黃勇,張鐵,劉偉
(云南省文山學(xué)院,云南文山663099)
“柳城05136號(hào)”甘蔗脫毒培養(yǎng)
黃勇,張鐵,劉偉
(云南省文山學(xué)院,云南文山663099)
以“柳城05136號(hào)”甘蔗為材料,通過預(yù)處理與脫毒培養(yǎng),旨在建立起“柳城05136號(hào)”甘蔗健康種苗繁育體系。結(jié)果表明:經(jīng)預(yù)處理,莖段腋芽萌發(fā)率達(dá)94%。莖尖在MS+6-BA 1.0mg/L+2,4-D 1.0mg/L+AC 3.0g/L培養(yǎng)基中生長(zhǎng)良好。在增殖培養(yǎng)基MS+6-BA 2.0mg/L+KT 0.5mg/L中增殖系數(shù)達(dá)15.2。在生根培養(yǎng)基MS+NAA 1.0mg/L中,生根率達(dá)95%。經(jīng)煉苗移栽存活率為92%。由此,建立了“柳城05136號(hào)”甘蔗健康種苗繁育體系,豐富了甘蔗健康種苗生物多樣性。
甘蔗;“柳城05136號(hào)”;脫毒培養(yǎng)
甘蔗 (Saccharum officinarumLinn) 為禾本科(Gramineae)甘蔗屬(Saccharum)植物,我國(guó)南方熱帶地區(qū)廣泛種植[1]。由于長(zhǎng)期無性繁殖,病毒病嚴(yán)重危害,導(dǎo)致甘蔗品種退化、產(chǎn)量下降、品質(zhì)變劣。采用傳統(tǒng)的物理、化學(xué)及生物等方法來防治病毒病收效甚微。熱處理可鈍化病毒,莖尖培養(yǎng)更是生產(chǎn)無病毒種苗的有效途徑[2]。將兩者結(jié)合起來可以除去甘蔗花葉病、宿根矮化病等病害,生產(chǎn)健康種苗[3-8]。巴西、古巴、美國(guó)、澳大利亞等世界甘蔗生產(chǎn)大國(guó)蔗區(qū)均使用健康種苗。如巴西使用甘蔗健康種苗,產(chǎn)量提高20%~40%,含糖量提高0.5%以上[9]。健康種苗對(duì)甘蔗產(chǎn)業(yè)發(fā)展至關(guān)重要,而我國(guó)在甘蔗生產(chǎn)上只有少數(shù)地區(qū)使用健康種苗,而且品種單一,僅有脫毒“新臺(tái)糖22號(hào)”。有關(guān)“柳城05136號(hào)”健康種苗的研究國(guó)內(nèi)外鮮見報(bào)道。本試驗(yàn)通過對(duì)“柳城05136號(hào)”進(jìn)行預(yù)處理和脫毒培養(yǎng),希望建立“柳城05136號(hào)”甘蔗健康種苗繁育體系,豐富健康種苗的多樣性。
將“柳城05136號(hào)”甘蔗切成帶腋芽的莖段作為試驗(yàn)材料。
1.2.1 溫湯浸種
甘蔗莖段放入50℃恒溫水浴鍋中溫湯浸種15min。
1.2.2 恒溫培養(yǎng)
恒溫培養(yǎng)箱中放置育苗盤,育苗盤上平鋪一層濕潤(rùn)的毛巾。甘蔗莖段兩端蘸取殺菌劑后橫放在濕毛巾上。腋芽生長(zhǎng)點(diǎn)朝上,如圖1所示。莖段上方再平鋪一層濕毛巾。培養(yǎng)溫度為35℃、相對(duì)濕度為80%、光照強(qiáng)度為1000lx,觀察腋芽萌發(fā)情況。
圖1 甘蔗腋芽培養(yǎng)方式
1.2.3 消毒處理
待甘蔗莖段腋芽萌發(fā)后即揭掉上層濕潤(rùn)毛巾。腋芽長(zhǎng)到2cm左右時(shí),將腋芽帶少量莖切下進(jìn)行消毒。75%酒精消毒1min后用無菌水沖洗3次。0.1%HgCl2消毒25 min后用無菌水沖洗5次。
1.3.1 莖尖生長(zhǎng)
剝?nèi)∏o尖接種到以MS為基本培養(yǎng)基、6-BA(0.5、1.0、2.0、4.0mg/L)、2,4-D(0.5、1.0、2.0、4.0mg/L)、AC 3.0g/L、蔗糖(30g/L)、瓊脂(7g/L)的莖尖生長(zhǎng)培養(yǎng)基上。共16個(gè)處理,每處理接種8瓶,每瓶接種5個(gè)莖尖。培養(yǎng)條件為溫度25℃、光照強(qiáng)度2000lx,觀察莖尖生長(zhǎng)情況。
1.3.2 增殖培養(yǎng)
