外源刺激物质对茶树扦插繁殖的影响研究
2017-01-20张明泽尹晓爱杨小礼姚玉仙
张明泽,尹晓爱,杨小礼,姚玉仙
(黔南民族师范学院,贵州 都匀 558000)
外源刺激物质对茶树扦插繁殖的影响研究
张明泽,尹晓爱,杨小礼,姚玉仙
(黔南民族师范学院,贵州 都匀 558000)
采用6种外源刺激物质3种浓度的两因素完全随机设计,研究各因素及其组合处理对茶树扦插繁殖的6个生长性状的影响,并运用主成分分析法对各组合处理的育苗效果进行了综合评价。结果表明:2个主因素中,外源刺激物质种类对茶树扦插繁殖的部分性状有显著影响,而外源刺激物质浓度对茶树扦插繁殖的6个生长性状无显著影响;6种外源刺激物质中,IBA处理在存活率、生根率、最长不定根长、平均根长、不定根数量等性状上表现最佳,为其扦插育苗的理想生根剂,GA3处理总体效果最差,不宜用于其扦插育苗;外源刺激物种类×浓度交互效应对存活率有显著影响,最佳浓度因外源刺激物质种类而异。主成分综合评价表明,100 mg/L IBA处理为最佳组合。
茶树;扦插繁殖;外源刺激物;育苗性状;主成分分析
贵州地方茶树资源分布范围广,遗传多样性丰富,特异型茶树资源较多[1],分布于贵州黔南的云雾贡茶[Camellia sinensis (L.) Kuntze var. niaowangensis Q. H. Chen]原名鸟王茶或仰望茶,栽培种植历史悠久,乾隆时列为全国八大名茶之一,是全国唯一有碑文记载的“贡茶”[2-3],以云雾贡茶茶树加工的贵定雪芽连获国际金奖,成为国际名茶[4]。黔南惠水宁旺地区有分布比较广泛的古茶树,这些茶树资源是茶树育种的重要物质基础。以往对云雾贡茶研究主要集中在组织培养、农艺性状及品质成分分析等方面[5-13],但对云雾贡茶及古茶树扦插繁殖的研究鲜见报道。研究以云雾贡茶茶树和宁旺古茶树为材料进行扦插,采用外源刺激物质处理插穗,探讨二者繁殖的刺激物质种类与浓度的最佳组合,以期为保护此两类茶树种质资源提供一些技术性指导。
1 材料与方法
1.1 试验材料
茶树插穗(长10 cm)取自贵定云雾贡茶茶树及宁旺古茶树当年生、无病虫害、生长健壮的半木质化新梢,剪去基部叶片留顶部1叶,放在阴凉处并喷水保湿。ABT1号生根粉为北京艾比蒂生物科技有限公司生产。IBA、GA3、NAA、PP333均购于郑州昌隆生物科技有限公司。
1.2 试验设计
采用两因素完全随机设计,A因素(刺激物质种类)设为6个水平:A1为吲哚乙酸(IBA),A2为赤霉素(GA3),A3为生根粉(ABT1号),A4为萘乙酸(NAA),A5为多效唑(PP333),A6为蔗糖。B因素(刺激物质浓度)设3个水平,B1、B2、B3分别为100、200、500 mg/L。以清水对照(CK),各处理对插穗基部 (1.5~2 cm)浸泡0.5 h,共19个处理组合,每个组合3次重复,每重复10个插穗,即每个处理30个插穗。
1.3 扦插方法
试验于秋季进行,以细小无石子、保水透气较好的黄壤为基质,消毒剂消毒后放置在塑料营养钵内待用。插穗处理后立即扦插,一个营养钵里扦插10株插穗(其中古茶树与云雾贡茶茶树各5株),扦插深度为9 cm,放置在通风透光的地方,扦插完成后及时喷洒水1次,生根过程中适当喷洒水,试验期间及时除草、防御虫害等。
1.4 扦插苗生长性状的测定
扦插5个月后起苗,采用统计分析法,测定存活率、生根率、总根数、平均根长、最长根及平均芽长,共6个指标。
1.5 数据处理
运用DPSv7.05软件对所有指标进行方差分析和Duncan’s多重比较,以检验各因素及其交互效应、各处理组合对育苗性状的影响,并运用SPSS19.0软件进行主成分分析,对各处理组合的育苗效果进行综合评价[14]。由于各性状数值不遵从正态分布,方差分析前参照张力[14]、Swamy等[15]的方法对所有百分率性状进行反正弦转换(sin-1),数量指标做平方根转换()。
