楊菲紅,劉 芳,石德喜,楊一鵬,牛瑞艷,楊鳳軍
(1 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)園藝園林學(xué)院,黑龍江大慶 163319;黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)生命學(xué)院 163319)
美國紅楓(Acer rubrum L.)又名紅花槭,槭樹科漆樹屬植物,是彩葉樹種最具代表的樹種之一。通過對(duì)美國紅楓的引種馴化,可以為北方地區(qū)園林樹稀缺提供新選擇[1]。并且利用組織培養(yǎng)技術(shù)可以短期內(nèi)獲得大量美國紅楓植株,供應(yīng)市場需求及品質(zhì)改良需要[2]。為了更好地提高美國紅楓組培苗的移栽成活率,本試驗(yàn)以美國紅楓組培苗為材料進(jìn)行生根培養(yǎng),先開展壯苗培養(yǎng)基的篩選,后研究蔗糖濃度及活性炭含量對(duì)美國紅楓生根培養(yǎng)的影響,從而挑選出適宜美國紅楓組培苗生根的培養(yǎng)基,為美國紅楓組培苗移栽提高成活率,為工廠繁殖生產(chǎn)提供技術(shù)支持和實(shí)踐依據(jù)。
以黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)園藝園林學(xué)院生物技術(shù)中心組培實(shí)驗(yàn)室的美國紅楓組培苗為材料。
1.2.1 美國紅楓組培苗壯苗處理。壯苗培養(yǎng)是生根培養(yǎng)的預(yù)備期,如將繼代增殖后的組培苗直接誘導(dǎo)生根,容易導(dǎo)致組培苗生長停滯,且易產(chǎn)生落葉,因此在生根處理前需進(jìn)行壯苗處理[3]。取3cm 長帶頂芽的美國紅楓繼代組培苗,接種到不同處理的壯苗培養(yǎng)基中,設(shè)置3種濃度的GA3(1.0mg/L、0.6mg/L、0.2mg/L),同時(shí)添加1.0mg/L 6-BA、0.2mg/L IBA、30g/L 蔗糖、5g/L 瓊脂、pH值為6。每種處理接種10 瓶,每瓶3 個(gè)組培苗,重復(fù)3次,培養(yǎng)30d 后觀察并記錄生長狀態(tài)。
1.2.2 生根培養(yǎng)基蔗糖濃度。以1/2MS 為基本培養(yǎng)基進(jìn)行生根誘導(dǎo)試驗(yàn),并添加植物生長調(diào)節(jié)劑2.0mg/L IBA和1.0mg/L GA3。設(shè)計(jì)3種蔗糖濃度(10g/L、20g/L、30g/L)進(jìn)行生根誘導(dǎo)試驗(yàn),5g/L 瓊脂,pH 值為6。每種處理接種10 瓶,每瓶3 個(gè)組培苗,重復(fù)3 次。40d 后記錄組培苗的生長狀態(tài),統(tǒng)計(jì)其平均重量、平均株高、平均根數(shù)和平均根長。
1.2.3 培養(yǎng)基活性炭濃度。以1/2MS 為基本培養(yǎng)基進(jìn)行生根誘導(dǎo)試驗(yàn),添加植物生長調(diào)節(jié)劑2.0mg/L IBA和1.0mg/L GA3。設(shè)計(jì)4種處理(0.3g/L、0.6g/L、1g/L、2g/L)的活性炭含量,并添加30g/L 蔗糖,5g/L 瓊脂,pH值為6。每種處理接種30 株,重復(fù)3 次。40d 后記錄組培苗的形態(tài)指標(biāo)和生根情況。
1.2.4 統(tǒng)計(jì)指標(biāo)和數(shù)據(jù)分析。用電子天平測出組培苗鮮重,直尺測量美國紅楓組培苗株高,游標(biāo)卡尺測量組培苗莖粗和根長。觀察并記錄美國紅楓組培苗的生長情況。所有數(shù)據(jù)在Excel 表中進(jìn)行整理,使用SPPS 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。
