董璐 李青
(北京林業(yè)大學(xué),北京,100083)
責(zé)任編輯:任 俐。
大巖桐為苦苣苔科大巖桐屬多年生草本花卉,具有花期長、花型大、花色嬌艷等特點(diǎn),觀賞價(jià)值及商品價(jià)值高,是人們喜愛的室內(nèi)觀賞花卉。但由于花期集中在夏季,一年中的觀賞時(shí)間僅限于其盛花期;且大巖桐存在花前營養(yǎng)生長時(shí)間較長,具有自花不親和及自交不結(jié)實(shí)現(xiàn)象[1]。而研發(fā)具有新穎視覺效果的大巖桐試管花卉產(chǎn)品,一方面,可開拓大巖桐新的觀賞形式,豐富花卉商品種類;另一方面,探索出較為穩(wěn)定的離體成花體系,為解決大巖桐自花不親和、自交不結(jié)實(shí)問題的試管育種等研究工作奠定基礎(chǔ),對(duì)大巖桐生產(chǎn)及科研具有實(shí)際意義。但目前有關(guān)大巖桐試管開花研究僅報(bào)道過愈傷組織直接誘導(dǎo)再生花芽[2],鮮有將再生出的植株誘導(dǎo)花芽分化的系統(tǒng)研究;大部分研究集中在快繁體系和再生體系的建立[3-8]。本試驗(yàn)通過對(duì)大巖桐(Sinningia speciosa)進(jìn)行成花誘導(dǎo),研究不同因素對(duì)其試管內(nèi)花芽分化的影響,探索出較為穩(wěn)定高頻的離體成花體系,以縮短大巖桐成花時(shí)間,擺脫季節(jié)對(duì)其花期的限制,為開發(fā)大巖桐試管花卉產(chǎn)品提供組織培養(yǎng)技術(shù)理論。
以組織培養(yǎng)獲得的、經(jīng)4 次繼代,苗徑約為3.5 cm 的重瓣深粉色大巖桐(Sinningia speciosa)無菌試管苗為試驗(yàn)材料。
不同基本培養(yǎng)基對(duì)大巖桐試管內(nèi)花芽誘導(dǎo)的影響:分別以MS、WPM、B5、N6、Miller、White 為基本培養(yǎng)基,將生長健壯、長勢一致的試管苗接種于其中,研究不同基本培養(yǎng)基對(duì)誘導(dǎo)花芽分化的影響。培養(yǎng)60 d 統(tǒng)計(jì)試管內(nèi)花芽分化率。
不同細(xì)胞分裂素、生長素種類及質(zhì)量濃度配比對(duì)大巖桐試管內(nèi)花芽誘導(dǎo)的影響:以WPM 為基本培養(yǎng)基,添加不同質(zhì)量濃度細(xì)胞分裂素6-BA(0.1、0.3、0.5 mg·L-1)、KT(0.1、0.5、1.0 mg·L-1)與不同質(zhì)量濃度生長素IBA(0、0.1、0.2 mg·L-1)、NAA(0、0.1、0.2 mg·L-1)兩兩配比,進(jìn)行完全隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)。培養(yǎng)60 d 后,統(tǒng)計(jì)試管內(nèi)花芽分化率。
不同無機(jī)鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)與不同質(zhì)量濃度6-BA、NAA、蔗糖、瓊脂配比對(duì)大巖桐試管內(nèi)花芽誘導(dǎo)的影響:采用L16(45)正交試驗(yàn),研究在無機(jī)鹽、6-BA、NAA、蔗糖、瓊脂5 個(gè)因子共同存在的條件下,不同水平配比對(duì)誘導(dǎo)大巖桐花芽分化的影響。培養(yǎng)60 d 后統(tǒng)計(jì)試管內(nèi)花芽分化率。正交設(shè)計(jì)因子 水平見表1。
表1 正交設(shè)計(jì)因子水平
不同質(zhì)量濃度赤霉素對(duì)大巖桐試管內(nèi)花芽誘導(dǎo)的影響:設(shè)置添加不同質(zhì)量濃度赤霉素(0.1、0.5、1.0、2.0、5.0 mg·L-1),以不添加赤霉素作對(duì)照,培養(yǎng)60 d 后統(tǒng)計(jì)試管內(nèi)花芽分化率。
