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摘要:以蓬蘽悬钩子的带腋芽嫩茎段为外植体,建立组织培养再生体系。结果表明:适宜腋芽诱导培养基为MS 1.0 mg/L 6-BA 0.5 mg/L NAA,诱导率可达86.7%;适宜增殖培养基为MS 1.0 mg/L 6-BA 0.2 mg/L NAA;适宜生根培养基为改良的1/2MS 0.1 mg/L NAA;适宜炼苗时间为7 d,移栽成活率可达98%;以6月中旬移栽到大田的当年苗木生长发育状态最佳。
关键词:蓬蘽悬钩子;初代培养;继代培养;根诱导;移栽
中图分类号: S663.204 .3 文献标志码: A 文章编号:1002-1302(2016)07-0074-02
蓬蘽悬钩子(Rubus crataegifolius Bunge)为蔷薇科(Rosaceae)悬钩子属(Rubus)植物,别称托盘儿、覆盆子等,是我国长白山区分布量较大的野生树莓种质资源。蓬蘽悬钩子抗寒性强,果实品质好、营养丰富[1],且根、茎、叶、果均可入药[2-3],开发利用前景广阔。2013年以来,笔者在系统开展蓬蘽悬钩子野生驯化研究的同时,进行组织培养快繁技术研究,以期为优良种质资源快速高效利用、建立我国寒地特色树莓产区、实现栽培良种化和生产规范化提供技术支撑。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验材料(嫩茎)取自中国农业科学院特产研究所实验基地(吉林市昌邑区左家镇)蓬蘽悬钩子栽培试验园。
1.2 试验方法
1.2.1 启动培养 在5月中下旬,选择生长健壮且无病虫害的蓬蘽悬钩子单株,剪取嫩梢。在室内剪去嫩梢叶片,剪成 2 cm 左右的带芽茎段。茎段用适当浓度洗衣粉液浸泡 20 min,自来水冲洗12 h后接种。接种前先用75%乙醇消毒30 s,无菌水冲洗3次,再以0.1% HgCl2溶液处理10 min,用无菌水冲洗4~5次。将消毒茎段上下部切去少许,分别接种于B5、MS、改良的1/2MS(大量元素、微量元素、铁盐和肌醇均减半)和改良的1/4MS(大量元素、微量元素、铁盐和肌醇均减为正常量的1/4)的诱导培养基上(以上培养基均附加0.5 mg/L 6-BA、0.1 mg/L NAA),每个处理接种20瓶,每瓶3个茎段。接种后,每周观察外植体生长状况,2周后统计侧芽萌动情况,计算萌发率。
萌芽率=萌芽数/接种数×100%
;
平均萌芽数=萌芽总数/接种数
。
1.2.2 继代培养 将启动培养中获得的无菌芽苗进行增殖培养。以MS为基本培养基,附加不同浓度的6-BA(0.5、1.0、1.5 mg/L)和NAA(0.1、0.2、0.3 mg/L),每个处理3次重复,每个处理接种10瓶(每瓶4个外植体),50 d后观察芽的分化和生长状况,并统计分析各处理芽的增殖倍数。
1.2.3 生根培养 将继代培养得到的大量增殖苗分离后转入生根培养基中。生根培养以改良的1/2MS为基本培养基,附加不同浓度的NAA(0、0.05、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30、0.40 mg/L),每种培养基接种15瓶(每瓶3株无根苗),接种30 d后,观察试管苗生根和苗木生长情况并统计生根率、平均生根数和平均根长。 相关公式为:生根率=生根苗数/接种数×100%;平均生根数=总根数/生根苗数;平均根长=根的总长度/总生根数。
1.2.4 炼苗移栽 当根长至2~3 cm时,将通过生根培养得到的生根苗分别进行3、7、10 d炼苗,然后以细河沙与腐殖土按1 ∶ 3的比例混合作为移栽基质,在移栽前1 d用0.2%高锰酸钾溶液消毒基质并覆膜24 h,并加强移栽后的环境调控,以期获得较高的移栽成活率。