由表1 可知,在不同培養(yǎng)基中,美國紅楓組培苗長勢差異明顯。在MS+1.0mg/L GA3+1.0mg/L 6-BA +0.2mg/L IBA 培養(yǎng)基中,組培苗株高5.17cm,莖粗0.206cm,而其他配方中植株長勢一般,在培養(yǎng)基MS+0.6mg/L GA3+1.0mg/L 6-BA+0.2mg/L IBA 中組培苗株高僅為4.10cm,苗莖生長不明顯。在添加不同濃度的GA3壯苗培養(yǎng)基中,植株莖粗差異不顯著,而株高有明顯差異。綜合壯苗后植株生長形態(tài),最佳的壯苗培養(yǎng)基為MS+1.0mg/L GA3+1.0mg/L 6-BA +0.2mg/LIBA,植株生長健壯更適合進(jìn)行生根培養(yǎng)。
表1 不同處理對(duì)美國紅楓壯苗培養(yǎng)的影響
由表2 可知,對(duì)接種40d 后的生根組培苗統(tǒng)計(jì)重量、株高、平均根數(shù)和平均根長并進(jìn)行方差分析。組培苗的重量隨著蔗糖濃度增加而減小,平均株高隨著蔗糖濃度的增加而升高。3種處理中平均根數(shù)差異顯著,添加10g/L 的蔗糖平均根數(shù)最多,為7.5 條,但平均根長最短為3.05cm;添加20g/L 的蔗糖平均根數(shù)最少為2.5 條,平均根長最長為5.7cm。綜合考慮,添加30g/L 蔗糖更適合美國紅楓組培苗生根培養(yǎng)。
表2 蔗糖濃度對(duì)美國紅楓組培苗生根的影響
在不同處理中,美國紅楓組培苗的生根狀態(tài)不同(如圖1)。由表3 可知,添加不同濃度活性炭對(duì)美國紅楓組培苗各形態(tài)指標(biāo)影響不同,添加0.3g/L 的活性炭組培苗平均重量為0.50g;組培苗株高隨著活性炭的增加而增高,添加1g/L 活性炭達(dá)到最高為3.83cm;在添加1g/L 的活性炭處理中,莖段數(shù)量最大,約為6 節(jié);組培苗生根數(shù)量隨著活性炭的增加而減少;根長反而隨著活性炭的增加而變長。
表3 活性炭對(duì)美國紅楓組培苗生根的影響
試驗(yàn)結(jié)果表明,MS+1.0mg/L GA3+1.0mg/L 6-BA +0.2mg/L IBA 培養(yǎng)基適宜美國紅楓組培苗壯苗培養(yǎng),植株生長健壯,組培苗壯苗后更適宜生根處理;在生根培養(yǎng)基1/2MS+2.0mg/L IBA +1.0mg/L GA3中添加30g/L蔗糖及1.0g/L 的活性炭更適宜美國紅楓組培苗生根培養(yǎng)。通過壯苗培養(yǎng),可以保障組培苗的生長質(zhì)量,提高移栽成活率。在壯苗培養(yǎng)中添加外源激素GA3進(jìn)行壯苗培養(yǎng),可以促進(jìn)植物細(xì)胞的伸長、莖伸長,加速生長和發(fā)育[3]。
在美國紅楓組培繁殖中,使用蔗糖及活性炭的試驗(yàn)研究目前鮮有報(bào)道[4]。于傳[5]在美國紅楓生根培養(yǎng)中研究表明,高濃度的6-BA 抑制根的分化,低鹽水平更有利于根系的誘導(dǎo)發(fā)生。因此采用1/2MS+2.0mg/L IBA 和1.0mg/L GA3培養(yǎng)基配方研究蔗糖和活性炭對(duì)生根誘導(dǎo)的影響。蔗糖作為組織培養(yǎng)中的碳源,對(duì)組培苗的生長和品質(zhì)有重要的影響,能為細(xì)胞呼吸代謝有效提供底物和能源,大多數(shù)槭樹植物組培中蔗糖的選擇濃度為30~35g/L,蔗糖濃度的大小影響組培苗的形態(tài)和生長發(fā)育[6]。而本試驗(yàn)表明,低濃度10g/L 和20g/L、30g/L 蔗糖更適合美國紅楓組培苗的生根培養(yǎng)。在培養(yǎng)基中添加活性炭,可以吸附對(duì)生長有抑制作用的物質(zhì),并在生根培養(yǎng)階段可以提供暗環(huán)境,更利于根的誘導(dǎo)和生長[7]。