余平福 藍(lán)學(xué) 覃林海
摘要 [目的]建立冬紅組培再生體系。[方法]從外植體消毒、外植體出芽誘導(dǎo)、無(wú)菌芽繼代增殖、壯苗、生根、移栽等方面建立冬紅組培再生體系。[結(jié)果]用75%乙醇30 s+0.1%HgCl2 10 min+0.2%HgCl2 5 min進(jìn)行外植體消毒效果最好;較好的外植體出芽誘導(dǎo)培養(yǎng)基為MS+ 6-BA 0.2 mg/L+ IBA 0.4 mg/L+蔗糖3.0%,誘導(dǎo)率為80%;繼代增殖培養(yǎng)基:改良MS +6-BA 0.5 mg/L+ KT 0.5 mg/L +NAA 0.2 mg/L+蔗糖4.0%的有效苗最多,增殖系數(shù)為3.8;壯苗培養(yǎng)基以改良MS +6-BA 0.1 mg/L+NAA 0.2 mg/L +蔗糖3.0%的效果最好;生根培養(yǎng)基1/3MS+NAA 0.5 mg/L+蔗糖1.5%的生根率最高,達(dá)85%;移栽基質(zhì)以泥炭土∶黃泥∶河沙(V∶V∶V=1∶1∶1)的混合基質(zhì)較好,30 d后移栽成活率高達(dá)90%。[結(jié)論]該研究基本建立了冬紅組培快繁技術(shù)體系,為實(shí)現(xiàn)冬紅組培苗木批量化生產(chǎn)奠定了理論基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞 冬紅;組培快繁;增殖;壯苗;生根;移栽
中圖分類號(hào) S723.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611(2018)18-0083-03
Technical System of Tissue Culture on Holmskioldia sanguinea Retz.
YU Pingfu, LAN Xue, QIN Linhai
(Guangxi Weidu State Forest Farm, Laibin, Guangxi 546100)
Abstract [Objective]To establish the tissue regeneration system of Holmskioldia sanguinea Retz. .[Method]A technique system of tissue culture of H. sanguinea Retz.was established from the aspect of explant disinfection,sterile bud proliferation,strong seedling, rooting and transplanting.[Result]The best sterilization method was 75% alcohol 30 s+0.1%HgCl2 10 min+0.2%HgCl2 5 min;explants induction media was MS+ 6BA 0.2 mg/L+ IBA 0.4 mg/L+ sucrose (3.0%), induction rate was 80%;subculture multiplication media was modified MS +6BA 0.5 mg/L+ KT 0.5 mg/L +NAA 0.2 mg/L + sucrose (4.0%), multiplication coefficients reached 3.8;growthpromoting culture media was modified MS+6BA 0.1 mg/L+NAA 0.2 mg/L +sucrose (3.0%);rooting culture media was 1/3MS+ NAA 0.5 mg/L +sucrose (1.5%), and the rooting rate was up to 85%;the best transplantation media was peaty soil , yellow soil and fine sand mixture matrix (V∶V∶V=1∶1∶1), and transplanting survival rate could reach 90% after 30 days .[Conclusion]This study basically established the rapid propagation technology system of H. sanguinea Retz., which laid a theoretical foundation for the realization of the batch production of seedlings of H. sanguinea Retz..
