合質量[12]＝生根率×0.5＋根系平均數量×0.25＋根系平均長度×0.25

1.4 數據處理

分別采用Excel 2007和SPSS 17.0軟件進行數據整理與統計分析。

2 結果與分析

2.1 組培苗生根周期調查

從表3看出，扦插5 d左右愈傷組織形成，培養7 d時根系長達0.4 cm，培養30 d時已形成完整的根系，即可進行移栽。9個處理間生根情況基本一致。結果表明，供試培養基均能夠使釀酒葡萄‘長相思’組培苗在1個月形成完整根系，利于開展后期的基質培養和移栽。

2.2 培養基和激素對‘長相思’葡萄生根的影響

‘長相思’組培苗的生根情況見表3。從方差分析可以看出，培養基種類、IBA和NAA濃度對‘長相思’組培苗的根系平均數量、根系平均長度、最長根系長度等7個指標均有顯著影響，而對‘長相思’的生根率沒有顯著影響。從生根率上看，9個處理的生根率在80.00%～93.33%，其中T5的生根率最高，為93.33%；其次是T7的91.67%，生根率最低的為T6的80.00%。9個處理的根系數量在5.44～15.83條，T5的根系數量最多，每株為15.83條，與T1、T2、T3、T4、T8之間差異顯著；其次是T9和T7，分別為13.72條和12.56條。從根系長度上看，9個處理根系長度在2.03～10.72 cm，最長根系長度在2.97～11.93 cm，其中T6的最大，根系平均長度和最大長度分別為10.72、11.93 cm；T4處理最短，分別為2.03、2.97 cm。9個處理中根系直徑和最大根系直徑分別為0.73～1.58 mm與0.98～1.92 mm，其中，T2的根系直徑和最大根系直徑最大，T9的最小。從生根效果指數上看，9個處理中T5最高，為5.99，與除T6之外的其它處理間差異顯著，T4最低為0.66。從生根綜合質量上看，T5的最高，為6.34，與除T6之外的其它處理間差異顯著，T4的最低為2.62。

表3 不同處理對‘長相思’葡萄組培苗生根的影響Table 3 Effects of different treatments on rooting of tissue cultured seedlings of 'Sauvignon Blanc' grapevine

2.3 培養基和激素對‘長相思’生根效果的極差分析

表4結果表明，激素NAA的濃度對‘長相思’組培苗生根率的影響最大；促進‘長相思’組培苗生根的最優組合為A3B2C3；培養基類型對‘長相思’組培苗生根數影響最大，其次是激素NAA的濃度；促進‘長相思’根系萌發的組合為A2B3C3；促進‘長相思’根系生長的主要因素為激素NAA的濃度，最佳處理組合為A2B2C3；促進根粗生長的主要因素為培養基類型，最佳組合為A1B2C1；培養基類型和NAA的濃度對‘長相思’生根效果指數和生根綜合質量的影響均較為明顯，最佳處理組合均為A2B2C3。

表4 ‘長相思’組培苗生根性狀指標的極差分析結果Table 4 extreme difference analysis results of rooting character indexes of 'Sauvignon Blanc' tissue culture seedlings

根據以上分析可知，培養基類型是影響根系數量、根系直徑、生根效果指數和生根綜合質量的主導影響因子；影響生根率和根系長度的主要因素為激素NAA的濃度。極差分析結果表明，供試的3種培養基中，在根系數量、長度、生根效果指數和生根綜合質量中均為A2（1/2MS）最佳；供試的3個激素IBA濃度中，生根效果最好的為B2（0.4 mg·L-1）；供試的3個激素NAA濃度中均為C3（0.4 mg·L-1）最優。因此，生產中采用A2B2C3（培養基為1/2MS、IBA濃度為0.4 mg·L-1、NAA濃度為0.4 mg·L-1）的處理組合利于‘長相思’組培苗的生根與成苗。

2.4 組培苗生根性狀指標間的相關性分析

對‘長相思’扦插生根的6個根系指標和3個試驗因素間的相關性進行分析，結果見表5。可以看出，生根率與生根數量、生根效果指數和生根綜合質量呈正相關，與根系長度和根系直徑呈負相關。根系長度與根系直徑、生根數量、生根效果指數和根綜合質量呈正相關。其中，與生根效果指數呈極顯著正相關，相關系數為0.810；與生根綜合質量呈顯著正相關，相關系數為0.670。根系直徑與生根數量呈負相關，與生根效果指數和生根綜合質量呈正相關。生根數與生根效果指數呈顯著正相關，相關系數為0.650；與生根綜合質量為極顯著正相關，相關系數為0.830。生根效果指數與生根綜合質量呈極顯著正相關，相關系數為0.950。

