趙雁鳴等
摘 要:以非洲菊品種‘F53的莖尖作為外植體進(jìn)行離體培養(yǎng)技術(shù)研究,為建立以莖尖為外植體的非洲菊高頻、高效、穩(wěn)定的工廠化育苗技術(shù)體系奠定基礎(chǔ)。結(jié)果表明,適宜于不定芽誘導(dǎo)的培養(yǎng)基為MS+6-BA2mg/L+NAA1mg/L+KT0.5mg/L+蔗糖25g/L;增殖培養(yǎng)基為MS+6-BA0.5mg/L+KT0.5mg/L+蔗糖20g/L;最適生根培養(yǎng)基為1/2MS+IBA0.1mg/L+蔗糖15g/L。
關(guān)鍵詞:非洲菊;莖尖;離體培養(yǎng)
中圖分類(lèi)號(hào) S68 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731(2015)05-12-04
非洲菊(Gerbera jamesonii Bolus),別名扶郎花、大丁草、燈盞花等,屬于菊科宿根多年生草本花卉,全株具細(xì)毛,葉基部簇生,具長(zhǎng)柄,柄長(zhǎng)15~20cm,植株挺拔,花艷麗、秀美,花大梗長(zhǎng),頭狀花序單生,花色豐富,可盆栽室內(nèi)擺放,也可點(diǎn)綴庭院、草坪邊緣、花壇等,是當(dāng)今世界重要的切花種類(lèi)之一[1-2]。非洲菊品種非常豐富,有單瓣和重瓣品種,有露地切花和溫室栽培四季開(kāi)花品種,以及供盆栽、花壇栽種的品種等[3]。
非洲菊為異花授粉植物,自交不孕,有性繁殖易產(chǎn)生分離,不能保持原品種性狀的穩(wěn)定性,而傳統(tǒng)的無(wú)性分株繁殖方式,其繁殖系數(shù)較低,而且分株繁殖容易使病毒逐代積累,從而造成種性退化[4]。因此,組織培養(yǎng)技術(shù)是非洲菊商品化生產(chǎn)的主要繁殖方式,既可在短期內(nèi)大量生產(chǎn)優(yōu)良種苗,也可用于生產(chǎn)脫毒苗,防止種質(zhì)退化[5]。目前,非洲菊組培快繁技術(shù)國(guó)內(nèi)已有不少報(bào)道,大多采用的外植體是花托、花絲、花蕾等花器官以及葉柄、葉片等,而以莖尖為外植體的研究報(bào)道則較少。本試驗(yàn)以非洲菊品種‘F53幼嫩的莖尖為外植體,針對(duì)其進(jìn)行不定芽的誘導(dǎo)培養(yǎng)、增殖培養(yǎng)和生根培養(yǎng)研究,以期為該品種的工廠化育苗建立離體培養(yǎng)技術(shù)體系,也為其他非洲菊品種的組織培養(yǎng)技術(shù)體系的建立提供參考。
1 材料和方法
1.1 試驗(yàn)材料及預(yù)處理 試驗(yàn)材料為昆明市美蘭花卉公司提供的非洲菊‘F53品種花絲組培瓶苗。將非洲菊品種‘F53組培苗放入恒溫箱中進(jìn)行預(yù)處理。首先在恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)溫度為32℃下放置2d,之后再將溫度調(diào)至34℃,放置2d,再將溫度調(diào)至36℃,放置2d,最后將溫度調(diào)至38℃,放置2d。將預(yù)處理后的組培苗取出,在超凈工作臺(tái)上切取莖尖,長(zhǎng)度為0.1~0.3cm,放于無(wú)菌水中備用。
1.2 試驗(yàn)方法 試驗(yàn)中的每個(gè)處理接種10瓶,每瓶2~3個(gè)材料(莖尖或不定芽苗),同一處理重復(fù)3次。不定芽誘導(dǎo)培養(yǎng)在外植體接入后第5d開(kāi)始觀察,記錄啟動(dòng)材料數(shù),以不定芽萌動(dòng)生長(zhǎng)至肉眼可見(jiàn)即認(rèn)為材料已啟動(dòng),以高度大于0.2cm的不定芽為有效芽。增殖培養(yǎng)從叢生芽增殖倍數(shù)、增殖芽數(shù)率和增殖芽平均增殖芽數(shù)3個(gè)方面來(lái)考察,第5天開(kāi)始觀察,20d后記錄增殖的芽數(shù)和大于0.5cm的芽苗數(shù)。生根效果以生根率來(lái)考察,20d后記錄生根苗數(shù)。
1.2.1 不定芽誘導(dǎo)培養(yǎng) 用MS作為基本培養(yǎng)基,在基本培養(yǎng)基中加入不同濃度的細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素(KT、6-BA、NAA),6-BA的質(zhì)量濃度設(shè)為2mg/L和4mg/L,NAA的質(zhì)量濃度設(shè)為0.5mg/L和1mg/L,KT的質(zhì)量濃度設(shè)為0.5mg/L和1mg/L,采用3因素2水平的正交設(shè)計(jì)(表1),蔗糖均為25g/L,卡拉膠為4g/L,pH值為5.8~6.2。接種后在光照強(qiáng)度為1 500~2 000lx,光暗時(shí)間為16h/8h,溫度為(25±2)℃的環(huán)境下培養(yǎng)。