不同苗徑對(duì)大巖桐試管內(nèi)花芽誘導(dǎo)的影響:將苗徑分別為1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5 cm 的試管苗,轉(zhuǎn)接到誘導(dǎo)花芽分化的培養(yǎng)基上,以研究不同苗徑對(duì)大巖桐試管內(nèi)花芽誘導(dǎo)的影響。培養(yǎng)60 d,統(tǒng)計(jì)試管內(nèi)花芽分化率。
培養(yǎng)條件:每個(gè)處理pH 值調(diào)至6.0。培養(yǎng)溫度為(24±2)℃,光照強(qiáng)度2 000~3 000 lx,光照時(shí)間14 h·d-1。
數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì):花芽分化率=花芽數(shù)/總試管苗數(shù)×100%。每個(gè)處理6 瓶,每瓶3 株試管苗,重復(fù)3 次。用SPSS 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析,用LSD 法進(jìn)行多重比較,檢驗(yàn)各影響因素的差異顯著性(P≤0.05)。
培養(yǎng)基的種類及成分直接影響所培養(yǎng)的植物的生長,其中的基本營養(yǎng)元素對(duì)誘導(dǎo)植物花芽分化作用不同,所以選擇適宜的培養(yǎng)基極其重要。將生長健壯、長勢一致,苗徑約3.5 cm 的試管苗接種于不同基本培養(yǎng)基中,培養(yǎng)60 d 后統(tǒng)計(jì)試管內(nèi)花芽分化率,試驗(yàn)結(jié)果見表2。
不同基本培養(yǎng)基中,大量元素、微量元素、有機(jī)化合物、鐵鹽等成分及質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同,設(shè)置的6 種基本培養(yǎng)基各自特點(diǎn)不同:MS 為高鹽成分培養(yǎng)基,即其鉀鹽、銨鹽及硝酸鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)均較高,微量元素種類齊全;B5、N6 為硝酸鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高的培養(yǎng)基,其中B5 含有較低質(zhì)量分?jǐn)?shù)的銨態(tài)氮;Miller 與WPM 為中等無機(jī)鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)的培養(yǎng)基,其中Mn 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高;White 為低質(zhì)量分?jǐn)?shù)無機(jī)鹽培養(yǎng)基。對(duì)花芽分化率進(jìn)行方差分析和多重比較,對(duì)營養(yǎng)狀態(tài)相同的大巖桐花芽分化的促進(jìn)效果由大到小的順序?yàn)閃PM、N6、B5、MS、Miller、White。大巖桐在WPM 與N6 基本培養(yǎng)基中,花芽分化率顯著高于其他基本培養(yǎng)基中的花芽分化率;兩者相比較雖差異不顯著,但WPM 基本培養(yǎng)基中平均花芽分化率最高,達(dá)29.63%,且長勢健壯良好,葉片舒展;而N6基本培養(yǎng)基中平均花芽分化率為24.07%,葉片略皺縮,長勢不及WPM(表2)。綜上所述,WPM 是適宜大巖桐誘導(dǎo)花芽分化,且保證長勢健壯的基本培養(yǎng)基。
表2 不同基本培養(yǎng)基對(duì)大巖桐花芽誘導(dǎo)的影響
植物的離體培養(yǎng)中,外源激素的調(diào)控對(duì)器官的形成、生長極為重要,尤其細(xì)胞分裂素在離體花的形成過程中起十分重要的作用。將生長健壯、苗高一致的無菌苗接種到附加有不同細(xì)胞分裂素、生長素種類及質(zhì)量濃度配比組合的培養(yǎng)基上,結(jié)果見表3。
