‘长相思’葡萄组培苗生根培养基的筛选

靳韦，杨波，王昊，哈蓉，张敏，徐灿，王磊，马文礼，陈永伟*

（1. 宁夏农垦农林牧技术推广服务中心，宁夏银川 750001；2. 上海交通大学农业与生物学院，上海 200240）

宁夏贺兰山东麓因具有气候干燥温和、光照充足少雨、昼夜温差大、土壤沙质透气好和灌溉排水方便等得天独厚的特点，非常适合酿酒葡萄的种植[1]。贺兰山东麓是我国3个葡萄酒原产地认证保护的最佳产区之一，是国际公认出产酿酒葡萄的黄金地带[2-3]。近些年随着酿酒葡萄产业化、机械化、高质量化的发展，宁夏葡萄酒产量逐年提高，2021年达1.3亿瓶以上，预计总产值300亿元[4]。葡萄与葡萄酒产业的工业水平有了明显提升，现已成为宁夏经济转型和支柱性优势特色产业[5]。葡萄酒产业的高质量发展需要高品质的品种来支撑，‘长相思’因具有浓郁的香气、较早成熟和适于贫瘠土壤种植的特点，在宁夏贺兰山东麓种植面积大，适应性强。随着人们对酿酒葡萄品质要求的提高，以往老牌酿酒葡萄品种已不能满足消费者的需求，因此一些小众品种越来越受种植户的青睐。但在葡萄长期的栽培中，品种退化现象日趋严重，影响了种植效益，因此‘长相思’品种的提纯复壮及组织培养迫在眉睫[6]。

植物组织培养技术时效性高，不受季节限制，可达到快速繁殖优质葡萄苗木的目的，对酿酒葡萄产业具有积极的意义。常见的组培快繁包括外植体消毒、初代培养、继代培养和生根培养[7]，国内学者对酿酒葡萄组培进行了大量研究，建立了‘赤霞珠’‘西拉’‘霞多丽’等品种的组培快繁体系，并进行了技术优化[8-10]；但对‘长相思’葡萄的组培研究鲜有报道，因此本研究从生根培养出发，采用正交试验方法，筛选出适于‘长相思’组培苗的生根培养基及最适的激素浓度，从而达到品种提纯复壮及快速成苗的目的，为后期组培苗的系列研究提供一定支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2021年11月—2022年2月进行，地点在宁夏回族自治区银川市永宁县宁夏农垦玉泉营苗木繁育有限公司智能组培室。选取生长健壮、无污染的‘长相思’组培苗为试材，于2021年9月12日进行组培苗扦插生根培养；供试基本培养基选用MS、1/2MS、GS，植物生长调节剂IBA（＞99.0%）和NAA（＞98.0%）均由天津市光复精细化工研究所生产。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计

分别以基本培养基类型、IBA和NAA浓度为试验因素，每个因素下设3个水平，具体设计见表1。根据所设的因素和水平，采用L9(33) 的正交试验设计（表2），试验共设9个处理。

表1 试验的因素和水平Table 1 Factors and level of test

表2 L9 (33) 的正交试验设计Table 2 Orthogonal experimental design of L9 (33)

1.2.2 组培苗的接种

选择健壮无污染的‘长相思’组培苗，置于无菌超净工作台上，将其用高温无菌的组培剪剪成长度约7～8 cm的茎段，每个茎段上留1片叶子，叶片上方茎段剪口齐平，叶片下方剪口为45°斜口，将剪下的茎段插入各处理的组培瓶中，每个组培瓶扦插3个茎段，每个处理共60个茎段。将扦插好的组培瓶置于培养条件为温度25±2 ℃、光照强度2500～3000 Lx的组培室中培养。

1.3 数据调查

当组培瓶中的茎段生根完成后，对成株进行生根质量的调查，指标包括生根率（%）、每株根系数量（条）、根系长度（cm）、根系直径（mm）、最长根系的长度（cm）和最大根系的直径（mm），采用根系效果指数法和生根综合质量对生根效果进行综合评价。

