馬姍姍,劉云霞,張莉萍,楊紫璇,杜 鑫,韓碩妍,鄭金雙,*

(1 河北科技師范學(xué)院農(nóng)學(xué)與生物科技學(xué)院 河北省作物逆境生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,河北 秦皇島,066600,2 中央農(nóng)業(yè)廣播電視學(xué)校昌黎縣分校)

丹參(SalviamiltiorrhizaBge.)為唇形科多年生草本植物,其以干燥根及根莖入藥,為常用大宗中藥材[1]。丹參廣泛分布于全國各地,主要道地產(chǎn)區(qū)有:河南、山東、陜西、湖北、安徽、四川等地[2]。隨著生態(tài)環(huán)境惡化、人為過度的無節(jié)制采挖,導(dǎo)致我國野生丹參資源瀕臨枯竭。冀東地區(qū)地處燕山南麓,地產(chǎn)野生藥材質(zhì)量?jī)?yōu)良,是丹參藥材的道地產(chǎn)區(qū)之一。生產(chǎn)中,丹參以種子繁殖為主,自然條件下萌發(fā)率僅30%～40%。

丹參種子較小、不耐儲(chǔ)存,播種深度淺,最適覆土厚度約為1.0 cm[3,4];種子繁殖子代分化程度高。利用營(yíng)養(yǎng)繁殖技術(shù),能保持優(yōu)良特性,縮短生產(chǎn)周期,是優(yōu)良種質(zhì)繁育的重要手段。有學(xué)者采用分根營(yíng)養(yǎng)繁殖,但根段保管不當(dāng)易霉?fàn)€[5],且繁殖系數(shù)低[6]。2年生和3年生丹參非藥用部位生物量占植株總生物量的60%～70%,若以莖段作為繁殖材料,合理利用資源,應(yīng)用前景廣闊。關(guān)于丹參莖段扦插繁殖技術(shù)研究,僅見李永勝等[7]采用莖段扦播、薄膜覆蓋催芽移栽法移栽丹參,成活率達(dá)95%,但丹參莖段扦插生根機(jī)理未見報(bào)道。因此,筆者采用不同質(zhì)量濃度、不同處理時(shí)間的生根粉處理丹參莖段,研究丹參扦插生根類型、生根率和根系現(xiàn)紅時(shí)間,完善丹參莖扦插繁殖技術(shù)理論基礎(chǔ),以期為冀東地區(qū)丹參的高效生產(chǎn)與良種繁育提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

本次試驗(yàn)所用丹參莖段取自位于秦皇島市昌黎縣施各莊的河北科技師范學(xué)院(昌黎校區(qū))農(nóng)學(xué)與生物科技學(xué)院綜合實(shí)驗(yàn)站丹參資源圃。本次試驗(yàn)選用生長(zhǎng)旺盛、無病蟲害的帶芽莖段為材料。

1.2 方法

1.2.1基質(zhì)的配制與消毒 基質(zhì)選用珍珠巖,先用亮盾(先正達(dá)南通作物保護(hù)有限公司,規(guī)格:10 mL/袋,有效成分:精甲咯菌腈)1 000倍液均勻噴灑消毒;透明塑料杯(口徑×高×底徑:96 mm×106 mm×53 mm,360 mL)底部打4個(gè)孔,將基質(zhì)充分混均后裝入塑料杯中。裝杯時(shí)不要鎮(zhèn)壓,保持基質(zhì)的疏松透氣。

1.2.2莖段處理 選擇帶芽的丹參側(cè)枝為插條,及時(shí)帶回溫室噴水保濕;插條采集后,在溫室遮蔭處將其剪截成插穗,插穗長(zhǎng)度約13～16 cm,每個(gè)插穗帶1～2個(gè)芽,上端平切口,切口距芽1.0 cm以上,保留3～5片新鮮葉,下端斜切口,切口要整齊。插穗每30條1組,用不同質(zhì)量濃度生根粉浸泡至莖段基部以上約3 cm處。

本次試驗(yàn)于河北科技師范學(xué)院(昌黎校區(qū))農(nóng)學(xué)與生物科技學(xué)院現(xiàn)代化智能溫室進(jìn)行,采用二因素(質(zhì)量濃度×處理時(shí)間)隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì),設(shè)置3個(gè)質(zhì)量濃度:0.2 g/L(處理時(shí)間:6.0,12.0,18.0 h);0.5 g/L(處理時(shí)間:1.0,2.0,3.0 h);1.0 g/L(處理時(shí)間:0.5,1.0,1.5 h)(表1)。每個(gè)處理3次重復(fù),每重復(fù)30條插穗。

