國立中興大學園藝系教授與前研究生
摘 要
裸根會造成蝴蝶蘭Phalaenopsis amabilis 及白花黃心品系(Phal. Asian Elegance × Phal.
Taisuco Sheen ‘White flower’)乙烯生成量及呼吸率快速提升。黑暗貯運出庫之後，葉片外觀 略失水軟化，根部呈現乾癟、木栓化等現象產生，但真正嚴重影響是在種植復水之後。當 暗處理出庫後給予復水可促使ACC oxidase 活性提升，大白花品系下位葉、外側根及內側 根與 Phal. amabilis 的外側根均可測得酵素活性顯著的變化。大白花以下位葉 19.29 nl/g.FW.hr 提升最高，蝴蝶蘭 Phal. amabilis 則是外側根 33.62 nl/g.FW.hr 變化較大。此活性 的改變促使ACC 快速氧化成乙烯，造成復水後乙烯含量的上升，導致下位葉黃化，根部活 性降低。進而造成各種生理現象的改變。試以藥劑處理後，分析出庫與種植 7 天後蝴蝶蘭 各種生理性狀，以浸漬蘋果酸100 mM 及脯胺酸 5 mM 效果較佳。無論葉綠素、蘋果酸、
可溶性糖含量以及根部活性各方面均可減少其損失，且於之後種植期間有較佳生育活力。
關鍵字：蝴蝶蘭、裸根、葉綠素、根部活性、乙烯
前 言
台灣目前蝴蝶蘭種植方式，主要以透明塑膠盆加入保麗龍後，以水苔填充方式種植。
以往認定水苔中可能夾帶有病蟲害，故輸往美國之蝴蝶蘭必須以裸根的方式。蝴蝶蘭之裸 根技術，秏時秏工，經過多次交涉結果，美國動植物檢查署(animal and plant health inspection service, APHIS)已於九十三年五月四日正式於聯邦公報上刊登宣布，台灣將可附帶栽培介質 之蝴蝶蘭至美國，並於同年六月十四日生效。然而，APHIS 規定嚴苛條件，需符合之蝴蝶 蘭植株才能輸往美國，如溫室出入通道需具有不超過32 目的紗網且要有自動門，專用於輸 美溫室之建立，因而降低了溫室利用效率，以及灌溉水和床架高度等都有相關的規定。由 於規定條件使得無以有效立即轉型，因此在未能有更新的解決方法與研究之前，了解裸根 後所造成之影響仍有一定重要性。
蝴蝶蘭裸根方式，工人去除水苔介質之後浸漬殺菌劑，置於架上晾乾。待水分瀝乾後，
裝入填有碎報紙紙箱中，密封後即可上貨櫃外銷。然而從集貨輸美運輸路程至領貨完成可 長達6-8 天，在途中由於蝴蝶蘭包裝貯運在黑暗環境約為 3-4 天，對蝴蝶蘭植株已造成傷害。
常因裸根使得根部失水，經種植後根部失去功能而敗壞，使生長勢減弱。並於外觀上明顯 可見復水後下位葉有黃化的現象。若於後續栽培不當，常使得花梗明顯細小、花朵數少以 及開花延期等現象發生。除須了解蝴蝶蘭於黑暗貯運過程中逆境所造成之生理反應，以及 後續栽培延誤花期之主要原因之外，並於貯運前利用蘋果酸(malate)、脯胺酸(proline)、胺 基三唑(aminotriazole, ATA)及葡萄糖醛酸(glucuronic acid)藥劑處理，探求改善生育活力及園 藝性狀之可行性。選用藥劑主要用功能為：1.蘋果酸為蝴蝶蘭具有合成、貯藏及代謝物質之 一(Endo and Ikusima, 1989)，其可做為滲透調節物質，減少逆境對細胞的毒害(吳和朱, 1994)，並可做 TCA cycle 中 3 碳及 4 碳前驅物，提高水分利用效率(Sanada et al., 1988)。2.
脯胺酸可減少水分逆境的傷害、保護酵素、細胞膜穩定劑、調控蛋白合成及其理化性，以 及自由基的清除(林和高, 2001)。3.ATA 可降低二氧化碳同化作用以及抑制乙烯的生成 註：本試驗承蒙行政院農業委員會補助試驗研究經費。This research was supported by the
Conuncil of Agriculture, R.O.C.
園產品採後處理技術之研究與應用研討會專刊 132
(Amory et al., 1992)，主要是利用減少乙烯受體的產生或是減少植物對乙烯作用蛋白質的傳 導(Altman and Solomos, 1994)。4.葡萄糖醛酸為一種單醣，其為玻尿酸(hyaluronic acid, HA) 前驅物之一，期望能具有保水的功能。利用藥劑之餘，若能建立妥善處理流程以確保蝴蝶 蘭苗株到貨品質，增加產業競爭力，相對也可增加花農的收益。
材料與方法
蝴蝶蘭實生苗Phalaenopsis amabilis 及白花黃心 Phal. Asian Elegance × Phal. Taisuco Sheen ‘White flower’營養系(圖 1)，選購於台糖公司烏樹林蘭園不帶花梗 3.5 寸盆成株苗，
業者並表示白花黃心品系對於裸根貯運較敏感。
圖1. (A)蝴蝶蘭 Phal. amabilis 及(B)白花黃心 Phal. Asian Elegance × Phal. Taisuco Sheen 品系 Fig. 1 (A)Phal. amabilis and (B) Phal. hybrid ‘White flower’ (Phal. Asian Elegance × Phal.
