白芨种子萌发及无菌苗移栽成活影响因素研究

邹欢欢，程明圣，邹 娜

（江西农业大学 园林与艺术学院，江西 南昌 330045）

白芨（Bletilla striata（Thunb.）Reichb. f.）为兰科白芨属植物，又名地螺丝、刀口药、连芨草［1］。白芨属植物是兰科植物中最具有经济价值的类群之一。白芨是我国常用的中药材之一，据《中国药典》记载其干燥块茎可入药，具有补肺、止血、消肿、生肌等功效［2−3］。有研究表明白芨在抗肿瘤、抗菌等方面作用明显，还可以促进细胞生长［4−5］。而且白芨茎中还含有较高的白芨胶，具有特殊的黏度特性，可作为增稠剂、混悬剂、保湿剂和助乳化剂等应用于化妆品中，可以达到改善皮肤营养、抗氧化抗衰老和美白祛斑的效果［6］。另外在食品、纺织印染、特殊涂料中也可以看到它的身影［7］。

因其极高的经济价值与药用价值，野生白芨资源遭到了大量人工采挖。由于白芨种子微小无胚乳，只有几个细胞构成的发育不完全的胚，自然条件下发芽率极低，再加上白芨生存的生态环境遭到破坏，野生资源日益减少［8］。白芨目前已被《中国植物红皮书——稀有濒危植物》第1册收录，同时也被写入了《濒危野生动植物国际贸易公约》（CITES）保护种类［9］。白芨传统的繁殖方法采用的是分生繁殖，繁殖系数低，生长周期较长，而且耗种量大，容易造成种性退化，不宜进行大规模的商业化生产［10］。鉴于白芨种子特点，通过无菌播种，采用组织培养技术可以快速繁殖大量种苗，但目前白芨组培快繁体系尚不完善。本研究以白芨种子为外植体材料，对比不同培养基对其发芽的影响，提高白芨种子萌发率，探究影响试管苗移栽成活的因素，获得最适宜白芨幼苗生长的栽培容器规格和遮荫处理，提高白芨无菌苗出瓶移栽成活率，为白芨种苗人工栽培的工厂化生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

白芨种子采自江西农业大学花卉盆景教学基地，采集成熟而未裂开的蒴果为外植体材料，进行白芨种子萌发试验。

1.2 试验方法

1.2.1 外植体的消毒灭菌将采回的白芨蒴果用洗洁精仔细刷洗表面，洗净后流水冲洗10 ～20 min。于超净工作台上用70%的乙醇浸泡10 ～30 s，取出材料后用含吐温−80 的10%次氯酸钠剧烈振荡消毒20 min，无菌水冲洗6 遍，滤纸吸干表面水分，待用。

1.2.2 种子萌发及生根分别配置固体培养基BJ4 和B7、液体培养基BJ4 和B7。BJ4 固体培养基：MS + 1.0 mg/L 6−BA + 0.5 mg/L NAA + 30 g/L 蔗糖+ 6.5 g/L 琼脂；B7 固体培养基：MS + 2.0 mg/L 6−BA + 0.1 mg/L IBA + 30 g/L 蔗糖+ 6.5 g/L 琼脂，pH = 5.8 ± 0.2。从消毒的蒴果中取出种子均匀撒在培养瓶内，每种类型培养基各接种16 瓶。将接种后的全部固体培养基随机放置于组培室内，将一半的液体培养基置于摇床上振荡培养（120 r/min），另一半置于培养箱内静止培养，探究不同配方的培养基及培养方式对白芨种子萌发的影响。萌发后选取叶色相似、大小高度相近的无菌苗作为白芨生根培养的材料，接种于文献［11］提供的1/2MS + 0.5 mg/L IBA + 1.0 mg/L GA3生根培养基中进行生根培养。

