不同培养条件对香蕉栽培种南天黄组培苗根系褐化的影响_郭素霞.pdf

2022 年 12 月 热 带 农 业 科 学热 带 农 业 科 学 第 42 卷第 12 期 Dec.2022 CHINESE JOURNAL OF TROPICAL AGRICULTURE Vol.42,No.12 收稿日期 2022-05-05；修回日期 2022-07-11 基金项目 海南省重点研发计划（No.ZDYF2020058）；海南省自然科学基金（No.320RC684）。第一作者 郭素霞（1979），女，博士，助理研究员，研究方向为香蕉抗病育种，E-mail：。通讯作者 吴琼（1974），男，博士，研究员，研究方向为热带果树遗传育种及种质资源创新，E-mail：。不同培养条件对香蕉栽培种南天黄 组培苗根系褐化的影响 郭素霞 程志号 孙长君 龙雪雁 孙佩光 吴琼（中国热带农业科学院海口实验站/海南省香蕉遗传改良重点实验室 海南海口 571101）摘 要 为调整和优化香蕉新品种南天黄生根培养条件和配方，解决南天黄组培苗生根 30 d 后根系严重褐化，影响育苗时间、周期调度的问题。采用正交实验设计，研究不同植物激素和抗氧化剂等对南天黄根系褐化及根长、根表面积、根体积、根条数、根尖数等指标的影响。结果表明：不同处理对南天黄组培苗根系褐化有显著或极显著影响，影响由大到小的因素依次为活性炭、IBA、NAA、VC；不同处理对南天黄根系数量、长度、表面积、体积、根尖数等均有显著或极显著的影响，活性炭能显著降低褐化率、提高根总长和表面积，但是会降低根条数和根体积。综合极差分析和隶属函数分析发现，南天黄最优生根方案为 NAA 0.1 mg/L、IBA 0.2 mg/L、VC 50 mg/L、活性炭 1 g/L，生根效率高达98%以上，生根 60 d 后根系褐化程度轻且根系的数量、长度、体积等均在较高的水平。关键词 香蕉；南天黄；组培苗；生根；褐化 中图分类号 S668.7 文献标识码 A DOI:10.12008/j.issn.1009-2196.2022.12.006 Effects of Different Culture Conditions on Browning of Root System of Banana Cultivar Nan Tian Huang Tissue Cultured Seedlings GUO Suxia CHENG Zhihao SUN Changjun LONG Xueyan SUN Peiguang WU Qiong(1.Haikou Experimental Station,CATAS/Hainan Key Laboratory of Genetic Improvement of Bananas,Haikou,Hainan 571101,China)Abstract The Culture conditions and formulation of new banana varieties Nan Tian Huang were adjusted and optimized to solve the problem of root browning after 30 days of rooted,which affected the scheduling of false planting of seedlings and the time and cycle of raising seedlings.The orthogonal experimental were designed to study the influence of different plant hormones and antioxidants on root browning,root length,root surface area,root volume,root number and tip number.The results showed that plant hormones and antioxidants had significant or extremely significant effect on the root browning of tissue culture seedlings,factors that affect root browning of tissue culture seedlings were activated carbon,IBA,NAA and VC.Different treatments had significant or extremely significant effects on root number,length,surface area,volume and root tips of Nan Tian Huang.Activated carbon significantly reduced browning rate,improves root length and surface area,but reduces root number and volume.Based on the extreme difference analysis and membership function analysis,the optimal root scheme was as follow:NAA 0.1 mgL1,IBA 0.2 mgL1,VC 50 mgL1,and activated carbon 1 gL1.The rooting efficiency was higher as 98%,and the degree of root browning was light after rooting 60 days.The root number,root length and root volume were all at a high level.Keywords banana;NanTianHuang;tissue and organ culture;rooting;browning 香蕉枯萎病是由尖孢镰刀菌古巴专化型(Fusarium oxysporumf.sp.cubense)引起的一种毁灭性土传病害，严重威胁我国香蕉产业的可持续发展。