Key words Holmskioldia sanguinea Retz.;Tissue culture;Multiplication;Buds growthpromoting;Rooting;Transplantation
冬紅( Holmskioldia sanguinea Retz.)原產(chǎn)于喜馬拉雅,為馬鞭草科冬紅屬植物,又名陽(yáng)傘花、帽子花,花頂生,聚傘花序,花冠呈彎曲筒狀而微扁平,橙紅色,它的花在冬季依然能呈現(xiàn)出絢麗的紅色,極為鮮艷奪目,故而得名[1]。冬紅枝條伸長(zhǎng)具蔓性,耐修剪,適用于花架、花廊、坡墻和圍籬綠化、盆栽等,可在我國(guó)的熱帶和南亞熱帶地區(qū)栽培[1]。由于冬紅是難得的冬季開(kāi)花植物,景觀價(jià)值高且適應(yīng)性強(qiáng),且種植范圍廣,因此是城市綠化和鄉(xiāng)村美化的優(yōu)良種質(zhì)資源[2],市場(chǎng)上對(duì)其苗木需求量大。通過(guò)組培快繁技術(shù),可實(shí)現(xiàn)短周期、大批量地推廣冬紅優(yōu)質(zhì)種苗,滿足市場(chǎng)需求。在冬紅組培快繁方面,國(guó)內(nèi)鮮有相關(guān)研究報(bào)道。筆者以冬紅帶腋芽莖段為外植體,研究冬紅組培關(guān)鍵技術(shù),擬建立一套成熟的冬紅組培再生體系,填補(bǔ)相關(guān)方面的技術(shù)空白,為批量化生產(chǎn)冬紅組培苗木提供技術(shù)支持。
1 材料與方法
1.1 材料
供試材料(外植體)為冬紅長(zhǎng)勢(shì)健壯、無(wú)病蟲(chóng)害、半木質(zhì)化的帶腋芽枝條。外植體采集應(yīng)盡量選擇在連續(xù)晴天3 d以上的天氣,于中午進(jìn)行。
1.2 外植體消毒及培養(yǎng)
摘去外植體葉片,剪成合適長(zhǎng)度的帶芽莖段,進(jìn)行消毒處理。在無(wú)菌條件下,使用75%乙醇、0.1%HgCl2、0.2% HgCl2和NaClO共4種滅菌劑,設(shè)置不同的滅菌劑濃度和滅菌時(shí)間組合(表1),將滅菌的外植體最后用無(wú)菌蒸餾水沖洗6遍,風(fēng)干后接入MS基本培養(yǎng)基中。每個(gè)處理50瓶,每瓶接入1芽。10 d后觀察結(jié)果,統(tǒng)計(jì)污染率,進(jìn)行對(duì)比分析,篩選出最佳外植體消毒方法。
1.3 誘導(dǎo)及繼代培養(yǎng)
培養(yǎng)基以MS培養(yǎng)基為基礎(chǔ),根據(jù)無(wú)菌苗的生長(zhǎng)狀況和培養(yǎng)需要進(jìn)行適當(dāng)改良,調(diào)節(jié)培養(yǎng)基pH至5.8,瓊脂6%,附加生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑6-BA、KT、IBA、NAA等。
1.3.1
外植體出芽誘導(dǎo)培養(yǎng)。將消毒獲得的無(wú)菌外植體分別轉(zhuǎn)接到出芽誘導(dǎo)培養(yǎng)基上,出芽誘導(dǎo)培養(yǎng)基以MS為基本培養(yǎng)基,蔗糖3.0%,生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑配比如下:C1,6-BA 0.1 mg/L+ IBA 0.2 mg/L;C2,6-BA 0.2 mg/L+ IBA 0.4 mg/L;C3,6-BA 0.5 mg/L+ IBA 1.0 mg/L。每個(gè)處理20個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)1個(gè)外植體,20 d后統(tǒng)計(jì)誘導(dǎo)率。
1.3.2
增殖培養(yǎng)。將無(wú)菌芽單個(gè)切下,接種至增殖培養(yǎng)基中。增殖培養(yǎng)以改良的MS培養(yǎng)基為基本培養(yǎng)基,蔗糖4.0%,生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑配比如下:C4,6-BA 0.5 mg/L+NAA 0.1 mg/L;C5,6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.2 mg/L;C6,6-BA 2.0 mg/L+ NAA 0.5 mg/L;C7,6-BA 0.5 mg/L+ KT 0.5 mg/L +NAA 0.2 mg/L。每個(gè)處理20個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)1個(gè)芽,20 d后統(tǒng)計(jì)增殖系數(shù),增殖系數(shù)=增殖所得芽數(shù)/接入的外植體總數(shù)。