生根率（%）＝生根株数/总株数×100

根系平均数量＝根系总数量/生根株数

根系平均长度＝根系长度总和/根系数量

根系平均直径＝根系直径总和/根系数量

生根效果指数[11]＝生根率×根系平均数量×根系平均长度/生根株数

生根综合质量[12]＝生根率×0.5＋根系平均数量×0.25＋根系平均长度×0.25

1.4 数据处理

分别采用Excel 2007和SPSS 17.0软件进行数据整理与统计分析。

2 结果与分析

2.1 组培苗生根周期调查

从表3看出，扦插5 d左右愈伤组织形成，培养7 d时根系长达0.4 cm，培养30 d时已形成完整的根系，即可进行移栽。9个处理间生根情况基本一致。结果表明，供试培养基均能够使酿酒葡萄‘长相思’组培苗在1个月形成完整根系，利于开展后期的基质培养和移栽。

2.2 培养基和激素对‘长相思’葡萄生根的影响

‘长相思’组培苗的生根情况见表3。从方差分析可以看出，培养基种类、IBA和NAA浓度对‘长相思’组培苗的根系平均数量、根系平均长度、最长根系长度等7个指标均有显著影响，而对‘长相思’的生根率没有显著影响。从生根率上看，9个处理的生根率在80.00%～93.33%，其中T5的生根率最高，为93.33%；其次是T7的91.67%，生根率最低的为T6的80.00%。9个处理的根系数量在5.44～15.83条，T5的根系数量最多，每株为15.83条，与T1、T2、T3、T4、T8之间差异显著；其次是T9和T7，分别为13.72条和12.56条。从根系长度上看，9个处理根系长度在2.03～10.72 cm，最长根系长度在2.97～11.93 cm，其中T6的最大，根系平均长度和最大长度分别为10.72、11.93 cm；T4处理最短，分别为2.03、2.97 cm。9个处理中根系直径和最大根系直径分别为0.73～1.58 mm与0.98～1.92 mm，其中，T2的根系直径和最大根系直径最大，T9的最小。从生根效果指数上看，9个处理中T5最高，为5.99，与除T6之外的其它处理间差异显著，T4最低为0.66。从生根综合质量上看，T5的最高，为6.34，与除T6之外的其它处理间差异显著，T4的最低为2.62。

表3 不同处理对‘长相思’葡萄组培苗生根的影响Table 3 Effects of different treatments on rooting of tissue cultured seedlings of 'Sauvignon Blanc' grapevine

2.3 培养基和激素对‘长相思’生根效果的极差分析

表4结果表明，激素NAA的浓度对‘长相思’组培苗生根率的影响最大；促进‘长相思’组培苗生根的最优组合为A3B2C3；培养基类型对‘长相思’组培苗生根数影响最大，其次是激素NAA的浓度；促进‘长相思’根系萌发的组合为A2B3C3；促进‘长相思’根系生长的主要因素为激素NAA的浓度，最佳处理组合为A2B2C3；促进根粗生长的主要因素为培养基类型，最佳组合为A1B2C1；培养基类型和NAA的浓度对‘长相思’生根效果指数和生根综合质量的影响均较为明显，最佳处理组合均为A2B2C3。

表4 ‘长相思’组培苗生根性状指标的极差分析结果Table 4 extreme difference analysis results of rooting character indexes of 'Sauvignon Blanc' tissue culture seedlings

根据以上分析可知，培养基类型是影响根系数量、根系直径、生根效果指数和生根综合质量的主导影响因子；影响生根率和根系长度的主要因素为激素NAA的浓度。极差分析结果表明，供试的3种培养基中，在根系数量、长度、生根效果指数和生根综合质量中均为A2（1/2MS）最佳；供试的3个激素IBA浓度中，生根效果最好的为B2（0.4 mg·L-1）；供试的3个激素NAA浓度中均为C3（0.4 mg·L-1）最优。因此，生产中采用A2B2C3（培养基为1/2MS、IBA浓度为0.4 mg·L-1、NAA浓度为0.4 mg·L-1）的处理组合利于‘长相思’组培苗的生根与成苗。

2.4 组培苗生根性状指标间的相关性分析

对‘长相思’扦插生根的6个根系指标和3个试验因素间的相关性进行分析，结果见表5。可以看出，生根率与生根数量、生根效果指数和生根综合质量呈正相关，与根系长度和根系直径呈负相关。根系长度与根系直径、生根数量、生根效果指数和根综合质量呈正相关。其中，与生根效果指数呈极显著正相关，相关系数为0.810；与生根综合质量呈显著正相关，相关系数为0.670。根系直径与生根数量呈负相关，与生根效果指数和生根综合质量呈正相关。生根数与生根效果指数呈显著正相关，相关系数为0.650；与生根综合质量为极显著正相关，相关系数为0.830。生根效果指数与生根综合质量呈极显著正相关，相关系数为0.950。

