植物组织培养试管苗的生根与移栽.docx

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植物组织培养试管苗的生根与移栽

植物组织培养——试管苗的生根与移栽

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第六章试管苗的生根与移栽

技能目标：

要求学生在熟练掌握试管苗生根与驯化移栽的基本知识和技能的基础上，能够灵活应用，为试管苗工厂化生产服务,并能够解决试管苗生根与移栽中遇到的问题.

知识目标：

通过本章的学习和实践，了解影响试管苗生根和移栽成活的因素,熟悉试管苗生根和移栽的常用方法，掌握试管苗生根和移栽的基本技术.

植物的组培快繁通过外植体的初代培养以及试管苗的继代增殖培养，往往诱导产生了大量的丛生芽、丛生茎或原球茎。

离体繁殖产生的芽、嫩梢和原球茎，一般都需进一步诱导生根，才能得到完整的植株。

当培养材料增殖到一定数量后，就要使部分培养物分流到生根培养阶段，并进行进一步的驯化移栽,使其适应外界的栽培环境,以获得高质量的商品苗.若不能及时将培养物转移到生根培养基上去，就会使久不转移的试管苗发黄老化，或者因过分拥挤而使无效苗增多造成抛弃浪费。

试管苗的生根与移栽是植物组培快繁的第三个阶段，也是植物组培快繁的最后一道工序，是能否进行大量生产和实际应用的重要问题，也是商品化生产出售产品、取得效益的最终环节.

第一节试管苗的生根

试管苗的生根培养是使无根苗生根形成完整植株的过程,这个过程的目的就是使试管苗生出浓密而粗壮的不定根，以提高试管苗对外界环境的适应力及驯化移栽的成活率，获得更多高质量的商品苗.试管苗的生根一般需转入生根培养基中或直接栽入基质中促进其生根，并进一步长大成苗。

试管苗的生根可分为试管内生根和试管外生根两种方式。

一、试管内生根

（一）影响试管苗生根的因素

植物离体培养中根的发生都来自不定根，根原基的形成与生长素有关，但根原基的伸长和生长可以在没有外源生长素的条件下实现。

影响试管苗生根的因素很多，有植物材料自身的生理生化状态，也有外部的培养条件，如基本培养基、生长调节物质以及外部的环境因素等等,要提高试管苗的生根率，就必须考虑这些影响因素。

1.植物材料

不同植物种、不同的基因型、甚至同一植株的不同部位和不同年龄对根的分化都有决定性的影响.因植物材料的不同，试管苗生根从诱导至开始出现不定根，一般快的只需3～4天，慢的则要3～4周甚至更久.此外，生根难易还与母株所处的生理状态有关，因取材季节和所处环境条件不同而异。

不同植物材料生根的一般规律是：

木本植物较草本植物难，成年树较幼年树难,乔木较灌木难，同一植物中上部材料较基部材料难,休眠季节取材较开始旺盛生长的季节取材难。

但是具体到不同的植物种类也存在个性的差异,一般自然界中营养繁殖容易生根的植物材料在离体繁殖中也较容易生根.

2。

基本培养基

诱导生根的基本培养基，一般需要降低无机盐浓度以利于根的分化，常使用低浓度的MS培养基，如使用1/2MS、1/3MS或1/4MS的基本培养基，如无籽西瓜在1/2MS时生根较好，硬毛猕猴桃在1/3MS时生根较好，月季的茎段在1/4MS时生根较好，水仙的小鳞茎则在1/2MS时才能生根。

矿质元素的种类对生根也有一定的影响.对大多数植物而言,大量元素中NH4+多不利于发根；生根培养一般需要磷和钾元素，但不宜太多；Ca2+一般有利于根的形成和生长；微量元素中以硼（B）、铁（Fe）对生根有利。

此外，糖的浓度对试管苗的生根也有一定的影响，一般低浓度的蔗糖对试管苗的生根有利，且有利于试管苗的生活方式由异养到自养转变，提高生根苗的移栽成活率,其使用浓度一般在1％~3%，如桉树的不定枝发根最适宜的蔗糖浓度为0。

25％,马铃薯发根则为1%。

但也有些植物在高浓度时生根较好，如怀山药在蔗糖6%时生根状况最好。

3。

植物生长调节剂

（1）植物生长调节剂的选用及配比

在试管苗不定根的形成中,植物生长调节剂起着决定性的作用，一般各种类型的生长素均能促进生根。

赤霉素、细胞分裂素和乙烯通常不利于发根,如与生长素配合使用，则浓度一般宜低于生长素浓度。

脱落酸（ABA）有助于部分植物试管苗的生根。

植物生长延缓剂如多效锉（PP333）、矮壮素（CCC）、比久（B9）对不定根的形成具有良好的作用，在诱导生根中所使用的浓度一般为0.1~4.0mg/L，如苹果试管苗生根时若在培养基中附加PP333O.5～2.Omg/L可显著提高生根率.据统计，试管苗的生根培养中单一使用一种生长素的情况约占51。

5％，使用生长素加激动素的约占20.1％.

