影响草莓品种“红颜”快速繁殖系数因素研究

李金华，曾万勇，黄 强，田 静

(武汉轻工大学生物与制药工程学院，湖北武汉430023)

草莓是蔷薇科(Rosaceae)草莓属(Fragaria)多年生草本植物，原产南美洲，后被世界各地广泛引种栽培，是当今世界十大水果之一，享有“水果皇后”之美誉。中国是草莓生产大国［1］。除直接被食用外，草莓还可深加工成果酱、果汁、果酒、糖水罐头及各种冷饮和速冻食品，是发展潜力巨大的水果。

在生产上，草莓常用匍匐茎繁殖，繁殖速度慢。离体培养技术应用于草莓生产，可在较短时间内提供整齐的良种苗、脱毒苗，与常规育种相结合可更有效地培育抗病高产良种，也可以作为离体再生途径研究和种质资源保存的一种手段。

目前，有关草莓组培的报道很多，但不同品种特性不同，培养方法也有差异［2-8］。“红颜”草莓品种(简称“红颜”)是近年来深受消费者喜爱的优质品种，但其自然繁殖率非常低。本研究以“红颜”草莓品种为材料，探索了其组培各阶段的最佳生长条件，对影响快速繁殖的几个重要因素，即激素浓度、pH值、碳源和蔗糖浓度进行了探讨，试图解决草莓品种“红颜”繁殖效率低，种苗供应不足的问题。

1 材料与方法

1.1 实验材料

“红颜”草莓品种匍匐茎幼芽采自武汉市东西湖区泾河农场草莓栽培户。

1.2 实验方法

1.2.1 外植体灭菌、接种及培养

将草莓匍匐茎顶端叶片剥去，保留约2 cm的幼芽，流水冲洗过夜。接种前在超净工作台用无菌水冲洗3次，75%酒精浸泡1 min，0.1%升汞杀菌15 min，无菌水冲洗5次，吸干水份，接种至不同处理的培养基中。每个培养瓶接2棵外植体，置于光照强度2 000—4 000 lx，光照时间16 h，温度为23±2℃的恒温培养室中进行恒温培养，45 d后统计繁殖系数。繁殖系数的计算公式为:繁殖系数=总的草莓苗数/接种外植体数。

1.2.2 不同激素浓度配比对草莓快繁的影响

以MS为基本培养基，加蔗糖30 g/L，琼脂7 g/L，按不同浓度配比加入6-苄基嘌呤(6-BA)和萘乙酸(NAA)(见表 1)，pH 5.6—5.8，每种配方设置5个重复，分装灭菌接种培养。

表1 培养基中激素浓度的配比

1.2.3 培养基pH值对草莓快繁的影响

以 MS+6-BA0.2 mg/L+NAA0.05 mg/L+蔗糖30 g/L 为配方，自 pH 5.2—6.0，间隔0.2，配制不同pH值培养基，每种配方设置5个重复，分装灭菌接种培养。

1.2.4 不同碳源对草莓快繁的影响

以 MS+6-BA 0.2 mg/L+NAA 0.05 mg/L 为配方，琼脂7 g/L，pH 5.6，分别以30 g/L 的蔗糖、葡萄糖、麦芽糖为碳源，每种配方设置5个重复，分装灭菌接种培养。

1.2.5 不同蔗糖浓度对草莓快繁的影响

配制 MS+6-BA 0.2 mg/L+NAA0.05 mg/L 培养基，以1%—5%设置5个梯度加入蔗糖，pH 5.6，取生长良好的丛生芽，随机接种于培养基上进行培养。

2 结果与分析

2.1 激素浓度对“红颜”繁殖系数的影响

从表2中可以看出，各处理组所接材料都能诱导出芽。从NAA浓度来看高或低都能诱导出芽，但添加一定浓度的NAA后出芽率明显升高，最适浓度为0.05 mg/L;NAA浓度超过0.05 mg/L后，繁殖系数降低。对6-BA来说，浓度为0.5mg/L时，繁殖系数达到最大值，即当NAA的浓度为0.05 mg/L，6-BA的浓度为0.5 mg/L，丛生芽诱导率最高，繁殖系数为3.2。由此可见，适宜“红颜”茎尖诱导的培养基激素配比为 MS+6-BA 0.5 mg/L+NAA 0.05 mg/L。

表2 激素对“红颜”增殖的影响

2.2 pH值对“红颜”繁殖系数的影响

实验比较了5个pH值对“红颜”生长的影响。由图1可知，pH为5.6时繁殖系数最高达到2.5，且外植体生长良好。当pH值为5.2时，培养基不能完全凝固，外植体很容易陷入培养基中，影响丛生芽的生长和增殖。

图1 pH对草莓品种“红颜”繁殖系数的影响

2.3 碳源对“红颜”繁殖系数的影响

试验比较了三种糖作为碳源对植株丛生芽的影响。结果发现，以麦芽糖作为碳源，“红颜”的繁殖系数最小，增殖效果最差(表3)。而用蔗糖和葡萄糖的增殖效果差异不显著，但在具体应用中，蔗糖成本较低，因此，“红颜”繁殖最佳碳源可选择蔗糖。

