黑皮果蔗组织培养育苗技术

摘 要：为探索出一种简单、高效的黑皮果蔗组织培养育苗技术，以黑皮果蔗顶芽为外植体，对影响黑皮果蔗种苗生长的关键因素进行分析。研究结果表明：对黑皮果蔗顶芽用0.1%氯化汞溶液消毒5 min的效果最佳，消毒成功率可达90%；将外植体放在诱导培养基上培养，20 d后可诱导出芽；将丛生芽在液体和固体培养基上交替继代，不仅能提高丛生芽的增殖率，还能有效防止丛生芽基部褐化和叶梢黄化；丛生芽生根后，在温室大棚内炼苗7 d，利用埋沙地栽的方式进行移栽的成活率最高，在90%以上。

关键词：果蔗；组织培养；种苗；育苗技术

中图分类号：S566.1 文献标志码：B 文章编号：1674-7909（2024）2-76-3

DOI：10.19345/j.cnki.1674-7909.2024.02.016

0 引言

甘蔗为禾本科甘蔗属（Saccharum L.）植物，因具有茎粗、皮薄、低纤维、汁多、味甜等优点而深受人们的喜爱［1］，被大量用于鲜榨或鲜食。黑皮果蔗（Badila）是甘蔗的一种，在广东番禺、翁源等地被大量种植，因产量高、卖相好、口感好而深受消费者和种植户的喜爱。目前，蔗农主要通过传统的蔗尾留种法育苗来获得黑皮果蔗的种芽，再利用种芽进行大田种植。但这种育苗方法易使甘蔗花叶病、宿根矮化病等种传甘蔗病害传播，从而导致果蔗的产量大大降低［2］。此外，种传甘蔗病害会使果蔗表面产生明显病斑，影响黑皮果蔗的销量。部分种植户为预防种传病害，在种植黑皮果蔗时会增加药物使用量，从而导致生产成本增加，并带来严重的食品安全风险。选用脱毒的甘蔗组培苗进行栽培是预防甘蔗病毒病、提高甘蔗产量、减少农药使用量的重要方式。近年来，科技人员虽对甘蔗脱毒组培苗生产开展了大量研究［2-4］，但更多的是对糖蔗规模化生产进行研究，对食用果蔗组培苗的研究较少，且脱毒组培苗生产仍存在移栽成活率低、成本较高的问题，导致黑皮果蔗组织培养育苗技术的推广应用受到限制。为此，笔者通过系统研究影响黑皮果蔗组织培养育苗技术的关键因素（包括外植体消毒时间、不定芽诱导培养基、丛生芽继代与增殖培养基、组培苗移栽等），探索出一套简单、高效的黑皮果蔗组织培养育苗技术，促进黑皮果蔗脱毒组织培养育苗技术在广东地区的推广应用，从而提高广东黑皮果蔗产量和品质，并提高农民收入。

1 材料与方法

1.1 材料

所用材料为采自翁源县黑皮果蔗专业种植户大田中的健康黑皮果蔗顶芽。

1.2 方法

1.2.1 外植体消毒

取1年生黑皮果蔗的顶部（50 cm长），削掉叶梢，剥去叶鞘的2～3层外层，留下含有茎尖的8～10 cm长的顶端。先用清水清洗外植体表面，然后在超净台上将黑皮果蔗顶芽外层的叶鞘剥去两层，并用刀片将下部较硬的部分切除，留下4～5 cm长的幼嫩顶芽，将其置于0.1%氯化汞溶液中消毒3～8 min，并轻轻摇动，最后用无菌水对其清洗4～5次后备用。

1.2.2 不定芽诱导与丛生芽继代增殖

将消毒后的顶芽切成长1～2 cm、带有芽点的茎段，并将其顶端朝上插入不定芽诱导培养基中。诱导培养基为6-苄基嘌呤（MS+6-BA）（0.5～2.0 mg/L）+萘乙酸（NAA）（0～0.2 mg/L）+白糖（25 g/L）+卡拉胶（6.5 g/L），pH值为5.8。将诱导出的不定芽在固体继代培养基上继代培养2～3次，生成丛生芽后分别转到液体继代培养基和固体继代培养基上进行增殖培养，每20 d左右继代一次。培养室温度为25～28 ℃，光照强度为1 000～2 000 lx。

1.2.3 生根、炼苗与移栽

丛生芽增殖到一定数量后，将丛生芽自然分成3～5株的小丛，并转到生根培养基上生根。生根培养基为1/2 MS+NAA（0.5 mg/L）+IBA（1.0 mg/L）+白糖（20 g/L）+卡拉胶（6.5 g/L），pH值为5.8。将生根的丛生苗转入温室大棚，放在培养架上炼苗7 d。炼苗时，大棚内的温度为20～30 ℃、光照强度为3 000～5 000 lx。用清水对炼苗后的生根苗进行清洗，用多菌灵800倍稀释液浸泡3 s，控水后分别移栽到下半部为泥炭、上半部为河沙的筛盘或口径为10 cm的营养钵中，或直接埋沙地栽；移栽后浇好定根水，每天喷水保湿。7 d后，喷施花多多均衡肥［m（N）∶m（P）∶m（K）=20∶20∶20］3 000倍液。

2 结果与分析

2.1 不同消毒时间对外植体消毒成功率的影响

不同消毒时间对外植体消毒成功率的影响见表1。由表1可知，随着消毒时间的延长，黑皮果蔗顶芽的污染率逐渐下降。当消毒时间超过5 min时，污染率虽然更低，但外植体开始出现较多水渍状斑点，影响外植体活力，不定芽的诱导率也有所降低。在满足规模化生产目标的前提下，尽量缩短消毒时间，有利于保持外植体活力，提高不定芽的诱导率。综上所述，用氯化汞对黑皮果蔗茎尖外植体消毒的时间以5 min最合适。

