矾根种苗组织培养工厂化生产技术研究

2018-01-29付正龙陈征张益兵

绿色科技 2018年9期

关键词：移栽

付正龙陈征张益兵

摘要：经过多年的研究和实践表明：矾根的顶芽或腋芽均可作为组织培养的外植体。在其培养过程中加入适量浓度的6-BA和NAA有助于调节和促进外植体的生长和生根。研究发现：以30～40d为一继代培养周期为好，若超出此期限，易诱发玻璃苗;控制空气中尘埃拉子的大小和浓度可减少组培苗的污染率;由组培苗转变成生产用苗的炼苗过程，其温度、光照和温度的控制是十分重要的。并十分强调：组培苗一旦脱离试管（或瓶）切不可用净水泡洗，否则将严重降低组培苗的移栽成活率;矾根组培苗移出后的移栽基质以2：1或3：4（体积比）的泥炭和珍珠岩为好。

关键词：矶根;组培;移栽

中图分类号：S68 文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2018）05-0067-03

1 引言

矾根（Heuchera hybrid）系虎耳草科矾根属，该植物为多年生宿根花卉，然而其觀赏点不在花而在叶上，从这点出发：该植物为彩叶地被植物更为贴切。矾根原产地为美洲中部，是十分耐寒的品种。在-15℃时，即便叶片受冻枯死，但根部仍存活，一旦地温回升，照常萌芽。矾根的园艺品种有上海、巴黎、甜茶、里奥、玛玛蕾都等许多品种。根据叶色大致可分为深色系列和浅色系列。叶色有浅红、深红、淡黄、绿色等。它在园林上多半应用于林下地被，小型色块，庭院花境。近年来该品种已开发应用到墙面立体绿化和组合盆花等方面。鉴于该品种叶色的多样化，全年常绿，耐寒性极强等优点，故其发展前景较好。

该品种引入我国已有多年历史，可推广面仍十分有限。究其原因，是多方面的。其一，该品种的销售价格偏高。其二，苗源的供应量不充足。尽管有多地采用组培快繁技术繁育小苗，但并未形成规模效应。组培过程中一些关键和组培苗至生产用苗过程中一些外部因素的掌控未到位。其三，人们对矾根仍缺乏足够的认识，尤其是如何应用方面缺乏相应的知识。矾根在露地条件下栽培，到盛夏季节，叶缘易被强光照而灼伤，严重影响景观效果。这给矾根的推广带来了不少负面影响。笔者将矾根生产苗的有关组培、炼苗过程中作一疏理，将其关键技术做介绍。以期进一步推动矾根在园林景观或家庭养花等方面的开发应用，并供同行参考。

2 材料与方法

（1）组织培养的全套设备。

主要有空调（中央空调）、超净工作台、高压灭菌锅、紫外灯、空气过滤系统、光源（Led灯）

（2）组织培养所需消耗材料。

组培瓶、试管、培养基、6-BA、NAA和有关微量元素

（3）炼苗用的有关设备和材料。大棚（连栋，带湿帘和负压风机），遮荫网（遮光率80%～90%），穴盘（128孔，）浇灌和喷雾设备。

（4）数据获得和处理。随机抽样，3个重复，每一个样本数不少于100，取3个重复的平均值。

3 结果分析

3.1 组织培养幼苗与相关因素关系的调查

3.1.1 组培苗与温度的关系

研究指出：组培苗的产量和质量与组培培养室内的温度关系密切。当植株处在增殖阶段时，室温应在20℃±1方可取得最佳的组培效果，当植株处在生根阶段时，室温应调高到22℃±1便可达到最高的发根率。详见表1。

由表1可见：矾根组织培养过程中在不同阶段选用不同温度不仅有利于这一特定时间段植株的生长、发育，而且有利于电耗的掌控，从而降低组培成本。

3.1.2 组培苗与光照的关系

组织培养的全过程均为人工光照而非自然光照。而光源的选择不仅关系到组培效果也关系到能耗的多寡。调查表明：在同样光照强度下（2500Lux-3000Lux），其Led光源条件下的组培幼苗较普通日光灯光源下组培苗显得粗壮。而且在同一时间段内，Led光源的电耗是常用日光灯电耗的1/3，故现有组培培养室内的光源大部分由普通日光灯改用Led光源。据不完全统计，生产100万株组培苗，组培培养室内改用Led光源后，电耗减少折成人民币约8万元[1，2]。

3.1.3 组培苗与空气湿度的关系

这里指的空气湿度是指组培培养室内的而并非培养瓶中的湿度。研究表明：当组培室内空气相对湿度）60%时，则瓶内组培苗污染率明显上升，只有空气相对湿度严控在≤30%范围时，组培污染率方可明显下降。见表2和图1。

通常讲，新建的组培室，室内的空气湿度要高些，加之其它例如工作人员服装上携带的病菌程度，空气中尘埃的多少等原因也会影响组培苗的污染率。为尽量减少组培苗的污染率，新建组培项目应事先作出详细防污染预案[3]。

3.1.4 组培苗与有关植物激素的关系

矾根的组织培养在不同阶段和不同品系的品种中所使用的6-BA的浓度存有一定的差异。当外植体刚植入培养基的诱导期时，则6-BA的浓度为2 mg/ L，进入继代增殖期时则6-BA浓度应降至0.1mg/L，然而对绿色品系而言，则浓度需要0.2mg/L，否则继代增殖阶段将过早出现长根现象，进而抑制植株的增殖，见图2。当组培苗进人生根周期时，加入浓度为0.1mg/L的NNA对生根十分必要。

