“探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度”实验方法比较研究

2016-08-20王友保

生物学教学 2016年7期

周朝王友保

(安徽师范大学生命科学学院芜湖 241000)

生长素类似物促进插条生根的最适浓度探究实验是高中生物必修三的第一个探究实验。实验目的是使学生在该探究的过程中能够直观的了解生长素作用的“两重性”，认同生长素及其类似物在生产上的重要作用。

选择适当的实验受体是本实验能否成功的关键因素之一。在传统的教学过程中，该实验多采用迎春花等材料作为实验受体。迎春花(Jasminumnudiflorum)，隶属于木犀科，素馨属，由于其经济易获得，常被作为植物扦插实验的材料[1，2]。但此类实验受体生根较慢甚至很难生根，同时主根上须根的生长也为实验记录带来困扰；在生长素类似物浓度较为接近时，生根的数目一般比较接近，仅以生根数目为指标很难形成客观的分析效果。这些因素往往导致不能观察到显著的生长素“高抑低促”的作用结果，无法达到理想的教学效果。大蒜(Alliumsativum)属百合科，葱属，半年生草本植物，喜湿怕旱，在干燥情况下保存时不会出现生根现象。大蒜鳞茎中含有丰富的供其自身生长的有机物，其在受生长素类似物作用时，生根显著，易于观察，也有不少人将其作为该实验的材料[3]。但大蒜由于本身易于生根，而常会导致外源激素作用效果不明显。吊兰(Chlorophytumcomosum)属百合科，吊兰属，多年生常绿草本植物，是常见的室内观赏性植物，成熟的吊兰植株会不时生出走茎，走茎上的簇生茎叶实际上就是一棵新植株幼体，吊兰对栽培基质的适应能力强，清水水培时生根快，根系根毛多退化，根系清晰，但生根情况一般。如果利用不同的营养液培养可产生显著的生根促进效果[4]。鉴于吊兰生命力强，植株便宜易得，易于栽培管理，本文将其作为一种新的“探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度”实验的实验受体，通过实验研究，将其与迎春花、大蒜等传统材料的实验效果进行比较，并引入一个新的评价指标(效应指数)，来探讨利用吊兰在“探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度”实验中的可行性，为该实验方法的改进提供参考。

1 材料与方法

1.1 实验材料选取吊兰走茎的簇生茎叶、迎春花插条、大蒜蒜瓣为实验受体。吊兰走茎的簇生茎叶剪去根须，通过剪裁使叶片大小大致相同；迎春花枝条由上端到下剪成长约15 cm的插条，保留1～2片叶，剪去其他叶片及芽，下端用刀削成斜面[5]；大蒜蒜瓣选取体积、重量大致相同的作为受体。

1.2 实验受体的处理与观察以蒸馏水作为培养基液，以NAA为生长素类似物，进行浓度对比试验。采用浸泡法，分别以50 mg/L、100 mg/L、200 mg/L 3个浓度的NAA对上述3种植物材料基部进行浸泡，以蒸馏水处理为对照(CK)。处理60 min后，取出晾干，放入一次性塑料杯中，分别加入蒸馏水浸没材料被NNA 浸泡的部位，每个处理中放3株植物材料，置于22℃/20℃，7200～9600 lx下培养，每天光照12 h，每天换水。每5 d记录一次生根数目及平均根长，连续培养观察20 d。

1.3 生长素类似物最适浓度的确定根据浓度对比试验结果，设定NNA浓度，以蒸馏水处理为对照(CK)，经浸泡处理后，在22℃/20℃，7200～9600 lx下培养，每天光照12 h，各处理组每天换水，探究扦插实验最适浓度。

1.4 数据处理效应指数=平均根长×根系数量采用Microsoft Excel 2003和 SPSS 17.0软件进行平均值、方差分析，同时使用SPSS 17.0进行不同处理之间的差异性比较。

2 结果分析

2.1 NAA浓度对3种植物生根的影响迎春花枝条、大蒜蒜瓣和吊兰走茎的簇生茎叶3种实验受体在不同生长素浓度处理下的生根情况如表1所示。经过3组实验数据间的单因素方差分析发现，迎春花在普通实验条件下较难生根，其生根数和根长与生长素类似物浓度并无显著相关(P>0.05)；大蒜蒜瓣生根数目组间差异较大，与处理的生长素类似物浓度无显著相关性(P>0.05)；吊兰走茎的簇生茎叶在室温的实验条件下易生根，在50 mg/L、100 mg/L、200 mg/L的NAA浓度下，生长素类似物浓度对生根数目具有显著影响(P<0.01)，说明吊兰作为实验受体的优越性。

表1 不同浓度NAA对3种植物生根的影响

以吊兰的数据分析为例，若仅以平均根长为指标，培养10d后，各浓度处理均有根系生出，但根长较短，难以确认统计。在培养到20 d时，100 mg/L与200 mg/L NAA处理的实验组的平均根长也只在1 cm左右，不利于观察和统计。而培养20 d时，对照组(CK)不加入NAA的平均根长反而最长，但是50 mg/L与100 mg/L的生根数目却是其的2～3倍。因此，仅以平均根长为指标，并不能很说明生长素类似物的作用。若仅以生根数目为指标，在培养20 d后，100 mg/L的试验组的生根数最多，但其是同时期50 mg/L的平均根长却是100 mg/L的将近3倍，如此，也不能反映生长素类似物的促进效果。而采用效应指数(平均根长与生根数目的乘积)为指标，实验组生长20 d后的效应指数结果呈现先上升后下降的趋势，并在50 mg/L时达到最高，符合“高抑低促”的生长素作用规律，且与对照组和其他各处理组差异极显著(P<0.01)。

2.2 NAA浓度对吊兰生根数和效应指数的影响根据对比试验浓度效应指数的曲线回归分析，设置浓度25、30、35、45、50、55 mg/L的NAA浓度(蒸馏水为对照)，来探究吊兰生根最适生长素类似物浓度。在最适浓度的实验中，随生长素类似物处理浓度的升高，吊兰生根效应指数先升高后降低(表2)，呈显著性曲线关系(表3)，达到较理想的实验效果，显示出使用效应指数能够很好地反应生长素类似物“高抑低促”的作用效果。