薛曉曉,秦 棟,霍俊偉,劉慶帥,劉化禹,謝佳璇,孫小娟,員盎然
(東北農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝園林學(xué)院,150030)
藍(lán)果忍冬(Lonicera caerulea L.)為忍冬科(Caprifoliaceae)忍冬屬(Lonicera)的一種新興小漿果,俗稱藍(lán)靛果,我國大小興安嶺、長白山山區(qū)蘊含豐富的野生資源。其果實富含花色苷類、黃酮類以及多酚類等生物活性物質(zhì),氨基酸,糖類,有機酸,礦物質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì),因此具有較高的營養(yǎng)和醫(yī)療保健價值,可以預(yù)防癌癥,心血管,神經(jīng)性,糖尿病等疾病[6]。
以2個引自俄羅斯的鮮食品種“邱雷姆”和“娜雷姆”為試材,MS培養(yǎng)基繼代培養(yǎng)30d,取無菌苗中上部葉片,接種時在葉片正面橫切幾刀形成劃痕,葉片背面接觸培養(yǎng)基,接種到添加蔗糖30g/L,瓊脂7g/L,pH為5.8,附加不同生長調(diào)節(jié)劑的MS培養(yǎng)基,于人工氣候室暗培養(yǎng)相應(yīng)時間后轉(zhuǎn)移至光下培養(yǎng),培養(yǎng)40天后調(diào)查結(jié)果。暗培養(yǎng)條件為濕度75%,溫度25±1℃。
1.2.1 單一植物生長調(diào)節(jié)劑誘導(dǎo)葉片愈傷組織
以兩品種的無菌苗葉片為材料,以MS為基本培養(yǎng)基,選用6-BA、2,4-D、TDZ、ZT和CPPU五種激素設(shè)計成單因素試驗,濃度均為0.5、1.0、2.0mg/L。暗處理15天后置于光下培養(yǎng)。葉片在培養(yǎng)基培養(yǎng)40天后調(diào)查愈傷組織誘導(dǎo)情況。
1.2.2 兩種植物生長調(diào)節(jié)劑組合誘導(dǎo)葉片愈傷組織
選用6-BA和2,4-D激素組合,TDZ和ZT激素組合,設(shè)計成兩個復(fù)因素試驗:暗處理15天后置于光下培養(yǎng)。葉片在培養(yǎng)基培養(yǎng)40天后調(diào)查愈傷組織誘導(dǎo)情況。
6-BA設(shè)兩個水平:1.0、2.0mg/L,2,4-D設(shè)三個水平:0.2、0.5、1.0mg/L設(shè)計成6個水平組合的完全隨機試驗。
TDZ設(shè)兩個水平:1.0、2.0mg/L,ZT設(shè)三個水平:0.1、0.3、1.0mg/L設(shè)計成6個水平組合的完全隨機試驗。
1.2.3 三種植物生長調(diào)節(jié)劑組合誘導(dǎo)葉片愈傷組織
在MS培養(yǎng)基中添加6-BA(0.5、1.0、1.5mg/L),IBA(0.1、0.2、0.3mg/L)和KT(0.5、1.0、1.5mg/L),采用三因素三水平正交設(shè)計,按照L9(34)前三列安排試驗,共9個處理組合(表1)。暗處理35天,統(tǒng)計出愈率,褐化率,觀察愈傷組織狀態(tài)。
表1 藍(lán)果忍冬葉片愈傷組織誘導(dǎo)正交設(shè)計
出愈率(%)=愈傷組織數(shù)/外植體數(shù)×100,褐化率(%)=褐化葉片數(shù)/外植體數(shù)×100
所有試驗均重復(fù)3次,數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析及作圖用SPSS19. 0 和 Excel軟件。