1.2.5 当年苗木生长发育状况调查 分别于5月中旬、6月中旬和7月中旬将移栽到营养钵中的小苗进行圃地栽培,并于5个月后,即生长期结束后,对其生长发育情况进行调查分析。相关公式为:平均分蘖数=总分蘖数/总苗数;平均茎粗=总茎粗/总苗数;平均生长高度=生长高度总和/总苗数;平均成熟高度=主干的平均生长高度-主干梢部枯死的平均长度。
1.3 培养条件
在以上培养基中加3%蔗糖、0.5%琼脂,调节pH值为58~6.0。培养条件:温度为(25±3)℃,光照度为1 000~2 000 lx,光—暗周期为14 h—10 h。
2 结果与分析
2.1 初代培养
表1试验结果表明,不同的基本培养基中外植体的萌芽率差异显著,其中基本培养基以MS对蓬蘽悬钩子嫩茎的诱导效果最好,接种3 d后就开始启动萌发,培养 20 d 时萌芽率达到86.7%,外植体在培养基上生长良好,叶大嫩绿,芽体较高;其次是改良的1/2MS、1/4MS,培养20 d时萌芽率分别达到66.7%、60.0%,外植体生长一般,叶梢小且偏黄绿色,芽体略矮小。而在B5培养基上,一方面外植体发生的褐化现象严重,另一方面接种5 d后才开始缓慢萌发且萌芽率很低,只有28.5%,此外芽体很小,呈黄绿色。综合以上分析可知,蓬蘽悬钩子初代培养以MS作为基本培养基为宜。
2.2 增殖培养
将诱导得到的萌发芽体接种到增殖培养基中后,围绕芽体这一中心,都能分化出一定数量的不定芽。6-BA、NAA不同浓度组合的增殖倍数之间存在显著性差异,因为6-BA、NAA 2种激素与芽体增殖密切相关,激素的绝对浓度和搭配比例對组培苗的增殖有很大的影响。当6-BA浓度为 1.0 mg/L、NAA浓度为0.2 mg/L时,增殖倍数最高,可达 33.14;当6-BA浓度为1.5 mg/L、NAA浓度为0.1 mg/L时,增殖倍数次之,为32.85。这2个处理(即处理5、处理7)的增殖倍数没有显著差异(表2)。因此,适宜蓬蘽悬钩子的增殖培养基为MS 1.0 mg/L 6-BA 0.2 mg/L NAA。 2.3 根的诱导
不同浓度的NAA与蓬蘽悬钩子无根苗生根率均有密切关系,在9种培养基中都能诱导生根,即在生根培养基中不添加生长素也可生根。当NAA浓度为0.05、0.10 mg/L时,平均生根数之间差异不显著,但平均根长差异显著。当NAA浓度大于0.15 mg/L时,组培苗基部膨大产生愈伤组织块,植株矮小,叶片黄化,不适于移栽。根数越多,根长适宜且粗壮的,移栽成活率高(表3)。因此综合考虑,在改良的1/2MS培养基中,NAA浓度在0~0.10 mg/L范围内,幼苗生根数随着NAA浓度升高而增加;当NAA浓度大于0.10 mg/L时,生根数反而随着NAA浓度的升高而减少;蓬蘽悬钩子适宜的生根培养基为1/2MS NAA 0.10~0.15 mg/L。
2.4 炼苗移栽
组培苗长期生长在光照、温度和湿度等相对适宜和稳定的环境中,体表几乎没有什么保护组织,如果直接移栽到外界环境中,因其本身适应性差,再加上环境变化较大,很难成活。因此需要进行适当的“炼苗”,使其能逐步适应外界的环境变化,提高成活率。不同的炼苗时间处理下组培苗的移栽成活率差异显著。当炼苗时间为3 d时,可能由于组培苗木质化程度低,仍处于“异养”状态,因此较难适应瓶外的环境,从而使成活率大大降低;当炼苗时间为10 d时,组培苗虽然已经达到“异养”状态,但是培养基已受到外界有菌环境的污染,且根部培养基干燥,较难清洗干净,残留的营养容易引起移栽苗烂根死亡,使成活率降低;而炼苗时间为7 d时,组培苗已经完成驯化且培养基较易清洗干净,移栽苗的成活率最高,可达98%(表4)。
