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1、香蕉试管苗工厂化生产过程的光温环境调控梁 钾 贤( 广东海洋大学农业生物技术研究所?湛江? 524088)? ? 香蕉产业是中国热带亚热带地区的重要产业之 一。在香蕉产业化生产中种苗的生产至关重要, 目前国内外均是利用茎尖分生组织培养进行工厂化繁 殖。为了提高香蕉试管苗工厂化生产效益, 在生产 过程中既要在短时间内获得大量的增殖丛芽, 又要求繁殖的芽体粗壮均衡; 而丛芽增殖多而快时, 繁殖 的芽体幼小嫩白, 培育的植株纤细瘦弱, 变异率高。这一现象的产生与培养过程中的光照和温度等环境 条件控制不当密切相关。光照和温度对香蕉试管苗 生长影响是否存在互作效应, 迄今未见报道。因此,有必要进一步研究
2、丛芽分化增殖和生根壮苗阶段的 最佳光温条件。笔者以香蕉品种巴西为材料, 探讨丛芽分化和增殖阶段的最佳光照条件和试管苗促根 壮苗阶段的最佳光温条件, 以提高香蕉试管苗质量 和生产效益。1? 材料与方法1?1? 供试材料 香蕉品种巴西的增殖丛芽。1?2? 方法 1?2?1? 光照强度对丛芽增殖和生长的影响试验? ? 挑选大小、 生长较为一致的增殖芽接种到 MS +6BA(6 苄基腺嘌呤)3?0 mg/ L +NAA( 萘乙酸) 0?1 mg/ L +蔗糖 30 g/L 的培养基中, 每瓶接种 6个芽。将接种好的增殖芽进行 8 种不同光照强度处 理, 每处理 15 瓶。处理(1) (5) 以日光灯为
3、光源, 光照强度分别为 30 lx、 100 lx、 500 lx、 1 000 lx 和3 000 lx; 处理(6) ( 8) 以自然光作为光源, 光照强 度分别为 3 000 lx、 6 000 lx 和 9 000 lx。各处理的培养条件均为温度 28? 2 , 光照时间为 12 14 小 时/天。培养 30天后, 记录各处理的增殖芽形态特性, 统计增殖芽的芽数( 长 3 mm 以上的芽体), 每瓶 测量 5 个较大(长) 的芽长( 即芽体着生的基部至芽 顶端的长度), 取其平均值代表该瓶增殖芽的芽长。测定每瓶丛芽的鲜重和干重, 计算鲜重/ 干重。鲜重 测量方法是用清水将香蕉苗上的培养
4、基洗干净, 然后分离要测量的组织并用吸水纸吸干待测样本表面 的水分后, 称量得样本鲜重。将测过鲜重的样本用 耐高温容器装好(透气好) , 移入恒温干燥箱中, 在115 条件下杀青 30 分钟, 然后在 105 温度下烘 干至恒重, 即为样本干重。1 ? 2 ? 2? 光照强度和温度对香蕉试管生根苗的影响 试验 ? ? 挑选大小、 生长较为一致的增殖芽接种到 1/2MS +IBA 1 ? 0mg/ L +6BA 0 ?2mg/ L +蔗糖 20 g/L 的生根培养基中, 每瓶接种 8 个芽。然后将接种好的生根苗放置到 4 个不同温度( 24 、 26 、 28 、 32 ) 的光照培养箱内培养。
5、每个光照培养 箱设 4 个处理, 分别用 1 层、 2 层、 3 层、 4 层的遮光网覆盖生根苗( 用自动量程照度计测定各处理的光 照强度, 通过调节日光灯功率使各处理的光照强度分别在 2 500? 10 lx、 1 250? 10 lx、 500? 10 lx、 100 ? 10 lx) , 光照时间 12 14 小时/天, 每处理 10 瓶。 培养 30 天后, 测量各处理香蕉苗每个植株的苗高( 植株基部到最长叶末端的长度)、 青叶数(已经展开 且有 2/3 以上绿色叶片的叶片数) 、 总根数( 着生在香蕉苗上所有 5 mm 以上的根数) 、 长根数( 着生在 香蕉苗上所有 2 cm 以上
