辛培堯 劉巖 孫正海 等
摘要:以滇楊(Populus yunnanensis Dode)組織培養(yǎng)獲得的不定芽為原材料進(jìn)行增殖培養(yǎng)和生根培養(yǎng),考察培養(yǎng)基中激素濃度對不定芽增殖和試管苗生根的影響。結(jié)果表明,MS+0.1 mg/L 6-BA+0.02 mg/L NAA是適合滇楊不定芽增殖的培養(yǎng)基。1/2MS培養(yǎng)基中添加0.02 mg/L NAA有利于試管苗的生根。
關(guān)鍵詞:滇楊(Populus yunnanensis Dode);組織培養(yǎng);增殖;生根
中圖分類號(hào):S792.118;S723.1+32 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):0439-8114(2012)15-3366-03
Study on Multiplication and Rooting Culture of Populus yunnanensis
XIN Pei-yaoa,b,LIU Yanb,SUN Zheng-haib,ZHOU Juna,b,TANG Jun-rongb,HE Cheng-zhonga,b,DUAN An-ana
(a. Key Laboratory for Forest Resources Conservation and Use in the Southwest Mountains of China, Ministry of Educatoin;
b. Key Laboratory of Biodiversity Conservation in Southwest China, State Forestry Administration, Southwest Forestry University,
Kunming650224, China)
Abstract: The effect of plant growth regulator concentration on in vitro multiplication and rooting were studied using adventitious buds obtained in tissue culture of Populus yunnanensis Dode as raw material. The results showed that MS+0.1 mg/L 6-BA +0.02 mg/L NAA was the optimum medium for adventitious buds multiplication; and 1/2MS+0.02 mg/L NAA was good for rooting.
Key words: Populus yunnanensis Dode; tissue culture; multiplication; rooting
滇楊(Populus yunnanensis Dode)屬楊柳科楊屬青楊派樹種,又名云南白楊,具有適應(yīng)性較強(qiáng)、生長較快、成材較早、分布海拔變幅大(1 300~3 200 m)、易于繁殖等特點(diǎn),是中國乃至世界少有的分布于低緯度高海拔地區(qū)的寶貴楊樹資源,也是中國西南地區(qū)特有的一種鄉(xiāng)土樹種[1]。由于滇楊主要分布在云南、四川及貴州等環(huán)境復(fù)雜、植物種類繁多的地區(qū),而且人們對其認(rèn)識(shí)程度各異,使得滇楊的種質(zhì)資源保護(hù)、開發(fā)與利用等工作一直沒能得到足夠的重視[2]。隨著胡楊派、白楊派、青楊派、黑楊派以及大葉楊派中的多個(gè)種或雜種離體培養(yǎng)再生體系的成功建立[3],使得利用楊樹組織培養(yǎng)對其種質(zhì)進(jìn)行保存以及創(chuàng)新成為現(xiàn)實(shí)。本研究將滇楊嫩莖誘導(dǎo)的不定芽接種在不同的增殖和生根培養(yǎng)基上,探討滇楊組織培養(yǎng)中較佳的增殖及生根培養(yǎng)方案,可為進(jìn)一步對滇楊進(jìn)行種質(zhì)資源的保存、誘變育種以及轉(zhuǎn)基因育種等研究提供理論指導(dǎo)與技術(shù)保障。
1材料與方法
1.1材料
利用已篩選出的分化培養(yǎng)基[4],以滇楊嫩莖為外植體誘導(dǎo)不定芽,以誘導(dǎo)出的不定芽作為試材。
1.2方法
1.2.1增殖培養(yǎng)以MS為基本培養(yǎng)基[5],附加不同濃度的細(xì)胞分裂素6-BA和生長素NAA(表1),調(diào)pH至6.0。培養(yǎng)溫度(25±2) ℃、光照1 500~2 000 lx、光照時(shí)間12 h/d。每處理接種20瓶,每瓶接種4個(gè)不定芽,重復(fù)3次。接種后每隔2 d觀察和記錄不定芽的生長情況。以增殖系數(shù)及試管苗生長狀況為指標(biāo),篩選出滇楊不定芽增殖培養(yǎng)的較優(yōu)方案。1.2.2生根培養(yǎng)生根培養(yǎng)基以1/2MS為基本培養(yǎng)基[5],添加30 g/L蔗糖和4.5 g/L瓊脂,再加入不同濃度的NAA(0、0.01、0.02、0.05 mg/L),調(diào)pH至6.0。將增殖培養(yǎng)中生長健壯的試管苗切除基部的愈傷組織,接種于事先配制好的生根培養(yǎng)基上,培養(yǎng)條件同增殖培養(yǎng),每處理接種20瓶,每瓶4棵,重復(fù)3次。生根培養(yǎng)1周后,每隔2 d觀察記錄各處理的生根數(shù)量及根的生長情況。
2結(jié)果與分析
2.16-BA和NAA濃度及配比對滇楊不定芽增殖的影響