南天黄(AAA Cavendish)是从台湾香蕉研究所选育的“宝岛蕉”（新北蕉，Formosana,CCTCV-218）的突变单株中选育出来，中高抗香蕉枯萎病4 号生理小种的香蕉新品种，2010 年开始在香蕉枯萎病病区试种，2015 年通过海南省农作物品种审定委员会认定1。近年来，陆续在海南、广东、云南、广西等省（区）大面积推广种植，果实外 郭素霞 等 不同培养条件对香蕉栽培种南天黄组培苗根系褐化的影响 -31-观接近巴西蕉，抗病性、经济性、宿根性、抗寒性、生育期等综合表现较好2-5。自 20 世纪 80 年代以来，香蕉组培快繁技术得到了广泛的应用，组培苗具有种苗纯度高、大田定植成活率高、生长快、长势强、优质高产、成熟期一致等优点，已经成为我国香蕉产区种苗供应的最主要方式，目前生产上采用的香蕉种苗 90%以上是组培苗5-6。然而，香蕉组培苗生产和销售之间存在需求的季节性不均衡，如果在袋（瓶）内培养时间过长，种苗很容易出现衰老现象，导致假植时死苗多、生长不一致，直接影响香蕉假植苗的成活率和出圃质量，造成极大的浪费7。在前期的研究和生产中发现，南天黄的组培苗生根能力较弱，与巴西蕉相比，根量较少，在生根培养 1 月后会出现根部褐化，严重时大量变黑，影响组培苗的活力和种苗生产。因此，本研究开展了香蕉新品种南天黄的生根技术优化和调节，以促进香蕉新品种南天黄种苗生产和示范推广。1 材料与方法 1.1 材料 香蕉栽培种南天黄和“巴西”组织培养多芽体由中国热带农业科学院热作两院组培厂提供，选择长势、大小一致的组培苗进行生根试验。1.2 方法 1.2.1 试验设计 采用 L9（34）正交试验设计，设置萘乙酸（NAA）、吲哚丁酸（IBA）、维生素C(VC)和活性炭（AC）4 个因素，每个因素设 3个水平，不考虑交互作用（表 1），每个处理 20瓶，每瓶 10 株，共 9 个处理组合，重复 3 次。表 1 正交试验设计 L9(34)NAA/(mgL1)IBA/(mgL1)VC/(mgL1)AC/(gL1)1 0 0 0 0 2 0 0.1 25 0.5 3 0 0.2 50 1.0 4 0.1 0 25 1.0 5 0.1 0.1 50 0 6 0.1 0.2 0 0.5 7 0.2 0 50 0.5 8 0.2 0.1 0 1.0 9 0.2 0.2 25 0 1.2.2 接种及培养 将南天黄组培苗插入培养基中（蔗糖 30 g/L、琼脂 7 g/L、pH 5.8），放置在培养温度(251)、光照强度 2 0002 500 lx、光照时间 16 h/d 的条件下进行生根培养。1.2.3 指标测定 （1）褐化分级 培养 60 d 后，调查根系褐化情况，借鉴张立钦等8的方法，将南天黄组培苗根系褐化发黑情况作如下分级，0 级，根系白色或乳白色；1 级，根系乳白色，基部有少量为灰黑色；2 级，根系灰色，基部或有 50%以下黑色；3 级，根系整体深灰色，超过 50%为黑色。根系褐化发黑率100*（1*1 级根条数+2*2级根条数+3*3 级根条数）/(总根条数*3）（2）生 理 指 标 使 用 爱 普 生 Expression 10000XL 扫描仪对香蕉根系进行扫描，通过WinRHIZO 软件分析根系表面积、数量、长度、表面积、体积、根尖数等各项指标。1.2.4 数据分析 试验数据用 SPSS 19 进行统计和分析，利用极差分析和隶属函数法对根系质量进行综合评价。隶属函数值计算公式：R(Xi)=(XiXmin)/(XmaxXmin)，i=1、2、3、n。式中：Xi为指标测定值；Xmin和 Xmax分别为不同处理中某一指标的最小值和最大值。将测定值 Xi利用公式换算成相应的隶属函数值 R(Xi)，并加和计算不同处理各指标综合隶属函数值。2 结果与分析 2.1 不同处理对南天黄根长度的影响 不同培养基条件下南天黄根系长度有明显的区别，4 号处理的根系生长较旺盛、根系总长度最长，可达 69.57 cm；根系总长度最短的是 1 号处理，根系总长度达为 21.49cm（表 2）。通过方差分析（表 3）可知，不同因素对南天黄根系总长度均有显著影响（p0.05），各因素均方比由大到小顺序依次为 AC、NAA、VC、IBA，AC、NAA的均方比远高于 VC、IBA。根系总长度极差分析结果显示，对南天黄根系长度影响由大到小的因素依次为 AC、NAA、VC、IBA。随着 NAA 水平提高，根系总长度先升后降；随着 IBA 水平的提高，根系总长度下降；随着 AC、VC 水平升高，根系总长度增加。最利于增加南天黄根系总长度的组合为 A2B1C3D3（表 4）。2022 年 12 月 热带农业科学 第 42 卷第 12 期 -32-表 2 正交试验结果 序号 NAA/(mgL1)IBA/(mgL1)VC/(mgL1)AC/(gL1)根长度/cm表面积/cm2体积/cm3褐化率/%根条数/条根尖数/个1 0 0 0 0 21.49 5.37 0.108 65.83 5.3347.922 0 0.2 25 0.5 36.15 4.78 0.324 50.78 4.4380.673 0 0.4 50 1.0 57.36 16.15 0.322 15.88 4.44261.704 0.2 0 25 1.0 69.57 17.57 0.381 10.11 4.70285.375 0.2 0.2 50 0 44.82 7.8 0.177 83.78 8.6759.676 0.2 0.4 0 0.5 44.83 12.28 0.429 38.47 7.