1.3.3
壯苗培養(yǎng)。壯苗培養(yǎng)基以改良的MS培養(yǎng)基為基本培養(yǎng)基,蔗糖3.0%,生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑配比如下:C8,6-BA 0.1 mg/L+NAA 0.2 mg/L;C9,6-BA 0.1 mg/L+IBA 0.2 mg/L;C10,NAA 0.2 mg/L;C11,IBA 0.2 mg/L。將增殖培養(yǎng)獲得的不夠健壯的無(wú)菌叢芽單個(gè)切下,接種至壯苗培養(yǎng)基中,每個(gè)處理20個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)1個(gè)芽,20 d后觀察苗的生長(zhǎng)情況。
1.3.4
生根培養(yǎng)。選取健壯、高度為4~6 cm的無(wú)菌苗進(jìn)行生根培養(yǎng)。培養(yǎng)基以1/3 MS為基本培養(yǎng)基,蔗糖1.5%,所含生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑如下:C12,NAA 0.5 mg/L;C13,NAA 1.0 mg/L;C14,IBA 0.5 mg/L;C15,IBA 1.0 mg/L。每個(gè)處理20個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)1個(gè)芽,20 d后統(tǒng)計(jì)生根率。
1.4 煉苗移栽
當(dāng)生根苗在培養(yǎng)瓶?jī)?nèi)具3~4根長(zhǎng)約2 cm的根系時(shí),即可出瓶移栽,出瓶前煉苗3~5 d。移栽基質(zhì)采用以下3個(gè)配比:C16,黃泥;C17,泥炭土∶黃泥(V∶V=1∶1);C18,泥炭土∶黃泥∶河沙(V∶V∶V=1∶1∶1)。每個(gè)處理移20株苗,放置育苗棚內(nèi),進(jìn)行同樣的水肥管理,分別于15、30 d后統(tǒng)計(jì)移栽成活率。
2 結(jié)果與分析
2.1 外植體消毒效果
不同的消毒處理效果差異明顯。由表1可知,當(dāng)使用75%乙醇和NaClO消毒時(shí),污染率最高,效果達(dá)不到預(yù)期,消毒處理后,外植體上還有很多存活的霉菌和細(xì)菌。在設(shè)置的4種消毒處理中,污染率最低的為處理3,但是其存活率極低,外植體大部分褐變死亡。處理4(75%乙醇30 s+0.1%HgCl2 10 min+0.2%HgCl2 5 min)的效果最好,在獲得較低污染率的同時(shí),保證了存活率,且所得無(wú)菌外植體依然保有活力。
2.2 不同生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑濃度對(duì)外植體出芽誘導(dǎo)的影響
3種培養(yǎng)基上冬紅外植體的出芽誘導(dǎo)率見(jiàn)表2。C1和C2培養(yǎng)基都能成功誘導(dǎo)外植體長(zhǎng)新芽且無(wú)愈傷,接種20 d后新芽長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)壯,但C2培養(yǎng)基誘導(dǎo)率明顯高于C1培養(yǎng)基。相反,C3培養(yǎng)基可能由于生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑濃度過(guò)高,外植體上產(chǎn)生大量愈傷組織,出芽誘導(dǎo)率最低,芽畸形,新葉卷曲玻璃化??芍?,用C2培養(yǎng)基(MS+6-BA 0.2 mg/L+IBA 0.4 mg/L)對(duì)冬紅外植體進(jìn)行出芽誘導(dǎo)培養(yǎng)效果最好。