1.2.3 无菌苗炼苗移栽无菌苗在生根培养基中进行炼苗后，将根生长较好、苗高大于3 cm 且叶色较绿的植株取出，流水洗净根部培养基，选择生长状况相近的白芨无菌苗（图1）进行移栽。以蛭石作为基质来探究不同规格的无纺布育苗容器袋对无菌苗移栽成活的影响。育苗袋有4 个规格，每个规格的宽度与高度值分别为7 cm × 9 cm、9 cm × 12 cm、12 cm × 14 cm、16 cm ×20 cm，分别记为A、B、C、D，每个规格30 袋，每一处理设3 个重复。

图1 白芨无菌苗Fig.1 Bletilla striata aseptic seedlings

1.2.4 白芨容器苗栽植将生长两个月后的容器移栽苗直接移栽到地里，采用不同密度的遮阳网对白芨进行拱形覆盖，研究不同遮荫强度对白芨容器苗移栽成活的影响。试验设有对照（100%自然光（natural light，NS））、二针（约50% NS）、三针（约30% NS）、四针（约20% NS）共4 种处理，每个处理共50 棵容器苗。

1.3 培养条件

培养室内条件：温度为（25 ± 1）℃；光照时间为12 h/d；光照强度为2 000 Lx。如无特殊说明各培养基均为MS 培养基，添加琼脂6.5 g/L，蔗糖20 g/L，pH 5.8，121 ℃高温灭菌20 min。温室棚的环境条件为湿度≥80%，温度28 ℃左右。

1.4 实验观察与数据处理

接种20 d 后随机抽取6 份培养基对变绿萌发的种子的球茎大小等级进行分类，球茎级别分为5 级：0 级（仍然处于黄色丝状）、Ⅰ级（直径为0.1 ～0.5 mm）、Ⅱ级（直径为0.6 ～1.4 mm）、Ⅲ级（直径为1.5 ～1.9 mm）、Ⅳ级（直径为2.0 mm 以上），并统计各级萌发数据，计算萌发率，其中，萌发率=（Ⅰ级+ Ⅱ级+ Ⅲ级+ Ⅳ级数量）/（0 级+ Ⅰ级+ Ⅱ级+ Ⅲ级+ Ⅳ级数量）×100%；在无纺布育苗袋中移裁50 d 后对株高、叶片数、成活率进行测量计算；在遮荫强度实验中，移栽后的1 个月和2 个月分别测量植株高度和成活率。叶片数= 叶片总数/株数；株高= 总植株高度值/株数；成活率= 成活数/移栽总数× 100%。对观察及统计的数据用Excel2007 和DPS6.0 软件进行处理。方差分析利用统计分析软件SPSS22.0 进行。

2 结果与分析

2.1 不同培养基及处理方式对白芨种子萌发生长的影响

表1 结果表明，不同培养基（BJ4 与J7）与不同处理方式下（固体与液体培养，静止与振荡培养）的各组处理间均不存在显著性差异，在整体上J7 较BJ4 有更高的萌芽率，J7 比BJ4 在固体培养、液体振荡和静止培养中的萌发率分别高出5.3%、9.7%和19.0%；并且在白芨萌发生长后球茎大小会受到培养基质类型的影响，其中固体BJ4 和J7 对种球发育大小的影响差异达到显著水平，固体BJ4 中的白芨球根Ⅲ级和Ⅳ级占比是J7 的3.2 倍；并且与液态静止培养间也存在显著性差异，培养基J7 以液体培养较好，但固液间则没有显著性差异。液体BJ4 和液体J7 的静止与振荡状态下的球根发育大小之间没有显著性的差异。

表1 不同培养基及处理方式对种子萌发的影响 /%Tab.1 Effects of different media and treatment methods on seed germination

2.2 不同规格育苗袋对白芨无菌苗移栽成活的影响

表2 结果表明，从移栽成活率来看，D 规格的育苗袋（16 cm × 20 cm）移栽成活率较高，达71.10%，分别比规格为A（7 cm × 9 cm）、B（9 cm × 12 cm）、C（12 cm × 14 cm）育苗袋处理的移栽成活率提高了45.4%、23.1%、4.9%，但不同育苗袋规格间的移栽成活率不存在显著性差异。从平均叶片数和苗高两个指标来看，也是D 规格的育苗袋更好，叶片数分别比规格为A、B、C 容器中的提高162.0%、101.4%、55.9%，并且与这3 种规格间的差异均达到了显著水平；植株高度分别比规格为A、B、C 育苗袋中的提高60.1%、23.1%、30.3%，并且与A 之间的差异具有显著性，而与其他两个规格没有显著性差异。结合成活率、植株高度、叶片数的这3 项指标可以说明规格D 对白芨无菌苗移栽成活与生长影响优于其他3 种规格的育苗袋。