6、的根数) 等, 随机抽取 30 个植株的数据进行统计分析。2? 结果与分析2 ? 1? 光照强度对香蕉丛芽增殖和生长的影响 2 ? 1 ? 1? 光照强度对香蕉丛芽增殖和生长的影响? ? 试验结果表明, 光照强度对丛芽增殖有一定影 响。500 lx 光照强度下丛芽增殖倍率最高, 为 5?37, 30、 100 和 1 000 lx 光照强度均显著降低丛芽增殖倍率。表明光照强度过强或过弱均不利于丛芽的增 殖。试验结果还看出, 3 000 lx 自然光下丛芽增殖倍率为 3?11, 而相同光照强度的灯光照射, 丛芽增 殖倍率为 4?30, 这可能是因为自然光与灯光光谱成分不同所致。光照强度不仅显著影
7、响丛芽增殖倍 率, 而且显著影响芽长、 芽的鲜重、 干重和鲜重/ 干 重。光照强度越弱, 芽长越长, 其鲜重和干重低, 鲜重/ 干重比值大。说明小于 500 lx 的弱光下继代不 仅增殖倍率低, 增殖产生的丛芽质量也差。1 000 lx日光灯光源下繁殖的芽颜色正常, 鲜重和干重最高, 而鲜重/ 干重比值较小。表明 1 000 lx 灯光下繁殖 的芽质量较好。因此, 在芽继代增殖期, 采用 50030? ? ? ? ? ? ? ? ? 中 国 南 方 果 树? ? ? ? ? ? ? 2006 年? 第 35 卷? 第 4 期?1 000 lx光照 强度 比 较 适 宜。同 一 光 照 强度 下
8、 ( 3 000 lx) , 光源不同, 继代增殖的芽的鲜重和鲜重/干重比值显著不同。采用日光灯做光源的芽长、 芽的鲜重、 干重和鲜重/干重比值均高于自然光做光源 的。表明自然光照对香蕉增殖丛芽的生长抑制作用比日光灯光照要强( 见表 1) 。 表 1? 光照强度对香蕉丛芽增殖和生长的影响光照强度 ? / lx增殖倍率芽长 / cm鲜重 / g干重 / g鲜重/ 干重303 ? 29? 0 ? 10cd3 ? 05? 0?18a8 ? 83? 0 ? 13 bc0 ? 35? 0 ? 006d25?23? 0 ? 16a 1003 ? 59? 0 ? 08c2 ? 77? 0?11b8 ? 45
9、? 0 ? 22cd0 ? 36? 0 ? 007cd23?26? 0 ? 56b5005 ? 37? 0 ? 09a2 ? 51? 0?04bc10 ? 19? 0 ? 16a0 ? 39? 0 ? 007cd25?91? 0 ? 08a1 0004 ? 56? 0 ? 24b2 ? 49? 0?06bc10 ? 72? 0 ? 25a0 ? 49? 0 ? 017a21?75? 0 ? 25c3 0004 ? 30? 0 ? 04b2 ? 48? 0?07bc10 ? 06? 0 ? 95ab0 ? 40? 0 ? 024c24?85? 0 ? 83a3 000*3 ? 11? 0 ? 0
10、7de2 ? 33? 0?07c7 ? 51? 0 ? 43cde0 ? 37? 0 ? 015cd20?09? 0 ? 43d6 000*2 ? 83? 0 ? 08e2 ? 29? 0?02c7 ? 23? 0 ? 25de0 ? 45? 0 ? 006b16?05? 0 ? 40e9 000*3 ? 02? 0 ? 10de2 ? 32? 0?06c6 ? 70? 0 ? 39e0 ? 40? 0 ? 020cd16?89? 0 ? 39e? ? 注: 同列数据后不同小写字母间表示在 5% 水平差异显著( DMRT 法) ; 带* 表示自然光源光照, 其余为日光灯源光照。 2?1?2?
