五味子胚状体途径组培苗的壮苗及移栽条件研究

2018-12-11于云飞孙丹王振兴赵滢范书田杨义明曹建冉艾军

特产研究 2018年4期

于云飞，孙丹，王振兴，赵滢，范书田，杨义明，曹建冉，艾军

（中国农业科学院特产研究所，长春 130112）

五味子〔Schisandra chinensis(Turcz.)Baill.〕为木兰科多年生落叶藤本植物，其果实及部分根茎可入药，具有补气收敛、养心安神、补肾涩精、滋阴养肝的功效。除此之外，五味子也广泛应用在食品和保健品领域，例如：五味子果酒、五味子果醋、五味子叶茶、五味子酸奶等[1]。五味子应用范围广，需求量大，其栽培产业发展非常迅猛。但由于生产中多采用实生苗建园，良种化程度低，严重制约了产业的良性健康发展。高效的无性繁殖技术是实现五味子良种化的前提，涉及五味子无性繁殖技术的研究和报道较多，但实现品种苗工厂化生产的技术报道较少。组织培养技术可以有效保持品种特性并达到快繁的目的，是实现五味子无性快繁的有效途径。近年来，虽然有很多关于五味子组织培养方面的报道，但有关组培苗驯化移栽过程中苗木生长状态等问题的研究鲜有报道。通过茎段等外植体直接培养得到的组培苗生根困难，孙丹[2]通过胚状体途径成功得到发育健全的五味子组培苗。本实验在此基础上，通过对不同壮苗、移栽条件下的五味子胚状体途径组培苗的生长量及成活率调查分析，探索五味子组培苗壮苗移栽的最佳条件。

1 材料与方法

1.1 试验材料

选用中国农业科学院特产研究所选育的五味子优系“早红”胚状体途径组培苗为试验材料。

1.2 试验方法

1.2.1 组培苗培养条件筛选选取株高（0.80cm）、叶片数（2片～4片）、茎粗（1.10mm）、根长（0.65cm）和根数（2条）基本一致且长势良好的组培苗，分别接种到MS、1/2MS和1/3MS培养基中，置于室温25℃、10h/d的白色LED光源下培养，共3个处理，每个处理30株，设置3次重复，培养30d后测定其株高、茎粗、根长和根数。

1.2.2 不同光质和不同光照时间筛选选取长势相近的组培苗（标准同上），接种到1/2MS培养基中，25℃、不同光质和光照时间条件培养30d，测定其株高、茎粗、根长和根数。光质为LED光源，红光∶蓝光＝3∶7。不同光质和光照时间见表1。

表1 不同光质和光照时间处理组合Table1 Treatment of light quality and light application time

1.2.3 不同移栽条件筛选五味子移栽基质的基础材料为草炭土、沙土、园土、蛭石和育苗基质块。选取株高（2.00cm）、叶片数（3片～5片）、茎粗（1.80mm）、根长（1.75cm）和根数（3条）相近的组培苗，每个处理30株，设置3次重复，移栽至相应的基质中，湿度80%～90%、保湿时间10d的条件下移栽50d，测量组培苗株高、茎粗、根长和根数，并统计成活率。试验处理见表2。

表2 不同基质处理组合Table 2 Treatment of transplanting medium

1.2.4 不同保湿时间和湿度筛选以草炭土∶蛭石=3∶1为移栽基质，选取长势相近壮苗条件一致的组培苗（标准同上），每个处理30株，设置3次重复，测量移栽50d后组培苗株高、茎粗、根长和根数，并统计成活率。试验处理组合见表3。

表3 不同湿度及保湿时间处理组合Table 3 Treatment of humidity and preservingmoisture time

1.2.5 数据的处理和分析游标卡尺测量植株的茎粗，直尺测量植株的株高和根长，成活率＝成活的株数/移栽株数 100%。所有数据应用SAS 9.4软件进行差异显著性分析，Excel 2003作图。

