趙 卓，舒佳禮，葛臺明*

(1.濕地演化與生態(tài)恢復(fù)湖北省重點實驗室，中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)，湖北 武漢 430074;2.生物地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)國家重點實驗室，中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)，湖北 武漢 430074)

姜(ZingierOfficinaleRoscoe，染色體2n=2x=22)屬多年生單子葉草本植物，生產(chǎn)上為一季栽培.植物分類學(xué)上屬姜科、姜屬，能形成地下肉質(zhì)根狀莖的栽培種，又稱生姜、鮮姜等.生姜不僅可以食用，還可入藥，是我國重要的經(jīng)濟作物之一.生產(chǎn)中，生姜通常是通過無性繁殖，致使病毒在體內(nèi)大量積累，進(jìn)而導(dǎo)致產(chǎn)量下降、品質(zhì)降低、品種退化，制約了生姜的生產(chǎn)發(fā)展.脫毒快繁技術(shù)可有效地消除姜體內(nèi)的病毒，從而恢復(fù)姜品種的優(yōu)良種性.

種植于湖北省恩施市來鳳縣的鳳頭姜是獲得國家地理標(biāo)志產(chǎn)品保護(hù)的、湖北省特有優(yōu)質(zhì)生姜品種，因其形似鳳頭而得名.該姜品質(zhì)優(yōu)良、風(fēng)味獨特，鮮仔姜無筋脆嫩、富硒多汁、辛辣適中、美味可口，遠(yuǎn)銷東南亞市場，是全國聞名的傳統(tǒng)土特產(chǎn).

在進(jìn)行脫毒快繁時，NAA、6-BA濃度的選擇是一個非常關(guān)鍵的因素.本試驗研究了NAA、6-BA對鳳頭姜脫毒試管苗生根、增殖、根狀莖發(fā)育及株高的影響，為生產(chǎn)提供依據(jù).

表1 試驗所用培養(yǎng)基的組成

表2 不同濃度的NAA對生姜生根數(shù)、分蘗數(shù)、根狀莖增殖倍數(shù)及株高的方差分析

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗姜種為鳳頭姜，采自湖北省恩施市來鳳縣.

1.2 試驗方法

1.2.1 催芽 選用肉質(zhì)飽滿的鳳頭姜，清洗干凈后，室溫條件下在土中催芽.

1.2.2 莖尖脫毒與脫毒苗的獲取 萌發(fā)后切取1～2 cm的嫩芽，在自來水下沖洗30 min后用濾紙吸干或晾干.在超凈工作臺上用75%酒精處理30 s，再用0.1%的HgCl2消毒10 min，然后用無菌水洗滌3次.剝?nèi)￠L約0.5 mm、僅帶有一個葉原基的莖尖分生組織作為外植體，接種到添加0.2 mg/L的NAA和1.0 mg/L BA的MS培養(yǎng)基中，(25±1)℃暗培.大約30 d后，將形成的愈傷組織轉(zhuǎn)入添加0.2 mg/L的NAA和2.0 mg/L BA的MS培養(yǎng)基中誘導(dǎo)植株再生.再生的培養(yǎng)條件為(25±1)℃，組織培養(yǎng)專用熒光燈照明，照明周期16 h光照/8 h黑暗，光強7500lx.

1.2.3 脫毒苗的繼代培養(yǎng)及不同植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)效應(yīng)研究 再生試管苗經(jīng)30 d左右的培養(yǎng)后，去掉根及老葉，只留取1～2 cm的莖段，將其轉(zhuǎn)入添加不同濃度的NAA和6-BA的MS培養(yǎng)基中，比較不同激素組合對試管苗生長的影響.每一處理至少10支試管，并重復(fù)3次.

培養(yǎng)基組成見表1，培養(yǎng)條件同植株再生的培養(yǎng)條件.

2 結(jié)果與分析

2.1 NAA對來鳳姜生長的影響

脫毒苗培養(yǎng)28 d后，對各性狀進(jìn)行調(diào)查，并進(jìn)行方差分析，分析結(jié)果見表2.由表2可知NAA對來鳳姜生根和分蘗有顯著影響，而對根狀莖的增殖及株高的影響效果不明顯.

添加了不同濃度的NAA的MS培養(yǎng)基中，鳳頭姜脫毒苗的平均生根數(shù)、分蘗數(shù)、根狀莖增殖倍數(shù)及株高隨著NAA濃度的增加變化趨勢是不同的(圖1、2).