由表3可知,所有試驗(yàn)組植株花芽分化率、苗高與生長情況不同。對(duì)6-BA、KT、IBA、NAA 作單因子多重比較,發(fā)現(xiàn)6-BA 與NAA 對(duì)大巖桐花芽分化率與苗高的影響均差異顯著,而KT 與IBA 的質(zhì)量濃度變化對(duì)誘導(dǎo)大巖桐花芽分化與苗高基本無影響,結(jié)果見表4。
表3 不同種類及質(zhì)量濃度細(xì)胞分裂素、生長素配比對(duì)大巖桐花芽誘導(dǎo)的影響
圖1 大巖桐試管結(jié)球現(xiàn)象
表4 6-BA、KT、IBA、NAA 對(duì)花芽分化率影響的單因子多重比較
6-BA 各質(zhì)量濃度水平的多重比較結(jié)果表明,隨著6-BA 質(zhì)量濃度的升高,大巖桐花芽分化率與苗高均呈下降趨勢,說明過高的6-BA 質(zhì)量濃度不利于大巖桐試管苗花芽分化與長高。當(dāng)6-BA 質(zhì)量濃度為0.1 mg·L-1時(shí),大巖桐的平均花芽分化率最高,達(dá)17.28%,此時(shí)平均苗高為4.14 cm。而大巖桐在KT 作用下,花芽分化率較低,試管苗出現(xiàn)徒長現(xiàn)象,其質(zhì)量濃度變化對(duì)誘導(dǎo)花芽分化與苗高影響差異不顯著。所以6-BA 與KT 相比較,6-BA 是誘導(dǎo)大巖桐分化與生長適宜的細(xì)胞分裂素。
生長素IBA 的質(zhì)量濃度變化對(duì)大巖桐的苗高與花芽誘導(dǎo)率影響差異均不顯著,且在其作用下,植株有徒長趨勢。而NAA 各質(zhì)量濃度水平的多重比較結(jié)果表明,隨著NAA 質(zhì)量濃度的升高,大巖桐試管苗苗高呈上升趨勢,而花芽誘導(dǎo)率呈下降趨勢,說明在一定質(zhì)量濃度范圍內(nèi)(0.1~0.2 mg·L-1),較高質(zhì)量濃度的NAA 能促進(jìn)大巖桐長高,但不利于誘導(dǎo)大巖桐試管苗花芽分化。當(dāng)NAA 質(zhì)量濃度為0.1 mg·L-1時(shí),大巖桐平均花芽誘導(dǎo)率較高,為13.89%,此時(shí)平均苗高較高,為3.87 cm。
大巖桐試管苗在6-BA 與IBA 配比作用下,整體長勢較弱,偶有徒長現(xiàn)象,植株基部除有愈傷組織產(chǎn)生,或出現(xiàn)叢生芽增殖較多的情況外,基部均有結(jié)球(圖1);在6-BA 與NAA 作用下,試管苗整體長勢較好,部分試驗(yàn)組植株基部產(chǎn)生愈傷組織,其余試驗(yàn)組植株基部結(jié)球。KT 無論與何種生長素(IBA 或NAA)配比作用,所有試管苗基部均結(jié)球,但不同培養(yǎng)基上結(jié)球情況不同,出現(xiàn)一株結(jié)多球、球莖大小不一、球莖上長根等現(xiàn)象。其中KT 與NAA 組合,植株整體長勢較好;而與IBA 組合時(shí),植株整體徒長,且長勢較弱。
綜上所述,細(xì)胞分裂素6-BA 與生長素NAA 配比適宜誘導(dǎo)大巖桐試管苗花芽分化。添加0.1 mg·L-16-BA,與0.1 mg·L-1NAA,平均花芽分化率最高,為33.33%。
將生長健壯、長勢一致的試管苗轉(zhuǎn)接到不同無機(jī)鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)與不同6-BA、NAA、蔗糖、瓊脂質(zhì)量濃度的正交設(shè)計(jì)培養(yǎng)基上,培養(yǎng)60 d,試驗(yàn)結(jié)果見表5。
表5 不同無機(jī)鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)與不同6-BA、NAA、蔗糖、瓊脂質(zhì)量濃度配比對(duì)花芽誘導(dǎo)的影響