2.3 不同生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑濃度對(duì)繼代增殖的影響
由表3可知,生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑濃度是影響無(wú)菌芽增殖的關(guān)鍵因素,無(wú)菌芽的增殖隨著細(xì)胞分裂素總濃度的升高而增多,當(dāng)6-BA濃度為2.0 mg/L,NAA濃度為0.5 mg/L時(shí),無(wú)菌芽的增殖系數(shù)最高,獲得的叢芽最多,但是有效苗較少,分生芽的生長(zhǎng)受到抑制,生長(zhǎng)較慢,長(zhǎng)勢(shì)弱。綜合而言,效果最好的增殖配方是C7培養(yǎng)基(6-BA 0.5 mg/L+NAA 0.2 mg/L+KT 0.5 mg/L),細(xì)胞分裂素6-BA、KT和生長(zhǎng)素NAA配合使用,增殖芽苗生長(zhǎng)健壯,畸形苗率低,增殖系數(shù)較高,平均增殖系數(shù)為3.8,是誘導(dǎo)增殖的理想生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑配比,增殖效果如圖1所示。
2.4 不同生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑濃度對(duì)壯苗培養(yǎng)的影響
對(duì)于部分增
殖獲得的不夠健壯的無(wú)菌芽叢進(jìn)行復(fù)壯培養(yǎng),結(jié)果見(jiàn)表4。合適濃度的生長(zhǎng)素和低濃度細(xì)胞分裂素6-BA配合使用,能夠有效促進(jìn)冬紅無(wú)菌苗復(fù)壯。從試驗(yàn)結(jié)果可知,生長(zhǎng)素NAA比IBA的促生效果更好,當(dāng)0.2 mg/L NAA配合0.1 mg/L 6-BA使用時(shí),無(wú)菌芽的復(fù)壯效果最好,生長(zhǎng)快且健壯,增殖獲得的小芽葉片濃綠有光澤,可用于再次增殖培養(yǎng)或者直接用于生根。單獨(dú)使用生長(zhǎng)素的效果不及生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素配合使用,當(dāng)培養(yǎng)基中僅添加0.2 mg/L NAA時(shí),無(wú)菌芽生長(zhǎng)快,但是芽纖細(xì)且基部產(chǎn)生愈傷較多,不利于生根培養(yǎng)或繼代增殖;當(dāng)培養(yǎng)基中僅添加0.2 mg/L IBA時(shí),無(wú)菌芽有一定程度的復(fù)壯,但是生長(zhǎng)較慢。
2.5 不同生根劑處理對(duì)無(wú)菌苗不定根發(fā)生的影響
4種不同濃度生根劑對(duì)冬紅無(wú)菌苗不定根發(fā)生的影響見(jiàn)表5。NAA處理的生根效果明顯好于IBA,其生根率高,根系粗壯旺盛,當(dāng)NAA濃度為0.5 mg/L時(shí),生根率最高,達(dá)85%。IBA處理的生根率都較低,根系均少且弱。不同批次的試驗(yàn)結(jié)果表明,生根效果除了與生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑有關(guān)系外,無(wú)菌苗本身的因素也有影響,不同繼代次數(shù)的無(wú)菌苗經(jīng)同樣的生根劑處理后,生根率會(huì)有差異,這可能與組培苗的木質(zhì)化程度、體內(nèi)的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑積累等因素有關(guān)。針對(duì)不同繼代苗的生長(zhǎng)特性,對(duì)生根劑處理和培養(yǎng)基進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,生根率基本保持在80%以上。圖2為在C12培養(yǎng)基上,冬紅無(wú)菌苗根系發(fā)達(dá)粗壯。
2.6 煉苗移栽