2.5 当年苗木生长发育状况调查
只有将组培苗进行圃地栽培,才能达到苗木繁育的最终目的。5月中旬将苗移栽到大地,此时气温和地温等均较低,不利于根系的生长;6月中旬气温和地温都有所上升,苗木生长较好;而7月中旬移栽苗木时,苗的整体生长期大大缩减。因此从平均分蘖数、平均茎粗、平均成熟高度、平均生长高度等几个方面综合考虑,组培苗进行圃地栽培时,以6月中旬移栽入大地较为适宜(表5)。
3 结论与讨论
本研究以蓬蘽悬钩子嫩梢为试验材料,将带腋芽茎段用75%乙醇消毒30 s,再用0.1% HgCl2溶液消毒10 min,最后,接种到MS培养基上。最佳的增殖培养基为MS 1.0 mg/L 6-BA 0.2 mg/L NAA,其次为MS 1.5 mg/L 6-BA 0.1 mg/L NAA;进行壮苗培养时,最适宜的培养基为MS 0.5 mg/L 6-BA 0.2 mg/L NAA或者MS 0.5 mg/L 6-BA 0.1 mg/L NAA;瓶内生根最适培养基为改良的1/2MS 010~0.15 mg/L NAA,生根率为100%,平均根数最多可达11.21条/株,平均根长最长可达4.86 cm,根粗健壮。对组培苗当年植株生长发育情况调查发现,以6月中旬移栽到大田的生长发育状态最佳。
蓬蘽悬钩子因其具有较高营养保健价值,日益受到人們的青睐,对其进行组织培养快繁技术研究,可实现野生资源的最大化利用。本研究以蓬蘽悬钩子带腋芽茎段为试材,采用不同培养基、植物激素及其浓度组合,建立了稳定的离体快繁体系,为今后组培苗的工厂化生产提供技术指导,更重要的是可对优质品种的推广利用提供经验借鉴。
参考文献:
[1]赵伟伟,李爱民,张正海,等. 野生树莓蓬蘽悬钩子光合特性研究[J]. 中国果树,2014(1):28-30.
[2]和加卫,唐开学,杨静全,等. 云南省悬钩子属药用植物资源研究[J]. 中草药,2005,36(7):1078-1081.
[3]解瑞彬,李秋菊,曹媛媛,等. 树莓的组织培养快繁研究[J]. 天津农业科学,2009,15(3):23-25.
关键词:蓬蘽悬钩子;初代培养;继代培养;根诱导;移栽
中图分类号: S663.204 .3 文献标志码: A 文章编号:1002-1302(2016)07-0074-02
蓬蘽悬钩子(Rubus crataegifolius Bunge)为蔷薇科(Rosaceae)悬钩子属(Rubus)植物,别称托盘儿、覆盆子等,是我国长白山区分布量较大的野生树莓种质资源。蓬蘽悬钩子抗寒性强,果实品质好、营养丰富[1],且根、茎、叶、果均可入药[2-3],开发利用前景广阔。2013年以来,笔者在系统开展蓬蘽悬钩子野生驯化研究的同时,进行组织培养快繁技术研究,以期为优良种质资源快速高效利用、建立我国寒地特色树莓产区、实现栽培良种化和生产规范化提供技术支撑。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验材料(嫩茎)取自中国农业科学院特产研究所实验基地(吉林市昌邑区左家镇)蓬蘽悬钩子栽培试验园。
1.2 试验方法
1.2.1 启动培养 在5月中下旬,选择生长健壮且无病虫害的蓬蘽悬钩子单株,剪取嫩梢。在室内剪去嫩梢叶片,剪成 2 cm 左右的带芽茎段。茎段用适当浓度洗衣粉液浸泡 20 min,自来水冲洗12 h后接种。接种前先用75%乙醇消毒30 s,无菌水冲洗3次,再以0.1% HgCl2溶液处理10 min,用无菌水冲洗4~5次。将消毒茎段上下部切去少许,分别接种于B5、MS、改良的1/2MS(大量元素、微量元素、铁盐和肌醇均减半)和改良的1/4MS(大量元素、微量元素、铁盐和肌醇均减为正常量的1/4)的诱导培养基上(以上培养基均附加0.5 mg/L 6-BA、0.1 mg/L NAA),每个处理接种20瓶,每瓶3个茎段。接种后,每周观察外植体生长状况,2周后统计侧芽萌动情况,计算萌发率。
