王 利,張玉玲,包 穎,岳 龍,孫 鵬,王新波

(1.白城市林業(yè)科學(xué)研究院,吉林 白城 137000; 2.吉林省林業(yè)技術(shù)推廣站,吉林 長春 130022; 3.舒蘭市林業(yè)局,吉林 吉林 132000)

楊樹具有易栽培、好管理、生長快、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),是我國北方地區(qū)的主要綠化樹種[1]。但普遍存在觀賞性差、揚(yáng)粉飛絮等問題,嚴(yán)重影響了城鄉(xiāng)綠化美化效果。白城市林業(yè)科學(xué)研究院經(jīng)過20多年選育出白城山新楊系列品種(白城山新1號楊Populusdavidiana×P.bolleana‘baichengshanxinyang No.1’、貴妃楊),該品系樹干通直飽滿,樹皮光滑細(xì)膩,淡綠色,披白粉;樹冠緊湊,寬窄適中,整潔優(yōu)美;密枝型,枝葉繁茂翠綠。其最突出的特性是雌株不結(jié)實(shí)、不飛絮。白城山新楊用于城市綠化可以密植,能夠降低交通噪音污染,但該品系扦插繁殖不易生根,導(dǎo)致常規(guī)難繁,一直沒能推向綠化苗木市場。植物組培工廠化育苗技術(shù)體系,是以植物細(xì)胞、組織、器官等為外植體,采用人工配制的培養(yǎng)基,在無菌及人工控制的條件下進(jìn)行快速繁殖的一種現(xiàn)代生物技術(shù)[2,3]。此項(xiàng)技術(shù)能夠采用工業(yè)化管理手段,迅速批量生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)苗木,為實(shí)現(xiàn)難生根樹種快繁提供技術(shù)支撐。

本試驗(yàn)對白城山新1號楊增殖培養(yǎng)基配方進(jìn)行研究,解決了其苗木擴(kuò)繁難的問題。通過調(diào)整對組培苗增殖及生長發(fā)育有顯著影響的培養(yǎng)基組分含量、激素種類和質(zhì)量濃度,使培養(yǎng)基更適合組培苗的生長,達(dá)到增殖更快、質(zhì)量更好的目標(biāo)。

1 材料與方法

1.1 材料

對白城山新1號楊1年生枝條進(jìn)行初代培養(yǎng),將篩選出的初代無菌芽苗作為試驗(yàn)材料。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用正交試驗(yàn)方法,以MS培養(yǎng)基為基礎(chǔ)配方,選擇與組培苗增殖密切相關(guān)的細(xì)胞分裂素6-芐氨基嘌呤(6-BA)、生長素萘乙酸(NAA)、用大量元素(KNO3、NH4NO3、KH2PO4、MgSO4·7H2O)配成MS基本培養(yǎng)基配方20倍濃度的母液、優(yōu)質(zhì)食用蔗糖,其質(zhì)量濃度(含量)分別設(shè)置5個(gè)水平(見表1),按L25(56)正交表進(jìn)行試驗(yàn)。

表1 因素水平設(shè)計(jì)

1.2.2 增殖培養(yǎng)

為更好地控制污染,增殖培養(yǎng)采用傳統(tǒng)組培技術(shù)體系。培養(yǎng)瓶采用帶有透氣膜蓋耐高溫塑料廣口瓶,灌裝培養(yǎng)基后經(jīng)過高壓蒸汽滅菌,在超凈工作臺下無菌接種,密閉培養(yǎng)。

1.2.2.1 培養(yǎng)基配制

按配方將組分分成大量元素、微量元素、有機(jī)附加物、鐵鹽、鈣、生長調(diào)節(jié)劑等部分,將各部分分別配制成母液。大量元素配制成優(yōu)化配方的20倍母液,微量元素、有機(jī)附加物、鐵鹽、鈣分別配制成200倍母液,生長調(diào)節(jié)劑配制成1 000 mg·L-1母液,低溫儲存?zhèn)溆?。配制培養(yǎng)基時(shí)分別量取母液加入灌裝料桶,加入蔗糖和固化劑瓊脂粉定容混勻。瓊脂濃度決定培養(yǎng)基的硬度,不同批次的瓊脂粉強(qiáng)度不同,新啟用的瓊脂粉要進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)。培養(yǎng)基硬度以固定住芽苗不倒為標(biāo)準(zhǔn),瓊脂粉用量最少為佳。經(jīng)過高壓蒸汽滅菌的培養(yǎng)基瓊脂粉用量為6～8 g·L-1。

1.2.2.2 培養(yǎng)基分裝

為實(shí)現(xiàn)規(guī)模分裝,自行研制了培養(yǎng)基灌裝機(jī)。灌裝機(jī)由料桶、循環(huán)泵、微控制器、灌裝平臺和一排灌裝孔組成。由微控制器精準(zhǔn)控制循環(huán)泵開關(guān),實(shí)現(xiàn)精確灌裝,培養(yǎng)基厚度控制在10～12 mm,300 mL廣口塑料培養(yǎng)瓶灌裝30～35 mL培養(yǎng)基。該灌裝機(jī)采用冷灌裝工作方式,循環(huán)泵通過內(nèi)循環(huán)進(jìn)行料液攪拌,防止料液在料桶沉淀(主要是瓊脂粉)。灌裝時(shí)按照每瓶灌裝量調(diào)整灌裝時(shí)間,將規(guī)格一致的培養(yǎng)瓶在組培專用塑料周轉(zhuǎn)盤內(nèi)擺放整齊,每盤6行7列。將塑料盤置于灌裝平臺上,調(diào)整周轉(zhuǎn)盤及灌裝孔使灌裝孔對準(zhǔn)第一排培養(yǎng)瓶口中央,打開灌裝控制開關(guān),灌一行推一行,完成一盤后關(guān)閉灌裝控制開關(guān),換盤。灌裝后將培養(yǎng)瓶扣蓋,準(zhǔn)備滅菌。

