不同培养条件对鸡冠花试管成花的研究

李广友， 许志强， 齐迎春

(华中农业大学生命科学技术学院，湖北 武汉 430070)

不同培养条件对鸡冠花试管成花的研究

李广友， 许志强， 齐迎春*

(华中农业大学生命科学技术学院，湖北 武汉 430070)

为研究鸡冠花试管花卉形成体系，给试管花卉生产提供材料资源，将鸡冠花种子播种在添加不同白砂糖浓度培养基中培养和播种在不同体积三角瓶中培养，记录开花时间，计算发芽率及株高等，结果显示，随着白砂糖浓度逐渐增大，鸡冠花的株高逐渐下降，花序的长度和宽度均先增大后减小，花序长宽比减小。当白砂糖浓度为40 g/L时，花序的长度和宽度最大，分别为6.29和5.50 cm；而且3个浓度的白砂糖对鸡冠花的花期没有显著性影响，均60 d以上。因此，白砂糖40 g/L条件下适合用于试管花卉制作。当白砂糖浓度高达70 g/L，植株株高显著小于其他组，只有6.44 cm，适合于小容器试管花卉制作。此外，在不同体积三角瓶中培养结果显示，随着培养空间的不断增加，鸡冠花的株高逐渐增加，但对花的大小和观赏期没有显著影响，只是容器越小，营养生长时间缩短，开花时间提前，因此，可以根据容器大小调节开花时间，为周期性试管花卉生产提供生产依据。

鸡冠花；试管成花；白砂糖浓度；培养空间

试管花卉是将组织培养的无菌苗接种于装有各种颜色基质、形态不同且具有观赏价值的容器中，以达到可以直接观赏的新型的装饰品[1]。试管花卉的特点是精致美观、便于携带、不需要任何养护等，市场前景良好[2]。鸡冠花(CelosiacristataL.)，苋科青葙属，一年生草本[3]，其花序呈鸡冠状或羽毛状[4]。鸡冠花原产于非洲、美洲热带和印度，因其花大色艳、花期长、株矮而齐、极具观赏价值而越来越受到人们的青睐[5]，最近几年陆续有鸡冠花试管成花的研究报道[5-6]。在我国，2007年有部分的研究所和公司制作并销售试管花卉[7]，但近几年没有见到报道。目前研究试管成花的多集中于激素种类及浓度[2,8]、外植体类型[9-10]、铵态氮与硝态氮比例[5]、光照[3,7]和温度[7]等条件，研究白砂糖浓度和培养空间对植物花芽诱导的影响还未见报道。本实验通过设置白砂糖浓度和培养空间两个因素，筛选出可以制作试管花卉的植株，为鸡冠花试管花卉的生产制作工艺提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 实验材料

鸡冠花的种子购于湖北省武汉市南湖花木城花卉市场。甘肃酒泉七彩园艺有限责任公司生产，生产日期为2011年12月25日。搏浪牌84消毒液由江西健宝医药科技有限公司生产，生产日期为2012年8月9日。白砂糖是由湖北省武汉榕丰园贸易有限公司2012年生产。实验开展于2012年9月。

1.2 实验方法

1.2.1 无菌苗获得 无菌操作均在超净工作台完成。鸡冠花种子先用75 %的酒精浸泡60 s，不断摇动，用无菌水冲洗3次后再用浓度为30 %的84消毒液分别浸泡10、15、20 min，不断摇动，用无菌水清洗干净后播种于MS培养基上，每瓶5粒，共90粒。每10 d统计种子的发芽率，统计30 d。结果表明，消毒10 min发芽率最高达91.11 %(数据未显示)，获得大量无菌苗。

1.2.2 数据获得及处理方法及实验条件 测量株高和花序大小时，将培养瓶中的植株取出平放在桌上，测量根茎交界处至花序顶部的距离；花序长度即花序基部至顶端的距离，花序宽度即花序的最大宽度值。营养生长时间为从播种到第1个花芽出现的天数，花期为从第1个花芽出现到花序全部凋谢的天数。本实验数据应用Excel统计分析。

实验所用基本培养基为MS中添加 7 g/L琼脂、白砂糖30 g/L(白砂糖浓度对比实验除外)，pH值为5.8～6.2，培养温度22 ℃，光强5000 lx，光照周期12 h/d。

