正交试验设计在金银花扦插生根条件优化中的应用研究

蒋向辉，苑 静，谭 荣

（ 凯里学院 化学与材料工程学院，贵州 凯里 556011 ）

正交试验设计在金银花扦插生根条件优化中的应用研究

蒋向辉，苑 静，谭 荣

（ 凯里学院 化学与材料工程学院，贵州 凯里 556011 ）

采用正交试验设计的方法，针对与金银花扦插生根相关的主要因素进行了综合比较。研究结果显示：影响金银花扦插生根的主要因素是插穗木质化程度、IAA浓度、NAA浓度与基质土壤组成，各因素的最佳组合为：半木质化插穗、100 mg/l 的IAA、200 mg/l的 NAA、基质土壤（泥碳土：沙：羊粪比为6：3：1），在此实验条件下，金银花插穗成活率达92%。半木质化插穗生根数最多；未木质化插穗，愈伤组织形成快，但生根数最少。基质组成对金银花插穗生根数有重要的影响，基质土壤越疏松，越有利于扦插生根。在适宜的外界环境中，插穗内部营养物质与外部的生长调节剂协同作用于金银花的插穗生根过程，施加合适的外部诱导条件能有效地提高金银花插穗成活率。

正交试验设计； 金银花； 扦插； 条件优化

金银花（Lonicera japonica Thunb.）系忍冬科忍冬属多年生常绿藤本植物，又名金花、银花和忍冬花，其药用价值较高，具有广谱抗菌和散风消肿的功效[1]，近年来也被逐渐推广到饲料添加剂领域。大量的研究表明[2-5]，金银花的主要成分中有木犀草素、异绿草酸、绿原酸、肌醇等多种药效成分，对多种致病菌和病毒均有一定的抑制作用，常用于治疗清热解毒、痈肿疔疮、丹毒和血痢等病症；同时金银花也是园林绿化中常见的观花攀援植物。

郭云文等[6]采用不同浓度的生根促进剂ABT1（奈已酸吲哚丁酸）和萘乙酸（NAA）溶液，在不同浸泡时间下处理金银花嫩枝插穗，研究发现：ABT插穗生根率优于NAA，且采取的ABT处理浓度为150mg /L浸泡30min时，生根效果最好。周红敏等[7]采用两因素完全试验设计研究不同浓度的萘乙酸对金银花插穗成活和生根的影响，发现NAA浓度对金银花插穗成活株数和生根数分别有极显著和显著影响，浸泡时间对成活株数和生根数都无显著影响。廖林正等[8]以小叶金银花为材料，研究不同浓度的哚吲乙酸（IAA），NAA及不同木质化程度的穗条对小叶金银花扦插生根的影响，结果发现IAA作为生根剂处理较强木质化程度的穗条有利于金银花的扦插生根。当前金银花育苗的方式仍以扦插繁育为主，近年来有关金银花无性繁殖的报道越来越多，李倩等[9]研究不同浓度1号生根粉ABI（吲哚丁酸钾和萘乙酸钠）溶液对金银花插条生根率的影响，筛选出促进金银花插条生根的最适生根粉溶液浓度为1000mg/L。徐永忠[10]考察了不同基质土壤对金银花进行嫩枝扦插育苗的影响，筛选出最适合嫩枝扦插的最佳基质土壤配比是：70%森林土、20%沙、10%羊板粪。综上所述，植物生长调节剂的种类与浓度、插穗木质化程度以及基质土壤的组成都与金银花扦插生根紧密相关，但对这些因素综合考虑进行相关研究的报道较少。ABT和ABI溶液虽然有利扦插金银花，但都是在植物生长调节剂的基础上进行改良而制成的生根促进剂。为了探明植物生长调节剂本

身对金银花扦插生根的实际作用，因此选择IAA和NAA两种植物生长调节剂，以金银花幼枝为材料，采用正交试验设计方法，对影响幼枝生根的因素进行比较研究，筛选幼枝生根的最佳条件，为金银花优良品种的推广栽培奠定基础。

1.材料与方法

1.1.材料

试验材料为2009年引自山东平邑的忍冬（Lonicera japonica Thunb.），试验于2014年9月3日至12月3日在凯里学院实验基地进行，金银花穗条从生长健壮、无病虫害的二年生母株上剪取，穗条留3个节，穗条上留2片叶，下端剪成斜面。

1.2.试验设计

根据单因素试验的结果，选取影响插穗成活率的各因素中有意义的水平做正交试验，对结果进行极差分析，以确定最佳的条件。采用L9（34）正交表，以插穗木质化程度（A）、IAA浓度（B）、NAA浓度（C）、基质（泥碳土：沙：羊粪）组成（D）作为4个考察因素，选取3个水平进行试验（表1）。