不同生長調(diào)節(jié)劑組合對藍(lán)果忍冬葉片愈傷組織的誘導(dǎo)效果也不同。6-BA與2,4-D各個組合均能有效誘導(dǎo)葉片產(chǎn)生愈傷組織,但TDZ和ZT組合的誘導(dǎo)率極低,僅使邱雷姆出現(xiàn)少量愈傷且呈黃棕色,易褐化(見圖1-J)。
6-BA與2,4-D組合的各處理誘導(dǎo)率均可達100%,且愈傷組織多呈綠色、黃綠色、深綠色或淡黃色,表面有瘤狀突起,顆粒狀,質(zhì)地緊實,愈傷量多,愈傷組織生長快,無褐化(見圖1A-F)。這與單獨添加2,4-D誘導(dǎo)的愈傷組織有差異,可能是細(xì)胞分裂素與生長素相互作用的結(jié)果。各處理的愈傷量略有差異,當(dāng)6-BA濃度為1.0mg/L時,邱雷姆葉片愈傷量隨2,4-D濃度升高而增多,娜雷姆愈傷量則先增多后減少,在2,4-D濃度0.5mg/L時愈傷量達到最多,但少于邱雷姆。6-BA濃度為2.0mg/L時,兩品種都是在2,4-D濃度0.5mg/L時達到最大愈傷量。各處理的娜雷姆愈傷量普遍少于邱雷姆,這可能是由品種差異所致。
表2 6-BA 與2,4-D組合對葉片愈傷組織誘導(dǎo)的影響
表3 TDZ與ZT組合對葉片愈傷組織誘導(dǎo)的影響
圖1 兩種生長調(diào)節(jié)劑組合誘導(dǎo)的愈傷組織
(A-F)6-BA+2,4-D誘導(dǎo)葉片愈傷組織;(A)愈傷啟動;(B)光下轉(zhuǎn)綠;(C-F)愈傷組織逐漸長大為深綠色致密型;(J、H)TDZ2.0mg/L+ZT1.0mg/L誘導(dǎo)的愈傷組織;(I)TDZ2.0mg/L+ZT0.3mg/L誘導(dǎo)的愈傷組織。
三種調(diào)節(jié)劑6-BA、IBA、KT的9種組合處理對藍(lán)果忍冬不同品種葉片愈傷組織的誘導(dǎo)效果不同(表4),方差分析表明,影響邱雷姆葉片愈傷組織誘導(dǎo)的主次因素為IBA>6-BA>KT,而影響娜雷姆葉片愈傷組織誘導(dǎo)的主次因素為KT>IBA>6-BA(表5,6);兩品種有所差異,這可能與不同品種對細(xì)胞分裂素的敏感性有關(guān);MS+6-BA1.0mg/L+IBA0.3mg/L+KT0.5mg/L(處理6)對兩品種的誘導(dǎo)率均達到95%以上,可以作為通用的體系。
三種調(diào)節(jié)劑組合各處理誘導(dǎo)的愈傷組織形態(tài)基本相同,都為黃色顆粒狀,質(zhì)地較硬(圖2)。結(jié)合表4和圖2,不論是從誘導(dǎo)率還是愈傷量、褐化狀況考慮,邱雷姆的誘導(dǎo)效果均好于娜雷姆,這可能與品種差異有關(guān)。
通過圖1、圖2愈傷組織形態(tài)對比以及表2、表4的數(shù)據(jù)對比,不同方案的愈傷組織誘導(dǎo)效果不同。添加單一的生長調(diào)節(jié)劑,2,4-D是誘導(dǎo)藍(lán)果忍冬葉片產(chǎn)生愈傷組織最有效的物質(zhì),濃度范圍0.5-2.0mg/L均有效,6-BA、TDZ、ZT、CPPU效果不好。
添加兩種調(diào)節(jié)劑處理好于單一調(diào)節(jié)劑處理,雖然2,4-D處理各濃度下出愈率都為100%,但愈傷組織質(zhì)地多為淡黃色或綠色水漬狀,較軟,而2,4-D和6-BA配合處理下愈傷組織顏色多為綠色顆粒狀,質(zhì)地緊實致密,有利于后期培養(yǎng)和不定芽誘導(dǎo),且愈傷量也多于2,4-D單獨處理。
表4 6-BA、IBA、KT組合對葉片愈傷組織誘導(dǎo)的影響
表5 娜雷姆葉片愈傷誘導(dǎo)率結(jié)果方差分析
表6 邱雷姆葉片愈傷誘導(dǎo)率結(jié)果方差分析
圖2 三種生長調(diào)節(jié)劑組合誘導(dǎo)的愈傷組織