等到莖尖長(zhǎng)到3cm左右時(shí),轉(zhuǎn)到增殖培養(yǎng)基中培養(yǎng)。增殖培養(yǎng)基以MS為基本培養(yǎng)基,附加6-BA(1.0、2.0、3.0、4.0mg/L),KT (0.1、0.2、0.5、1.0mg/L), 蔗 糖(30g/L),瓊脂(7g/L)。共16個(gè)處理,每個(gè)處理接種12瓶,每瓶接種3個(gè)外植體。培養(yǎng)條件為溫度28℃、光照強(qiáng)度3000lx。觀察生長(zhǎng)情況。對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行極差分析,并用SPSS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析[10]。
1.3.3 生根培養(yǎng)
無根苗轉(zhuǎn)到以 MS為基本培養(yǎng)基、NAA(0.5、1.0、2.0、4.0mg/L)、蔗糖(30g/L)、瓊脂(7g/L)的生根培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)。共4個(gè)處理,每個(gè)處理接種5瓶,每瓶接種8棵無根苗。培養(yǎng)在溫度為25℃,光照強(qiáng)度為2000lx條件下,觀察生根情況。
將甘蔗苗移至室外陰涼處放置1d,擰松瓶蓋放置1d,揭除瓶蓋放置1d。取出甘蔗苗,將附著在根部的培養(yǎng)基洗凈,殺菌劑消毒,種植在溫室中。
初期應(yīng)設(shè)置遮陽(yáng)網(wǎng),防止暴曬。到中期時(shí)撤除遮陽(yáng)網(wǎng)。加強(qiáng)溫度、水分、營(yíng)養(yǎng)管理,使甘蔗種苗逐步適應(yīng)自然條件。
參照李利君等(2000)[11]和 Clyn James(1997)[12]的方法對(duì)“柳城05136號(hào)”甘蔗種苗進(jìn)行花葉病和宿根矮化病的檢測(cè)。
通過溫湯浸種與恒溫培養(yǎng),“柳城05136號(hào)”甘蔗腋芽萌發(fā)率為94%,到7d左右時(shí)生長(zhǎng)到2cm左右。如圖2所示。此法打破腋芽休眠,不受季節(jié)限制,可隨時(shí)取材進(jìn)行甘蔗脫毒培養(yǎng)。
圖2 預(yù)處理后腋芽萌發(fā)情況
在不同6-BA與2,4-D濃度組合的培養(yǎng)基中,莖尖生長(zhǎng)情況有所不同。其中,在MS+6-BA1.0mg/L+2,4-D 1.0mg/L+AC 3.0g/L中,莖尖的生長(zhǎng)速度快、畸形苗少,是較適宜的莖尖生長(zhǎng)培養(yǎng)基,如圖3所示。當(dāng)6-BA和2,4-D的濃度過高時(shí)畸形苗多,且形成大量愈傷組織,莖尖無法正常生長(zhǎng);濃度過低莖尖生長(zhǎng)慢或不生長(zhǎng)。
圖3 在適宜培養(yǎng)基中甘蔗莖尖生長(zhǎng)情況
在不同的增殖培養(yǎng)基中,增殖系數(shù)高低不一。對(duì)其進(jìn)行極差分析,結(jié)果如表1所示。
從表 1 可以看出,對(duì)于 6-BA 來說,k2>k3>k1>k4,即當(dāng)6-BA濃度為2.0mg/L時(shí)增殖系數(shù)最高,平均為11.7。對(duì)于 KT來說,k3>k2=k4>k1,即當(dāng) KT濃度為 0.5mg/L時(shí)增殖系數(shù)最高,平均為9.6。從極差R來看,6-BA>KT,說明6-BA對(duì)甘蔗增殖系數(shù)的影響大于KT。處理7最優(yōu),即“柳城05136號(hào)”甘蔗在增殖培養(yǎng)基MS+6-BA 2.0mg/L+KT0.5mg/L中增殖系數(shù)最高,達(dá)15.2。
用SPSS軟件對(duì)甘蔗增殖情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)果如表2所示。
從表2可以看出,6-BA和KT對(duì)“柳城05136號(hào)”甘蔗增殖系數(shù)均有極顯著的影響,且二者之間還存在極顯著的交互作用。說明適宜濃度的6-BA和KT搭配使用,對(duì)“柳城05136號(hào)”甘蔗的增殖起著至關(guān)重要的作用。
無根苗在不同的生根培養(yǎng)基中生長(zhǎng)情況有差異。其中,在MS+NAA1.0mg/L中,生根率最高,達(dá)95%,且根多而長(zhǎng),如圖4所示。