生根培养中常用的生长素主要为IBA、NAA、IAA和2，4-D等,其中IBA、NAA使用最多.IBA作用强烈，作用时间长，诱导根多而长,NAA诱导根少而粗，一般认为用IBA、NAA0.1～1。

0mg/L有利生根，两者可混合使用,但大多数单用一种人工合成生长素即可获得较好的生根效果，常见植物生根培养基的生长调节剂水平见表6-1。

此外，生根粉（ABT）也可促进不定根的形成，并可与生长素、赤霉素等配合使用,如猕猴桃采用lmg/L或1.5mg/L的1号ABT生根粉生根率可达100％，在赤按组织苗生根中ABT与IBA配合使用较单独使用效果好。

表6—1常见植物生根培养基的生长调节剂水平

植物名称

生长调节剂种类

生长调节剂浓度

桃

NAA

0.1mg/L

非洲紫罗兰

NAA

0.O1～0。

2mg/L

变叶木

NAA

0.5mg/L

康乃馨

NAA

0。

2mg/L

球根秋海棠

IBA

0。

5mg/L

铁皮石斛

IBA

0.1mg/L

羽叶甘蓝

IBA+NAA

IBA0.5mg/L+NAA0。

lmg/L

大花蕙兰

IAA或IBA+NAA

IAA1.0mg/L或IBA0.8mg/L+NAA0。

lmg/L

君子兰

IBA+NAA

IBA0。

O1～1.0mg/L+NAA0。

O1~1。

Omg/L

外植体的类型不同，试管苗不定根的形成所需的植物生长调节剂也不一样.一般愈伤组织分化根时，使用萘乙酸（NAA）最多，浓度在0.02~6.0mg/L，以1.0～2.0mg/L为多；使用吲哚乙酸（IAA）+激动素（KT）的浓度范围分别为0.1~4.0mg/L和0。

01～1.0mg/L，而以1.0～4.0mg/L和0。

01~0。

02mg/L居多。

而胚轴、茎段、插枝、花梗等材料分化根时，使用吲哚丁酸（IBA）居首位，浓度为0。

2～10mg/L，以1.0mg/L为多.

不同植物试管嫩茎诱导生根的合适生长调节剂，需进一步通过试验来确定。

若使用浓度过高，容易使茎部形成一块愈伤组织，而后再从愈伤组织上分化出根来,这样，因为茎与根之间的维管束连接不好，既影响养分和水分的输导,移栽时,根又易脱落，且易污染，成活率不高。

如苹果生根培养基中IBA或NAA浓度超过1。

0mg/L,多数苗都是先于苗基切口处产生愈伤组织，随后在愈伤组织上分化生根，这样当生根移出栽植后，苗基的愈伤组织很快干死，使苗与根间形成一个隔层，成活率大大降低。

总之，试管苗的生根培养多数使用生长素，大都以吲哚丁酸（IBA）、萘乙酸（NAA）、吲哚乙酸（IAA）单独使用或配合使用,或与低浓度细胞分裂素配合使用，萘乙酸与细胞分裂素配合时一般摩尔比在（20～30）:

1为好。

对于已经分化根原基的试管苗，则可在没有外源生长素的条件下实现根的伸长和生长。

（2）植物生长调节剂的使用方法

植物生长调节剂常用的使用方法是将植物生长调节剂预先加入到培养基中，然后再接种材料诱导其生根，即“一步生根法”。

最常用的方法是采用固体琼脂培养基进行生根培养,以利于植株的固定和生根。

对于在固体培养基中较难生根的植物类型，则可采用液体培养基，并在液体培养基上加一滤纸桥进行生根培养，以解决试管苗固定和缺氧的问题。

近年来，人们为了促进试管苗的生根，在植物生长调节剂的使用方法进行了创新，将需生根的植物材料先在一定浓度的植物生长调节剂（无菌）中浸泡或培养一定时间,然后转入无植物生长调节剂的培养基中进行培养，即“两步生根法"，可显著提高生根率，常见植物两步生根法的处理方法及其生根率见表6-2.