由圖1可以看出：隨著NAA濃度的增加，總根數(shù)及纖維根數(shù)是先下降后增加最后又下降的趨勢，即在NAA濃度為0.2 mg/L時平均總生根數(shù)和纖維根數(shù)最多；而肉質(zhì)根數(shù)則是現(xiàn)增加后降低的趨勢，即在NAA濃度為0.1 mg/L時平均肉質(zhì)根的生根數(shù)最多.

表3 不同濃度的6-BA對生姜生根數(shù)、分蘗數(shù)、根狀莖增殖倍數(shù)及株高的方差分析

圖1 不同濃度NAA對鳳頭姜脫毒苗生根的影響 Fig.1 Effect of different concentrations Fig.2 Effect of different concentrations of NAA of NAA on rooting of test tube plantlets on proliferation,rhizome growth and plant height of ginger cultivar Foutoujiang of test tube plantlets of ginger cultivar Foutoujiang

由圖2可以看出：隨著NAA濃度的增加，分蘗數(shù)是逐漸增加的，濃度過高則分蘗數(shù)會下降，即當(dāng)NAA的濃度為0.2 mg/L時平均分蘗數(shù)最多；而根狀莖增殖倍數(shù)則是呈平緩的下降趨勢，即NAA濃度為0 mg/L時根狀莖平均增殖倍數(shù)最多，表明NAA對根狀莖的生長不利；株高是隨著NAA濃度的增加先下降后升高最后又下降的趨勢，即當(dāng)NAA濃度為0.5 mg/L時平均株高最高.

2.2 6-BA對生姜生長的影響

脫毒苗培養(yǎng)28 d后，對各性狀進(jìn)行調(diào)查，并進(jìn)行方差分析，分析結(jié)果見表3.由表3可知，6-BA對生姜生根及株高有顯著的影響，而對分蘗數(shù)及根狀莖增殖倍數(shù)的影響效果不顯著.

添加不同濃度6-BA的MS培養(yǎng)基中，鳳頭姜脫毒苗平均生根數(shù)、分蘗數(shù)、根狀莖增殖倍數(shù)及株高隨著6-BA濃度的增加變化趨勢是不同的(圖3、4).

由圖3可以看出：大體上來說，隨著6-BA濃度的增加，無論是總根數(shù)、肉質(zhì)根數(shù)還是纖維根數(shù)都是隨著6-BA濃度的增加而下降的.當(dāng)6-BA濃度小于2 mg/L時，下降趨勢不甚明顯，一旦濃度大于4 mg/L后，三者均大幅度下降.上述結(jié)果表明，6-BA對鳳頭姜脫毒試管苗的生根具有抑制作用.

圖3 不同濃度的6-BA對鳳頭姜脫毒苗生根的影響 圖4 不同濃度的6-BA對鳳頭姜脫毒苗增殖、根狀莖增殖倍數(shù)及株高的影響 Fig.3 Effect of different concentrations of 6-BA on rooting of test tube plantlets proliferation, rhizome growth and plant height of Fig.4 Effect of different concentrations of 6-BA on of ginger cultivar Foutoujiang test tube plantlets of ginger cultivar Foutoujiang

由圖4可以看出：隨著6-BA濃度的增加，分蘗數(shù)一直增加，直至6-BA濃度為4 mg/L時平均分蘗數(shù)最大，然后才略有下降；根狀莖增殖倍數(shù)同6-BA濃度的關(guān)系也有著同分蘗數(shù)類似的趨勢，而且也是在6-BA濃度達(dá)到4 mg/L時達(dá)到最大值，表明4 mg/L 6-BA對于促進(jìn)鳳頭姜脫毒試管苗的分蘗和根狀莖的生長最為有利.然而，株高與6-BA濃度的變化曲線正好同上述分蘗數(shù)、根狀莖增殖倍數(shù)相反，即不添加6-BA是平均株高最高，以后株高隨6-BA濃度的升高而逐步降低，直至當(dāng)6-BA超過最佳濃度后，由于過高濃度的6-BA導(dǎo)致了分蘗數(shù)的下降而使株高略呈上升趨勢.這個結(jié)果也同時表明，分蘗數(shù)、根狀莖增殖量同株高具有反向相關(guān).

