正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)NAA對(duì)薯葉型白術(shù)嫩枝扦插生根效果分析

正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)NAA對(duì)薯葉型白術(shù)嫩枝扦插生根效果分析【摘要】目的分析NAA的濃度、處理時(shí)間和不同基質(zhì)配比對(duì)白術(shù)嫩枝扦插的生根影響。方法采用3因素3水平L9正交設(shè)計(jì)法進(jìn)行試驗(yàn)處理，利用方差分析和公式分析法確定最優(yōu)扦插方案。結(jié)果試驗(yàn)中白術(shù)嫩枝扦插最高成活率和生根率達(dá)%。結(jié)論NAA濃度為150mg·L-1，處理時(shí)間為10s，泥炭和珍珠巖配比為1∶3的處理組合利于白術(shù)嫩枝扦插生根，實(shí)驗(yàn)方案適用于浙北主產(chǎn)區(qū)白術(shù)的嫩枝扦插。

【關(guān)鍵詞】術(shù)嫩枝扦插NAA濃度基質(zhì)生根率正交實(shí)驗(yàn)

白術(shù)AtractylodesmacrocephalaKoidz.為菊科多年生草本，以地下根莖入藥，是常用的補(bǔ)氣中藥，具有補(bǔ)脾、健胃、化濕、止瀉等功能。白術(shù)含揮發(fā)油，油中主要成分為蒼術(shù)酮、蒼術(shù)醇、白術(shù)內(nèi)酯等［1］。藥理研究表明，白術(shù)具有利尿、降低血糖等功效，對(duì)放化療所引起的白血球下降具有回升作用［2］。

白術(shù)主產(chǎn)于浙江、江蘇、安徽，是“浙八味”之一，為著名的地道藥材。由于目前白術(shù)品質(zhì)混雜、病蟲害發(fā)生嚴(yán)重，因此較多的研究選擇以抗病性強(qiáng)、株型良好的白術(shù)作為研究對(duì)象，利用葉片或側(cè)芽進(jìn)行離體快繁［3～6］，但葉片的愈傷組織誘導(dǎo)和分化率不高，并且成本高，不便于推廣。本研究從多年栽培研究中選育出植株矮化、葉色深綠、抗病能力強(qiáng)的薯葉型植株作為材料，對(duì)其嫩枝進(jìn)行扦插繁殖，通過正交實(shí)驗(yàn)研究分析激素濃度、扦插處理時(shí)間和基質(zhì)對(duì)白術(shù)嫩枝生根的影響，以期取得最佳白術(shù)嫩枝扦插穗條件，從而獲得更多性狀穩(wěn)定、無病害感染的白術(shù)幼苗，為白術(shù)的栽培提供優(yōu)良的種質(zhì)資源。

1材料

試劑本研究選用由Sigma公司生產(chǎn)的分析純NAA作為扦插激素，用去離子水配置濃度為50，150，300mg·L-1溶液，供扦插使用。

扦插基質(zhì)本研究采用泥炭和珍珠巖混勻作為插床基質(zhì)，泥炭和珍珠巖配比依次為1∶1，1∶2和1∶3。試驗(yàn)前24h用50%多菌靈800倍液噴灑消毒，用塑料膜覆蓋，備用。

插穗培育于2007年在白術(shù)地塊選定薯葉型植株掛牌，留作種用。200802挖出，選擇大小相似、無病蟲害及損傷的健康根莖，用50％多菌靈800倍液浸泡10h，移栽到浙江林學(xué)院百草園中。按照常規(guī)的種植要求，耕深25cm，土粒小于1cm，施腐熟雞糞作為底肥，做高20cm、寬100cm、步道底寬25cm的苗床。株行距20cm×30cm，每行開溝深10cm，墊6cm焦泥灰，栽5株。栽苗2cm深，焦泥灰蓋滿行，上面覆蓋茅草等蓬松物料，用以遮擋大雨以及保濕。待白術(shù)嫩枝生長至15～20cm時(shí)供采穗扦插試驗(yàn)用。