2 结果与分析
2.1 刺激物质种类与浓度组合对扦插苗生长性状的影响
扦插5个月后刺激物质种类与浓度组合处理对扦插苗生长性状的影响及方差分析(表1)表明,成活率以500 mg/L IBA处理最高(100%),其次为100 mg/L PP333处理(97%),部分组合间差异显著;生根率以500 mg/L IBA处理最高(83.3%),其次为100 mg/L IBA处理(76.2%),部分组合处理间差异显著;平均根长以100 mg/L IBA处理最大,其次为500 mg/L蔗糖处理,仅少部分组合处理间达到显著性差异;最长不定根长为100 mg/L IBA处理最大,其次为100 mg/L NAA,仅少部分组合处理间达到显著性差异;不定根数量以500 mg/L IBA处理最多,其次为100 mg/L IBA处理,大部分组合处理间达到显著性差异;平均芽长以500 mg/L NAA处理表现最长,其次为100 mg/L GA3处理,大部分组合处理间达到显著性差异。
表1 刺激物质种类与浓度组合处理对扦插苗生长性状的影响
2.2 两因素及其交互作用的方差分析
扦插5个月后两因素及其交互作用对扦插苗生长性状影响及方差分析表明(表2),2个因素中A因素对扦插苗生根率、不定根数、平均芽长的影响达到极显著水平,对其他指标的影响均未达到显著水平;B因素对所有指标的影响均未达到显著水平;2个因素互作(A×B)对成活率的影响达到显著水平,对其他指标均的影响未达到显著水平。
各生长指标多重比较表明,成活率以IBA处理表现最佳,显著优于GA3处理,与其他处理相比没有显著差异;生根率以IBA处理表现最佳,与ABT、NAA处理相比无显著性差异,与其他处理相比差异显著;平均根长以IBA处理最长,极显著大于蔗糖处理,与其他处理间无显著差异;最长不定根长以IBA处理为最长,与GA3、蔗糖处理达到显著差异,与其他处理间无显著差异;不定根数量以IBA处理最佳,与其他处理达到极显著差异;平均芽长GA3处理表现最大,与其他处理相比达到极显著差异。此外,刺激物质浓度对生根性状的影响无差异。
表2 两因素及其交互作用对扦插苗生长性状的影响
2.3 刺激物质种类与浓度对茶树扦插繁殖影响的综合评价
因为各处理组合中不同性状表现不一致,所以只参考少数或者个别性状的简单比较不足以全面、客观、科学的反映各组合对育苗效果的影响,主成分分析法能够包容每一个单项性状信息的综合评价指标[16]。因此在试验测定的6个性状中,选取与育苗效果直接相关且在不同组合间差异显著的5个性状进行主成分分析。结果表明(表3),主成分1、2的贡献率分别为59.33%、21.51%,累积贡献率达80.84%。反映了原性状的绝大部分信息,可以代替原来5个性状对各组合的育苗效果进行综合评价。
表3 不同处理条件下扦插育苗性状的主成分分析结果
各组合主成分F1(第一主成分)、F2(第二主成分)、F(综合主成分)及综合排序见表4,排序排名前3位的为IBA(100 mg/L)、IBA(500 mg/L)、NAA(100 mg/L)处理,进一步表明IBA、NAA为茶树扦插育苗较理想的激素;GA3整体排位靠后,育苗效果较差。3个浓度水平的排序因激素种类而异,IBA、NAA、PP333处理以100 mg/L最优,GA3、蔗糖处理以500 mg/L最优,ABT则以200 mg/L最佳。
3 结论与讨论