表6—2常见植物的两步生根法

植物名称

诱导生根的处理方法

生根率

核桃

1/4DKW+IBA5。

0～10.0mg/L（暗培养10～15天）

60.5％～89.7%

牡丹

IBA50～100mg/L（浸泡2~3小时）

90%以上

板栗

IBA1。

0mg/ml（浸泡2分钟）

90%

猕猴桃

IBA50mg/L（浸泡3～3。

5小时）

93。

3%

4.其他物质

一般认为黑暗条件对根的生长有利，因此在生根培养基中加入适量的活性炭对许多植物的生根均有利，如草莓、非洲菊、水稻等的生根培养中加入活性炭可进行根系生长粗壮、白嫩，且生根数量多.

另外,在一些难生根的植物生根培养基中加入间苯三酚、脯氨酸（100mg/L）和核黄素（1mg/L）等也有利于试管苗的生根，如苹果新梢的生根.

5.继代培养

试管嫩茎（芽苗）继代培养的代数也影响其生根能力,一般随着继代代数的增加,生根能力有所提高.如苹果试管嫩茎继代培养的次数越多则生根率越高，长富士苹果在前6代之内生根率低于30％,生根苗的平均根数不足2条,而10代时生根率达80％，12代以后则生根率稳定在95%以上，生根条数平均可达7条左右;新红星苹果虽然生根困难，但继代培养12代以后,其生根率可达60%左右。

其他植物如杜鹃、杨树、葡萄等经过若干次继代培养也能提高生根率，而且从试管苗长成的植株上切取插条要比在一般植株上切取的更易生根。

6。

光照

光照强度和光照时数对发根的影响十分复杂，结果不一。

一般认为发根不需要光，如毛樱桃新梢适当暗培养可使生根率增加20%，生根比较困难的苹果暗培养可提高其生根率,杜鹃试管嫩茎低光强度处理也可促进其生根。

但草莓生根培养中根系的生长发育则以较强的光照为好。

一般认为在减少培养基中蔗糖浓度的同时，需要增加光照强度（如增至3000~100001x），以刺激小植株使之产生通过光合作用制造食物的能力,便于由异养型过渡到自养型，使植株变得坚韧，从而对干燥和病害有较强的忍耐力。

虽然在高光强下植株生长迟缓并轻微退绿，但当移人土中之后,这样的植株比在低光强下形成的又高又绿的植株容易成活。

7。

pH值

试管苗的生根要求一定的pH值范围，不同植物对pH值要求不一，一般为5.0～6。

0，如杜鹃试管嫩茎的生根与生长在pH值为5.0时效果最好，胡萝卜幼苗切后侧根的形成在pH为3。

8时效果最好,水稻离体种子的根生长在pH为5.8效果最好。

8.温度

试管苗在试管内生根，或在试管外生根，都要求一定的适宜温度，一般为16℃25℃，过高过低均不利于生根。

植物生根培养的温度一般要比增殖芽的温度略低一些,但不同植物生根所需的最适温度不同.如草莓继代培养芽的再生的适宜温度为32℃，生根温度则以28℃最好;河北杨试管苗白天温度为22～25℃、夜间温度为17℃时生根速度最快，且生根率也高，可达到100%。

（二）试管苗的试管内生根技术

在培养材料增殖到一定数量后，就要将成丛的苗分离生根，让苗长高长壮以便于移栽。

1。

试管苗生根的难易

在生根培养基上,多数植物生根比较容易，如菊花、百合、香石竹、洒金柳等,一般只需一次培养.多采用1/2或1/4的MS基本培养基，全部去掉或仅用很低的细胞分裂素，并加人适量的生长素（NAA、IBA等）进行生根培养，一般2～4d即可见根，但随植物种类不同而异，当洁白的正常短根长到1cm左右时即可出瓶种植.

少数植物生根比较困难，主要由植物自身的遗传特性所决定,如木本植物较草本植物生根困难，少数由培养基不适所引起，尤其是增殖阶段细胞分裂素用量过高时,易引起生根困难.若在小苗时残留的细胞分裂数量较多，在生根培养基上仍不能停止增殖,试管苗多而小，也影响其生根.这就需要采取一定的措施进行处理