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“大馬士革”玫瑰嫩莖組培快繁技術研究

2016-07-25 19:53李敏張晨光路喆王自健王樸
江蘇農業科學 2016年6期
關鍵詞:增殖腋芽組織培養

李敏+張晨光++路喆++王自健+王樸++蔣新明

摘要:以“大馬士革”玫瑰當年生枝條為外植體,研究了不同枝條部位、取材時期、無機鹽濃度、激素濃度組合對腋芽萌發、不定芽增殖及生根的影響。結果表明:“大馬士革”玫瑰當年生枝條的中部莖段腋芽萌發率較高,且以11月份采集的腋芽萌芽率較好;MS培養基適于玫瑰枝條腋芽的萌發;外源激素NAA和6-BA在促進腋芽萌發中起重要作用,最佳組合為MS+0.1 mg/L NAA+1.0 mg/L 6-BA,誘導率達97.5%;繼代培養中,最佳增殖培養基為MS+005 mg/L NAA+1.0 mg/L 6-BA,增殖系數為4.2;最佳生根培養基為MS+0.05 mg/L NAA,生根率為43.3%。

關鍵詞:玫瑰;組織培養;增殖;腋芽

中圖分類號: S685.120.4+3文獻標志碼: A文章編號:1002-1302(2016)06-0081-03

收稿日期:2016-01-15

基金項目:新疆生產建設兵團科技支疆項目(編號:2014AB010、2011AB007);新疆生產建設兵團科技攻關項目(編號:2011BA005)。

作者簡介:李敏(1971—),女,四川仁壽人,高級農藝師,從事特色作物育種及栽培技術研究工作。E-mail:lm6389@126.com。

通信作者:張晨光,副研究員,從事特色作物育種及栽培技術研究。玫瑰(Rose rugosa Thunb.)是薔薇科(Rosaceae)薔薇屬直立落葉叢生灌木[1],其花色艷麗、花形優美、香氣濃郁、含油量高,是一種重要的特產經濟植物,具有很高的經濟和觀賞應用價值。此外,玫瑰花蕾香嫩、潤澤,具有理氣解郁之功效,也是一種重要的茶飲及中藥材[2-3]。隨著社會的進步及生活水平的提高,玫瑰的市場需求日益增加,高產成為玫瑰生產者追逐的主要目標之一。常規玫瑰繁殖方法主要有:扦插、壓條、分株等[4-5],然而這些方法的繁殖率較低,已不能滿足消費需求。組織培養技術不僅克服了常規繁殖方法繁殖系數低的缺點,還可以在短期內獲得大量生長發育一致的苗木,具有生產周期短、生產成本低、種苗產量高、經濟效益顯著等優勢[6,7]。目前,組織培養技術在玫瑰快繁中的應用已經有研究報道[8-11],但仍存在誘導率低、生根率差、成活率低等問題。為此,本研究以“大馬士革”玫瑰為試材,從外植體取材、激素配比等方面探討玫瑰當年生枝條快速繁殖問題,以期為玫瑰的組培快繁提供理論依據和技術支持。

1材料與方法

1.1試驗材料

“大馬士革”玫瑰品種由新疆生產建設兵團第四師農業科學研究所芳香植物種質資源圃提供。選擇生長健壯、無病蟲害的二年生健康植株作試材,取當年生枝條頂端的嫩莖作為本試驗外植體材料。

1.2試驗方法

1.2.1外植體的準備與培養選取生長健壯的二年生玫瑰植株,剪取當年生帶有腋芽的嫩莖,置于自來水下沖洗 30 min,按照上(未木質化)、中(半木質化)、下(完全木質化)將嫩莖剪成多個小段,且每一段均含有至少1個腋芽,做好標記。外植體滅菌參照張振超等的方法[12]。所有莖段先用75%乙醇消毒30 s,無菌水沖洗1~2次,后用0.1%氯化汞消毒20 min,之后再用無菌水沖洗3~5次。在超凈工作臺內,將無菌莖段傾斜插入培養基上,保持腋芽朝上,置于培養室培養,光照度為2 000 lx,溫度(25±1) ℃,光照時間12 h/d,觀察統計腋芽出芽情況。

