灭草烟在甘蔗组培苗生根阶段浓度筛选试验

何慧怡，樊丽娜，齐永文，劳方业，陈勇生

(广东省生物工程研究所(广州甘蔗糖业研究所) 广东省甘蔗改良与生物炼制重点实验室，广东广州510316)

0 引言

甘蔗(Saccharum spp.)是我国最为重要的糖料作物，在甘蔗生产中，蔗田杂草是影响甘蔗产量的重要因素之一[1]，如防除不及时而造成杂草与甘蔗争光抢肥，受害严重的甘蔗田块可造成减产30%～70%[2]。人工除草费时费力，除草剂作为一种化学除草方法，省时省力节约劳动力成本，是目前蔗田的主要除草措施[3]。喷施除草剂可以有效防治蔗田杂草，但是除草剂的施用会对甘蔗的叶片造成伤害，从而影响其生长[4]。因此，在生产上对具有除草剂抗性的甘蔗品种需求越来越大。

灭草烟(咪唑烟酸，Imazapyr)是由美国氰胺公司开发的一种具有较长残留活性的广谱性除草剂，对一年生和多年生的禾本科、阔叶科、莎草科杂草及多种灌木和落叶树有活性[5]。目前在转基因作物的筛选上也有一些应用[6-8]。随着近年来出现的诱变育种及转基因育种等新育种方法[9-12]，通过选育具除草剂抗性的甘蔗品种可以缩短育种年限，提高育种效率。因此，确定灭草烟在甘蔗组培阶段的筛选浓度，对诱变育种或转基因育种等后期抗性筛选阶段具有一定的积极意义[13]。

1 材料与方法

1.1 试验材料

甘蔗品种ROC22增殖阶段的组培苗；

灭草烟(粉剂，有效成分为咪唑烟酸)，美国氰胺公司产品。

1.2 试验方法

把 ROC22增殖阶段的组培苗接入含有灭草烟0.3、0.5、0.8、1.2、1.6、2.0、2.5 μmol/L 的促根培养基里。对照组不加灭草烟。每瓶培养基接入3丛小苗，每个处理设 3个重复。3周后调查小苗的生长情况。致死率=(死亡的小苗丛数/接种的小苗丛数)×100%；生根率=(生根的小苗丛数/接种的小苗丛数)×100%。

1.3 统计分析方法

利用DPS软件对相关数据进行统计分析，平均数(3次重复)后列出标准误(SE)，多重比较使用邓肯氏新复极差检验法(DMRT法)。

2 结果与分析

2.1 不同浓度灭草烟对甘蔗小苗的致死情况

不同浓度灭草烟对甘蔗小苗的致死情况见图1。随着灭草烟浓度的升高甘蔗小苗的死亡率也随之升高，在灭草烟浓度为1.6、2.0、2.5 μmol/L时，甘蔗小苗的死亡率分别为 48.9%、48.3%、53.2%，而且三者之间差异不显著，说明这3个浓度对小苗的致死情况都接近半致死浓度2.1 μmol/L。

2.2 不同浓度灭草烟对甘蔗小苗生根及生长情况的影响

图1 不同浓度灭草烟处理下甘蔗小苗的致死率

不同浓度灭草烟处理下甘蔗小苗的生根情况见图 2。灭草烟对甘蔗小苗生根的影响较为显著，在灭草烟浓度为0.5 μmol/L时甘蔗小苗的生根率只有27.6%，远小于半数，而灭草烟浓度≥1.2 μmol/L的时候，甘蔗小苗的生根率均为0。

甘蔗小苗的生长状况见表1、图3和图4。小苗在灭草烟浓度为0.3～0.8 μmol/L时，每丛甘蔗小苗的生根条数虽然没有明显差别，但是根的平均长度随着处理浓度的升高而下降，而且差异达到显著水平。在最低灭草烟浓度0.3 μmol/L处理下，小苗的各种生长状况与对照组都有明显差别，小苗虽然个别还有假茎，但是长度明显比对照组短。在灭草烟浓度为0.5 μmol/L以上时，小苗长得都比较矮小，没有假茎，而且绿叶片数也明显减少。

3 结论

从灭草烟对 ROC22增殖阶段组培苗的致死率看，处理浓度越高致死率越高。当灭草烟的处理浓度为1.6～2.5 μmol/L时，致死率都接近50%，小苗的生长状况都很差，没有假茎也没有长根，而且绿色叶片很少。当灭草烟处理浓度为0.5 μmol/L时小苗生根率已经不到50%，绿叶数显著减少。处理浓度为0.8 μmol/L时生根率显著下降，只有9.6%，而且根的长度也显著变短，当处理浓度为 1.2 μmol/L以上时，小苗的生根率均为 0。所以综合致死率和苗的生根及生长情况分析，灭草烟浓度为1.2 μmol/L的时候，小苗能部分存活但不能长根，因此适合对ROC22增殖阶段小苗进行筛选的灭草烟处理浓度为1.2 μmol/L。

图2 不同浓度灭草烟处理3周后甘蔗小苗的生根率

表1 不同浓度灭草烟处理3周甘蔗小苗生根及生长的情况

图3 在不同浓度灭草烟处理3周甘蔗瓶苗的生长状况

图4 不同浓度灭草烟处理3周甘蔗小苗的生根情况

4 讨论

在除草剂筛选浓度的选择上，李庚虎等认为除草剂 Basta对木薯发根的抑制作用明显，在筛选时应选择半致死浓度作为筛选压[14]。罗素兰等认为除草剂 PPT对番茄试管苗的生根产生强烈的抑制作用，应选择使叶片完全白化、整株植株枯死的浓度作为筛选浓度[15]。对于甘蔗组培苗应选择植株不能生根，大部分叶片先白化，随后植株黄化死亡的浓度作为遗传转化生根阶段的筛选浓度[16]。张敏等认为应选择非抗性大豆植株的生长受到强烈抑制的灭草烟浓度作为筛选浓度[17]。笔者认为组培苗在前期的增殖阶段已经经过筛选，在促根阶段可以加大筛选压，选择非抗性植株不能生根，生长严重受阻的浓度作为筛选浓度，而不应再以半致死浓度作为筛选标准。

在用除草剂作为诱变育种或转基因育种等后期抗性筛选的标记时，不同品种之间的耐受浓度可能会存在差异[14,18]。本文选取了 ROC22作为试验对象，初步确定了其组培小苗在生根阶段的筛选浓度，为日后甘蔗进行诱变育种或转基因育种抗性筛选奠定了基础，但是不同甘蔗品种还需进行进一步的浓度筛选试验，以确定最佳的筛选浓度。