鄧桂秀,於 虹,宋鵬飛,姜燕琴
〔江蘇省·中國科學(xué)院植物研究所(南京中山植物園),江蘇 南京 210014〕
藍漿果為杜鵑花科 (Ericaceae)越橘屬(Vaccinium L.)果樹,具有較高的經(jīng)濟價值和廣闊的應(yīng)用開發(fā)前景[1]。南方高叢藍漿果(V.corymbosum hybrids)是北美三大商業(yè)栽培藍漿果類型之一,與其他類型相比具有生長勢強、果實大、品質(zhì)好等優(yōu)點[2]。作者所在的課題組自2003年開始利用南方高叢藍漿果品種‘南月’(‘Southmoon’)進行實生選育工作,并優(yōu)選出一批實生單株[3-4]。鑒于優(yōu)選系均以單株形式存在,采用組織培養(yǎng)技術(shù)對其進行擴繁,既可保存種質(zhì)資源,又可達到快速繁殖、為進一步實驗提供大量苗木的目的。
藍漿果對營養(yǎng)元素的需求量較少,營養(yǎng)過剩反而會對其造成傷害[4-8]。大量的研究結(jié)果表明:含鹽量低的WPM和改良WPM(MWPM)培養(yǎng)基較適宜于藍漿果的離體培養(yǎng)[9-15],而含鹽量較高的MS培養(yǎng)基不適宜于兔眼藍漿果(V.ashei Reade)的培養(yǎng)[12,16-17]; Tetsumura等[17]則認(rèn)為:由MS與WPM等量混合而成的MS-WPM混合培養(yǎng)基的鹽分濃度介于MS和WPM之間,在藍漿果的組織培養(yǎng)過程中可獲得更好的增殖效果。
為了篩選適宜于南方高叢藍漿果增殖的基本培養(yǎng)基,也為了給南方高叢藍漿果快速繁殖技術(shù)研究奠定實驗基礎(chǔ),作者對MWPM、WPM、MS-WPM(MS與WPM等體積混合而成)、MS-MWPM(MS與MWPM等體積混合而成)和MWPM-WPM(MWPM與WPM等體積混合而成)5種基本培養(yǎng)基對南方高叢藍漿果品種‘南月’優(yōu)選系A(chǔ)47和A167叢生枝增殖和生長的影響進行了比較研究。
供試材料為擴繁若干代的南方高叢藍漿果品種‘南月’優(yōu)選系A(chǔ)47和A167的組培苗。
參照文獻[18-20]分別配制MWPM、WPM和MS基本培養(yǎng)基,分別將MS與WPM、MS與MWPM、MWPM與WPM等體積混合配制成MS-WPM、MSMWPM和MWPM-WPM混合培養(yǎng)基。以MWPM、WPM、MS-WPM、MS-MWPM和MWPM-WPM為基本培養(yǎng)基,各培養(yǎng)基中均含2 mg·L-1ZT、20 g·L-1蔗糖和7 g·L-1瓊脂,pH 5.0。每瓶接種5個無菌枝,每種培養(yǎng)基接種3瓶,各重復(fù)3次,置于溫度25℃±2℃、光照度1 800~2 000 lx、光照時間16 h ·d-1的培養(yǎng)室內(nèi)培養(yǎng)。5周后統(tǒng)計每個無菌枝的總增殖倍數(shù)(每個無菌枝產(chǎn)生的總枝條數(shù))和有效增殖倍數(shù)(每個無菌枝產(chǎn)生的長度大于或等于1 cm的枝條數(shù)),測量每瓶叢生枝的鮮質(zhì)量、干質(zhì)量(80℃干燥48 h后稱量)、總長度和平均長度(總長度除以該瓶的總枝條數(shù)),參照文獻[21]的方法測定葉片的葉綠素含量。根據(jù)鮮質(zhì)量和干質(zhì)量計算含水量,計算公式為:含水量=〔(鮮質(zhì)量-干質(zhì)量)/鮮質(zhì)量〕×100%。各指標(biāo)均取3次重復(fù)的平均值。
采用Excel 2003軟件對實驗數(shù)據(jù)進行基本整理,采用SPSS 13.0統(tǒng)計分析軟件對實驗數(shù)據(jù)進行相關(guān)性分析、方差分析和Duncan’s新復(fù)極差檢驗。