萌芽率=萌芽数/接种数×100%
;
平均萌芽数=萌芽总数/接种数
。
1.2.2 继代培养 将启动培养中获得的无菌芽苗进行增殖培养。以MS为基本培养基,附加不同浓度的6-BA(0.5、1.0、1.5 mg/L)和NAA(0.1、0.2、0.3 mg/L),每个处理3次重复,每个处理接种10瓶(每瓶4个外植体),50 d后观察芽的分化和生长状况,并统计分析各处理芽的增殖倍数。
1.2.3 生根培养 将继代培养得到的大量增殖苗分离后转入生根培养基中。生根培养以改良的1/2MS为基本培养基,附加不同浓度的NAA(0、0.05、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30、0.40 mg/L),每种培养基接种15瓶(每瓶3株无根苗),接种30 d后,观察试管苗生根和苗木生长情况并统计生根率、平均生根数和平均根长。 相关公式为:生根率=生根苗数/接种数×100%;平均生根数=总根数/生根苗数;平均根长=根的总长度/总生根数。
1.2.4 炼苗移栽 当根长至2~3 cm时,将通过生根培养得到的生根苗分别进行3、7、10 d炼苗,然后以细河沙与腐殖土按1 ∶ 3的比例混合作为移栽基质,在移栽前1 d用0.2%高锰酸钾溶液消毒基质并覆膜24 h,并加强移栽后的环境调控,以期获得较高的移栽成活率。
1.2.5 当年苗木生长发育状况调查 分别于5月中旬、6月中旬和7月中旬将移栽到营养钵中的小苗进行圃地栽培,并于5个月后,即生长期结束后,对其生长发育情况进行调查分析。相关公式为:平均分蘖数=总分蘖数/总苗数;平均茎粗=总茎粗/总苗数;平均生长高度=生长高度总和/总苗数;平均成熟高度=主干的平均生长高度-主干梢部枯死的平均长度。
1.3 培养条件
在以上培养基中加3%蔗糖、0.5%琼脂,调节pH值为58~6.0。培养条件:温度为(25±3)℃,光照度为1 000~2 000 lx,光—暗周期为14 h—10 h。
2 结果与分析
2.1 初代培养
表1试验结果表明,不同的基本培养基中外植体的萌芽率差异显著,其中基本培养基以MS对蓬蘽悬钩子嫩茎的诱导效果最好,接种3 d后就开始启动萌发,培养 20 d 时萌芽率达到86.7%,外植体在培养基上生长良好,叶大嫩绿,芽体较高;其次是改良的1/2MS、1/4MS,培养20 d时萌芽率分别达到66.7%、60.0%,外植体生长一般,叶梢小且偏黄绿色,芽体略矮小。而在B5培养基上,一方面外植体发生的褐化现象严重,另一方面接种5 d后才开始缓慢萌发且萌芽率很低,只有28.5%,此外芽体很小,呈黄绿色。综合以上分析可知,蓬蘽悬钩子初代培养以MS作为基本培养基为宜。
2.2 增殖培养
将诱导得到的萌发芽体接种到增殖培养基中后,围绕芽体这一中心,都能分化出一定数量的不定芽。6-BA、NAA不同浓度组合的增殖倍数之间存在显著性差异,因为6-BA、NAA 2种激素与芽体增殖密切相关,激素的绝对浓度和搭配比例對组培苗的增殖有很大的影响。当6-BA浓度为 1.0 mg/L、NAA浓度为0.2 mg/L时,增殖倍数最高,可达 33.14;当6-BA浓度为1.5 mg/L、NAA浓度为0.1 mg/L时,增殖倍数次之,为32.85。这2个处理(即处理5、处理7)的增殖倍数没有显著差异(表2)。因此,适宜蓬蘽悬钩子的增殖培养基为MS 1.0 mg/L 6-BA 0.2 mg/L NAA。 2.3 根的诱导