由表5可知,各處理中試管苗花芽分化率及長勢不同,試驗(yàn)組雖有較高的花芽分化率,但有較多花芽敗育。大巖桐在4 號(hào)培養(yǎng)基WPM+6-BA0.30 mg·L-1+NAA0.20 mg·L-1+40 g·L-1蔗糖+9 g·L-1瓊脂中,平均花芽分化率最高,為48.15%,此時(shí)植株長勢健壯良好,花芽飽滿(圖2),后期花芽開放正常(圖3)。對(duì)花芽分化率進(jìn)行極差分析,結(jié)果見表6。
由表6極差分析結(jié)果可知,D 因素(蔗糖)的極差最大,為35.65;其次是C 因素(NAA),極差為15.74;A 因素(無機(jī)鹽)與E 因素(瓊脂)的極差相同,均為14.81;B 因素(6-BA)的極差最小,僅為5.09。說明不同因素水平變化對(duì)大巖桐花芽分化率的影響由大到小依次為蔗糖,NAA,無機(jī)鹽、瓊脂,6-BA。
表6 極差分析
圖2 適宜培養(yǎng)基上誘導(dǎo)出飽滿花芽
圖3 飽滿花芽正常開放
D 因素的極差值最大,表明在所試驗(yàn)的5 個(gè)因素中,蔗糖的質(zhì)量濃度變化對(duì)大巖桐花芽分化率影響最大,隨蔗糖質(zhì)量濃度的升高,花芽分化率整體呈現(xiàn)先上升的變化趨勢,當(dāng)蔗糖質(zhì)量濃度為40 g·L-1時(shí),平均花芽分化率最高,為44.91%,顯著高于其他質(zhì)量濃度作用下的花芽分化率。
C 因素極差次之,表明NAA 質(zhì)量濃度變化對(duì)大巖桐花芽分化率影響較大。隨NAA 質(zhì)量濃度升高,大巖桐花芽分化率整體呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢,添加NAA0.1 mg·L-1時(shí),平均花芽分化率最高,為31.02%。
A 因素與E 因素極差值相同,說明無機(jī)鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化對(duì)大巖桐花芽分化率的影響,與瓊脂的質(zhì)量濃度變化對(duì)花芽分化的影響差異不顯著。從平均值看,無機(jī)鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)以第二水平最好,即WPM+N(WPM 大量元素中NH4NO3與Ca(NO3)2·4H2O 質(zhì)量分?jǐn)?shù)加倍),此時(shí)平均花芽分化率最高,為28.24%;而瓊脂質(zhì)量濃度以第一水平最好,即添加6 g·L-1質(zhì)量濃度的瓊脂,平均花芽分化率最高,為28.70%。
B 因素6-BA 質(zhì)量濃度變化對(duì)大巖桐花芽分化率影響最小。除在質(zhì)量濃度為1 mg·L-1時(shí),大巖桐平均花芽分化率下降,為18.52%外,在其他質(zhì)量濃度作用下,花芽分化率無明顯變化趨勢,且兩兩比較,差異不顯著。從平均值看,以第4 水平,即添加0.3 mg·L-1質(zhì)量濃度6-BA,平均花芽分化率最高,為23.61%。
因此,當(dāng)無機(jī)鹽、6-BA、NAA、蔗糖、瓊脂5 個(gè)因素同時(shí)存在時(shí),提高大巖桐花芽分化率的理論培養(yǎng)基為WPM+N+6-BA0.30 mg·L-1+NAA0.10 mg·L-1+40 g·L-1蔗糖+6 g·L-1瓊脂。但植株長勢及花芽狀態(tài)可能受到培養(yǎng)基中各因素在不同水平的交互作用影響,此培養(yǎng)基是否適宜大巖桐花芽分化還需進(jìn)一步驗(yàn)證試驗(yàn)。
綜上所述,由試驗(yàn)篩選出,WPM+6-BA0.30 mg·L-1+NAA0.20 mg·L-1+40 g·L-1蔗糖+9 g·L-1瓊脂為適宜大巖桐花芽分化的培養(yǎng)基,此時(shí)試管苗花芽分化率較高,且保證植株長勢健壯良好,花芽飽滿。
赤霉素可替代低溫和長日照作用,以誘導(dǎo)有些長日照植物在短日照條件下開花。以不添加赤霉素作對(duì)照,設(shè)置不同質(zhì)量濃度(0.1、0.5、1.0、2.0、5.0 mg·L-1),培養(yǎng)60 d 后統(tǒng)計(jì)試管內(nèi)花芽分化率,試驗(yàn)結(jié)果見表7。