2方法

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)采用3因素3水平的正交實(shí)驗(yàn)，正交表選用L9。3個(gè)因素分別是A，B，C。見表1。表1正交實(shí)驗(yàn)L9

扦插試驗(yàn)于200804進(jìn)行，在采穗圃切取白術(shù)莖段，去除葉片以減少插穗水分蒸騰散失，切成7cm左右插穗，按上、下切口分開擺齊，放置傷口微干。按照試驗(yàn)設(shè)計(jì)處理白術(shù)嫩枝，每個(gè)處理為30株插穗。處理后直接扦插，為避免擦傷插穗皮層，采用玻璃棒引洞。插穗的株行距為5cm×10cm，插入基質(zhì)深度約2～3cm，壓實(shí)。

扦插后建塑料小拱棚保溫保濕。每天早晚噴水各1次，中午揭開薄膜以通風(fēng)透氣。扦插后16d去膜，改用遮陽網(wǎng)遮蔭，透光率在20%左右，噴水1次/d，防止新生根腐爛。表2溫度和濕度

調(diào)查扦插1周后開始調(diào)查，每兩天1次，調(diào)查項(xiàng)目包括：愈傷組織產(chǎn)生時(shí)間、不定根產(chǎn)生時(shí)間、插穗存活率、生根率、假性成活率、根數(shù)、根長等。對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

3結(jié)果與分析

試驗(yàn)結(jié)果通過L9試驗(yàn)，對(duì)各處理組白術(shù)嫩枝存活率、生根率、根數(shù)、根長等的調(diào)查結(jié)果列于表3。表3白術(shù)嫩枝扦插生根正交試驗(yàn)結(jié)果

激素處理對(duì)于白術(shù)生根的影響從表3可見，用NAA處理白術(shù)插穗均能誘導(dǎo)生根，但濃度不同生根率亦不同，其中5號(hào)處理的白術(shù)插穗存活率和生根率最高，均為%。而且，在一定濃度范圍內(nèi)，白術(shù)嫩枝的扦插生根率隨NAA的濃度升高呈升高趨勢(shì)，有低濃度促進(jìn)的特點(diǎn)，但當(dāng)NAA濃度為300mg·L-1時(shí)，生根率反而呈下降趨勢(shì)，表現(xiàn)出高濃度抑制，與夏鐵騎［7］、許紅艷等［8］的研究結(jié)果近似。

在調(diào)查白術(shù)插穗愈傷組織形成和生根情況時(shí)發(fā)現(xiàn)，各種處理水平的白術(shù)插穗均為首先在切口形成愈傷組織，然后在愈傷組織上面形成不定根。由表3可知，NAA濃度為50mg·L-1和150mg·L-1時(shí)，愈傷組織形成時(shí)間較早，有利于提早發(fā)根。2號(hào)～7號(hào)處理形成愈傷組織的時(shí)間均為16d，8號(hào)處理時(shí)間最長，為26d；不定根由愈傷組織上長出，發(fā)根時(shí)間最短者為5號(hào)和7號(hào)處理，為19d，發(fā)根時(shí)間最長者為8號(hào)處理，為30d。

基質(zhì)配比對(duì)于白術(shù)生根的影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基質(zhì)配比對(duì)白術(shù)插穗生根產(chǎn)生明顯影響：4號(hào)處理平均根數(shù)高于其他處理，為22條；其發(fā)根數(shù)亦為最多，為43條，明顯高于其他處理。最長根長的處理組合為3號(hào)試驗(yàn)，為cm。

白術(shù)生根指標(biāo)隨泥炭和珍珠巖的配比水平增加而呈規(guī)律性變化：愈傷形成平均時(shí)間和不定根形成平均時(shí)間遞減，平均根數(shù)、平均最多發(fā)根數(shù)和平均最長根長呈遞增趨勢(shì)，與張雪平［9］實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致。