2 结果与分析

2.1 不同壮苗条件对五味子组培苗生长的影响

2.1.1 不同基本培养基对五味子组培苗生长的影响

1/2MS对五味子组培苗株高、根长及根数生长促进效果均显著优于其它两种培养基，对茎粗的促进效果与1/3MS培养基无显著差别，但均显著优于MS培养基；株高、根长的生长MS培养基优于1/3MS培养基，茎粗及根数的促进效果1/3MS培养基优于MS培养基。见图1。

图1 不同基本培养基对五味子组培苗株高、茎粗、根长和根数的影响Figure 1 Effects of basic medium on plant height，stem diameter，root length and root number of S.chinensis regenerated plantlets

2.1.2 不同光质和不同光照时间对五味子组培苗生长的影响白光对五味子组培苗的株高、茎粗、根长和根数的生长促进效果较好，红蓝光对株高、茎粗、根长的生长促进效果较好，粉光则对根数的增多促进效果较好。光照12h/d较利于五味子组培苗的株高、茎粗、根长和根数的生长，光照8h/d的五味子组培苗的株高、根长和根数的生长情况优于光照16h/d的组培苗，光照16h/d较光照8h/d的五味子组培苗的茎粗的生长促进效果更好。综上，白色光质、光照12h/d的五味子组培苗的株高、茎粗、根长和根数生长情况显著优于其它处理，壮苗效果更好。结果见表4。

表4 不同光质、不同光照时间对五味子组培苗生长的影响Table 4 Effects of light qualities and light application on the growth of S.chinensis regenerated plantlets

2.2 不同移栽条件对五味子组培苗生长量及移栽成活率的影响

2.2.1 不同移栽基质对五味子组培苗生长量及移栽成活率的影响 B2和 B9对五味子组培苗株高生长显著优于其它处理，B3、B4和B6次之；B2和B1对茎粗的促进效果较好，B6次之；B2对根伸长的促进效果显著优于其它处理，B6和B4次之；B1、B2和B9对新根的产生效果显著优于其它处理，其中B2根数最多。B2和 B9五味子组培苗移栽成活率显著高于其它处理，B6、B1和B3次之，B7的成活率显著低于其它处理。结果见图2、图3。

图2 不同移栽基质对五味子组培苗生长量的影响Figure 2 Effect of transplanting medium on the growth of S.chinensis

图3 不同移栽基质对五味子组培苗成活率的影响Figure 3 Effect of transplanting medium on survival rate of S.chinensis regenerated plantlets

B2和B6两种基质比例相同，但成分分别是草炭土和蛭石（3∶1）与草炭土和沙子（3∶1），B2组培苗长势以及成活率均优于B6，说明蛭石对五味子的生长促进效果较沙子更好。综上所述，以B2处理（草炭土∶蛭石＝3∶1）为基质的五味子组培苗长势好且成活率高，是五味子组培苗理想的移栽基质。

2.2.2 不同保湿时间和湿度对移栽后五味子组培苗生长量及成活率的影响环境湿度80%～90%，五味子组培苗的株高及根数生长情况优于其它两组；环境湿度90%～100%、保湿17d和环境湿度70%～80%、保湿7d的2个处理的五味子组培苗茎粗显著小于其它处理，说明高湿度长时间保湿和低湿度短时间保湿都不利于五味子组培苗茎的增粗；环境湿度70%～90%的五味子组培苗根长生长情况优于环境湿度90%～100%的处理。保湿12d五味子组培苗的株高、茎粗、根数及根长生长情况优于保湿7d和17d的处理。环境湿度90%～100%的五味子组培苗移栽成活率显著低于其它处理，说明湿度较高不利于五味子组培苗的成活。综上所述，环境湿度80%～90%、保湿12d为五味子组培苗移栽较合适条件。见图4、表5。

表5 不同保湿时间和湿度对移栽后五味子组培苗生长量的影响Table 5 Effect of humidity and preservingmoisture on the growth of S.chinensis regenerated plantlets

图4 不同保湿时间和湿度对移栽后五味子组培苗成活率的影响Figure 4 Effect of humidity and preservingmoisture on the survival rate of S.chinensis regenerated plan-tlets

3 讨论

在组培苗移栽过程中，影响组培苗移栽成活率有很多因素，外因主要是由于组培苗移栽前、后生长环境条件变化很大，组培苗从异养到自养，从无菌环境到有菌环境，从恒温、弱光过渡到变温、强光等[3]；内因主要包括移栽苗根系的发育是否健壮，光合能力强弱等[4]。

