不同浓度NAA 对彩叶芋水培扦插繁殖的影响

王奕达，周 旺，陈锦锦，蔡小东

（长江大学园艺园林学院，湖北 荆州 434025）

水培是无土栽培的一种新型技术，具有高效、节水、无污染等优点［1，2］。相比于传统栽培模式，水培花卉通常采用透明玻璃容器水养模式，既可观叶、观花、观果、赏根，又可与其他观赏水生生物组合产生艺术美，因其养护方便、清洁卫生、观赏性强等优点日益受到消费者的青睐［3，4］。近年来，随着经济和社会的迅速发展，水培花卉已成为室内装饰的新宠［4］。

彩叶芋（Caladium bicolosr）是天南星科五彩芋属多年生草本植物，起源于南美洲热带地区，性喜温暖、高湿和半阴环境［5］。其叶片基生，叶形独特、叶片斑斓多彩，常作盆栽以美化室内环境，在热带地区也可栽植于室外，用于点缀花坛、营造优美花境［5，6］。彩叶芋多采用土培方式进行种植，土壤通常要保持湿润，室内盆栽时需要精心养护。研究表明，在水培条件下彩叶芋也可生长，可用于彩叶芋水培的营养液配方较多，如日本园试配方、华南农业大学叶菜类B 配方及Hoagland 配方，这些配方均适宜于彩叶芋植株的水培［7-9］。然而，目前彩叶芋水培技术主要集中于营养液配方及浓度的筛选，尚缺乏水培扦插繁殖等方面的研究。本研究以带叶柄的‘Red Flash’彩叶芋（Caladium×hortulanumBirdsey）的叶为材料，在静止水培条件下探讨了不同浓度NAA 处理对其生根效果和生长发育的影响，以探寻彩叶芋水培扦插繁殖的适宜NAA 浓度。

1 材料与方法

1.1 试验材料

以长江大学园艺植物细胞工程实验室继代保存的‘Red Flash’彩叶芋试管苗为试材。移栽前打开兰花瓶瓶盖，注入约5 mL 自来水后置于人工气候箱中，空气湿度为70%，光照度为3 000 lx，光照时间为12 h/d。放置5 d 后，在自来水下将植株上的培养基冲洗干净后栽植于育苗基质中，浇透水后在人工气候箱中培养，培养条件同上。

1.2 NAA 处理

试管苗移栽1个月后，选取长势一致的小苗（4～5片叶，高度约10 cm），剥下带有叶柄的叶（包含顶芽和两片叶）后先在自来水中培养1 周以适应水生环境，分别测量株高和鲜重。NAA 处理采用单因素设计，即将上述材料叶柄基部分别浸泡于0（对照）、0.5、1.0、2.0、4.0 mg/L NAA 溶液中24 h。试验重复3次，每重复彩叶芋包含4 片剥离的带有叶柄的叶。

1.3 水培条件

水培营养液为1/4 MS（含大量元素、微量元素、铁盐，pH 5.8），水培容器为带有定植篮的100 mL 玻璃三角瓶，三角瓶四周用锡纸包裹。将经过不同浓度NAA 处理的彩叶芋分别转入1/4 MS 营养液中，在人工气候箱中培养，培养条件同上，每10 d 更换一次新鲜营养液。

1.4 形态指标的测定

从水培之日起开始观察不定根形成及植株生长情况，水培30 d 后测量植株株高、鲜重、最长根长，统计不定根的数量。

1.5 生理指标测定

水培30 d 后，分别测量各处理叶片中部的叶绿素、类胡萝卜素、花青素、可溶性糖、可溶性蛋白质及根系活力等生理指标。叶绿素含量和类胡萝卜素含量采用95%乙醇提取法测定［10］，花青素含量采用紫外分光光度法测定［11］，可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定［10］，可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝G-250法测定［10］，根系活力的测定采用TTC 法测定［10］。

1.6 数据分析

利用SPSS 23.0 软件对数据进行统计分析，采用单因素方差分析法分析各形态和生理指标间的显著性差异（P＜0.05）。数据以平均值±标准差表示。

2 结果与分析

2.1 不定根的形成

彩叶芋带叶柄的叶在水培条件下，水培30 d 后所有处理的生根率均达100%，但不同浓度NAA 处理对彩叶芋叶柄生根及植株生长的影响不同（图1）。与对照相比，NAA 处理的彩叶芋叶柄不定根的形成较早，所有NAA 处理的彩叶芋叶柄在水培7 d 左右时，可观察到叶柄基部形成了1～2 条较短的根（图1 A）。水培10 d 后，叶柄基部形成的根继续伸长，同时又有新根出现。如图1 B 所示，2.0 mg/L NAA 处理的彩叶芋叶柄基部形成了4 条旺盛生长的不定根，根尖呈淡黄色，根系相较于其他处理更发达，生长状况更好。水培15 d 后，NAA 处理组叶柄基部已再生了大量新根（图1 C）。水培30 d 后，与对照组相比（图1 D），NAA 处理组的彩叶芋长势普遍良好，不定根根系更发达，植株挺拔，叶片坚实，植株更高（图1 E 至H）。