處理時(shí)間對(duì)于白術(shù)生根的影響處理時(shí)間對(duì)扦插生根有一定影響，由于試驗(yàn)材料為白術(shù)未木質(zhì)化的嫩枝，所以選擇處理的時(shí)間為快速處理，防止NAA各濃度造成白術(shù)嫩枝脫水，影響生根率和成活率。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，10s和20s的處理時(shí)間，生根效果較好。生產(chǎn)中選用低濃度長時(shí)間處理和高濃度快速處理，一般大面積扦插以后者居多［10］。

分析在扦插過程中，多數(shù)研究僅以生根率作為最終指標(biāo)，但應(yīng)同時(shí)考慮其他輔助指標(biāo)的作用，從而綜合優(yōu)化出最佳扦插方案。根據(jù)苑玉鳳［11］的多指標(biāo)正交試驗(yàn)分析方法，本研究采取排隊(duì)評(píng)分與公式評(píng)分法對(duì)幾個(gè)主要指標(biāo)打分后進(jìn)行分析。

首先，排隊(duì)評(píng)分。根據(jù)表3，生根率指標(biāo)以5號(hào)處理最高，排在第一，定為10分；8號(hào)最低，排在最后，定為1分；平均根數(shù)以4號(hào)處理最多，為10分；9號(hào)處理最少，為1分；生根時(shí)間以5號(hào)和7號(hào)處理最短，為10分；8號(hào)處理時(shí)間最長，為1分。其它處理各指標(biāo)的得分根據(jù)其與該指標(biāo)優(yōu)秀值的差異按比例計(jì)算得出。

其次，公式評(píng)分。在本試驗(yàn)中，生根率指標(biāo)最重要，以5倍計(jì)算，即權(quán)數(shù)為5；平均根數(shù)指標(biāo)次之，以3倍計(jì)算，即權(quán)數(shù)為3；生根時(shí)間以2倍計(jì)算，即權(quán)數(shù)為2。所以其評(píng)分公式為：評(píng)分=5×生根率+3×平均根數(shù)+2×生根時(shí)間。對(duì)各處理所有指標(biāo)的分?jǐn)?shù)根據(jù)公式乘以加權(quán)系數(shù)，相加即得綜合評(píng)分，見表4。表4公式評(píng)分法結(jié)果數(shù)據(jù)

由表4所示，在9個(gè)處理中，經(jīng)過排隊(duì)評(píng)分和公式評(píng)分后，得出4號(hào)處理綜合評(píng)分最高，為，即實(shí)驗(yàn)條件為A2B1C2，5號(hào)處理次之。

由表4對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行方差分析，得出表5，可以看出，因素A和C在α=的置信區(qū)間內(nèi)具有顯著性。表5公式評(píng)分法的方差分析

依據(jù)每個(gè)處理的綜合評(píng)分進(jìn)行極差分析，如表6所示，因素主次順序?yàn)镃、A、B，較佳方案是A2B1C3，即NAA濃度為150mg·L-1，處理10s，選取泥炭和珍珠巖體積比為1∶3的基質(zhì)。表6公式評(píng)分法極差分析

4討論

白術(shù)扦插不定根的形成機(jī)制植物扦插生根分為兩類，一是由潛伏根原基形成的不定根，即皮部生根；二是由離體誘導(dǎo)產(chǎn)生的根原基形成的不定根，即切口生根。誘生根原基常生于插穗下部的愈傷組織，即在適宜條件下由插穗基部形成的一團(tuán)不規(guī)則的、具有不同木質(zhì)化程度的薄壁細(xì)胞，起源于維管形成層部位的幼嫩細(xì)胞，皮層和髓部的各種細(xì)胞也可能參與愈傷組織的形成［12］。通過本次試驗(yàn)調(diào)查數(shù)據(jù)得出，各種處理水平的白術(shù)插穗均首先形成愈傷組織，之后在愈傷組織上分化發(fā)根，未見由插穗的皮部發(fā)根情況，因此認(rèn)為白術(shù)插穗生根屬于第二種生根類型，即以愈傷組織生根為主。