表1 L9（34）方案水平因素表Table 1 Level and factor of L9（34）

1.3.试验方法

用红砖铺于地面作扦插床，在床上铺10 cm 高的河沙，再在上面铺不同的基质，扦插床宽1.5 m。用相应溶液浸泡插条基部约5 cm，扦插前2 d扦插基质用0.1%的高锰酸钾溶液喷施进行处理。将穗条每10根一把用相应溶液浸泡30 min，然后进行扦插，扦插密度以5×5 cm为准。扦插时将穗条插入基质5-8 cm深，扦插后浇透水，最后用聚乙烯薄膜覆盖。

1.4.数据处理

扦插试验开始后，前20 d每隔6 d进行进行观察与数据记录，后20 d每隔4 d 进行观察与记录，主要记录生根数目，观察根愈伤生长与腋芽萌发情况。参照郭云文等[6]方法，当长有1个0.5 mm以上的根尖时记为生根。当插穗既生根又长叶时记为成活。用SPSS15.0软件对数据进行LSD方差分析和多重比较。

2.结果与分析

2.1.插穗生根与愈伤生长情况

从图1（a）可知，金银花插穗的根主要是从皮部长出，愈伤根较少，是皮部生根型，属于较容易扦插生根类型。研究结果显示当插穗带有腋芽或幼叶时，相对不带芽或叶的插穗容易生根，这可能与腋芽或幼叶能产生一定的植物激素有关，这些激素可运输到插穗基部并在基部积累而促进生根。从图1（a）还可以看出用植物生长调节物质处理插穗后，插穗基部根原始体明显增多，且不定根的数目急剧增加。从图1（b）可以看出，插穗经植物处理后既可以分化产出根，也促进了腋芽的分化与生长。梁玉堂等[12]研究认为植物生长调节物质处理枝条切口以后，能有效提高切口处相应酶的活力并能导致切口处营养物质的重新分配，最终有效地促进了枝条基部愈伤组织的形成与不定根的分化。

图1 插穗愈伤的产生与根的生长及芽的分化Fig. 1 The generation of callus of cuttings andthe growth of root and bud differentiation

2.2.金银花扦插生根诱导条件优化结果

从表2 L9（34）的正交方案进行试验得出结果可知，因素影响插穗的成活率的程度依次为：A＞C＞B

＞D，即插穗木质化程度＞NAA浓度＞IAA浓度＞基质组成。以成活率为指标有利于插穗成活的最佳水平组合是A2B2C3D1，即最适方案为：插橞为半木质化、100 mg/l IAA、200 mg/l NAA、基质（泥碳土：沙：羊粪比为6：3：1）。此外，对平均根数进行极差分析可知，A＞B＞D＞C，即插穗木质化程度＞IAA浓度基质组成＞＞NAA浓度。以上结果表明：除插穗木质化程度对插穗生根数有至关重要的影响外，基质组成对生根数也有重要的影响，培养基质较为疏松且有一定沾性时，有利于金银花插穗的生根。基质越疏松，对生根与成活越有利。综合分析表明，插穗木质化程度对插穗生根与成活有最重要的影响。

表2 金银花扦插生根诱导条件正交实验设计及结果Table 2 Analysis of the results of orthogonal experimental design

植物生长调节物质对植物插穗生根作用非常明显，并且不同的激素对生根的影响明显不同。大量的研究表明，IAA溶液对生根的作用最好。本实验施用IAA后，插穗平均生根数高达12。IAA和NAA对金银花插穗分化形成愈伤组织有明显的促进作用，都可有效促进根的分化。当IAA和NAA协同作用于金银花嫩插穗时，随着两种溶液浓度的升高表现为先增长后抑制的效果，这与廖林正等研究结果一致[13]，表明不同的植物激素种类、浓度及配比穗条生根的效果明显不同。生长素类激素处理插穗可以提高插穗内部与生根相关的酶的活性，导致能量物质的水解加速，产物增加，原生质体的粘度降低，原生质膜通透性增强，植物细胞壁也相应地松弛，细胞吸水增加，组织再生功能增强。生长素类激素在插穗中并没有直接影响有机物质的合成，只是促使了插穗基部成为养分中心，促进具有分裂能力细胞分化的启动，从而分化出根原基，最终形成新根的相应组织。另有研究表明，生长素类激素能有效解除某些基因的抑制作用，提高与生长相关基因的信使RNA的合成，最终诱导产生根原始体[14-15]。在扦插繁育实践中，当用生长调节物质处理插穗时，环境温度也是一个应注意的关键因素，在18℃～22℃的环境下扦插育苗效果最好。有研究认为，在较高的温度下，植物生长调节剂有可能产生一定的毒害作用，但在较低的温度时该毒害作用较低。

