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      “柳城05136號(hào)”甘蔗脫毒培養(yǎng)

      2017-11-02 06:18:44黃勇張鐵劉偉
      中國(guó)果菜 2017年10期
      關(guān)鍵詞:柳城腋芽莖段

      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。

      1 材料與方法

      1.1 試驗(yàn)材料

      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 材料預(yù)處理

      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 脫毒培養(yǎng)

      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。

      1.4 煉苗移栽

      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。

      1.5 病害檢測(cè)

      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)。

      2 結(jié)果與分析

      2.1 腋芽萌發(fā)

      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

      2.2 莖尖生長(zhǎng)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

      2.3 增殖系數(shù)

      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。

      2.4 生根情況

      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

      2.5 移栽存活率

      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%。

      2.6 病害檢測(cè)結(jié)果

      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)。

      3 討論

      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)

      [1]吳征鎰.中國(guó)植物志[M].北京:科學(xué)出版社,1997,10(2):41.

      [2]彭星元,余皖蘇.植物組織培養(yǎng)技術(shù)(第二版)[M].北京:高等教育出版社,2013,1:85-94.

      [3]Leu LS.Freeing sugarcane from mosaic virus by apical meristem culture and tissue culture[R].Report Taiwan Sugar Experiment Station,1972,57:57-63.

      [4]Hendre RA,Mascarenhas AF,Nadgir AL,et al.Growth ofmosaic virus-free sugarcane plants from apical meristems[R].Indian Pathology,1975,28:185-198.

      [5]Waterworth R,Kahn RP.Thermotherapy and aseptic bud culture of sugarcane to facilitate the exchange of germplasm and passage through quarantine[R].Plant Disease Report,1978,62:772-776

      [6]Leu LS.Apical meristem culture and redifferentiation of callus masses to free some sugarcane systemic disease[J].Plant Protection Bulletin,1978,20:77-82

      [7]楊本鵬,張樹珍,楊學(xué),等.甘蔗健康種苗培育體系的建立[J].熱帶作物學(xué)報(bào),2006,(4):74-77.

      [8]游建華,樊保寧,韋昌聯(lián).甘蔗脫毒健康種苗生產(chǎn)及繁殖技術(shù)[J].中國(guó)種業(yè),2008(9):50.

      [9]Lee TSG.Micropropagation of sugarcane (Saccharum spp.)[J].Plant cell,tissue and organ culture,1991,10:47-55.

      [10]方開泰,馬長(zhǎng)興.正交與均勻?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì) [M].北京:科學(xué)出版社,2001:35-52.

      [11]李利君,周仲駒,謝聯(lián)輝.利用斑點(diǎn)雜交法和RT-PCR技術(shù)檢測(cè)甘蔗花葉病毒[J].福建農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2000,29(3):342-345.

      [12]Clyn James.A reviewof ratoon stunting disease[J].Sugar Cane,1997,4:9-14.

      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

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