Taisuco Sheen)
蝴蝶蘭以人工方式裸根之後，模擬外銷蝴蝶蘭方式，待植株晾乾 1 至 2 天後，裝箱並 填入碎報紙，紙箱以膠帶密封移置黑暗下3、4 及 5 天。溫度控制於 20 ± 1 ℃，相對溼度沒 有加以控制，出庫後植株以水苔介質進行充填、覆蓋、並種植於3.5 寸盆中。並於出庫當天 及出庫後種植 7 天時，進行各種試驗的分析。對照組為 CK1 未裸根立即處理及 CK2 裸根 但置於12 小時光週期下 5 天。
第二批實驗則是植株經裸根之後，浸漬於各種濃度藥劑，如下：
Malate 50 100 150 200 mM
Proline 5 10 20 mM
ATA 5 10 15 20 mM
Glucuronic acid 500 1000 1500 ppm
經2 小時後，取出晾乾並裝箱進入 20 ± 1 ℃模擬黑暗貯運 5 天。於出庫當天以及復水 種植7 天之後進行各種實驗分析。對照組為浸漬蒸餾水 2 小時。
分析項目為由下數來第二葉(下位葉)總葉綠素含量、根部活性、乙烯及呼吸率變化、下 位葉，介質外側根及介質內側根部ACC、ACC oxidase 含量變化、由上數來第二葉(上位葉) 植體內蘋果酸含量以及可溶性糖含量。
結果與討論
一、蝴蝶蘭裸根經黑暗處理對植體產生之影響
主要目的是了解裸根及黑暗處理造成生理逆境主要的因子。當蝴蝶蘭裸根之後，會因
A B
蝴蝶蘭苗株之處理技術 133
為失去介質而又無適當給水時使得水分逆境產生。過度的失水會促使下位葉有顯著皺縮現 象以及根部乾癟，雖然短期內葉片會因膨壓不足而軟化，但是無明顯黃化。主要的葉片黃 化、掉落是在復水過後，因此蝴蝶蘭經裸根後種植復水才是影響品質的真正主要時期。裸 根造成葉片黃化現象主要以下位葉為主，上位葉在外觀上無顯著變化。分析葉綠素含量變 化，在蝴蝶蘭Phal. amabilis 及大白花經裸根之後，由下數來第二葉總葉綠素隨黑暗貯運天 數增加而改變。經出庫之後葉色轉淡，給予種植復水後 7 天，可觀察到下位葉有普遍黃化 的現象，即使未黃化總葉綠素含量也有顯著減少(圖 2)。蝴蝶蘭裸根經黑暗模擬貯運時，會 遭受失水及黑暗兩種主要的逆境(Su et al., 2001)。Peterson 等人(1980)表示當植物生長在不 同的黑暗環境下會反應出不同的水分逆境，因此對於葉片的黃化與脫落，失水逆境是主要 因素，造成此種現象的原因與乙烯有關(Poole and Conover, 1983)。
Chlorophyll content (mg/g.FW)
0.0
Treat after simulated transport 7-days after transplant
CK1 CK2 D 3 D 4 D 5
Chlorophyll content (mg/g.FW)
0.0
Fig. 2 Effect of dark treatment on total chlorophyll content of front of the second leaf from upper of (A)Phal. amabilis and (B) ‘White flower’ with bare root.
因復水之後活化了形成乙烯的各種酵素，使得乙烯大量的產生 (Morgan and Drew, 1997)， 吸率皆有顯著高峰產生。此種由於復水後所產生的乙烯高峰，促使蝴蝶蘭Phal. amabilis 及
A
B
Y Y Y
Y
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大白花各種生理現象的改變。Tingey(1980)表示植物在正常生長與發育下乙烯產量很低，但 是當遭受逆境之時會較正常下產生2 至 50 倍的產量。Suttle 和 Kende(1978)也指出乙烯可用 於調節許多植物器官的老化。
0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Days CO2 production (ml/kg.h)
CK1 CK2 Dark 3 days Dark 4 days Dark 5 days
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Days
Ethylene production (nl/g.h)
圖3. 裸根黑暗處理對 Phal. amabilis (A)呼吸率及(B)乙烯生成量之影響。
代表復水 4 小時
Fig.3 Effect of dark treatment on (A)respiration rate and (B)ethylene production of Phal. amabilis with bare root.