2.2 不同继代方式对丛生芽增殖的影响

在诱导培养基上14 d左右，黑皮果蔗外植体就被诱导出不定芽，不同植物生长调节剂配比对不定芽的诱导率影响不大，但以MS+6-BA（1.0 mg/L）+NAA （0.1 mg/L）+白糖（25 g/L）+卡拉胶（6.5 g/L）诱导出的不定芽最粗壮，如图1所示。因此，不定芽诱导培养基可选用上述配比。

丛生芽在不同继代培养基上的生长状态见表2。丛生芽在固体继代培养基中继代培养，增殖率可达2.7，但在培养过程中，其基部易出现褐化、叶梢易出现黄化的现象，甚至死亡，从而影响丛生芽的生长、增殖。转到液体继代培养基中继代后，增殖率大幅度提高，基部褐化和叶梢黄化的情况有所好转。但一直使用液体继代培养基进行继代培养，丛生芽易产生大团块，且团块内有很多丛芽出现卷曲、横向生长等现象，不利于丛芽生根。而用液体和固体继代培养基交替继代培养，能很好解决上述问题，增殖率可超3.0，还能保证组培苗直立、健壮（见图2）。

2.3 丛生芽生根、炼苗与移栽

将丛生芽分成具有3～5株芽的小丛，并置于生根培养基中培养，14 d左右就有须根长出，21 d左右须根长到3根以上时，将生根组培苗转移到温室大棚中进行炼苗。生根组培苗炼苗 7 d，有利于提高其品质和移栽成活率。采用3种不同方式移栽黑皮果蔗生根组培苗，结果见表3。由表3可知，用筛盘、营养钵移栽生根组培苗时，成活率都不足10%；而采用埋沙地栽的方式进行移栽时，生根组培苗的成活率在90%以上。因此，对黑皮果蔗生根组培苗用埋沙地栽的方式最合适。黑皮果蔗生根苗埋沙地栽14 d后的情况如图3所示。

3 讨论

3.1 不同继代方式对丛生芽品质的影响

黑皮果蔗丛生芽在固体继代培养基中进行继代培养时，容易出现基部褐化和叶梢黄化现象，而丛生芽在液体培养基中进行继代培养，可有效防止褐化现象，这与谢君锋等［3］、杨柳等［4］的研究结果一致。这可能是因为黑皮果蔗丛生芽在生长繁殖过程中释放了较多的酚类物质，而酚类物质在固体培养基上容易集聚、氧化，从而出现褐化现象，而液体继代培养基能将丛生芽释放出来的酚类物质快速分散，避免其在丛生芽基部聚集。但黑皮果蔗在固体培养基上继代培养时容易出现褐化和叶梢黄化现象的具体原因还有待进一步研究。尽管用液体浅层培养基继代培养黑皮果蔗丛生芽有利于增殖，能避免出现基部褐化和叶梢黄化现象，但长期用液体培养基继代繁殖的丛生芽容易扭曲，使各个方向都会长出丛生芽，且芽的直立性不好，不利于后期丛生芽生根和移栽。笔者采用液体培养基和固体培养基交替进行继代的方式，在保持较高增殖率的前提下，既克服了褐化和叶梢黄化，又保证丛生芽直立、健壮。在实际生产中，可根据丛生芽增殖数量的需求来适当增加液体培养基继代，减少固体培养基继代。

3.2 不同移栽方式对生根苗移栽成活率的影响

肖关丽等［5］研究发现，丛生芽继代次数过高会导致黑皮果蔗组培苗生根比较困难。不论是用筛盘还是用营养钵来移栽黑皮果蔗生根组培苗，生根苗的成活率都很低，但用埋沙地栽的方式移栽黑皮果蔗生根组培苗时，其成活率却很高，这与何慧怡等［6］的研究结果相符。这可能是因为甘蔗生长需要疏松的土壤和较高的湿度，而筛盘和营养钵中的基质少，浇水太勤、太多容易烂苗，缺水则生根组培苗很容易死亡；用埋沙地栽方式移栽黑皮果蔗生根组培苗时，多余水分会被土壤吸收，移栽的生根组培苗可通过虹吸作用从地里吸收营养和水分，为黑皮果蔗生长提供合适的生长条件。

4 结束语

笔者提出一种简单、高效的黑皮果蔗组织培养育苗方法。该方法操作简便、移栽成活率高，便于推广，经示范种植，能大大提高当地黑皮果蔗的品质和产量。

参考文献：

［1］刘红坚，梁文燊，何为中，等.桂果蔗1号不同级数健康种苗生长特征及性状变异［J］.南方农业学报，2021（2）：288-296.

［2］王晓燕，马永德，单红丽，等.甘蔗核心种质花叶病和宿根矮化病自然抗病性调查与分子检测［J］.中国糖料，2023（4）：47-56.

［3］谢君锋，廖韦卫，陆祖正，等.甘蔗组培苗继代增殖的浅层培养［J］.热带农业科学，2015（5）：65-68.

［4］杨柳，秦钢，杨丽涛，等.利用间歇浸没式生物反应器进行甘蔗组培快繁的研究［J］.华南农业大学学报，2011（3）：37-41.

［5］ 肖关丽，杨清辉，李富生，等.甘蔗组培苗继代培养中内源激素与绿苗生根率关系研究［J］.云南农业大学学报，2001（4）：271-273

［6］何慧怡，陈勇生，樊丽娜，等.甘蔗组培苗素质对假植成活率的影响［J］.甘蔗糖业，2010（4）：6-9.