3 討論

不同激素濃度及其組合方式對生姜試管苗生長的影響已有較多的文獻(xiàn)報道，如Sharma等[1]對生姜試管苗進(jìn)行誘導(dǎo)，當(dāng)6-BA的濃度為3.0 mg/L、NAA的濃度為0.5 mg/L時適于生姜生根.陳傳紅等[2]報道，當(dāng)6-BA 5.0 mg/L+NAA 0.1 mg/L有利生姜的分蘗，當(dāng)BA的濃度為0.2 mg/L，NAA的濃度為0.5 mg/L時對生姜的根狀莖的生長最為有利.本實驗通過改變培養(yǎng)基中6-BA和NAA的濃度，觀察對生姜生長的作用，發(fā)現(xiàn)這兩種激素對生姜的生根、根狀莖的增殖、分蘗、株高等都起到了重要的作用.

6-BA是一種細(xì)胞分裂素，在試管苗的快繁中經(jīng)常與NAA一起配合使用.我們的研究發(fā)現(xiàn)，6-BA對鳳頭姜脫毒試管苗生根不利.李紅梅也認(rèn)為高濃度的6-BA也不利于生姜根的分化[3].吳家麗等[4]研究了白水生姜的快繁，發(fā)現(xiàn)6-BA的濃度及其與NAA的比例是決定生姜試管苗快繁的重要因素.在大范圍內(nèi)研究了不同濃度6-BA和NAA對快繁的影響，發(fā)現(xiàn)6-BA在一定濃度范圍內(nèi)可以促進(jìn)分蘗和根狀莖的增殖，但是當(dāng)濃度過高，則促進(jìn)作用下降，這一結(jié)果同劉文萍[5]的相似.同時，結(jié)果還表明，分蘗數(shù)、根狀莖增殖比例同6-BA濃度變化的趨勢與脫毒苗株高與6-BA濃度的關(guān)系具有反向相關(guān)性，這可能是由于6-BA刺激分蘗增加后，由于過多的分蘗相互競爭，導(dǎo)致了單個孽芽的生長受到了影響的緣故.

NAA作為一種生長素類激素，主要促進(jìn)細(xì)胞伸長生長和細(xì)胞分裂，促進(jìn)生根.在本實驗中NAA對生姜的生根主要表現(xiàn)為促進(jìn)作用，但當(dāng)NAA的濃度超過0.2 mg/L，NAA的促進(jìn)作用開始減弱.雷開榮[6]得到的數(shù)據(jù)同樣可以說明NAA可以促進(jìn)生姜的生根，但是濃度過高促進(jìn)作用下降.NAA屬于生長素類激素，而生長素類激素對于芽的生長是低濃度促進(jìn)高濃度抑制，本實驗所得的結(jié)果與此結(jié)論一致.

4 結(jié)論

在所有添加不同濃度NAA、6-BA的MS培養(yǎng)基中，都可以誘導(dǎo)鳳頭姜脫毒試管苗根、芽、根狀莖的形成及株高的改變.但是不同的培養(yǎng)基組成，誘導(dǎo)效果不同，提示在生產(chǎn)中可以根據(jù)需要選擇不同的培養(yǎng)基.

當(dāng)NAA濃度為0.2 mg/L，6-BA濃度為2 mg/L時，鳳頭姜的生根數(shù)最多；當(dāng)NAA濃度為0.1 mg/L，6-BA濃度為4 mg/L時，對鳳頭姜試管苗的增殖最有利；當(dāng)NAA的濃度為0 mg/L，6-BA濃度為2 mg/L時最有利于根狀莖的增大；當(dāng)NAA濃度為0.5 mg/L，6-BA濃度為2 mg/L時，最有利于株高的增加.

[1] Sharma T R,Singh B M.High-frequency in vitro multiplication of disease-free Zingier Officinale Roca[J].Plant Cell Reports,1997，17(1):68-72.

[2] 陳傳紅，金衛(wèi)根，楊柏云.蔗糖和多效唑?qū)υ嚬苌纬傻挠绊慬J].熱帶亞熱帶植物學(xué)報，2006,b(2):146-150.

[3] 李紅梅，張俠,宋莉璐.生姜莖尖的組織培養(yǎng)及試管苗快繁體系的研究[J].山東科學(xué)，2008,21(5):36-38.

[4] 吳家麗.白水生姜組培脫毒及離體快繁體系建立研究[J].長江蔬菜，2011(4)：17-21.

[5] 劉文萍.密紋片姜莖尖培養(yǎng)脫毒快繁技術(shù)研究[J].中國農(nóng)學(xué)通報,2005,21(6):100-101.

[6] 雷開榮.生姜組織培養(yǎng)中增殖與生根同步培養(yǎng)技術(shù)研究[J].中國種業(yè)，2006(5):33-34.