1.2.2不同無機鹽濃度對腋芽萌發的影響在超凈工作臺內,將無菌莖段傾斜插入添加了0.1 mg/L NAA和1.0 mg/L 6-BA的MS、1/2MS、1/4MS培養基(均添加0.7%瓊脂、3%蔗糖,pH值5.8~6.0)上,培養20 d后統計莖段上的腋芽萌芽率。

1.2.3不同取材時期對腋芽萌芽的影響分別于7、9、11月的中旬,于晴天的上午采集當年生枝條,剪取中部帶有腋芽的半木質化莖段,經消毒處理后接種于篩選出的優良培養基上(MS+0.1 mg/L NAA+1.0 mg/L 6-BA,含0.7%瓊脂、3%蔗糖,pH值5.8~6.0)進行誘導培養,每個處理每個組培瓶接種10個無菌外植體,每個培養基接種7瓶,培養20 d后統計腋芽萌發率,其計算公式如下:萌發率=(腋芽萌發的帶芽莖段數/接種的帶芽莖段總數)×100%。

1.2.4不同激素配比對玫瑰腋芽萌發的影響將消毒處理的莖段接種于含有不同濃度NAA 和6-BA組合的MS培養基上。每瓶接種4個外植體,每個處理每次接種27瓶(108個芽),重復3次,20 d后統計腋芽萌發率。待初代培養分化產生的不定芽長到2 cm左右時,將其分開切成單個芽,之后接種于添加不同濃度NAA和6-BA組合的MS增殖培養基上(表1)。每瓶接種5個,每個處理每次接種6瓶(30個芽)。培養30 d后,統計每個處理的新生芽數,計算增殖系數:增殖系數=新生芽數/原來接種芽數。

1.2.5激素配比對壯苗生根培養的影響當幼苗長到3 cm左右時,切取單個幼苗,然后接種在添加了不同濃度(0~0.2 mg/L)NAA的MS培養基上誘導幼苗生根,長成完整植株。每個處理接種30株幼苗,重復3次,30 d后統計生根率和根系生長情況。生根率=(已生根的苗數/接種的組培苗數)×100%。

1.3數據分析

利用Excel對試驗數據進行分析及相關圖表制作。

2結果與分析

2.1取材時期對腋芽萌發的影響

從圖1可見,分別在7月、9月和11月不同時間采集的接種材料萌發率存在差異,以11月份采集的枝條的腋芽萌發率最高,達到了84.2%,其原因可能是在11月份,枝條生長時間較長,積累養分豐富,腋芽飽滿;而7月和9月采集的枝條腋芽萌發率相對較低,分別為61.9%和74.0%,其原因可能是枝條較幼嫩,營養不足,腋芽發育不全所致。綜上比較可得,11月是進行“大馬士革”玫瑰組織快繁取材的最佳時期,并且11月取材的腋芽在培養過程中最先開始萌發,萌發所需時間最短,而且萌發的腋芽生長旺盛。

2.2不同無機鹽離子濃度對腋芽萌發的影響

由圖2可以看出,無機鹽濃度顯著影響“大馬士革”玫瑰腋芽的萌發?;九囵B基為MS時,上、中、下3種腋芽的萌發率都較高。同一培養基對不同腋芽部位萌發效果存在差異,其中以中部腋芽,即半木質化枝條的腋芽萌發效果最好,在MS培養基上萌芽率為79.6%;而未木質化莖段腋芽萌芽率最低,為65.7%。半木質化枝條的腋芽萌發率高,可能是由于半木質化莖段上腋芽的分生能力強,腋芽內部營養成分豐富,以及內源激素水平利于腋芽萌發。