表2 育苗袋规格对无菌苗移栽成活的影响Tab.2 Effect of seedling bag specifications on the transplanting survival of aseptic seedlings

2.3 不同遮荫强度对白芨容器苗移栽成活的影响

图2 结果表明，成活率随着遮荫强度的增加而提高，两个月后的成活率低于一个月时的成活率。成活率在四针遮荫时成活率最高，达到70%，分别高出三针、二针、对照组处理40%、59%、600%，两个月后四针规格与其他3 种不同处理之间的成活率差为20%、30%、60%。

图2 遮荫强度对白芨容器苗移栽成活的影响Fig.2 Effect of shading intensity on transplanting survival of Bletilla striata container seedlings

白芨无菌苗分种到地里的初始平均株高之间没有显著性的差异，但不同强度的遮荫对白芨无菌苗移栽成活及生长影响不同，结果见表3。一个月时各处理间容器苗株高无显著差异。但两个月后，4 种处理的平均株高达到显著性差异，其中以四针的效果最好，三针次之，两针效果较差，无遮荫处理的移栽苗全部死亡。由此可知四针规格处理下的环境更有利于白芨容器苗的生长，无遮荫状态下不适合白芨容器苗的生长。

表3 遮荫强度对白芨容器苗高度的影响 /cmTab.3 Effects of shading intensity on container seedling height of Bletilla striata

3 讨论

白芨的种子因没有胚乳，自然条件下萌发率极低，因此需要在一定的营养环境中才能萌发。白芨种子无菌培养时常采用固体培养基，而液体培养基可以使外植体与营养物充分接触，振荡培养可以使得白芨种子处于良好的分散状态，有利于每粒种子都能吸收营养物质［12］。但本文结果显示不同处理间（静止和振荡培养）白芨种子萌发率差异并不显著（P＞0.05），没有达到预期效果，可能是摇床转速过快，不利于营养物质的吸收。

容器作为育苗的主体器皿，容器的规格和材质的选择直接影响到苗木的移栽成活及质量、生产成本乃至后期的生长状况。无纺布袋的融水性、融土性和透气性好，容器苗可以直接入土，避免移栽过程中对根系造成损伤。本文实验显示4 种规格容器中，D 规格为最佳选择，这个结果与吕家等［13］在容器规格对紫椴幼苗生长的影响中一致。而且较大的容器规格会增加育苗成本和运输费用等问题，生产中具体的育苗规格的选择还要进行综合考虑。

光照强度是影响植物健康生长的重要因素之一，人工遮荫可以有效降低光照强度和叶面温度的作用［14］。在本实验中，四针规格的遮阳网条件下，白芨的存活率和高度达到最大，这个结果和杨平飞等［15］的结果相似，其研究中40% ～55%遮阴网进行遮阴，有利于白芨的生长。随后黄珊等［16］也证明了这一点，60%的遮荫度白芨的茎秆最粗、根数最多，也有利于多糖的积累，从而得到优质的白芨种苗。这与白芨喜阴凉湿润的环境有关。

综上所述，不同培养基对种子萌发率差异不显著，但固体BJ4（MS + 1.0 mg/L 6−BA +0.5 mg/L NAA + 30 g/L 蔗糖+ 6.5 g/L 琼脂）培养基中的球茎会大于其他处理的培养基。综合成活率、株高、叶片数的数据可以说明D（16 cm × 20 cm）规格的无纺布容器袋对白芨无菌苗移栽成活与生长影响优于其他3 种规格。四针遮阳网下的光照强度更有利于白芨容器苗的生长，移栽两个月后成活率为60%，株高为5.65 cm，而无遮荫状态下不适合白芨容器苗的生长。