3.1.5 组培苗与外植体的关系

实验表明：矾根的外植体可用顶芽和腋芽作为诱导材料。大小要求也不十分严格，通常顶芽以1cm，腋芽1.2cm为最佳，当然品种间的差异也有关系，例如印第安纳银币，笔者经过3年的不断诱导，才成功得到其幼苗。

3.1.6 组培苗污染率与组培室内空气质量的关系

这里所说的空气质量是指组培室内空气中尘埃粒子的浓度。参照药厂的GMP原理，空气中微生物都是暂时悬浮于空气中的小颗粒（以下称为尘埃粒子）的形式存在，通过控制空气中的尘埃粒子的大小和浓度，减少空气中菌落的的浓度，从而减少组培苗的污染率。通常的做法是：组培室内安装空气过滤器，根据不同的操作区域，相应的空气过滤器的处理级别不同。例如预备室，培养基配制室，一般10万级标准即可（即）0.5μm粒子数≤3520000;≥5μm粒子数≤29300），培养室最好是10000级，接种室则1000级为最佳（即≥0.5μm粒子数≤35200;≥5μm粒子数为293）。值得一提的是组培室内保持清洁卫生，定时消毒外，组培室周边环境保持清洁也十分重要。组培室是一个相对密闭的空间，通过空气控制系统将内部的空气排出培养室，将过滤后的新鲜空气注入培养室。如果培养室周边环境本来就很差，空气控制系统中设备的老化程度加快，过滤效果降低，运行成本将大大增加。

3.1.7 组培过程中玻璃苗的防止

玻璃苗是植物组织培养过程中特有的一种生理失调或生理病变，其组织畸形，吸收器官与光合器官功能不全，即劣质次品苗。经多次实验发现，玻璃苗与培养周期（指继代培养过程中组培苗成熟的时间）关系密切。越是超龄的，则玻璃苗出现的几率越高。详见表3。玻璃苗见图3。

故根据培养周期生产不仅可降低玻璃苗的几率，还可增加组培苗的产量和质量。

3.2 组培苗到生产用苗过程中几个关键因素的控制

由组织培养苗到生产用苗务必经过炼苗复壮的过程。这个过程就是组培苗从培养瓶中取出，在室外环境下驯化成生产用苗的阶段。在这个过程中，只有把握和控制好下列因素，方可获得更多优质的生产用苗。

3.2.1 组培苗脱离培养瓶的相关处理

组培苗从培养瓶中取出，应及时清除根部的培养基。应尽量避免植株在清水中浸泡。实验指出：经泡洗后的组培苗，其移栽成活率反而明显下降，有时可下降50%～60%。这种状况在冬季尤为突出。见表4。

2015年10月移栽，每个样本移栽10盘（1280株），每个样本抽样3盘。

因此正确的做法是，组培苗从瓶中取出后，将其根部轻度冲洗，培养基完全从幼根脱离即可。

3.2.2 移栽基质及配方

经多次实验，由于炼苗的基质以高位泥炭和珍珠岩为好。前者的pH为6.2左右，后者为中性或弱碱性。二者均为少菌或无菌污染。它们的配比为1：2或3：4。值得一提的是珍珠岩应采用园艺系列的粒径1.2-1.5mm。

3.2.3 水分的控制

脱离培养瓶的组培苗在清除根部培养基经过处理后，植于由泥炭和珍珠岩混合的基质中，冬季用喷淋浇水，使基质的含水量达到持水量的70%～80%，也就是说，当日的浇水量无须达到通常意义上“定根水”的水平。冬季，基质湿度偏高极易造成幼苗的烂根。夏季，移栽后务必及时浇水，且一次性浇透。前期，穴盘内的基质保持在持水量70%～80%，且见干见湿，后期直至出圃前，基质湿度应控制在60%～70%，达到蹲苗的目的。

3.2.4 光照强度的控制

光照强度的控制侧重于夏季，如上海7～8月盛夏期，自然光照（晴天）强度可达15万Lux，为此，大棚内应设置2～3层遮荫网（遮光率90%）可使矾根安全越夏。

3.2.5 温度的控制

矾根小苗对温度的适应范围很广，-8℃～40℃均能适应（上海地区），冰点以上均可以移植。就炼苗而言，冬季塑料大棚内，白天温度可达15～25℃（晴天），而夏季，即便室外温度达39℃，采用上述的遮光方式，并加以水帘和排风设施，可使大棚内的温度降至30℃。这种控温方法一直要延至9月底。

3.2.6 病虫害的控制

炼苗期间，矾根的主要病害：白粉病和灰霉病。在冬季，连续的阴雨天，更容易诱发。可采用烟熏灵加以熏蒸，可达到预防的效果。

在此期间的虫害主要是蜗牛和鼻涕虫，数量甚少，可以人工捕捉。

4 讨论

4.1 关于产生玻璃苗的机理

由上所述，组培苗若超出限定的培养周期，便多出现玻璃苗，其原因可能是因为培养基中某些微量元素耗尽所致，如Fe或Mg。因为这两个元素均是光合作用不可少的。这方面的试验有待进一步研究。

4.2 组培苗脱离培养后处理

冬季，组培苗脱离培养瓶后，不可用清水浸泡植株，否则会影响其移栽成活率。造成这种状况的原因是因幼苗浸泡后，细胞浓度下降而降低植株的抗寒能力[4]，还是别的方面原因有关这方面待作进一步的研究。