植物激素是一类具有调控植物生长发育的生物活性物质,它们对植物的生理活动及植物扦插生根起着重要调节作用[17]。植物扦插生根与外源生长激素的种类和浓度等密切相关。本研究发现:刺激物质种类与浓度对古茶树及云雾贡茶茶树的扦插效应均有影响,但各因素对育苗性状的影响差异较大,2个因素中,刺激物质种类对插穗生长性状的影响大于刺激物浓度。试验结果表明,100 mg/L IBA组合的育苗综合效果最佳效果,其生根率为76.2%,500 mg/L IBA处理综合评价效果其次,但生根率达83.3%,NAA(500 mg/L)处理扦插苗生根效果也比较好,生根率达75%。相关研究也表明:IBA浓度效应明显优于IAA、NAA两种激素[18],IBA诱发的根较多并且长,而NAA诱发的根少而粗,IBA与NAA混合使用效果显著优于单独使用[19-21]。GA3处理大量消耗插穗内的低分子碳水化合物,这类化合物是不定根形成的抑制剂,通过抑制早期的细胞分裂抑制侧根原基的形成,会延长一些植物扦插的生根时间和降低生根数、生根率[22],因此,GA3处理育苗效果整体较差,研究结果也证实了这一点。PP333是内源赤霉素合成的抑制剂,可提高植物吲哚乙酸氧化酶的活性,降低其内源IAA的水平,因此其处理育苗效果较差。营养物质为插穗在其生根过程中提供所需的基本物质和能量,而这些营养物质主要是碳水化合物和氮素化合物[23-24],茶树品种间糖/氮比值、糖/酚比值与其插穗生根率成正相关[25-26],而研究中蔗糖溶液处理效果差,其原因可能与茶树品种不同有关。ABT1号生根粉处理对插穗的生根率促进效应不明显,与张景波等[27]研究结果一致。因此,在云雾贡茶茶树及古茶树无性繁殖过程中选用100~500 mg/L IBA激素处理对插穗生根有良好的促进作用。
[1] 鄢东海. 贵州茶树种质资源研究进展及野生茶树资源调查[J]. 贵州农业科学,2009,37(7):184-187.
[2] 王济红,陈谦海,林昌虎. 云雾贡茶——贵州山茶属一新变种[J].种子,2011,30(1):65-66.
[3] 封运书,胡家琴. 贵定云雾茶的发展战略思考[J]. 贵州茶叶,2006,(1):35-38.
[4] 杨兰贵,杨光琴. 贵定云雾茶的气候分析与发展方向[J]. 贵州气象,2001,25(5):27-28.
[5] 张小琴,周富裕,杨 春,等. 贵定鸟王种茶树资源农艺性状和品质性状多样性分析[J]. 分子植物育种,2015,13(2):415-423.
[6] 黄冬福,张珍明,陈会明,等. 贵定鸟王种与福鼎种茶叶的主要化学成分分析[J]. 贵州农业科学,2014,42(10):81-84.
[7] 谢小林,屈小媛,龙汉武,等. 贵定鸟王种茶叶中咖啡因和儿茶素类检测分析[J]. 安徽农业科学,2013,41(6):2689-2692.
[8] 宋芳琼,张珍明,张清海,等. 贵州鸟王茶茶叶中重金属积累与浸出特征[J]. 广东农业科学,2013,40(8):22-23.
[9] 罗文敏,贾 强,龙汉武,等. 贵定鸟王种和福鼎种茶叶中茶氨酸含量的比较研究[J]. 广东农业科学,2012,39(18):115-117.
[10] 王济红,祁 翔,刘 燕,等. 云雾贡茶不同叶表现型生物学特性比较研究[J]. 中国茶叶,2013,(1):20-23.
[11] 王 莹,贺红早,刘 燕,等. 云雾贡茶组培繁殖技术研究初探[J].贵州科学,2013,31(3):95-96.
[12] 王济红,祁 翔,刘 燕,等. 云雾贡茶不同叶型间主要经济性状的差异性比较[J]. 西南农业学报,2013,26(2):441-445.
[13] 王 莹,王 姝,贺红早,等. 云雾鸟王茶不同栽培类型的氨基酸和酶含量测定[J]. 贵州农业科学,2013,41(10):58-60.
[14] 张 力. SPSS在生物统计中的运用[M]. 厦门:厦门大学出版社,2008.