也有人認(rèn)為，NAA對(duì)扦插生根的效果比較明顯，其主要機(jī)理為NAA能促進(jìn)插穗貯存的淀粉水解為還原糖，作為呼吸底物，為不定根的形成提供較豐富的能源和碳源，從而促進(jìn)不定根形成［13］。

假性成活扦插成活的關(guān)鍵是插穗能否產(chǎn)生和形成不定根。許多試驗(yàn)證實(shí)，外源激素對(duì)插穗產(chǎn)生不定根具有促進(jìn)作用［14,15］。本實(shí)驗(yàn)中存活率和生根率存在差異，因此將扦插過程中只有愈傷組織但無不定根的成活苗現(xiàn)象稱為假性成活［16］。由表3可以看出，除4號(hào)和5號(hào)處理無假性成活外，其他處理假性成活率為%～10%。分析認(rèn)為，愈傷組織和不定根的形成是各自獨(dú)立的過程，即在愈傷組織中不一定能分化并形成不定根［12］。如果愈傷組織過于發(fā)達(dá)，不定根無法從膨大且緊密的愈傷組織處發(fā)出，推遲生根時(shí)間，甚至不能發(fā)根［17］，即成為假性成活苗。作者在以市售生根粉國光生跟為激素對(duì)白術(shù)進(jìn)行嫩枝扦插處理時(shí)觀察到，由切口處只形成膨大的愈傷組織，但不產(chǎn)生不定根。假性成活苗由于長時(shí)間無法從膨大的愈傷組織上產(chǎn)生不定根，最終導(dǎo)致死亡。因此，降低假性成活率對(duì)于提高扦插生根成活至關(guān)重要。

基質(zhì)對(duì)生根的影響本研究結(jié)果表明，泥炭和珍珠巖體積比為1∶3的基質(zhì)為插穗生根提供了良好的條件，分析認(rèn)為基質(zhì)中泥炭容重較大，蓄水、保水能力強(qiáng)，而珍珠巖疏松多孔，容量小，毛管孔度、通氣孔度均大于泥炭。二者體積比不同，基質(zhì)結(jié)構(gòu)中的總孔度、毛管孔隙不同，基質(zhì)中的水分含量和通氣能力不同，誘導(dǎo)發(fā)根能力因而不同。白術(shù)喜肥沃的砂質(zhì)壤土，如果土壤過黏，會(huì)因透氣性差引發(fā)病害及爛根現(xiàn)象［18］。本試驗(yàn)地點(diǎn)選在浙江臨安，屬于亞熱帶濕潤型季風(fēng)氣候，且試驗(yàn)時(shí)間為春夏之交，陰雨天氣較多，空氣和土壤濕度比較大，容易引起插穗腐爛。因此在浙北地區(qū)春季對(duì)白術(shù)進(jìn)行嫩枝扦插時(shí)，泥炭和珍珠巖為1∶3的基質(zhì)配比為最佳選擇。

本研究采用正交設(shè)計(jì)和數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)于反映白術(shù)嫩枝扦插時(shí)激素的濃度、基質(zhì)的配比、處理時(shí)間與插穗下端產(chǎn)生愈傷組織、生根的關(guān)系以及選擇最佳處理方案，是十分有效的工具。本研究通過9種處理，對(duì)生根率、平均根數(shù)、生根時(shí)間等多項(xiàng)指標(biāo)綜合考慮，減少實(shí)驗(yàn)量，基本反映全部組合的效果。根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出，在浙北地區(qū)春季，以NAA為激素對(duì)白術(shù)進(jìn)行嫩枝扦插時(shí)最佳方案是：NAA濃度150mg·L-1，處理時(shí)間10s，泥炭∶珍珠巖體積比為1∶3。

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