【研究背景】植物组织培养快速繁育技术已大规模应用于甘蔗良种繁育和健康种苗生产,取得了较大的经济和社会效益。植物组织培养技术流程一般包括四个阶段,即初代培养、继代增殖培养、生根培养和炼苗移栽。然而传统的甘蔗试管苗生产工艺流程复杂,且室内培养阶段对培养环境条件和操作技术要求高,致使试管苗的生产成本居高不下,制约了甘蔗组织培养技术在更广范围的推广应用。针对甘蔗良种快速繁育方面存在的高成本问题,课题组开发了甘蔗试管苗光合自养生根技术,即将无根试管苗经叶面喷施生根诱导液处理后直接种植于日光温室进行生根和驯化,简化了试管苗生产工艺流程,降低了生产成本,有利于甘蔗组织培养技术在更大范围的推广应用,通过工艺流程优化和采用光合自养生根技术,已经建成年产500万株甘蔗试管苗工厂。该技术已进入规模生产应用示范阶段。【材料与方法】本试验以甘蔗品种GT44和B9无根试管苗为试验材料,试管苗先经课题组研制的叶面喷施液(由植物生长调节剂、脯氨酸等组成)处理,然后炼苗24h,炼苗环境温度25-30℃,最大光照强度不超过50001x,接着处理后的试管苗清洗后移植于沙土混合栽培基质中,在日光温室条件下完成不定根的形成和生长过程,温室环境温度25-45℃,最大光照强度不超过150001x,湿度变动范围50-90%;试管苗生根率调查时间为试管苗移植后第3天开始至第10天结束,成活率的调查时间为试管苗移植后的第25天到第30天。【结果与分析】结果表明经含有吲哚丁酸(IBA)和ABT2号生根粉成份的叶面喷施液处理的无根试管苗的移栽成活率分别高达96.3%和97.7%,接近传统有根试管苗的移栽成活率99.6%;不同品种间试管苗生根有快慢之分,如甘蔗品种GT44和B9试管苗首次出现可见根的时间都是发生在试管苗移栽后的第4天,但GT49试管苗首次出现可见根的时间为移栽后第10天,但目前所试验的品种都能生根,且GT44、GT46、GT47、GT49、GT08/120、GT08/1 180和FN41等品种试管苗的生根率和存活率都超过了90%;影响试管苗生根和存活的因素有试管苗的基因型、苗素质、叶面喷施液的成份和环境条件,如苗素质好,则存活率高,苗素质好表现在叶片长绿厚和植株健壮,假茎高度达到4-8cm;叶面喷施液主要功能是促进植株生根和增强植株抗逆境以及衰老能力,维持试管苗自养生长能力;富含磷(0.1-0.2%)的塘泥沙栽培基质的GT47试管苗移栽存活率分别为98.3%和95.8%,比对照(塘泥沙,不加磷肥)的90.8%高,且差异达到统计显著水平;环境光照为散射光时有利于植株生长和生根,白天最大光照强度应小于150001x,光照强度过大和过小都要不利于植株生长和生根;空气湿度在60-90%范围内波动,且与外界空气交流充分时有利于试管苗生长和生根;最适宜生根的温度为30°c左右。生产成本比较结果表明,光合自养生根的单株试管苗生根成本仅为传统生根方法的1/28。【结论】在有菌开放的环境条件下,通过喷施叶面生长促进液和优化栽培条件,甘蔗无根试管苗能维持自养生长,并完成自养生根和驯化过程,其试管苗存活率与有根试管苗的移栽存活率无统计显著差异;甘蔗试管苗光合自养生根技术比传统试管苗培养基生根技术拥有更多优势,如操作简单、程序简化、生根率和成活率高、省工、节省能源、节省生产成本和效率高,能够替代传统的试管苗生根技术。