适宜的壮苗培养基，有助于提高组培苗适应外界条件变化的能力。石晓云等[5]对马铃薯组培苗壮苗培养基进行了探索，结果发现，以1/3MS培养基为基本培养基的马铃薯组培苗茎的伸长和增粗效果较好，以1/2MS培养基为基本培养基的马铃薯组培苗生根效果较好。郭春梅等[6]对太空蝴蝶兰壮苗生根培养基进行了探索，结果表明，基本培养基以1/2MS培养基最为适宜，生根率达98.9%，苗株较强壮。本试验对五味子组培苗壮苗条件探索结果显示，1/2MS培养基对茎和根的伸长效果优于其它两种培养基，1/2MS培养基和1/3MS培养基对茎的增粗和新根的产生效果优于MS培养基，综合以上情况，1/2MS培养基对五味子组培苗的壮苗效果较好。

光质是植物生长发育过程中重要的影响因子之一，光照时间对组培苗生长发育影响也很大。有研究表明，适宜植物生长光质的LED光源比普通植物组织培养的荧光灯能更有效促进组培苗的生长[7]。陈星星等[8]发现，LED红蓝光的比例为8∶2时较适合白掌组培苗生长。刘振威等[9]发现，蓝光有助于银条组培苗不定芽的生长，白光有利于叶绿素的产生。本实验结果表明，白色光源对五味子组培苗茎和根的伸长具有显著的促进作用，比例为3∶7的红蓝光较利于茎的增粗和伸长，可见同一光质对不同植物的作用效果不同，不同光质对同类植物作用效果也不同。

每日光照时间长短影响着植物光合产物的积累，从而影响着植物的生长发育。鲍顺淑等[10]研究发现，铁皮石斛组培苗在不同光照时间中的生长发育有显著差异，每天光照12h植株长势最好。本实验结果显示，较每天光照8h和16h，每天光照12h更有利于五味子组培苗茎的增粗和新根的产生，说明每天的光照时间过长或者过短都不利于五味子茎和新根的生长。

移栽基质及适宜的温度与湿度影响组培苗移栽成活率，组培苗材料不同，在移栽过程中所需要满足的条件也有很大差别。，李树等[11]研究了不同基质对几种花卉组培苗移栽成活率的影响，新几内亚凤仙组培苗最适宜移栽的基质为1/2蛭石+1/2草炭，其移栽成活率为96.7%。李京等[12]对“美登”蓝莓组培苗进行了移栽试验发现，移栽基质为沙子∶草炭土＝1∶1最佳。徐礼庆等[13]对彩叶草组培苗移栽基质进行了探索，发现以草炭土和草炭土∶珍珠岩＝1∶1为基质的彩叶草组培苗移栽成活率、根长度、根数、茎粗、株高等生长指标都优于其它处理。由此可见，草炭土是一种适宜组培苗移栽的良好基质，通过草炭土以不同比例与沙子、蛭石、珍珠岩等混合，可以得到理想的移栽基质。本实验将草炭土与蛭石和沙子以不同比例混合、园土∶沙子＝3∶1比例混合、纯沙土及育苗基质块作为移栽基质，发现草炭土∶蛭石＝3∶1的比例混合作为基质的五味子移栽成活率较高，茎粗和根的生长量较大。除了基质之外，炼苗环境湿度以及保湿时间对组培苗移栽成活率也有很大影响。马惠英[14]研究发现，一品红组培苗炼苗移栽过程中炼苗棚湿度在90%～100%之间移栽成活率较高。郭韩玲等[15]研究了空气湿度和光照对苹果组培苗移栽成活率的影响，结果表明，空气湿度在90%～100%之间移栽成活率较高。陈骏等[16]发现，虎舌红组培苗移栽过程中最适宜的环境湿度为70%～80%。本实验结果表明，环境湿度80%～90%、保湿12d时对五味子组培苗生长促进效果较好，移栽成活率较高，同时还发现，湿度较低、保湿时间较长的处理对五味子新根的产生有一定的促进作用。