1.2.3 不同白砂糖浓度对鸡冠花试管成花的影响 分2批剪取长出4片真叶的鸡冠花幼苗[9]，一批接种到白砂糖浓度分别为30、40、50和70 g/L的250 mL培养瓶的生根培养基MS1(MS1=MS+NAA 0.2 mg/L)中，观察统计鸡冠花株高、花芽诱导率以及花序大小；另一批接种到白砂糖浓度分别为30、40和50 g/L的250 mL培养瓶的生根培养基MS1中，观察统计营养生长时间和花期。每个处理接种30株。

1.2.4 不同培养瓶空间大小对鸡冠花试管成花的影响 剪取长出4片真叶的鸡冠花幼苗接种到培养空间大小分别为100、150和250 mL的生根培养基MS1中，观察统计株高、花序长度、花序宽度、营养生长时间和花期。每个处理接种30株。

2 结果与分析

2.1 不同白砂糖浓度对鸡冠花试管成花的影响

2.1.1 不同白砂糖浓度对鸡冠花株高、花芽诱导率以及花序大小的影响 将长出4片真叶的鸡冠花幼苗接种到白砂糖浓度分别为30、40、50和70 g/L的MS1培养基中，经过150～180 d的观察和统计分析，实验结果见表1。

由表1可知，白砂糖浓度为30和40 g/L时，鸡冠花的花芽诱导率最高，达到100 %，而鸡冠花的花芽诱导率随着白砂糖浓度继续增大而下降至91.67 %，但不同白砂糖浓度间鸡冠花的花芽诱导率无显著差异。白砂糖浓度为30 g/L时，鸡冠花的株高最大，达到15.52 cm，随着白砂糖浓度逐渐增加到70 g/L时，鸡冠花的株高逐渐下降至6.44 cm，不同的白砂糖浓度处理对株高影响差异显著。

同时，从表1可知，在一定范围内，随着白砂糖浓度的增大，鸡冠花花序的长度和宽度均先增大后减小。当白砂糖浓度为40 g/L时，鸡冠花花序的长度和宽度均最大，分别达到6.29和5.50 cm。而白砂糖浓度为70 g/L时鸡冠花花序的长度最小，白砂糖浓度为30 g/L时鸡冠花花序的宽度最小，比白砂糖浓度为40 g/L时鸡冠花花序的长度和宽度分别小了2.39和0.77 cm。

表1 不同白砂糖浓度对鸡冠花株高、花芽诱导率以及花序大小的影响

注：小写字母表示5 %显著水平多重比较的结果，用的是LSD法，即最小显著差数法。下同。

Note：The lower case letters in the same cloumn mean significant difference (P<0.05). LSD is used in multiple comparisons. The same as below.

表2 不同白砂糖浓度对鸡冠花营养生长时间和花期的影响

表3 不同培养空间对鸡冠花株高的影响

仔细观察发现，鸡冠花花序长度和宽度随着白沙糖浓度的变化存在一定关系，随着白沙糖浓度增大，花序长宽比减小。

2.1.2 不同白砂糖浓度对鸡冠花营养生长时间和花期的影响 从表2可知，随着白砂糖浓度的不断增加，鸡冠花的营养生长时间逐渐减小，鸡冠花的花期逐渐增长。说明较高的糖浓度不仅可以缩短鸡冠花的营养生长时间，还可以延长开花期，如白砂糖浓度为50比30 g/L时鸡冠花营养生长时间缩短了约8 d，而花期延长了约8 d。

实验观察还发现，随着白砂糖浓度的不断增加，鸡冠花的叶片颜色也越来越深，白砂糖浓度为70 g/L时叶色呈墨绿色，即白砂糖浓度不仅对鸡冠花的营养生长时间和花期有影响，而且对叶片颜色深浅也有很大的影响。