1.2.2.3 培養(yǎng)基高壓蒸汽滅菌

滅菌采用600 L功率24 kW臥式高壓蒸汽滅菌鍋,每鍋可放置18盤計(jì)750個(gè)培養(yǎng)瓶,溫度121 ℃,時(shí)間25～30 min。

1.2.2.4 接種

接種工作要求無菌操作,在超凈工作臺下進(jìn)行。接種前芽苗培養(yǎng)瓶必須嚴(yán)格檢查,有雜菌污染的一律淘汰。采用增殖培養(yǎng)和生根培養(yǎng)同時(shí)接種的方法進(jìn)行接種,符合生根標(biāo)準(zhǔn)的健壯芽苗接種在生根培養(yǎng)基上進(jìn)行生根培養(yǎng),剩余的芽苗轉(zhuǎn)接到增殖培養(yǎng)基上進(jìn)行增殖培養(yǎng)。300 mL增殖培養(yǎng)瓶接種芽苗7～8棵。750 mL生根培養(yǎng)盒接種30棵芽苗。接種后移入培養(yǎng)架進(jìn)行培養(yǎng)。

選擇健壯芽苗(苗高大于2 cm,苗徑較粗壯,葉子發(fā)育正常)接入生根培養(yǎng)基進(jìn)行生根培養(yǎng),平均培養(yǎng)14 d,根系即發(fā)育完成,達(dá)到出瓶煉苗的標(biāo)準(zhǔn)。

1.2.2.5 培養(yǎng)室培養(yǎng)條件控制

培養(yǎng)室是組培苗生長發(fā)育的場所,環(huán)境條件影響組培苗生長速度和質(zhì)量。培養(yǎng)室溫度控制在不高于25 ℃。培養(yǎng)架采用LED燈帶補(bǔ)光,每排培養(yǎng)架配置1臺功率400 W直流電源為燈帶供電,定時(shí)開關(guān)控制電源,每日04:00—20:00補(bǔ)光16 h。每個(gè)培養(yǎng)室配置1臺臭氧機(jī)進(jìn)行日常滅菌,時(shí)控開關(guān)控制臭氧機(jī)啟停,每日21:00—02:00設(shè)定開機(jī)40 min、停機(jī)20 min進(jìn)行間歇滅菌。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Minitab 17軟件進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

經(jīng)過32 d的培養(yǎng),第11個(gè)處理中的33瓶培養(yǎng)基有27瓶芽苗滿瓶覆蓋度接近100 %。試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 試驗(yàn)結(jié)果

應(yīng)用Minitab 17分析軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析和回歸處理,結(jié)果見表3。可以看出,P值均小于0.05,選定的各因素對結(jié)果均有顯著影響。

表3 方差分析

得出回歸方程如下:

結(jié)果平均值=2.290 7-0.109 6-BA＿0.20+0.065 6-BA＿0.25+0.260 6-BA＿0.30-0.066 6-BA＿0.35-0.150 6-BA＿0.40+0.377 NAA＿0.05-0.287 NAA＿0.08-0.510 NAA＿0.11+0.049 NAA＿0.14+0.371 NAA＿0.17-0.702 6-BA×NAA＿1+0.810 6-BA×NAA＿2+0.467 6-BA×NAA＿3-0.331 6-BA×NAA＿4-0.244 6-BA×NAA＿5-0.096 大量元素＿12.50-0.976 大量元素＿25.00-0.235 大量元素＿37.50+0.314 大量元素＿50.00+0.993 大量元素＿62.50-0.298 蔗糖＿12.00+0.299 蔗糖＿16.00+0.399 蔗糖＿20.00+0.382 蔗糖＿24.00-0.783 蔗糖＿28.00。

回歸方程提供了每因素各水平對結(jié)果平均值的貢獻(xiàn)值,選擇各因素系數(shù)最大的水平值(6-BA＿0.30、NAA＿0.05、大量元素＿50.00、蔗糖＿20.00)組成新配方進(jìn)行實(shí)際培養(yǎng)驗(yàn)證,通過2代培養(yǎng),此配方芽苗增殖倍數(shù)均超過3.2。

3 結(jié)論

白城山新1號楊以其優(yōu)良的綠化性狀和廣泛的生態(tài)適應(yīng)性,尤其是雌株不飛絮、不揚(yáng)粉的環(huán)保性狀,必將成為我國北方地區(qū)廣受歡迎的優(yōu)良城鄉(xiāng)綠化樹種。組培化育苗有效解決了白城山新1號楊扦插不易生根和苗木繁育問題,提高了苗木的擴(kuò)繁效率,可促進(jìn)該樹種的大面積推廣。經(jīng)試驗(yàn),最終確定MS+6-BA 0.30 mg·L-1+NAA 0.05 mg·L-1+蔗糖20.00 g·L-1為白城山新1號楊組培增殖培養(yǎng)基優(yōu)化配方。