表5 ‘長相思’生根性狀指標間的相關性分析結果Table 5 correlation analysis results of rooting traits of 'Sauvignon Blanc'

由此可知，生根率與生根數量、生根效果指數和生根綜合質量之間具有相互促進的作用，但與根系長度和根系直徑之間存在抑制作用；根系直徑與生根數量間也存在負相關，說明根系數量越多，影響根系直徑的生長；根系長度與生根數量與生根效果指數和根系綜合質量間存在顯著或極顯著正相關，說明根系長度和數量越大，根系的表現越好，綜合質量越高，是影響根系整體好壞的重要指標。

3 討論與結論

葡萄苗木的組培快繁技術離不開生根培養基的篩選[13-14]。以寧夏釀酒葡萄‘長相思’為研究對象，通過對其生根培養基的篩選，確定了其最適的生根培養基種類及各激素濃度為：1/2MS培養基＋0.4 mg·L-1IBA＋0.4 mg·L-1NAA，此培養基利于‘長相思’生根及綜合質量的提高。葡萄苗木快繁技術的建立是解決釀酒葡萄產業高質量發展的關鍵因素，只有從源頭提高葡萄苗木的質量，才能在后續葡萄種植及生產中提升其質量和品質。

基礎培養基的種類及生長激素的濃度是影響葡萄組培苗根系生長的關鍵因子。馮文華等[15]研究發現，1/2MS＋0.2 mg·L-1IBA為葡萄的生根培養基，既能夠擴繁增殖又可以促進生根壯苗。農艷豐等[16]研究認為，在‘陽光玫瑰’葡萄組培苗生根誘導中0.3 mg·L-1NAA更利于生根；而林茜等[17]在研究中發現，‘陽光玫瑰’葡萄組培苗的最佳生根培養基為1/2 MS＋0.4 mg·L-1IBA＋0.2 mg·L-1NAA，生根率最高且生根效果最佳，與本研究結論基本一致，在1/2MS＋0.4 mg·L-1IBA＋0.4 mg·L-1NAA培養基中下，釀酒葡萄‘長相思’的生根率為93.33%，根系數量為15.83條，生根效果指數為5.99，生根綜合質量為6.34，均優于其他處理。除此之外，閔首軍等[18]也認為，培養基為1/2MS＋IBA 0.4 mg·L-1時更利于葡萄的生根。齊向麗[19]結果表明，適合‘紅國王’葡萄生根的NAA濃度為0.3 mg·L-1，說明在葡萄品種不同時，最適生根培養基的激素濃度也存在一定的差異。王婷等[20]在‘黑虎香’葡萄離體快繁技術研究中發現，最適增殖生根培養基為1/2MS＋IBA 0.2 mg·L-1＋KT0.5 mg·L-1。綜上所述，在眾多的生根培養基選擇上，1/2MS培養基要優于MS培養基和GS培養基，與本研究結果一致。

進一步對‘長相思’組培苗生根性狀指標進行極差分析和相關性分析發現，培養基類型是影響根系數量、根系直徑、生根效果指數和生根綜合質量的主導影響因子，影響生根率和根系長度的主要因素為NAA的濃度。最佳培養基為1/2MS、IBA濃度為0.4 mg·L-1、NAA濃度為0.4 mg·L-1的處理組合利于‘長相思’組培苗的生根與生長。從相關性分析上看，生根率與生根數量、生根效果指數和生根綜合質量之間具有相互促進的作用，但與根系長度和根系直徑之間存在抑制作用；根系直徑與生根數量間也存在負相關，說明根系數量越多，影響根系直徑的生長，這與熊利權[8]等對不同基質和激素處理對針葉櫻桃嫩枝扦插生根影響的研究結果一致；根系長度與生根數量與生根效果指數和生根綜合質量間存在顯著或極顯著正相關，與梁小春等[21]對黃果厚殼桂扦插生根的研究結果一致。說明根系長度和根系數量越大，根系的表現越好，綜合質量越高，是影響根系整體好壞的重要指標。