表5 ‘长相思’生根性状指标间的相关性分析结果Table 5 correlation analysis results of rooting traits of 'Sauvignon Blanc'

由此可知，生根率与生根数量、生根效果指数和生根综合质量之间具有相互促进的作用，但与根系长度和根系直径之间存在抑制作用；根系直径与生根数量间也存在负相关，说明根系数量越多，影响根系直径的生长；根系长度与生根数量与生根效果指数和根系综合质量间存在显著或极显著正相关，说明根系长度和数量越大，根系的表现越好，综合质量越高，是影响根系整体好坏的重要指标。

3 讨论与结论

葡萄苗木的组培快繁技术离不开生根培养基的筛选[13-14]。以宁夏酿酒葡萄‘长相思’为研究对象，通过对其生根培养基的筛选，确定了其最适的生根培养基种类及各激素浓度为：1/2MS培养基＋0.4 mg·L-1IBA＋0.4 mg·L-1NAA，此培养基利于‘长相思’生根及综合质量的提高。葡萄苗木快繁技术的建立是解决酿酒葡萄产业高质量发展的关键因素，只有从源头提高葡萄苗木的质量，才能在后续葡萄种植及生产中提升其质量和品质。

基础培养基的种类及生长激素的浓度是影响葡萄组培苗根系生长的关键因子。冯文华等[15]研究发现，1/2MS＋0.2 mg·L-1IBA为葡萄的生根培养基，既能够扩繁增殖又可以促进生根壮苗。农艳丰等[16]研究认为，在‘阳光玫瑰’葡萄组培苗生根诱导中0.3 mg·L-1NAA更利于生根；而林茜等[17]在研究中发现，‘阳光玫瑰’葡萄组培苗的最佳生根培养基为1/2 MS＋0.4 mg·L-1IBA＋0.2 mg·L-1NAA，生根率最高且生根效果最佳，与本研究结论基本一致，在1/2MS＋0.4 mg·L-1IBA＋0.4 mg·L-1NAA培养基中下，酿酒葡萄‘长相思’的生根率为93.33%，根系数量为15.83条，生根效果指数为5.99，生根综合质量为6.34，均优于其他处理。除此之外，闵首军等[18]也认为，培养基为1/2MS＋IBA 0.4 mg·L-1时更利于葡萄的生根。齐向丽[19]结果表明，适合‘红国王’葡萄生根的NAA浓度为0.3 mg·L-1，说明在葡萄品种不同时，最适生根培养基的激素浓度也存在一定的差异。王婷等[20]在‘黑虎香’葡萄离体快繁技术研究中发现，最适增殖生根培养基为1/2MS＋IBA 0.2 mg·L-1＋KT0.5 mg·L-1。综上所述，在众多的生根培养基选择上，1/2MS培养基要优于MS培养基和GS培养基，与本研究结果一致。

进一步对‘长相思’组培苗生根性状指标进行极差分析和相关性分析发现，培养基类型是影响根系数量、根系直径、生根效果指数和生根综合质量的主导影响因子，影响生根率和根系长度的主要因素为NAA的浓度。最佳培养基为1/2MS、IBA浓度为0.4 mg·L-1、NAA浓度为0.4 mg·L-1的处理组合利于‘长相思’组培苗的生根与生长。从相关性分析上看，生根率与生根数量、生根效果指数和生根综合质量之间具有相互促进的作用，但与根系长度和根系直径之间存在抑制作用；根系直径与生根数量间也存在负相关，说明根系数量越多，影响根系直径的生长，这与熊利权[8]等对不同基质和激素处理对针叶樱桃嫩枝扦插生根影响的研究结果一致；根系长度与生根数量与生根效果指数和生根综合质量间存在显著或极显著正相关，与梁小春等[21]对黄果厚壳桂扦插生根的研究结果一致。说明根系长度和根系数量越大，根系的表现越好，综合质量越高，是影响根系整体好坏的重要指标。