2.3不同激素濃度及配比對腋芽萌發及叢生苗誘導的影響

由表1可以看出,在MS培養基中添加不同激素濃度顯著影響腋芽的萌發,NAA濃度為0.1 mg/L時,腋芽萌發率較高,其中以MS+0.1 mg/L NAA+1.0 mg/L 6-BA的組合最好,萌芽率達到97.5%。雖然MS+0.1 mg/L NAA+2.0 mg/L 6-BA和MS+0.1 mg/L NAA+3.0 mg/L 6-BA的組合,其腋芽萌發率也較高,但其腋芽在萌發后易出現玻璃化現象,健壯苗的數量略少。NAA濃度為0.2 mg/L時,腋芽萌發率為75%左右,萌發率不如NAA濃度為0.1 mg/L組合高,而且少數幼苗長勢較弱。

與對照相比,添加了不同濃度激素的培養基有利于“大馬士革”玫瑰腋芽的增殖。接種培養30 d后,腋芽萌發成苗后,在誘導培養基上能夠誘導生成多個芽,即芽增殖。9種不同激素配比的培養基,其增殖系數也不同。當MS培養基添加0.05 mg/L NAA+1.0 mg/L 6-BA時,新芽的增值能力強,芽增殖數量最多,即增殖系數最大,為4.2,說明此時激素濃度及配比最適于芽的增殖。而在其他激素配比下,新芽的增殖能力較弱,芽增殖數量少,增殖系數低(表2)。

2.4不同濃度NAA對幼苗生根的影響

將增殖的芽接種于含有不同NAA濃度的MS培養基中,培養15 d后,便能觀察到幼苗莖基部長出白色的幼根,而無NAA的MS培養基中,沒有觀測到幼根,說明NAA能促進玫瑰幼苗生根。由圖3可以看出,NAA濃度對其幼苗的誘導生根率有顯著影響。當NAA濃度為0.05 mg/L時,“大馬士革”玫瑰幼苗生根率顯著高于其他濃度,達到43.3%;當NAA濃度增大時,其生根率卻降低,說明適當濃度的NAA能夠促進“大馬士革”玫瑰幼苗的生根。

3討論

外植體再生能力強弱是影響組培快繁的一個重要因素。外植體的取材時間對外植體的再生能力存在一定的影響。本試驗中,“大馬士革”玫瑰11月份時取材的腋芽萌發率較高,這與桑樹外植體最佳取材時期[13]基本一致。其原因可能在于,11月份時玫瑰枝條處于休眠期,其腋芽飽滿,積累了豐富的營養和激素,此時將含有腋芽的莖段進行離體培養,其形態發生能力強,萌發率高。而其他時期采集的腋芽營養和激素含量較低,故其萌芽率也較低。

一些研究者認為最佳的外植體采集部位是枝條的上部和中部[14]。而不同部位的腋芽其萌芽率也存在差異。本研究發現“大馬士革”玫瑰中部枝條上的腋芽萌芽率較高,即半木質化莖段的萌芽率最高。其原因可能是中部莖段木質化程度低,再分化能力較強,營養充足,促使腋芽較早萌芽,且保持較強的長勢。

玫瑰啟動和增殖培養中常用 MS培養基和1/2MS培養基。在培養基中添加激素對于玫瑰的分生組織的再生能力有明顯促進作用[15]。在本研究中,不同培養基成分及激素種類和濃度對“大馬士革”玫瑰成苗及生根有顯著影響。不同培養基成分中,MS培養基比較適合“大馬士革”玫瑰的組織培養。植物激素NAA和6-BA均可促進“大馬士革”玫瑰分化出不定芽,其中MS+0.1 mg/L NAA+1.0 mg/L 6-BA能顯著促進腋芽的萌發,而增殖培養基以MS+0.05 mg/L NAA+1.0 mg/L 6-BA效果較佳,生根培養基以MS+0.05 mg/L NAA效果最佳。

采用“大馬士革”玫瑰腋芽誘導完整植株的方法,可以在短時間內培育出大量玫瑰幼苗,明顯縮短了繁育周期,既節省了時間,又可獲得大量健壯的優良幼苗。本試驗以“大馬士革”玫瑰莖段腋芽為外植體材料,進行快繁研究,具有其他繁殖方法不可取代的優勢,為玫瑰的繁殖及種苗的生產提供了方法依據和技術支持。

參考文獻:

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