表7 不同質(zhì)量濃度赤霉素對(duì)花芽誘導(dǎo)的影響
對(duì)結(jié)果進(jìn)行方差分析可知,當(dāng)添加有赤霉素時(shí),隨赤霉素質(zhì)量濃度升高,大巖桐花芽分化率呈上升趨勢,但植株長勢變?nèi)?,且趨于徒長。在低質(zhì)量濃度(0.5~1.0 mg·L-1)作用下,大巖桐花芽在植株基部分化,無花梗,花芽較小,但花色紅艷,后期開放時(shí)花瓣呈單瓣(圖4)。而當(dāng)赤霉素質(zhì)量濃度上升至5.0 mg·L-1時(shí),平均花芽分化率較高,為15.28%,此時(shí)花芽較大,具花梗,但植株與花梗明顯徒長。而對(duì)照組不添加赤霉素時(shí)的平均花芽分化率為33.19%,顯著高于所有添加赤霉素的試驗(yàn)組,且植株長勢健壯良好,葉片舒展。因此,以不添加赤霉素對(duì)誘導(dǎo)大巖桐花芽分化較為有利。
圖4 赤霉素作用下植株徒長,花開基部,花瓣單瓣
苗莖大小作為植物生長的指標(biāo),可一定程度上代表植株體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)存貯狀況。將不同苗徑的試管苗接種到培養(yǎng)基中,培養(yǎng)60 d,試驗(yàn)結(jié)果見表8。
表8 不同苗徑對(duì)花芽誘導(dǎo)的影響
對(duì)結(jié)果進(jìn)行方差分析,大巖桐試管苗的苗徑大小對(duì)其試管內(nèi)花芽誘導(dǎo)影響顯著。試管苗苗徑小于3.0 cm 時(shí),植株無花芽分化現(xiàn)象;當(dāng)試管苗苗徑為3.0 cm 時(shí),漸有花芽分化,但此時(shí)平均花芽分化率較低,僅為1.75%;苗徑大于3.0 cm 時(shí),花芽分化率隨苗徑增大而增多,苗徑為4.5 cm 的試管苗,平均花芽分化率最高,為31.94%,與苗徑為4.0 cm 的試管苗平均花芽分化率29.74%相比,差異不顯著;而苗徑為3.5 cm 的平均花芽分化率為28.94%,又與4.0 cm 的花芽分化率差異不顯著。由此得出結(jié)論,大巖桐植株的苗徑大小影響花芽分化,3.0 cm 的苗徑大小是其營養(yǎng)生長向生殖生長轉(zhuǎn)化的臨界條件;達(dá)到臨界條件后,花芽分化率隨苗徑增加而逐漸增多。
誘導(dǎo)不同種類植物試管開花時(shí)所需要的培養(yǎng)基各異,植株只有在適宜的營養(yǎng)狀態(tài)、適宜的激素調(diào)控以及適宜的培養(yǎng)條件下才能誘導(dǎo)花芽分化、花器官的形成。所以探究培養(yǎng)基種類及其組成成分極其必要及重要。
植物必需的礦質(zhì)元素對(duì)植物生長發(fā)育各個(gè)階段影響差異顯著。大巖桐常規(guī)栽培養(yǎng)護(hù),常在生殖生長時(shí),在原營養(yǎng)液配方的基礎(chǔ)上適量加大磷、鉀肥比例,再添加硼、鎂、錳等微量元素,以利開花。研究發(fā)現(xiàn),Mn 質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高的中等無機(jī)鹽培養(yǎng)基WPM,對(duì)誘導(dǎo)大巖桐試管內(nèi)花芽分化效果最佳,其次為硝酸鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高的N6 和B5 培養(yǎng)基,低無機(jī)鹽培養(yǎng)基White 效果最差。結(jié)果與常規(guī)養(yǎng)護(hù)方法基本一致,同時(shí)得出,適量增加微量元素,較增加大量元素更利于成花。
