响应面法优化欧洲冬青‘Ferox Argentea’增殖培养基大量元素配方

摘要

利用响应面法探究了培养基大量元素组分和配比对‘Ferox Argentea’试管苗增殖的影响,并构建了该品种专用的增殖培养基,采用Design-Expert响应面最佳优化试验设计,以WPM培养基中5种大量元素无机盐K_(2)SO_(4)、MgSO_(4)·7H_(2)O、KH_(2)PO_(4)、NH_(4)NO_(3)、Ca(NO_(3))_(2)·4H_(2)O为自变量,接种50 d后的增殖率、株高、芽质量等级为因变量,建立数学模型分析并预测大量元素无机盐最佳优化配方。通过单因子效应分析表明,大量元素无机盐中NH_(4)NO_(3)对欧洲冬青‘Ferox Argentea’增殖率影响显著,对株高和芽质量影响极显著,Ca(NO_(3))_(2)·4H_(2)O对株高影响显著,对芽质量影响极显著,K_(2)SO_(4)、MgSO_(4)·7H_(2)O、KH_(2)PO_(4)对各指标影响均不显著。交互效应分析表明,K_(2)SO_(4)和KH_(2)PO_(4)、K_(2)SO_(4)和Ca(NO_(3))_(2)·4H_(2)O的交互作用对增殖率具有显著影响;KH_(2)PO_(4)和Ca(NO_(3))_(2)·4H_(2)O的交互作用对株高具有显著影响;K_(2)SO_(4)和MgSO_(4)·7H_(2)O、K_(2)SO_(4)和NH_(4)NO_(3)、KH_(2)PO_(4)和Ca(NO_(3))_(2)·4H_(2)O的交互作用对芽质量具有显著影响。因此,WPM培养基的大量元素无机盐含量影响欧洲冬青‘Ferox Argentea’的增殖率、株高、芽质量等级,NH_(4)NO_(3)与Ca(NO_(3))_(2)·4H_(2)O是主要影响单因素。响应面软件预测的大量元素无机盐优化配方为:K_(2)SO_(4)495.00 mg·L^(-1)、NH_(4)NO_(3)1200.00 mg·L^(-1)、MgSO_(4)·7H_(2)O 529.10 mg·L^(-1)、KH_(2)PO_(4)362.27 mg·L^(-1)与Ca(NO_(3))_(2)·4H_(2)O 1279.92 mg·L^(-1),进一步对该优化配方进行试验验证,发现验证组试管苗增殖率2.91,株高3.14 cm,芽质量等级2.76,与理论预测无显著差异,且显著优于对照组(1.76、2.44 cm、1.78)。综上,基于响应面法构建了欧洲冬青‘Ferox Argentea’专用的增殖培养基,研究结果不仅解决了该品种的试管苗增殖困难问题,也为其他冬青属植物增殖培养体系构建提供了重要的技术参考。