2.3.影响金银花成活率的各因素的方差分析

从表3的方差分析结果可见，A、B、C因素对实验结果有显著性影响，即插穗木质化程度、IAA浓度、NAA浓度均能明显的影响插穗的成活率，其中插穗木质化程度对插穗成活率的影响最大，达到极显著水平（p＜0.01），半木质化的插穗成活率最高，未木质化的插穗成活率最低，效果最差，木质化程度较高的插穗不利于根的生长。随着IAA溶液浓度的增高金银花插穗生根数增多，但长势较弱，因此对金银花插穗的成活率在前期会随着IAA浓度增加成活率升高，但当浓度超过一定值时，插穗成活率下降。当NAA溶液的浓度为200 mg/l时对金银花扦插效果最好，在一定范围内，NAA浓度越高效果越

好，但随着浓度增高生根数减少，对成活率的影响不明显。基质组成对插穗成活率的影响不明显，没有达到显著水平。试验显示，在影响金银花扦插育苗成活率的几个因素中，以插穗木质化程度影响最大，金银花半木质化插穗扦插生根容易、成活率高。由于扦插基质是不同组分组合而成，因此，必须注意有效地控制基质含水量，浇水不能过于频繁，有可能导致插穗根部的腐烂。另外，由于覆盖有薄膜保温，该环境下温度与湿度都相对较高，插床上的病毒与细菌的繁殖也相对较快，而且高温也很容易对插穗造成伤害，最终导致插穗成活率降低，当然温度过低也不利于扦插生根。因此，金银花扦插要选好合适时间，在试验过程中需注重水分、温度及防病虫害的管理。在扦插繁育实践中，应与其他因素相配合，尽量选用较粗的插穗更有利于插穗生根成活，因为较粗的插穗积累的营养物质较多，容易分解释放能量促进生根[16]。当然，插穗的木质化程度与季节紧密相关，每年的2月份开始插穗营养生长停止，开始积累营养物质，因此，扦插繁育应在每年的下半年较为合适。研究认为，虽然植物生长调节剂对插穗生根有一定的作用，但只有在适宜插穗和季节的条件下才能发挥良好的作用。

表3 成活率方差分析表Table 3 Analysis of variance based on survival rate

3.结论

本研究对影响金银花扦插生根主要因素进行了综合比较，结果显示：影响金银花扦插生根的主要因素是包括插穗木质化程度、IAA浓度、NAA浓度和基质四个方面。通过正交试验研究结果表明，这四个因素的最佳组合方式为：以半木质化插穗为材料，扦插基质以泥碳土：沙：羊粪为最好，且质量配比以6：3：1最为合适，同时配施100 mg/l 的IAA和200 mg/l的NAA两种激素，在此条件下，金银花插穗成活率达92%。另外结果显示，半木质化插穗生根数最多，而未木质化插穗虽然愈伤组织形成快，但生根数最少。研究结果表明，在适宜的外界环境中，插穗内部营养物质与外部的生长调节剂协同作用，影响金银花的插穗生根过程，施加合适的外部诱导条件能有效地提高金银花插穗成活率。另外，扦插基质的组成对金银花插穗生根数也有重要的影响，基质土壤越疏松，越有利于扦插生根。

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JIANG Xianghui, YUAN Jing, TAN Rong
( College of Chemistry and Materials Engineering, Kaili University, Kaili ,Guizhou 556011, China )

The optimal conditions for cuttings rooting conditions optimization of Lonicera japonica Thunb. were investigated by orthogonal array design. The results showed that the main factors influencing the Lonicera japonica Thunb. cuttings rooting cuttings are lignification degree, concentration of NAA and IAA. The best combination for various factors: semi-hardwood cutting, the concentration of IAA is 100 mg/l, the concentration of IAA is 200 mg/l and the ratio of peat soil, sand and dung is 6:3:1, under the experimental conditions, the survival rate of cuttings was 92%. The callus format is the fastest in not wood cuttings, but the root number is at least. The medium component has the most important influence to Lonicera japonica Thunb. cuttings rooting, the culture substrates is more loose, and the more cuttings rooting. Under the suitable rooting environment, inner nutrient and outside hormone influence the whole process of Lonicera japonica Thunb. Rooting. Applying the appropriate external induction conditions can effectively enhance the survival rate of Lonicera japonica Thunb. cuttings.

Orthogonal array design, Lonicera japonica Thunb, Cuttage, Conditions optimization

Q949.92

A

1673-9639 (2016) 04-0020-04

（责任编辑 吴思展）（责任校对 毛 志）

2016-05-14

贵州省科技计划厅联合基金项目(黔科合LH字[2014]7219)；贵州省教育厅重点项目(黔教合KY字[2014]281)。

蒋向辉（1974-），男，副教授，博士，研究方向：药用植物功能成分。