表1 不同質(zhì)量濃度和處理時(shí)間的生根粉處理丹參莖段試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.3扦插及插后管理 扦插時(shí)用直徑約0.5 cm的木棍在基質(zhì)上打孔,防止扦插時(shí)損傷插穗基部。插穗經(jīng)不同質(zhì)量濃度、不同處理時(shí)間的生根粉浸泡后,直插于基質(zhì)中。扦插完立即澆透水,使插穗與基質(zhì)充分接觸;塑料杯置于穴盤托內(nèi),加水,保持水面高度浸沒基質(zhì)約1～2 cm。扦插后搭蓋塑料小拱棚保持扦插環(huán)境的濕度。扦插生根期間,每天8:00～9:00,12:00～13:00觀測(cè)塑料小拱棚內(nèi)的溫度,保持15～25 ℃室溫,溫度過高(晴天9:00)時(shí),揭開塑料小拱棚兩側(cè)的塑料薄膜通風(fēng)降溫,17:00放下塑料薄膜。濕度管理需每天觀察棚內(nèi)濕度,按需澆水。當(dāng)插穗大部分生根發(fā)芽后(約需30 d),適當(dāng)減少澆水次數(shù)。

調(diào)查完成生根粉不同質(zhì)量濃度和處理時(shí)間條件下丹參插穗生根率后,選取生根健壯且未被污染的插穗共88條,轉(zhuǎn)移至用亮盾處理過的珍珠巖中。為防止損傷根系,先將丹參插穗放入塑料杯中,再填入珍珠巖。插完后將插穗周圍基質(zhì)輕輕鎮(zhèn)壓,并立即澆透水,使插穗與基質(zhì)充分接觸。搭塑料小拱棚保持環(huán)境濕度,當(dāng)塑料小拱棚內(nèi)的水分減少時(shí)適當(dāng)澆水。每隔15 d觀察根系現(xiàn)紅情況。

1.2.4項(xiàng)目測(cè)定 本次試驗(yàn)于2021年10月21日開始扦插,各處理扦插10 d后,統(tǒng)計(jì)丹參莖的生根情況,不定根長(zhǎng)度約0.1 cm即定義為已生根,生根率=(生根插穗數(shù)/插穗總數(shù))×100%。同時(shí)觀察不同處理莖段的生根類型。

于2021年12月27日～2022年6月19日,每隔15 d調(diào)查1次,隨機(jī)選擇15條插穗觀察根現(xiàn)紅情況,現(xiàn)紅率=(現(xiàn)紅插穗數(shù)/調(diào)查插穗總數(shù))×100%。

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用Excel 2019和DPS 9.01進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和統(tǒng)計(jì)分析,Photoshop CS3軟件進(jìn)行圖片處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 丹參莖扦插中不定根形成過程

觀察不定根形成過程,發(fā)現(xiàn)扦插后第10天,腋芽下端和莖節(jié)處出現(xiàn)少量米粒狀白色凸起,此時(shí)不定根已形成(圖1 A);扦插后第20天,米粒狀白色凸起伸長(zhǎng),形成白色晶瑩狀的幼小不定根(圖1 B),基部形成愈傷組織,愈傷層較薄呈薄片狀;扦插后第30天,不定根伸長(zhǎng)至4～10 cm(圖1 C),且數(shù)量開始增多;插穗基部愈傷組織明顯增大,有的分化出不定根;扦插后第40天,不定根伸長(zhǎng)至15 cm以上(圖1 D),根系發(fā)達(dá)且不定根開始形成2～3級(jí)分支,顏色變深,呈白色至淺紅色,并加粗生長(zhǎng),表皮出現(xiàn)皸裂,少數(shù)愈傷組織呈淺褐色且分化出的不定根開始伸長(zhǎng)生長(zhǎng),呈簇生狀(圖1 E)。