6-BA、IBA、KT三種調(diào)節(jié)劑組合誘導(dǎo)率低于2,4-D和6-BA配合處理,且愈傷啟動時間長,愈傷組織生長慢,該方案兩個品種的誘導(dǎo)效果差異很大,娜雷姆誘導(dǎo)率低,最低為處理4的59%(表4)。愈傷量很少且褐化率高(圖2-F),邱雷姆愈傷量很多(圖1A-C),與單獨添加2,4-D以及添加6-BA和2,4-D組合處理誘導(dǎo)的愈傷量相當(dāng),但質(zhì)地更為緊實不易碎,相反6-BA和2,4-D組合處理則更加松脆(圖2)。
藍(lán)果忍冬是極具開發(fā)前途的小漿果,但目前品種及優(yōu)良苗木缺乏。研究藍(lán)果忍冬的組織培養(yǎng)不但能提高苗木擴繁速度,更能加快品種選育進程,具有很大的實踐意義
在各種植物的愈傷組織誘導(dǎo)中,使用最多的是2,4-D。早熟禾種子單獨添加2,4-D即可誘導(dǎo)產(chǎn)生愈傷組織,1.0mg/L~2.0mg/L誘導(dǎo)效果較好,0.1或0.2mg/L 2,4-D與3mg/L 6-BA組合的誘導(dǎo)效果明顯好于2,4-D單獨處理,本試驗具有類似的結(jié)果,邱雷姆和娜雷姆分別在2,4-D濃度1.0和2.0mg/L時誘導(dǎo)效果最好,且6-BA與2,4-D組合處理好于2,4-D單獨處理。
一般高濃度2,4-D不利于愈傷組織誘導(dǎo)分化,黑果枸杞愈傷組織誘導(dǎo)培養(yǎng)基為MS+2,4-D2.0mg/L+6-BA 0.5mg/L,愈傷組織分化培養(yǎng)基為 MS+2,4-D1.0mg/L+6-BA 0.5mg/L,即低濃度2,4-D利于分化,本研究娜雷姆在2,4-D濃度0.5mg/L時,愈傷組織更為致密,有利于愈傷組織的進一步分化。單獨使用6-BA不能誘導(dǎo)杜仲葉片產(chǎn)生愈傷組織,6-BA與生長素NAA配合使用可誘導(dǎo)出較好的愈傷組織,本研究結(jié)果也表明單獨添加6-BA的葉片愈傷組織誘導(dǎo)率為0,但與生長素2,4-D結(jié)合效果很好,表明細(xì)胞分裂素類和生長素類配合使用的愈傷組織誘導(dǎo)效果好于單獨使用生長素類。
單獨添加細(xì)胞分裂素6-BA、TDZ、CPPU均能誘導(dǎo)毛桃葉片產(chǎn)生愈傷組織,1.0mg/L CPPU也能有效誘導(dǎo)苧麻葉片產(chǎn)生愈傷組織并再生不定芽。1.0mg/L ZT可誘導(dǎo)矮叢藍(lán)莓莖段直接器官再生,5.0mg/L ZT可誘導(dǎo)外植體通過愈傷組織途徑再生。本研究結(jié)果表明CPPU、TDZ、ZT雖然具有高活性,但對藍(lán)果忍冬葉片愈傷組織誘導(dǎo)效果不好,原因可能與物種不同有關(guān)。TDZ和ZT組合使蔓越橘莖段離體再生頻率能達到60%。本研究表明該組合效果不好,不適用于藍(lán)果忍冬的離體誘導(dǎo)及再生。
金鐵鎖上的研究表明在6-BA與生長素NAA組合的基礎(chǔ)上添加KT,帶芽莖段的出愈率和芽叢分化率均高達100%,本研究采用6-BA、2,4-D、KT組合處理時兩品種的誘導(dǎo)率均在60%以上,且邱雷姆在大部分處理下的誘導(dǎo)率為100%,證明KT對藍(lán)果忍冬愈傷組織誘導(dǎo)效果顯著,值得在今后的試驗中進一步研究。
利用葉片進行愈傷組織誘導(dǎo)具有取材廣,效率高的特點,可提高苗木快繁效率,是離體再生體系的建立的基礎(chǔ);本試驗只是對不同生長調(diào)節(jié)劑對葉片愈傷組織的誘導(dǎo)進行了初步研究,由愈傷組織到可在市場利用的完整植株還需經(jīng)過愈傷組織分化不定芽以及生根培養(yǎng),煉苗移栽等多項環(huán)節(jié),因此藍(lán)果忍冬的組培快繁體系的建立還需要進一步研究。