[15] Swamy S L,Purl S,Singh A K. Effect of auxins (IBA and NAA) and season on rooting of juvenile and mature hardwood cuttings of Robinia pseudoacacia and Grewia optiva[J]. New Forests,2002,23(2):143-157.
[16] 荆延德,张志国. 主成分分析和聚类分析在花卉栽培基质配方选择中的应用[J]. 土壤通报,2004,35(5):588-591.
[17] 马林龙,曹 丹,龚自明,等. 茶树扦插生根机理研究进展[J]. 茶叶学报,2015,56(1):56-60.
[18] Rout G R. Effect of auxins on adventitious root development from single node cuttings of Camellia sinensis(L.) Kuntze and associated biochemical changes[J]. Plant Growth Regulation ,2006,48(2):111-117.
[19] 刘 就,陈考科,林喜珀,等. 杜鹃红山茶的栽培技术[J]. 中国热带农业,2007,(1):61-62.
[20] 高玉艳. 几种生根剂对金银忍冬嫩枝扦插育苗作用的试验初报[J].中国林副特产,2008,(4):17-19.
[21] 薛克娜,殷爱华,张学平,等. 生长激素对杜鹃红山茶扦插效果的影响[J]. 林业科技开发,2011,25(1):109-111.
[22] 王书胜,李晓花,张乐华,等. 激素种类与浓度对鹿角杜鹃扦插繁殖的影响及其评价[J]. 广西植物,2014,(2):227-234.
[23] Druege U,Zerche S,Kadner R. Nitrogen- and storage-affected carbohydrate partitioning in high-light-adapted Pelargonium cuttings in relation to survival and adventitious root formation under low light.[J]. Annals of Botany,2004,94(6):831-842.
[24] Rapaka V K,Bessler B,Schreiner M,et al. Interplay between initial carbohydrate availability, current photosynthesis, and adventitious root formation in Pelargonium cuttings[J]. Plant Science,2005,168(6):1547-1560.
[25] 姚永宏,吴 全,李中林,等. 茶树插穗生根过程中可溶性糖等生化成分的动态变化[J]. 西南农业大学学报,2006,28(3):510-512.
[26] 姜媛媛,王 玉,周克福,等. 茶树“双棚一网”扦插生根与母叶营养成分动态变化的关系[J]. 山东农业科学,2012,44(8):35-39.
[27] 张景波,郝玉光,苏 智,等. 唐古特白刺嫩枝扦插繁殖技术研究[J].内蒙古农业大学学报(自然科学版),2009,30(4):80-86.
(责任编辑:夏亚男)
Effects of Elicitor on Cutting Propagation of Tea Plant
ZHANG Ming-ze,YIN Xiao-ai,YANG Xiao-li,YAO Yu-xian
(Qiannan Normal University for Nationalities, Duyun 558000, PRC)
Using cuttings of annual lignifed branches of tea plants as the material, the effects of elicitor on 6 growing traits was studied, adopting a completely randomized design (CRD) with two factors of 6 elicitor types and 3 concentration levels. And on this basis, the effects of different treatments on cutting propagation were comprehensively evaluated by principal component analysis. The results showed that: The elicitor types had signifcant infuences on most cutting propagation traits, but concentration levels of elicitor did not have signifcant infuences on all cutting propagation traits. Among 6 elicitor types, IBA had the best effect on survival rate, rooting rate, length of the longest root, mean root length and number of adventitious roots, and it was the ideal elicitor for cutting propagation of tea plants. GA3 had worse effect on propagation traits which should not be used for propagation of tea plant cutting. The interaction effect of elicitor types and concentrations had signifcant infuence on survival rate. The results of comprehensively evaluation using principal component analysis showed that 100 mg/L IBA was the best treatment combination.
tea plant; cutting propagation; elicitor; propagation traits; principal component analysis
book=51,ebook=59
S571.1
A
1006-060X(2016)12-0051-04
10.16498/j.cnki.hnnykx.2016.012.017
2016-09-28
黔南民族师范学院地方特色研究专项项目(qnsy2013T01);贵州省大学生创新创业训练计划项目(201410670019)
张明泽(1986-),男,贵州湄潭县人,讲师,主要从事茶树生理生态及资源利用研究。
姚玉仙