2.2 不同培养空间大小对鸡冠花试管成花的影响

剪取长出4片真叶的鸡冠花幼苗接种到容积分别为100、150和250 mL三角瓶中，培养基配方为MS1，经过150 d的观察、统计(表3)。

从表3中可以看出，培养在250 mL三角瓶中的鸡冠花的株高最大，达到10.87 cm，与培养在100和150 mL的植株株高之间具有显著性差异。培养在100和150 mL三角瓶中植株株高差异不显著。不同培养空间对鸡冠花的株高有影响，培养空间增加到一定程度，鸡冠花的株高也会显著性增加。

此外，培养空间为250 mL时鸡冠花的营养生长时间和花期都是最长的，分别为66.69、69.73 d。随着培养空间的不断增加，鸡冠花的营养生长时间逐渐增加，250 mL比100 mL三角瓶里的鸡冠花营养生长时间延长约22 d，比150 mL里的鸡冠花营养时间延长19 d，而3种三角瓶里鸡冠花的花期没有显著性差异。在250 mL三角瓶中的鸡冠花花序长度和宽度最大，分别为2.95和3.55 cm。3种不同培养空间鸡冠花花序的长度差异不显著，而250 mL瓶中，鸡冠花花序的宽度分别比100和150 mL里的宽了1.55和1.47 cm，但都具有观赏价值。

3 讨 论

3.1 白砂糖浓度对鸡冠花试管成花的影响

白砂糖提供了植物生长所需的碳源，有很多报道都表明了碳源与氮源的比值是植物试管开花的重要的因素之一。一般来说，在离体培养下，高C/N比促进植物生殖生长[11]，而高N/C比有利于植物的营养生长。本实验的数据也说明了这一点。实验中，随着白砂糖浓度的不断增加，鸡冠花的营养生长时间逐渐减小，鸡冠花的花期逐渐增长。植物的营养生长和生殖生长都需要大量的营养物质供应完成，碳源越为丰富，能促进开花，减少植物营养的时间、增加生殖生长的时间，这在其他研究结果中也有报道，如提高培养基糖浓度可以促进铁皮石斛提早开花[9-10]。但具体通过什么方式调节植物生长过程仍然需要进一步的研究探讨。

根据实验结果可知，当白砂糖浓度大于40 g/L时，随着白砂糖浓度的增大，鸡冠花种子的开花率也逐步降低，但差异不显著，原因可能是培养基渗透压过大而影响吸收，导致植株生长状态不好，从而影响开花。

当白砂糖浓度为40 g/L时，鸡冠花花序的长度和宽度均最大，适合用于试管花卉制作。当白砂糖浓度为70 g/L时鸡冠花株高最小、花序的长度最小、花序的长度较小，适合于小容器试管花卉制作。

此外，白砂糖浓度为30 g/L时，鸡冠花的株高最高、花序高宽比最大，说明白砂糖浓度减小时使得鸡冠花的株型和花型有趋向瘦长的的趋势，而随着白砂糖浓度增大到70 g/L时，使得鸡冠花的株型和花型有趋向矮胖的趋势。这一点可以从株高和花序的长宽比看出，随着白砂糖浓度增大，鸡冠花花序的长宽比逐渐减小，当白砂糖浓度增大到70 g/L时长宽比与30 和40 g/L时存在显著差异。如此生长趋势也可能是由于高渗透压影响植物营养均衡性，导致生长矮壮。

实验过程中，还发现部分鸡冠花开花后株高有继续增长的现象，花后花序增高的现象在其他研究中也有发现，如燕麦在开花后株高仍有较大增长[12]，这是植物种间生物学特性决定的。有些植物开花后花序高度变化不大，而有些植物开花后花序高度还有大幅度变化。鸡冠花开花后株高虽然继续增高，但增高幅度不大，适合用于试管花卉制作的材料。

3.2 培养空间大小对鸡冠花试管成花的影响及问题

培养空间大小对植物试管成花的影响的研究，主要是从试管花卉的生产应用方面考虑的，因为在制作试管花卉所用的瓶子大小各异，需要筛选出适用于不同大小的容器植株材料。从实验得到的数据来看，随着培养空间的缩小，所提供的营养较少，培养瓶中的空气较少，鸡冠花相对生长在逆境中而较早的进入生殖生长。这个结论仍然需要进一步探讨。同时，随着培养空间的缩小，株高、花序宽度和营养生长时间均显著减小，而花序长度和花期无显著变化，观赏价值没有降低，这对试管花卉的生产应用具有极大的指导意义。

总之，本实验结果显示白砂糖浓度在40 g/L时，鸡冠花适合生产试管花卉，且花期在2个月以上。如果需要缩短生产周期，可将鸡冠花种子播在100 mL容器中，生殖生长将提前20 d左右，因此，可以根据产品的需求来安排播种时间，从而可获得更多利润。

[1]孙婵娟．万寿菊的快速繁殖及试管开花研究[D]．重庆：西南大学, 2009.