在不同基本培養(yǎng)基中南方高叢藍漿果品種‘南月’優(yōu)選系A(chǔ)47和A167叢生枝的總增殖倍數(shù)和有效增殖倍數(shù)見表1。
表1 不同基本培養(yǎng)基對南方高叢藍漿果品種‘南月’優(yōu)選系A(chǔ)47和A167叢生枝增殖的影響1)Table 1 Effect of different basicmedia on clum py shoot proliferation of superior strains A47 and A167 of southern highbush blueberry (Vaccinium corymbosum hybrids)cultivar‘Southmoon’1)
由表1可以看見,同一優(yōu)選系在不同基本培養(yǎng)基上培養(yǎng)5周后叢生枝的總增殖倍數(shù)和有效增殖倍數(shù)存在明顯差異。對于優(yōu)選系A(chǔ)47來說,在MS-WPM和MS-MWPM混合培養(yǎng)基上叢生枝的總增殖倍數(shù)顯著高于其他培養(yǎng)基處理組;在MS-WPM混合培養(yǎng)基上叢生枝的有效增殖倍數(shù)顯著高于其他培養(yǎng)基處理組;在MWPM-WPM混合培養(yǎng)基上叢生枝的有效增殖倍數(shù)最低,顯著低于其他培養(yǎng)基處理組。對于優(yōu)選系A(chǔ)167來說,在MS-WPM混合培養(yǎng)基上叢生枝的總增殖倍數(shù)顯著高于其他混合培養(yǎng)基處理組;其有效增殖倍數(shù)顯著高于MWPM、WPM和MWPM-WPM培養(yǎng)基處理組,但與MS-MWPM混合培養(yǎng)基處理組間無顯著差異。
不同基本培養(yǎng)基對南方高叢藍漿果品種‘南月’優(yōu)選系A(chǔ)47和A167叢生枝的鮮質(zhì)量和干質(zhì)量有顯著影響(表2)。在MS-WPM混合培養(yǎng)基上,優(yōu)選系A(chǔ)47叢生枝的鮮質(zhì)量和干質(zhì)量顯著高于其他培養(yǎng)基處理組;而在WPM單一培養(yǎng)基上優(yōu)選系A(chǔ)167叢生枝的鮮質(zhì)量最高,且顯著高于其他培養(yǎng)基處理組;在MS-WPM混合培養(yǎng)基上優(yōu)選系A(chǔ)167叢生枝的干質(zhì)量也最高,顯著高于MWPM、MS-MWPM和MWPMWPM培養(yǎng)基處理組,但與WPM單一培養(yǎng)基處理組間無顯著差異。在MWPM-WPM混合培養(yǎng)基上,優(yōu)選系A(chǔ)47和A167叢生枝的鮮質(zhì)量均最低,優(yōu)選系A(chǔ)47叢生枝的干質(zhì)量最低,優(yōu)選系A(chǔ)167叢生枝的干質(zhì)量也接近最低水平。相關(guān)性分析結(jié)果表明,南方高叢藍漿果叢生枝的鮮質(zhì)量和干質(zhì)量與總增殖倍數(shù)的相關(guān)性均達到極顯著水平(P<0.01),相關(guān)系數(shù)分別為0.777和0.743,表明總增殖倍數(shù)較高,叢生枝的質(zhì)量相應(yīng)也大。
由表2還可見,不同基本培養(yǎng)基對南方高叢藍漿果叢生枝的含水量也有較大影響。在WPM單一培養(yǎng)基上優(yōu)選系A(chǔ)47的叢生枝含水量最高,顯著高于MWPM、MS-MWPM和MWPM-WPM培養(yǎng)基處理組,但與MS-WPM混合培養(yǎng)基間無顯著差異。在WPM單一培養(yǎng)基上優(yōu)選系A(chǔ)167叢生枝的含水量也最高,顯著高于MWPM和MWPM-WPM培養(yǎng)基處理組,但與MS-WPM和MS-MWPM混合培養(yǎng)基處理組間無顯著差異。相關(guān)性分析結(jié)果表明,南方高叢藍漿果叢生枝的含水量與總增殖倍數(shù)的相關(guān)性達極顯著水平(P<0.01),相關(guān)系數(shù)為0.656,表明總增殖倍數(shù)高的叢生枝其含水量也高。