研究發(fā)現(xiàn),在無機(jī)鹽、細(xì)胞分裂素6-BA、生長素NAA、蔗糖和瓊脂的共同作用下,對(duì)誘導(dǎo)大巖桐花芽誘導(dǎo)影響由大到小的順序?yàn)檎崽?,NAA,無機(jī)鹽、瓊脂,6-BA。蔗糖質(zhì)量濃度對(duì)大巖桐花芽誘導(dǎo)率影響最為顯著。糖在培養(yǎng)基中,為植物提供碳源,影響植物體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)的運(yùn)輸和積累,進(jìn)而影響營養(yǎng)生長和生殖生長。研究發(fā)現(xiàn),不同蔗糖質(zhì)量濃度,對(duì)誘導(dǎo)植物試管內(nèi)花芽分化效果不同,以添加40 g·L-1質(zhì)量濃度,誘導(dǎo)大巖桐花芽分化效果最佳。
外源激素在組織培養(yǎng)中調(diào)控著植物器官的發(fā)生與發(fā)育,開花基因的表達(dá)同樣也會(huì)受到激素的影響。本試驗(yàn)中,細(xì)胞分裂素6-BA 與KT 相比較,6-BA是誘導(dǎo)大巖桐分化與生長適宜的細(xì)胞分裂素,且添加低質(zhì)量濃度較為適宜,與大部分試管開花研究報(bào)道一致[2-5]。生長素NAA 較IBA,添加低質(zhì)量濃度有利于大巖桐花芽分化,較高質(zhì)量濃度NAA 抑制花芽的形成。分析可能原因,一方面低質(zhì)量濃度的NAA 提高了某些能促進(jìn)成花的內(nèi)源激素的質(zhì)量濃度[4],另一方面,較高質(zhì)量濃度的外源激素刺激植物細(xì)胞處于高速分裂的狀態(tài),促使植物細(xì)胞不斷生長,難以誘導(dǎo)細(xì)胞分化,即花芽分化。
試管開花研究中,常降低培養(yǎng)基中N 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)[9-18],或提高P 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)[9,11,19],以提高花芽誘導(dǎo)率;而栽培中常在大巖桐花前增施P、K 肥,以提高開花質(zhì)量,增加開花數(shù)量[20]。試驗(yàn)中通過改變基本培養(yǎng)基中大量元素N、P、K 質(zhì)量分?jǐn)?shù)(即無機(jī)鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)),間接起到對(duì)植株增施肥的效果。試驗(yàn)結(jié)果顯示,在基本培養(yǎng)基的基礎(chǔ)上單獨(dú)加倍P、K質(zhì)量分?jǐn)?shù),植株長勢健壯,但基部增殖多,花芽分化受到抑制;而同時(shí)加倍N、P、K 質(zhì)量分?jǐn)?shù),或單獨(dú)加倍N 質(zhì)量分?jǐn)?shù),或不改變基本培養(yǎng)基無機(jī)鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù),對(duì)誘導(dǎo)大巖桐花芽分化較為有利,與前人試驗(yàn)結(jié)果及盆栽的養(yǎng)護(hù)方法有差異,分析原因,可能是由于N 質(zhì)量分?jǐn)?shù)的相對(duì)降低,致使植物對(duì)大量元素吸收不平衡,影響了植物體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)的貯存,不能及時(shí)充分供給花芽分化時(shí)所需養(yǎng)分,從而抑制了花芽分化。
赤霉素有促進(jìn)發(fā)芽、枝葉生長、提早開花結(jié)果等作用,對(duì)植物的影響貫穿整個(gè)生命周期中的各個(gè)發(fā)育進(jìn)程[21],有研究表明,赤霉素對(duì)雄蕊和花瓣發(fā)育很重要[22]。本試驗(yàn)研究結(jié)果顯示,添加赤霉素,不能提高大巖桐花芽誘導(dǎo)率;高質(zhì)量濃度赤霉素較低質(zhì)量濃度的有利于提高花芽誘導(dǎo)率,增加成花數(shù)量,但植株徒長,長勢弱。但添加赤霉素的試驗(yàn)組,花芽后期能正常開放,且花色紅艷。