A
B
蝴蝶蘭苗株之處理技術 135
0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Days CO2 production (ml/kg.h)
CK1 CK2 Dark 3 days Dark 4 days Dark 5 days
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Days Ethylene production (nl/g.h)
圖4. 裸根黑暗處理對大白花(A)呼吸率及(B)乙烯生成量之影響。
代表復水 4 小時
Fig.4 Effect of dark treatment on (A) respiration rate and (B) ethylene production of ‘White flower’ with bare root.
由ACC 含量變化解釋，分析蝴蝶蘭 Phal. amabilis 下位葉、外側根及內側根，可發現 黑暗下除下位葉有累積的現象，根部ACC 含量差異較小(表 1)。種植復水 4 小時後，以下 位葉ACC 含量 0.67 nmole/g.FW 最高，內側根 0.48 nmole/g.FW 其次。測得 ACC oxidase 方 面，蝴蝶蘭Phal. amabilis 的 ACO 在黑暗下仍具有很高的活性。復水 4 小時後外側根 ACO 可達33.62 nl/g.FW.h，其次為內側根及下位葉(表 3)。故可測得外側根 ACC 含量最少的原 因，主要是氧化成乙烯，在此時間點可測得一乙烯高峰的出現。大白花在黑暗下ACC 生成 量不多，復水之後並無顯著提升(表 2)。反之，雖然 ACO 在黑暗下活性未顯現，但經復水
A
B
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後ACO 活性會快速提升，促使 ACC 快速氧化成乙烯(表 4)。故在此三個部位無法測得 ACC 有累積現象。由此三部位ACO 活性的增加也說明了大白花擁有比蝴蝶蘭 Phal. amabilis 較 高乙烯高峰的產生。
表1. 裸根黑暗處理對蝴蝶蘭 Phal. amabilis 下位葉、外側根及內側根 ACC 含量變化之影響。
Table 1 Effect of dark treatment on (A)the basal leaf、(B)external root and (C)internal root ACC content of Phal. amabilis with bare root.
ACC content (nmole/g.FW) Treat
Leaf External root Internal root
CK 1y 0.59 az 0.51 a 0.27 b
CK 2 0.31 bc 0.42 a 0.34 ab Dark 3 days 0.21 c 0.44 a 0.33 ab Dark 4 days 0.23 bc 0.35 a 0.28 b Dark 5 days 0.40 abc 0.30 a 0.32 ab
Re-water 4H 0.67 a 0.34 a 0.48 a
Re-water 24H 0.51 ab 0.36 a 0.45 ab
zMean separation with columns by Duncan’s new multiple range test at P≦0.05.
yCK1 & CK2 represent no treat and bare root with 12 hour photoperiod for 5 days, respectively.
表2. 裸根黑暗處理對大白花下位葉、外側根及內側根 ACC 含量變化之影響。
Table 2 Effect of dark treatment on (A)the basal leaf、(B)external root and (C)internal root ACC content of ‘White flower’ with bare root.
ACC content (nmole/g.FW) Treat
Leaf External root Internal root
CK 1y 4.20 az 3.10 a 10.93 a
CK 2 2.95 ab 2.14 bc 4.33 b
Dark 3 days 2.23 bc 2.30 abc 7.88 a Dark 4 days 2.12 bc 3.15 a 1.64 b Dark 5 days 2.28 bc 2.78 ab 3.89 b Re-water 4H 1.49 c 1.09 d 4.78 b
Re-water 24H 2.60 bc 1.46 cd 2.15 b
zMean separation with columns by Duncan’s new multiple range test at P≦0.05.
yCK1 & CK2 represent no treat and bare root with 12 hour photoperiod for 5 days, respectively.
乙烯的產生影響葉片黃化，也降低了根部活性，使其形成木栓化。乙烯的產生常會造 成根部表皮細胞的死亡，然而此種無活性之皮層可保護植株於逆境之下的生存(Mergemann and Sauter, 2000)，相對地，也降低了根部的活性。分析蝴蝶蘭 Phal. amabilis 及大白花貯運 期間根部活性，可知裸根對大白花影響較大，經過5 天黑暗之後，活性已減少了 4.29 O.D/g(圖 5)。若是裸根後處於光照之下則根部活力喪失嚴重，兩種品系都具有相同的結果。以掃描 式電子顯微鏡(Topcon ABT-150S)觀察根尖外觀，正常下根尖活性旺盛，可見許多細胞的剝
蝴蝶蘭苗株之處理技術 137
落，表示此處新陳代謝強盛(圖 6A、B)。而經裸根 5 天之後表層具一木栓化外層包覆，且 無細胞剝落(圖 6C、D)。在此木栓層下可見排列整齊的細胞(圖 7)，說明此木栓層功能為保 護作用，可有效減少細胞水分的喪失，但也相對降低了根部活性。
落，表示此處新陳代謝強盛(圖 6A、B)。而經裸根 5 天之後表層具一木栓化外層包覆，且 無細胞剝落(圖 6C、D)。在此木栓層下可見排列整齊的細胞(圖 7)，說明此木栓層功能為保 護作用，可有效減少細胞水分的喪失，但也相對降低了根部活性。