11、光照强度对香蕉增殖丛芽生长特性的影响? ? 试验结果表明, 香蕉增殖芽在弱光条件下, 颜色 变白, 而随着光照强度的增加, 颜色由淡绿逐渐转变 成深绿色。30 lx 和 100 lx(尤其是在 30 lx 光照下) ,芽的增殖伴有愈伤组织形成, 芽体嫩白瘦弱, 而光照 强度在 500 lx 及其以上时, 芽的增殖过程中没有愈伤组织形成。光照强度为 500 1 000 lx 时, 芽体嫩 绿粗壮、 轻微展叶, 在 3 000 lx 以上时, 增殖芽伴有展叶出 根 现 象。采 用 自 然 光 照 ( 光 照 强 度 ! 3 000 lx)时, 芽粗短、 展叶畸形。2?2? 光照强度和温度对香蕉试管
12、生根苗的影响 ? ? 试验结果表明, 光照强度和温度对香蕉试管生 根苗的长根数、 总根数、 苗高和青叶数的影响极大。光照强度和温度对长根数的互作效应显著, 对青叶 数的互作效应极显著, 而对总根数和苗高则未表现出互作效应(见表 2 表 4)。 2?2?1? 光照强度和温度对香蕉试管苗根系生长的影响 ? ? 试验结果表明, 500 lx 光照强度下香蕉苗的总根数和长根数最多。随着光照强度的增加, 长根数 显著减少, 总根数也明显下降。因此, 适宜试管苗根 系生长的光照强度较低, 为 500 1 250 lx。温度对试管苗根系生长的影响较大, 培养温度为 28 时, 总根数和长根数均为最大值, 温
13、度过高或过低均对香蕉试管苗根系生长不利。长根数对温度的反应更 为敏感( 见表 2 表 4) 。上述结果表明, 适合于香蕉试管苗根系生长的最佳光温组合为光照强度500 lx、 温度 28 。2?2?2? 光照强度和温度对香蕉试管生根苗苗高的 影响 ? ? 试验结果表明, 光照强度和温度对苗高的影响表 2? 光照强度和温度对香蕉 试管生根苗影响的 F 值变异来源长根数总根数苗? 高青叶数光照强度19 ?56* *5 ?11* *11 ?48* *69 ?48* * 温? 度23 ?78* *10 ?24* *19 ?64* * 316 ?70* *光强 温度2 ? 42*1 ?891 ? 424
14、?77* *? 注: F0?05= 1 ? 899; F0?01= 2 ? 444。 表 3? 光照强度对香蕉苗总根数和长根数的影响光照强度 / lx总根数 / 条长根数 / 条1006 ? 142?65 5007 ? 063?281 2506 ? 602?222 5006 ? 481?94表 4? 温度对香蕉苗总根数和长根数的影响温度 / 总根数 / 条长根数 / 条245 ? 981?81266 ? 632?20287 ? 273?26326 ? 392?83较大, 苗高随光照强度减小而增高, 即弱光有利于生根苗长高。光照强度为 100、 500、 1 250 和 2 500 lx 时,
15、苗高分别为 9 ? 60、 9 ? 25、 8?93 和 8 ? 12 cm; 温度为24、 26、 28 和 32 时, 苗高分别为 8 ? 73、 10 ? 20、 8 ? 74 和 8?27 cm。2 ? 2 ? 3? 光照强度和温度对香蕉试管生根苗青叶数 的影响? ? 试验结果表明, 光照强度和温度对试管苗的青 叶数影响较大。弱光下培养香蕉试管苗青叶数明显减少, 光照强度在 500 1 250 lx 范围内, 香蕉生根 苗青叶数显著增加; 在 28 和 32 下的香蕉试管31? 2006 年? 第 35 卷? 第 4 期? ? ? ? ? ? ? 中 国 南 方 果 树? ? ? ?
16、? ? ? ? ? ?苗青叶数高于 26 下的叶片数。光照强度为 100、 500、 1 250 和 2 500 lx 时, 青叶数分别为 2?91、 3 ? 19、3?34 和 2 ? 52 片; 温度为 24、 26、 28 和 32 时, 青叶 数分别为 1 ? 56、 1 ? 67、 4?23 和 4 ? 50 片。3? 小结与讨论3?1? 光照对香蕉组培芽增殖的影响 ? ? 光照强度是影响香蕉芽增殖倍率的重要因素之一。马雪筠和周丽侬等的研究结果表明, 暗培养下 的芽增殖倍率显著高于光培养, 暗培养的增殖效应超过激素浓度的效应1,2。本研究结果表明, 光照强 度对芽增殖倍率影响显著, 光照强度为 500 lx 时, 芽增殖倍率最高, 过强或过弱的光照强度对芽增殖均 不利。这与前人研究结果不完全一致。光照强度不仅对芽增殖倍率有显著影响, 而且对增殖芽的芽数、 芽长、 鲜重、 干重和鲜重/ 干重比值也有显著影响。光照强度在 30 100 lx 范围内, 增殖丛芽数较少, 芽 细长嫩白、 有愈伤组织形成, 叶绿素含量极低,