當(dāng)生根組培苗經(jīng)過(guò)開(kāi)瓶煉苗后,洗凈培養(yǎng)基,分別栽種到3種經(jīng)過(guò)消毒的基質(zhì)中,移栽試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6。由表6可知,不同基質(zhì)中的移栽成活率不同,其中全黃泥的成活率最低,30 d時(shí)的成活率為70%,泥炭土∶黃泥∶河沙以體積比為1∶1∶1的混合基質(zhì)最適合冬紅組培苗的生長(zhǎng),30 d時(shí)已完全適應(yīng)土壤基質(zhì)和溫室環(huán)境,生長(zhǎng)健壯,抽出新梢,成活率高達(dá)90%。
3 結(jié)論與討論
通過(guò)對(duì)冬紅離體培養(yǎng)進(jìn)行系統(tǒng)研究,建立冬紅組培快繁技術(shù)體系如下:外植體消毒滅菌的最佳方法為75%乙醇30 s+0.1%HgCl2 10 min+0.2%HgCl2 5 min,外植體出芽誘導(dǎo)最佳培養(yǎng)基為MS+6-BA 0.2 mg/L+IBA 0.4 mg/L+蔗糖3.0%;繼代增殖培養(yǎng)基以改良MS +6-BA0 .5 mg/L+KT 0.5 mg/L+NAA 0.2 mg/L+蔗糖4.0%的效果最好;最適壯苗培養(yǎng)基為改良MS+6-BA 0.1 mg/L+NAA 0.2 mg/L+蔗糖3.0%;生根培養(yǎng)基以1/3MS+ NAA 0.5 mg/L+蔗糖1.5%的效果最好;泥炭土∶黃泥∶河沙(V∶V∶V=1∶1∶1)混合基質(zhì)是最適移栽基質(zhì)。
培養(yǎng)材料的消毒是組織培養(yǎng)過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié),是決定組織培養(yǎng)成敗的關(guān)鍵。該研究中外植體采用冬紅帶腋芽莖段,帶菌較多,對(duì)于這樣的外植體,使用75%乙醇和NaClO進(jìn)行滅菌,效果達(dá)不到預(yù)期。HgCl2的消毒效果優(yōu)于NaClO,一般采用0.1%~0.2%消毒效果最好,但是其消毒時(shí)間較難掌握,當(dāng)濃度低、消毒時(shí)間短時(shí),消毒效果不理想,若濃度高、消毒時(shí)間長(zhǎng),則外植體褐化死亡,采用分段消毒法(濃度和消毒時(shí)間)可緩解這一矛盾,獲得更好的滅菌效果[3-4]。
合理的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑配比是成功篩選獲得各階段成熟配方的關(guān)鍵。沈海龍[5]、胡繁榮[6]指出:要促進(jìn)叢生芽的形成,就要提高細(xì)胞分裂素與生長(zhǎng)素的比值,但濃度不宜過(guò)高;進(jìn)行壯苗培養(yǎng)時(shí),生長(zhǎng)素的生物學(xué)效應(yīng)高于細(xì)胞分裂素,筆者的研究結(jié)果也證實(shí)了該結(jié)論。該研究中,增殖培養(yǎng)時(shí)高濃度的6-BA(1.0~2.0 mg/L)或6-BA和KT(各0.5 mg/L)分別與較低濃度的NAA(0.2 mg/L)組合均能誘導(dǎo)芽增殖,且獲得較高的增殖系數(shù),6-BA與KT配合使用效果更佳;在壯苗培養(yǎng)時(shí),稍高濃度的NAA(0.2 mg/L)與低濃度的6-BA(0.1 mg/L)組合能夠使長(zhǎng)勢(shì)較弱的叢生芽復(fù)壯。生長(zhǎng)素類型及使用濃度對(duì)組培生根效果影響顯著[7-8]。就冬紅而言,在該研究中NAA的促生根效果明顯優(yōu)于IBA,0.5 mg/L是其較合適的濃度。
該研究篩選獲得了冬紅離體培養(yǎng)的關(guān)鍵配方,在開(kāi)展冬紅組織培養(yǎng)時(shí),要根據(jù)培養(yǎng)材料的具體情況,比如木質(zhì)化程度、苗內(nèi)生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑積累和繼代次數(shù)等,對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化調(diào)整。該研究基本建立了冬紅組培快繁技術(shù)體系,為實(shí)現(xiàn)冬紅組培苗木批量化生產(chǎn)奠定了理論基礎(chǔ)。
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