表2 不同基本培養(yǎng)基對南方高叢藍漿果品種‘南月’優(yōu)選系A(chǔ)47和A167叢生枝鮮質(zhì)量和干質(zhì)量及含水量的影響1)Table 2 Effect of different basicmedia on fresh and dry weights and water content of clumpy shoot of superior strains A47 and A167 of southern highbush blueberry(Vaccinium corymbosum hybrids)cultivar‘Southmoon’1)
不同基本培養(yǎng)基對南方高叢藍漿果品種‘南月’優(yōu)選系A(chǔ)47和A167叢生枝總長度和平均長度的影響見表3。對于優(yōu)選系A(chǔ)47而言,在MWPM、MS-WPM和MS-MWPM培養(yǎng)基上叢生枝的總長度均顯著高于WPM和MWPM-WPM培養(yǎng)基;在MWPM單一培養(yǎng)基上,叢生枝的平均長度最大,為1.72 cm,顯著高于其他培養(yǎng)基處理組;而在MWPM-WPM混合培養(yǎng)基上,叢生枝的總長度最小,平均長度也最小。對于優(yōu)選系A(chǔ)167而言,在MS-MWPM混合培養(yǎng)基上叢生枝的總長度顯著高于其他培養(yǎng)基處理組;在MWPM單一培養(yǎng)基上叢生枝的平均長度最高,顯著高于MS-MWPM和MWPM-WPM混合培養(yǎng)基處理組,與WPM和MS-WPM培養(yǎng)基處理組無顯著差異,但在MWPM單一培養(yǎng)基上叢生枝的總長度卻最低。
相關(guān)性分析結(jié)果表明,南方高叢藍漿果叢生枝的總長度與總增殖倍數(shù)、有效增殖倍數(shù)、鮮質(zhì)量、干質(zhì)量和含水量均呈極顯著的正相關(guān)關(guān)系(P<0.01);而叢生枝的平均長度與總增殖倍數(shù)呈極顯著的負相關(guān)關(guān)系(P<0.01),相關(guān)系數(shù)為-0.476。這可能是由于總長度與其他指標(biāo)一樣,反映了叢生枝的整體生長狀況,因此具有一致的變化趨勢;而平均長度顯示的是叢生枝單株的平均長度,在總長度相近的情況下,當(dāng)總增殖倍數(shù)升高時,叢生枝的平均長度下降。
表3 不同基本培養(yǎng)基對南方高叢藍漿果品種‘南月’優(yōu)選系A(chǔ)47和A167叢生枝總長度和平均長度的影響1)Table 3 Effect of different basic media on total and average lengths of clumpy shoot of superior strains A47 and A167 of southern highbush blueberry(Vaccinium corymbosum hybrids)cultivar‘Southmoon’1)
不同基本培養(yǎng)基對南方高叢藍漿果品種‘南月’優(yōu)選系A(chǔ)47和A167叢生枝葉片葉綠素含量的影響見表4。在MS-WPM和MS-MWPM混合培養(yǎng)基上,優(yōu)選系A(chǔ)47叢生枝葉片的葉綠素a和b含量顯著高于其他培養(yǎng)基處理組;在MWPM-WPM混合培養(yǎng)基上,其葉綠素a和b的含量均最低。對于優(yōu)選系A(chǔ)167而言,在WPM、MS-WPM和MS-MWPM培養(yǎng)基上叢生枝葉片的葉綠素a含量顯著高于MWPM和MWPM-WPM培養(yǎng)基處理組,而在MS-MWPM混合培養(yǎng)基上葉綠素b含量顯著高于MWPM和MWPM-WPM培養(yǎng)基處理組,但與WPM和MS-WPM培養(yǎng)基處理組無顯著差異。