不同浓度的NAA与蓬蘽悬钩子无根苗生根率均有密切关系,在9种培养基中都能诱导生根,即在生根培养基中不添加生长素也可生根。当NAA浓度为0.05、0.10 mg/L时,平均生根数之间差异不显著,但平均根长差异显著。当NAA浓度大于0.15 mg/L时,组培苗基部膨大产生愈伤组织块,植株矮小,叶片黄化,不适于移栽。根数越多,根长适宜且粗壮的,移栽成活率高(表3)。因此综合考虑,在改良的1/2MS培养基中,NAA浓度在0~0.10 mg/L范围内,幼苗生根数随着NAA浓度升高而增加;当NAA浓度大于0.10 mg/L时,生根数反而随着NAA浓度的升高而减少;蓬蘽悬钩子适宜的生根培养基为1/2MS NAA 0.10~0.15 mg/L。
2.4 炼苗移栽
组培苗长期生长在光照、温度和湿度等相对适宜和稳定的环境中,体表几乎没有什么保护组织,如果直接移栽到外界环境中,因其本身适应性差,再加上环境变化较大,很难成活。因此需要进行适当的“炼苗”,使其能逐步适应外界的环境变化,提高成活率。不同的炼苗时间处理下组培苗的移栽成活率差异显著。当炼苗时间为3 d时,可能由于组培苗木质化程度低,仍处于“异养”状态,因此较难适应瓶外的环境,从而使成活率大大降低;当炼苗时间为10 d时,组培苗虽然已经达到“异养”状态,但是培养基已受到外界有菌环境的污染,且根部培养基干燥,较难清洗干净,残留的营养容易引起移栽苗烂根死亡,使成活率降低;而炼苗时间为7 d时,组培苗已经完成驯化且培养基较易清洗干净,移栽苗的成活率最高,可达98%(表4)。
2.5 当年苗木生长发育状况调查
只有将组培苗进行圃地栽培,才能达到苗木繁育的最终目的。5月中旬将苗移栽到大地,此时气温和地温等均较低,不利于根系的生长;6月中旬气温和地温都有所上升,苗木生长较好;而7月中旬移栽苗木时,苗的整体生长期大大缩减。因此从平均分蘖数、平均茎粗、平均成熟高度、平均生长高度等几个方面综合考虑,组培苗进行圃地栽培时,以6月中旬移栽入大地较为适宜(表5)。
3 结论与讨论
本研究以蓬蘽悬钩子嫩梢为试验材料,将带腋芽茎段用75%乙醇消毒30 s,再用0.1% HgCl2溶液消毒10 min,最后,接种到MS培养基上。最佳的增殖培养基为MS 1.0 mg/L 6-BA 0.2 mg/L NAA,其次为MS 1.5 mg/L 6-BA 0.1 mg/L NAA;进行壮苗培养时,最适宜的培养基为MS 0.5 mg/L 6-BA 0.2 mg/L NAA或者MS 0.5 mg/L 6-BA 0.1 mg/L NAA;瓶内生根最适培养基为改良的1/2MS 010~0.15 mg/L NAA,生根率为100%,平均根数最多可达11.21条/株,平均根长最长可达4.86 cm,根粗健壮。对组培苗当年植株生长发育情况调查发现,以6月中旬移栽到大田的生长发育状态最佳。
蓬蘽悬钩子因其具有较高营养保健价值,日益受到人們的青睐,对其进行组织培养快繁技术研究,可实现野生资源的最大化利用。本研究以蓬蘽悬钩子带腋芽茎段为试材,采用不同培养基、植物激素及其浓度组合,建立了稳定的离体快繁体系,为今后组培苗的工厂化生产提供技术指导,更重要的是可对优质品种的推广利用提供经验借鉴。
参考文献:
[1]赵伟伟,李爱民,张正海,等. 野生树莓蓬蘽悬钩子光合特性研究[J]. 中国果树,2014(1):28-30.
[2]和加卫,唐开学,杨静全,等. 云南省悬钩子属药用植物资源研究[J]. 中草药,2005,36(7):1078-1081.
[3]解瑞彬,李秋菊,曹媛媛,等. 树莓的组织培养快繁研究[J]. 天津农业科学,2009,15(3):23-25.