表3 不同碳源对“红颜”草莓快速繁殖的影响

2.4 蔗糖浓度对“红颜”繁殖系数的影响

由图2可知，在“红颜”快繁时，随着蔗糖的浓度升高，“红颜”的繁殖系数也逐渐增加，但蔗糖浓度超过3%以后，随着蔗糖浓度的升高，繁殖系数则逐渐降低，组培苗黄化现象加重。蔗糖浓度以3%时最适宜，繁殖系数最高。

图2 不同蔗糖浓度对“红颜”繁殖系数的影响

3 讨论

3.1 激素浓度问题

激素是影响植物组织培养成败的关键因素之一。物种、基因型、外植体部位及不同培养阶段在组织培养中所需求的激素的种类和浓度不同。在草莓的组织培养中，高水平的细胞分裂素有利丛芽的形成，但浓度过高，则形成的丛生芽过于细密且质量下降，不利于生根和田间移栽。从诱导的试管苗来看，激素浓度过高的试管苗叶片出现了畸形，叶柄变脆等现象(见图3)。本实验结果表明“红颜”在不同的激素组合条件下，丛生芽再生能力不同，应适度使用植物激素。

3.2 pH值对草莓快繁的影响

pH值主要通过改变生物大分子空间结构影响分子活性，从而影响植株的生长，也是影响快繁的主要因素之一。本实验表明“红颜”在不同的pH条件下，增殖能力不同，生长状况也有很大的差异(见图4)。当pH值低于5.4时，培养基不能完全凝固，质地较软，外植体很容易陷入培养基中，造成外植体缺氧，从而影响外植体不定芽的再生，外植体甚至因缺氧而死。本实验研究表明“红颜”增殖的最适pH值为5.6，在此条件下繁殖系数最高，生长状况最好。

图3 不同激素浓度对“红颜”草莓快繁的影响

图4 不同pH对“红颜”草莓品种快繁的影响

3.3 碳源及浓度对草莓快繁的影响

碳源的功能是提供培养材料合成大分子的碳骨架和所需能量。对碳源的利用能力取决于自身酶系的活性。本实验结果表明麦芽糖作为碳源的增殖效果最差，而用葡萄糖和蔗糖的增殖效果差异不显著(见图5)。虽然用葡萄糖作为碳源繁殖系数稍高，但考虑到大规模生产过程中降低成本的问题，笔者建议用蔗糖代替葡萄糖。

图5 不同碳源对“红颜”快繁的影响

糖浓度的大小影响培养材料能量的获取，但糖也是调节培养基渗透压的重要成分。本实验结果表明随着蔗糖的浓度升高，“红颜”的繁殖系数也逐渐增加。但蔗糖浓度超过3%，繁殖系数反而逐渐降低，草莓的生长受到影响，如出现黄化现象等。草莓黄化会使叶绿素的含量显著降低，在某种程度上会影响到草莓植株的光合作用，植株光合效率降低［9］。朱至清提出在生根培养基中，蔗糖的浓度降低到1%—1.5%，不仅促使试管苗增强自养能力，还可使根系发育更加健全［10］。

与其它植物类似，草莓的组培快繁受基因及外植体部位的影响。近年来，段黄金［4］、张年忠［5］、艾勇［6］等的研究表明在草莓的组培快繁工作中，要根据品种及外植体的部位，采用不同的激素种类和配比，不能盲目套用。可见，寻找适合草莓快速增殖的最佳培养基，满足生产需要，仍是植物组织培养工作者不断地研究和探讨的课题。

［1］赵密珍，王静，王壮伟，等.世界草莓产业发展现状及江浙沪草莓产业可持续发展对策［J］.江苏农业科学，2012，40(2):1-3.

［2］徐振南，万蜀渊.影响草莓花药培养效率的若干因素［J］.上海农业学报 1995，11(3):27-30.

［3］崔广荣，陈家刚.草莓的丛芽诱导及生根研究［J］.中国林副特产，2004.2(1):14-16.

［4］段黄金，段新玲，赵书珍.草莓茎段组织培养快速繁殖技术的初步研究［J］.塔里木农垦大学学报，2000(2):31-33.

［5］张连忠，李文金，蔚承祥，等.四季草莓“赛娃”的组织培养与快速繁殖［J］.植物生理通讯，2002(1):55.

［6］艾勇，赵佐敏，唐红.草莓组织培养及产业化应用初步研究［J］.种子，2002(5):56-58.

［7］和秀云，毕海林，薛润光，等.草莓‘托特母’的组培快繁技术研究［J］.西南农业学报，2013，26(2):701-704.

［8］王新华，赵恒田，盛庆军.草莓脱病毒与离体快繁［J］.农业系统与科学研究，2003，19(4):300-301.

［9］曹善东、贾洪涛.不同碳源对草莓脱毒苗组培快繁的影响［J］.山东林业科技，2003(3):6-7.

［10］朱至清.植物细胞工程［M］.北京:化学出版社，1998:116-144.