表4 不同基本培養(yǎng)基對南方高叢藍漿果品種‘南月’優(yōu)選系A(chǔ)47和A167叢生枝葉片葉綠素含量的影響1)Table 4 Effect of different basic media on chlorophyll content in leaf of superior strains A47 and A167 of southern highbush blueberry (Vaccinium corymbosum hybrids)cultivar‘Southmoon’1)
本研究中,在MS-WPM混合培養(yǎng)基上,南方高叢藍漿果優(yōu)選系A(chǔ)47和A167叢生枝的總增殖倍數(shù)、有效增殖倍數(shù)、叢生枝總長度及葉綠素含量均高于WPM和MWPM單一培養(yǎng)基,且大部分指標(biāo)數(shù)據(jù)顯著高于WPM和MWPM單一培養(yǎng)基;在MS-WPM混合培養(yǎng)基上,叢生枝鮮質(zhì)量、干質(zhì)量及含水量與WPM和MWPM單一培養(yǎng)基相當(dāng)??傮w而言,在MS-WPM混合培養(yǎng)基上南方高叢藍漿果叢生枝增殖快、長勢旺、葉色綠,其增殖效果明顯優(yōu)于WPM和MWPM單一培養(yǎng)基,這一研究結(jié)果與Tetsumura等[17]的研究結(jié)論一致。其原因可能是MS-WPM混合培養(yǎng)基綜合了MS和WPM單一培養(yǎng)基的優(yōu)勢,平衡了鹽分濃度,既避免了因WPM單一培養(yǎng)基中鹽分濃度較低而出現(xiàn)的養(yǎng)分不足狀況,又避免了因MS單一培養(yǎng)基中鹽分濃度較高而導(dǎo)致的養(yǎng)分過?,F(xiàn)象,更加有效地調(diào)節(jié)了培養(yǎng)基中的氮素濃度,對因氮素不足而出現(xiàn)的新枝發(fā)紅的癥狀有一定的改善作用。
在MS-MWPM混合培養(yǎng)基上,南方高叢藍漿果品種‘南月’優(yōu)選系A(chǔ)47和A167叢生枝各指標(biāo)均優(yōu)于或與WPM和MWPM單一培養(yǎng)基相近,叢生枝增殖速度較快、長勢較旺盛、葉色綠。總體而言,在MSMWPM混合培養(yǎng)基上南方高叢藍漿果叢生枝的增殖效果優(yōu)于WPM和MWPM單一培養(yǎng)基,但不及MSWPM混合培養(yǎng)基??赡苁且驗镸S-MWPM混合培養(yǎng)基中的硝態(tài)氮含量高于MS-WPM混合培養(yǎng)基,而藍漿果具有喜氨態(tài)氮特性,在吸收硝態(tài)氮時往往會釋放出大量陰離子,從而導(dǎo)致培養(yǎng)基pH值升高,進而影響藍漿果對養(yǎng)分的吸收和利用[22-23]。
研究結(jié)果還表明,在MWPM-WPM混合培養(yǎng)基上南方高叢藍漿果品種‘南月’優(yōu)選系A(chǔ)47和A167叢生枝的增殖倍數(shù)在5種培養(yǎng)基中雖然不是最低的,但叢生枝的各項生長指標(biāo)均較低或最低,這可能是因為WPM和MWPM單一培養(yǎng)基的成分及濃度較為相近,等體積混合后不能起到應(yīng)有的互補作用。
綜合叢生枝的各項測定指標(biāo),尤其是增殖倍數(shù)、鮮質(zhì)量、干質(zhì)量及葉綠素含量等指標(biāo),認(rèn)為MS-WPM和MS-MWPM混合培養(yǎng)基較目前常用的WPM和MWPM單一培養(yǎng)基更適用于南方高叢藍漿果品種‘南月’優(yōu)選系A(chǔ)47和A167叢生枝的增殖培養(yǎng)。
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