杭州師范大學(xué)通過赤霉素和細(xì)胞分裂素協(xié)同作用,建立起離體大巖桐花被切塊直接再生花芽的體系,同時(shí)用酶聯(lián)免疫方法測定出花器官中的赤霉素質(zhì)量濃度水平持續(xù)增加,高于營養(yǎng)器官中的赤霉素質(zhì)量濃度[23]。結(jié)合前人研究,得出施加外源赤霉素確實(shí)能夠促進(jìn)誘導(dǎo)大巖桐花芽分化。而添加赤霉素的花芽誘導(dǎo)率低于不添加的誘導(dǎo)率,可能原因是具一定苗徑大小的試管苗,已完成營養(yǎng)生長,可以自主成花誘導(dǎo)途徑向生殖生長轉(zhuǎn)變,此時(shí)添加不適宜質(zhì)量濃度的赤霉素,會(huì)影響相關(guān)成花基因的表達(dá),同時(shí)起到促進(jìn)莖葉生長的作用,從而表現(xiàn)出無花芽分化,植株徒長的現(xiàn)象。所以,赤霉素在植株不同生理狀態(tài)時(shí)作用,可能存在不同機(jī)制,還有待進(jìn)一步研究。但在完成花芽誘導(dǎo)后,可考慮添加赤霉素,以提高成花品質(zhì)。
常規(guī)栽培中,大巖桐以自主途徑完成花芽誘導(dǎo),即其植株要達(dá)到一定的年齡才能開花,否則將促進(jìn)開花阻抑物基因的表達(dá)而不能開花。在花芽誘導(dǎo)試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn),培養(yǎng)基中各成分的種類或質(zhì)量濃度變化僅對(duì)花芽誘導(dǎo)率有影響,并無培養(yǎng)基中不可或缺的絕對(duì)成分,適宜的培養(yǎng)基成分能使大巖桐試管苗有較高的花芽誘導(dǎo)率;而大巖桐試管苗的大小(即自身營養(yǎng)狀態(tài))直接影響其是否能夠分化花芽,是誘導(dǎo)其花芽分化的必要條件。植株的營養(yǎng)狀態(tài)對(duì)試管內(nèi)花芽誘導(dǎo)有影響,其基本原理是植物體內(nèi)的一些化合物種類,如脯氨酸等能與激素類共同作用以誘導(dǎo)開花[24],而處在不同生理階段的植物體內(nèi)所含化合物種類及質(zhì)量濃度不同。近年的研究中發(fā)現(xiàn),在相同增殖培養(yǎng)基上培養(yǎng)得到的不同高度的試管苗,可能由于所處的生理狀態(tài)或生理階段不同,花芽誘導(dǎo)率有差異[10]。本試驗(yàn)中,以苗徑作為衡量植株?duì)I養(yǎng)狀態(tài)的指標(biāo)進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)3.0 cm 的苗徑大小是大巖桐由營養(yǎng)生長向生殖生長轉(zhuǎn)化的臨界條件,之后隨苗徑的增加,花芽誘導(dǎo)率增多。分析原因,可能不同苗徑的植株,所處營養(yǎng)狀態(tài)的不同,苗徑>3.0 cm 的大巖桐試管苗,植株體內(nèi)的化合物種類與內(nèi)源激素水平與外源激素共同作用,有利于促進(jìn)成花基因的表達(dá)。
總之,WPM 是適宜大巖桐誘導(dǎo)花芽分化,且保證長勢健壯的基本培養(yǎng)基;細(xì)胞分裂素6-BA 與生長素NAA 配比適宜誘導(dǎo)大巖桐試管苗花芽分化;在WPM 的基礎(chǔ)上,增加N、P、K 質(zhì)量分?jǐn)?shù),或增加N質(zhì)量分?jǐn)?shù),或不改變基本培養(yǎng)基無機(jī)鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù),對(duì)提高大巖桐花芽分化率較為有利;誘導(dǎo)大巖桐試管內(nèi)花芽分化的適宜培養(yǎng)基為WPM+6-BA0.30 mg·L-1+NAA0.20 mg·L-1+40 g·L-1蔗糖+9 g·L-1瓊脂;赤霉素不利于健壯生長。3.0 cm 的苗徑大小是大巖桐營養(yǎng)生長向生殖生長轉(zhuǎn)化的臨界條件,達(dá)到臨界條件后,花芽分化率隨苗徑增加而逐漸增多。
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