圖4 甘蔗在適宜培養(yǎng)基中生根情況
煉苗移栽后,“柳城05136號(hào)”甘蔗種苗生長(zhǎng)正常,存活率達(dá)92%。
經(jīng)檢測(cè),種苗脫去了花葉病和宿根矮化病,從而繁育出“柳城05136號(hào)”甘蔗健康種苗。由于在培養(yǎng)的植株中許多病毒具有延遲的恢復(fù)期,所以在最初18個(gè)月中每隔一定時(shí)間需進(jìn)行鑒定。而且無病毒植株容易再被感染,因此在繁殖的不同時(shí)期仍需重復(fù)進(jìn)行鑒定。只有對(duì)待定的病毒顯示持續(xù)陰性反應(yīng)的無病毒植株才能進(jìn)一步擴(kuò)大繁殖[2]。“柳城05136號(hào)”甘蔗健康種苗在田間是否具有抗花葉病和宿根矮化病特性有待進(jìn)一步的大田試驗(yàn)。
世界甘蔗生產(chǎn)大國(guó)在生產(chǎn)上已普遍使用健康種苗,而我國(guó)只有部分地區(qū)使用健康種苗,而且品種比較單一,對(duì)我國(guó)甘蔗產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展不利。本試驗(yàn)通過材料預(yù)處理與脫毒培養(yǎng),建立了“柳城05136號(hào)”甘蔗健康種苗的繁育體系,豐富了甘蔗健康種苗的生物多樣性。在生產(chǎn)中是否始終具有花葉病與宿根矮化病抗性,是否能發(fā)揮甘蔗健康種苗高產(chǎn)、高糖的“雙高”優(yōu)勢(shì),有待進(jìn)一步的大田試驗(yàn)。
表1 “柳城05136號(hào)”甘蔗增殖系數(shù)極差分析表
表2 “柳城05136號(hào)”甘蔗增殖系數(shù)方差分析表因變量:增殖系數(shù)
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Virus-free Culture of Sugarcane"Liucheng No.05136"
HUANG Yong,ZHANG Tie,LIU Wei
(Wenshan University of Yunnan Province,Wenshan 663099,China)
It aimd at building a breeding system of healthy seedling of sugarcane of"Liucheng No.05136"by pretreating and virus-free culture.The result showed that germination rate of lateral bud was 94%after pretreating.Stem tip growed well in the medium of MS+6-BA 1.0mg/L+2,4-D 1.0mg/L+AC 3.0mg/L.Multiplication rate was 15.2 in the subculture medium of MS+6-BA 2.0mg/L+KT 0.5mg/L.Rooting rate was high to 95%in the rooting medium of MS+NAA 1.0mg/L.Survival rate was 92%after acclimatizing and transplanting.A breeding system of healthy seedling for"Liucheng No.05136"was built up.Biodiversity of healthy seedling of sugarcane was enriched.
Sugarcane;"Liucheng No.05136";virus-free culture
S566.1
A
1008-1038(2017)10-0070-04
10.19590/j.cnki.1008-1038.2017.10.021
2017-08-02
云南省教育廳科學(xué)研究基金項(xiàng)目(2012Y269);文山學(xué)院科學(xué)研究基金項(xiàng)目(13WSY06);文山州科技計(jì)劃項(xiàng)目
黃勇(1981—),男,講師,主要從事植物資源開發(fā)工作