增殖培養(yǎng)基中添加不同濃度的6-BA和NAA,30 d后各處理不定芽的增殖情況和試管苗的生長情況見表1。6-BA和NAA對滇楊不定芽的增殖系數(shù)和試管苗的生長有明顯影響。在實(shí)驗(yàn)濃度范圍內(nèi),當(dāng)6-BA濃度一定時(shí),NAA濃度越高,滇楊不定芽的增殖系數(shù)越小,試管苗的生長情況越差;而NAA濃度一定時(shí),不定芽的增殖和試管苗的生長情況也隨著6-BA濃度的增加而變差,其中6-BA濃度為0.5 mg/L時(shí),試管苗全部黃化死亡。處理1中滇楊不定芽的增殖系數(shù)和試管苗增高幅度均高于其他處理,且試管苗莖葉嫩綠色、腋芽抽生多、叢生芽多、苗高而健壯(圖1),適合滇楊不定芽的增殖培養(yǎng)。
2.2NAA濃度對滇楊試管苗的生根培養(yǎng)
將增殖后的試管苗轉(zhuǎn)移到添加了不同濃度NAA的生根培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng),10 d后觀察統(tǒng)計(jì)各處理試管苗的生根率、主根條數(shù)、主根長度和須根長度(表2)。在不添加激素的培養(yǎng)基中試管苗也可以生根,但其根相對細(xì)長、瘦弱;但NAA濃度過高也會(huì)導(dǎo)致生根率下降。當(dāng)NAA的濃度為0.02 mg/L時(shí),所有試管苗均能生根,主根根短而粗壯,植株葉色濃綠、長勢旺盛(圖2)。
2.3滇楊試管苗的煉苗移栽
滇楊試管苗生根后,在室內(nèi)開瓶放置5 d左右后移栽入經(jīng)消毒處理的煉苗基質(zhì)(河沙與腐殖土等體積混合)中進(jìn)行煉苗,幼苗生長情況良好,其成活率可達(dá)91.1%。
3結(jié)論與討論
3.1增殖培養(yǎng)
在楊樹的組織培養(yǎng)過程中,由于基本培養(yǎng)基的不同和培養(yǎng)材料基因型的差異,需要人為調(diào)節(jié)外源激素的種類及濃度,以獲取最大的增殖系數(shù)。章林等[6]在對銀中楊進(jìn)行組培研究時(shí)發(fā)現(xiàn)添加0.5 mg/L 6-BA?xí)r嫩芽條上的腋芽不斷分化與生長,具有較高的增殖率,但當(dāng)6-BA與NAA配合使用時(shí),所有濃度的NAA都使嫩莖的增殖率下降。而海燕等[7]在抗蟲楊的組織培養(yǎng)過程中添加0.1、0.5 mg/L的6-BA,其對腋芽的萌發(fā)生長影響不大。在84K楊的組織快繁研究中發(fā)現(xiàn),較高濃度的6-BA可促進(jìn)腋芽生長,但6-BA濃度過高不利于抽莖,而對叢狀葉的增加有利,84K楊腋芽增殖的最佳培養(yǎng)基為MS+2.0 mg/L 6-BA+0.5 mg/L NAA。另外,細(xì)胞分裂素與生長素搭配使用對腋芽的增殖效果均優(yōu)于其單獨(dú)使用,適宜的6-BA與NAA濃度配比可提高出芽率[8]。而本研究在MS培養(yǎng)基中添加較低濃度的6-BA(0.1 mg/L)和NAA(0.02 mg/L),獲得了較高的增殖系數(shù),這可能與滇楊易于無性繁殖有關(guān)[1,9]。而張春霞等[10]以滇楊葉柄為材料成功分化出不定芽,以1/2MS為基本培養(yǎng)基,添加0.001 mg/L TDZ+0.01 mg/L NAA,同樣獲得了較好的增殖效果,可見不同楊樹組培中激素及其濃度的選擇不可一概而論,應(yīng)根據(jù)其具體的生理生化特性來確定。
3.2生根培養(yǎng)
研究表明,生長素是誘導(dǎo)試管苗生根的重要因素,其影響酶的活性、增加原生質(zhì)的透性、使代謝活動(dòng)加快、RNA合成加強(qiáng),從而有利于不定根的發(fā)生和生長。不同植物、不同基因型、同一植株的不同部位、不同年齡的試驗(yàn)材料分化根的能力不同[11]。楊樹的生根培養(yǎng)大都采用1/2MS為基本培養(yǎng)基,添加一定量的NAA、IAA、IBA。在山地楊的組織快繁中,1/2MS+0.05 mg/L NAA培養(yǎng)基中的生根率可達(dá)100%,但添加IAA后的生根效果較差[12]。林元震等[13]在甜楊的組織培養(yǎng)和快速繁殖研究中發(fā)現(xiàn),采用改良的1/4 MS+0.1 mg/L IBA+0.1 mg/L NAA進(jìn)行生根培養(yǎng),生根率可達(dá)100%,根數(shù)多且粗短。史紹林等[14]在新西伯利亞銀白楊的根誘導(dǎo)過程中發(fā)現(xiàn)IBA與NAA配合使用效果明顯優(yōu)于單獨(dú)使用,但NAA濃度過高易產(chǎn)生大塊愈傷,1/2MS+0.1 mg/L NAA+0.02 mg/L IBA培養(yǎng)基中生根率達(dá)90%,根數(shù)多且生長健壯。本研究發(fā)現(xiàn)1/2MS中添加0.02 mg/L NAA有利于滇楊生根,生根率可達(dá)100%,與已報(bào)道的1/2 MS+0.01 mg/L NAA培養(yǎng)基最適合其生根有所差異[10],這可能與所用材料的內(nèi)源激素水平不同等因素有關(guān)。
另外,滇楊試管苗培養(yǎng)10 d左右即可生根,對于這種生根培養(yǎng)所需時(shí)間較短的植物,應(yīng)考慮打破常規(guī)的生根培養(yǎng)模式,研究其簡化的生根培養(yǎng)方法,以獲得更加理想的效果。史紹林等[15]在山新楊試管苗的生根培養(yǎng)中用一定比例的蛭石、草炭土、珍珠巖替代瓊脂,用過濾自來水替代蒸餾水,混合培養(yǎng)基污染率很小且生根率達(dá)到96%,這種方法有望替代傳統(tǒng)的生根培養(yǎng),以獲得更多高質(zhì)量、高成活率的植物幼苗。
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