圖1 丹參莖段扦插中不定根的形成過程

2.2 丹參莖扦插生根類型

試驗(yàn)結(jié)果表明,丹參插穗生根類型共有4種,包括潛伏不定根原基生根型(圖2 B)、腋(側(cè))芽基部分生組織根原始體生根(圖2 A～圖2 C)、愈傷組織生根(圖2 D～圖2 G)、皮部生根(圖2 L),部分插穗同時(shí)出現(xiàn)2～3種生根方式的混合生根類型(圖2 H～圖2 K)。由此可知,丹參莖段扦插生根為綜合性生根類型。

圖2 丹參莖扦插中的生根方式注:A～C,腋(側(cè))芽基部分生組織根原始體生根;D～G,愈傷組織生根;H～K,腋(側(cè))芽基部分生組織根原始體生根及愈傷組織生根;L,皮部生根

2.3 生根粉不同處理對(duì)丹參莖扦插生根率的動(dòng)態(tài)變化

生根粉不同質(zhì)量濃度和處理時(shí)間條件下,丹參插穗生根率均呈現(xiàn)緩慢增加趨勢(shì),所有處理在第10天時(shí)均生根,在第40天時(shí)生根率趨于平穩(wěn)(表2)。處理2和處理6的生根率增長(zhǎng)趨勢(shì)大致相同,均在第40天時(shí)生根率最高達(dá)100%,且這兩個(gè)處理間差異不顯著,與其他處理間差異極顯著。扦插后第60天,處理1,處理2和處理6生根率均達(dá)到100%,且這3個(gè)處理間差異不顯著,與其他處理差異極顯著。

表2 生根粉處理丹參莖段對(duì)扦插生根率的影響 %

2.4 丹參插穗根系現(xiàn)紅情況觀察

扦插第40天后,有少量丹參根系現(xiàn)紅,現(xiàn)紅率為12.22%(圖3)。此時(shí)根系均已開始膨大、表皮皸裂,根系紅色較淺,出現(xiàn)在根基部端三分之一處(圖3 A),然后紅色逐漸加深,延長(zhǎng)至三分之二處(圖3 B)。扦插第168天后,丹參插穗根系現(xiàn)紅率為54.55%?，F(xiàn)紅部位的根系均膨大,且表皮皸裂,顏色已變?yōu)樯罴t褐色并逐漸加深,延長(zhǎng)至不定根根尖處(圖3 C)。

圖3 丹參莖扦插根系現(xiàn)紅情況注:A,淺紅色;B,紅色漸深;C,深紅褐色

3 結(jié)論與討論

扦插繁殖具有擴(kuò)繁速度快、生產(chǎn)成本低、便于規(guī)?；芾?、能保持親本優(yōu)良性狀等優(yōu)點(diǎn)[8～11]。但植物扦插生根是一個(gè)復(fù)雜的過程,受植物基因型、母株年齡與插穗木質(zhì)化程度、內(nèi)源激素等內(nèi)源因子,以及扦插基質(zhì)、外源激素應(yīng)用等外源因子的綜合影響。植物生根類型一般可分為潛伏不定根原基生根型、腋(側(cè))芽基部分生組織根原始體生根型、愈傷組織生根型和皮部生根型等4種類型[12],其中潛伏不定根原基生根型、腋(側(cè))芽基部分生組織根原始體生根型為易生根類型,愈傷組織生根型和皮部生根型為難生根類型[13]。筆者發(fā)現(xiàn),丹參莖段扦插后第10天時(shí),腋(側(cè))芽基部分生組織根原始體生根,且根系逐漸增大;扦插后第20天生成愈傷組織,但生根較少;皮部生根最少,表明丹參以腋(側(cè))芽基部分生組織根原始體生根為主的生根類型,屬于易生根型。

生根粉不同質(zhì)量濃度和處理時(shí)間對(duì)插穗生根有顯著促進(jìn)作用[14～16],生根難易決定不定根形成時(shí)間,且受外源激素影響[17,18]。有些植物由于從根原基分化到成活過程長(zhǎng)而復(fù)雜,導(dǎo)致其扦插生根率較低,因此生根率是制約植物扦插繁殖技術(shù)的關(guān)鍵[19～21]。本次試驗(yàn)中,生根粉0.2 g/L處理6,12 h;0.5 g/L處理3 h時(shí),丹參莖段生根率最高,達(dá)100%。從生產(chǎn)成本和時(shí)間成本考慮,生產(chǎn)中丹參莖段扦插建議采用生根粉0.2 g/L處理6 h。