[2]齐迎春，陈 翔，朱 意，等．孔雀草试管花卉研究[J]．江西农业学报，2012, 24(1)：21-22，25．

[3]王军玲，陆方方，陈晓梅，等．鸡冠花试管开花初探[J]．热带农业科技，2007, 30(4)：34-35，44．

[4]王军玲, 汪卫星, 郭启高, 等. 鸡冠花(CelosiacristataL.)离体快繁及多倍体诱导[J]．分子植物育种，2008，6(1)：187-192.

[5]何雪娇，何国昌，赖钟雄．铵态氮/硝态氮对鸡冠花试管开花的影响[J]．安徽农业科学，2011，39(18)：10761-10763．

[6]林柄英，张文珠，林德钦，等．鸡冠花的组织培养及试管苗开花诱导[J]．广西热带农业，2010(5)：11-13．

[7]黄 浅，赖钟雄，栾爱业，等．试管花卉的生产与应用[J]．亚热带农业研究，2007，3(4)：300-304．

[8]梁 艳，杨晓杰，刘 敏，等．鸡冠花的离体快繁及试管开花研究[J]．北方园艺，2012(8)：127-130．

[9]冯 莹，林庆良．试管开花研究进展[J]．北京农业，2007(36)：46-49．

[10]张 华，白志川，刘世尧，等．试管开花植物研究现状及展望[J]．安徽农业科学，2009, 37(17)：7958-7960．

[11]吴高杰，李 璐，赖钟雄．兰花试管开花研究进展[J]．中国农学通报， 2001，27(10)：67-72．

[12]尹大海，魏臻武，马成华，等．燕麦开花后光合产物积累和分配特点的研究[J]．青海畜牧兽医杂志，1995，25(4)：3-6．

(责任编辑 李山云)

Formation ofCelosiacristataL. Flower in Vitro with Different Culture Conditions

LI Guang-you, XU Zhi-qiang, QI Ying-chun*

(Teaching Center for Experimental Biology, College of Life Science and Technology, Huazhong Agriculture University, Hubei Wuhan 430070, China)

In order to study the tube flowers forming system ofCelosiacristataL. and provide material for tube flower production, seeds ofCelosiacristataL. were sew in culture medium at different sugar concentration and planted in triangle flasks of different volume. Germination rate, flowering time, and plant height were recorded. The results showed that the plant height ofCelosiacristataL. decreased gradually with the increased sugar concentration, while inflorescence length and width showed early increase followed by later decrease and a constant decrease in inflorescence length-width ratio. The maximum inflorescence length and width, 6.29 and 5.50 cm, respectively, were observed at the sugar concentration of 40 g/L, whereas no significant difference in flowering time (all of them are over 60 days) were detected in culture medium with different sugar concentrations. Therefore, it was suitable to produce tube flower using 40 g/L of sugar. Plant height was only 6.44 cm at 70 g/L of sugar, which was significantly lower than that of other groups, suggesting that this concentration was suitable to produce a smaller tube flower. In addition, the increase of cultivation space resulted in increasing plant height ofCelosiacristataL. but showed no effect on flower size and ornamental period. On the other hand, the decrease of space led to the shorter vegetative period and early flowering. Therefore, we can control flowering time by adjusting the size of the container.

CelosiacristataL.；In vitro flowers；Sugar concentration；Cultivation space

1001-4829(2016)10-2479-04

10.16213/j.cnki.scjas.2016.10.041

2015-10-03

国家自然科学基金(J1103510)

李广友(1994-)，男，浙江义乌人，硕士在读生，研究方向为生物化学与分子生物学，*为通讯作者，E-mail: yingchunqi@mail.hzau.edu.cn。

S681.3

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