图1 ‘Red Flash’彩叶芋带有叶柄的成熟叶水培过程中不定根的形成

2.2 不同浓度NAA 处理对彩叶芋水培扦插后生长的影响

由表1 可知，‘Red Flash’彩叶芋水培扦插30 d后，随着NAA 浓度的不断增大，彩叶芋的各项生长指标都呈先升高后降低的变化趋势。其中，当NAA浓度为2.0 mg/L 时，株高增长量、鲜重增加量、最大根长和不定根数都达到最大值。就株高增长量而言，2.0 mg/L NAA 处理与4.0 mg/L NAA 处理间没有显著差异，但二者均显著高于其他处理及对照。与其他浓度NAA 处理及对照相比，2.0 mg/L NAA 处理显著增加了彩叶芋植株的鲜重，其鲜重增加量相当于对照的3.61 倍。4.0 mg/L NAA 处理组植株鲜重增加量虽然显著高于对照，但与0.5 mg/L NAA 和1.0 mg/L NAA 处理组之间均无显著差异。水培扦插30 d 后，即使不施用NAA 处理，彩叶芋带有叶柄的叶也能再生大量不定根，这说明彩叶芋水培扦插后易于生根，但不同处理和对照植株形成的不定根数量和最大根长均存在差异。2.0 mg/L NAA 处理的植株再生的不定根数量最多，最大根长最长，二者均显著高于对照和4.0 mg/L NAA处理，但与1.0 mg/L NAA处理的植株之间均无显著差异。综合而言，2.0 mg/L NAA 处理对彩叶芋水培扦插后植株的不定根形成及植株生长效果最明显。

表1 不同浓度NAA 处理对‘Red Flash’彩叶芋水培扦插30 d 后生长的影响

2.3 水培扦插彩叶芋植株叶片的色素含量

不同处理植株叶片的色素含量结果如表2 所示，总体而言，随着NAA 处理浓度的增大，水培扦插苗叶片色素含量呈先增后降的趋势。其中，当NAA浓度为2.0 mg/L 时，叶片叶绿素a 含量、叶绿素b 含量、类胡萝卜素含量和花青素含量均达到最大值。方差分析结果显示，2.0 mg/L NAA 处理显著增加了彩叶芋水培扦插繁殖植株叶片的叶绿素a 含量，其他浓度NAA 处理的叶绿素含量间没有显著差异。1.0、2.0 mg/L 及4.0 mg/L NAA 3 个处理叶片的叶绿素b 含量、类胡萝卜素含量和花青素含量之间均无显著差异。总之，在不同浓度NAA 处理中，2.0 mg/L NAA 处理最有利于增加彩叶芋水培扦插苗叶片的色素含量。

表2 不同浓度NAA 处理对‘Red Flash’彩叶芋水培扦插30 d 后叶片色素含量的影响

2.4 水培扦插彩叶芋的可溶性糖含量、可溶性蛋白质含量及根系活力

‘Red Flash’彩叶芋水培扦插30 d 后，不同浓度NAA 处理对植株的可溶性糖含量、可溶性蛋白质含量及根系活力的影响如表3 所示。当NAA 浓度为2.0 mg/L 时，彩叶芋的可溶性蛋白质含量和根系活力达到峰值，而可溶性糖含量在NAA浓度为1.0 mg/L时达到最大值。方差分析结果显示，1.0、2.0 mg/L及4.0 mg/L NAA 处理叶片的可溶性糖含量和可溶性蛋白质含量没有显著差异，但三者均显著高于对照。与对照相比，0.5 mg/L NAA 处理显著增加了彩叶芋叶片的可溶性糖含量，但与可溶性蛋白质含量没有显著差异。就植株根系活力而言，2.0 mg/L NAA 处理下植株根系活力高达134.08 μg/（g·h），显著高于其他处理及对照。

表3 不同浓度NAA 处理对‘Red Flash’彩叶芋水培扦插30 d 后生理指标的影响

3 讨论

目前，块茎繁殖是彩叶芋繁殖的主要形式，种子繁殖［5］、离体培养［12，13］、水培［7-9］等技术也可用于彩叶芋的繁殖。然而，彩叶芋种子繁殖需人工授粉，且其花期不固定、花粉和种子寿命较短，因此商业生产上很少采用种子繁殖［5］。组织培养技术的发展为彩叶芋提供了新的繁殖途径，然而彩叶芋在离体培养过程中易发生高频率的体细胞变异［5，12，13］，且试管苗生产成本相对较高，生产周期也较长。研究表明，彩叶芋可采用水培种植或繁殖［7-9］。水培扦插繁殖首要解决的问题是扦插生根，生长调节剂的种类及浓度配比是其关键影响因素之一。NAA 是不定根诱导的植物生长调节剂之一，已广泛应用于许多植物的水培扦插繁殖中［14-16］。本研究结果也显示，一定浓度的NAA（2.0 mg/L）处理对彩叶芋水培扦插生根及植株生长效果最佳，随后的色素和相关生理指标的测定结果也证实了这一观点。

彩叶芋喜温暖、高湿和半阴环境，温度低于15 ℃时会延缓彩叶芋块茎萌芽，叶片和根系也会遭受损伤，温度低于10 ℃时植株可能会出现冻伤［5，17］，大大缩短了其在中国大部分地区的生长期和观赏期。室内水培是观赏植物常见的一种养护形式，近年来备受人们青睐。室内温差相对较小，多为散射光照射。因此，对于彩叶芋而言，室内水培可在一定程度上延长其观赏期，本研究的开展为彩叶芋的水培扦插繁殖和室内水培养护提供了一定的参考。另一方面，前人研究表明可用于彩叶芋水培的营养液配方很多［7-9］。本研究以彩叶芋带叶柄的叶为材料，发现1/4 MS 营养液也适宜于彩叶芋的水培。然而，1/4 MS 营养液配置相对繁琐、成本较高，因此，高效、低廉的营养液配方筛选是彩叶芋大规模水培亟待解决的问题。