1.2.3 生根培養(yǎng) 將增殖后生長(zhǎng)健壯的不定芽苗接種于生根培養(yǎng)基中進(jìn)行生根培養(yǎng),20d后統(tǒng)計(jì)組培苗的生根情況。生根培養(yǎng)采用單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)(表3),采用MS和1/2MS作為基本培養(yǎng)基,分別加入激素2,4-D、6-BA、NAA、IBA,以1/2MS基本培養(yǎng)基作為對(duì)照,蔗糖均為15g/L,卡拉膠為4g/L,pH值為5.8~6.2。接種后在光照強(qiáng)度為1 500~2 000lx,光暗時(shí)間為16h/8h,溫度為(25±2)℃的環(huán)境下培養(yǎng)。
2.4 煉苗與移栽 當(dāng)生根后的組培苗高度達(dá)到3~5cm,根長(zhǎng)達(dá)到2.0cm時(shí),將組培瓶口封口膜打開(kāi),使其逐漸適應(yīng)外界環(huán)境。3~5d后完全揭去封口膜,將瓶苗移到靠近窗戶的試驗(yàn)臺(tái)上,每天接受日照1.5h左右,后期逐漸延長(zhǎng)日照時(shí)間。瓶苗生長(zhǎng)至高度為10~15cm,且生長(zhǎng)出5~6片葉時(shí),移栽到腐殖土∶蛭石∶珍珠巖=2∶1∶1的基質(zhì)中,成活率可達(dá)90%以上。
3 結(jié)論與討論
非洲菊屬于世界5大切花之一,品種眾多,且商品化生產(chǎn)已經(jīng)非常普及,在當(dāng)前的非洲菊組織培養(yǎng)快繁中,較多采用花絲、花托、花蕾以及花瓣等花器官作為外植體[1-2,6-8]。雖然采用的花器官屬于較為幼態(tài)的組織,但植物體生殖器官的成熟效應(yīng)比營(yíng)養(yǎng)器官更為明顯,經(jīng)過(guò)多世代繼代增殖培養(yǎng)后,容易引起組培苗種質(zhì)的退化。因此,在非洲菊的組培快繁中,也有探索建立以葉等營(yíng)養(yǎng)器官為外植體的離體培養(yǎng)技術(shù)研究[4,9]。本研究首先將非洲菊無(wú)菌組培苗進(jìn)行逐漸升溫培養(yǎng)預(yù)處理,其目的主要是通過(guò)熱處理抑制內(nèi)生菌的生長(zhǎng),而后再將幼嫩的莖尖部分切下進(jìn)行不定芽的誘導(dǎo)、增殖培養(yǎng)和生根培養(yǎng),期望為非洲菊工廠化育苗建立以營(yíng)養(yǎng)器官為外植體的新途徑。該方法取材更為容易,不受季節(jié)的限制與影響,而且獲得的外植體即為無(wú)菌材料,不用進(jìn)行消毒處理,程序更為簡(jiǎn)便;同時(shí),以莖尖為外植體,在一定程度上可以發(fā)揮組培苗脫毒的作用效果。
在離體培養(yǎng)中,外源激素的種類(lèi)、濃度及其配比發(fā)揮著決定性作用,只有外源激素配比適宜的培養(yǎng)基才能誘導(dǎo)細(xì)胞分裂的啟動(dòng)、愈傷組織的形成、生長(zhǎng)、分化及根芽器官的發(fā)生[2]。王春彥和羅鳳霞[9]以葉為外植體的非洲菊組織培養(yǎng)研究中發(fā)現(xiàn),BA和KT二者濃度上的變化對(duì)不定芽再生影響不大;張素勤等[10]以非洲菊葉為外植體的研究結(jié)果表明,6-BA對(duì)愈傷組織的誘導(dǎo)率高于KT;張希太[4]的研究結(jié)果表明,適宜于非洲菊莖尖外植體愈傷組織不定芽誘導(dǎo)的培養(yǎng)基為MS+KT10mg/L+IAA0.5mg/L。本研究中,將6-BA與KT相結(jié)合,篩選出適合于非洲菊莖類(lèi)外植體的不定芽誘導(dǎo)培養(yǎng)基為MS+6-BA2mg/L+NAA1mg/L+KT0.5mg/L+蔗糖25g/L,是否能夠僅采用6-BA或KT而取得同樣的不定芽誘導(dǎo)效果,有待于進(jìn)一步研究。在試驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn),1/2MS培養(yǎng)基更有利于增殖后不定芽的生根培養(yǎng),且非洲菊的生根培養(yǎng)需要糖的濃度較低,低糖更容易生根。對(duì)于激素而言,低濃度的IBA和NAA有利于非洲菊的生根,而且根系生長(zhǎng)健壯。
總之,通過(guò)本研究的開(kāi)展成功建立了以幼嫩的莖尖作為外植體的非洲菊離體培養(yǎng)再生技術(shù)體系,不定芽誘導(dǎo)的最佳培養(yǎng)基配方為MS+6-BA2mg/L+NAA1mg/L+KT0.5mg/L+蔗糖25g/L;最佳增殖培養(yǎng)基配方為MS+
6-BA0.5mg/L+KT0.5mg/L+蔗糖20g/L;最佳生根培養(yǎng)基配方為1/2MS+IBA0.1mg/L+蔗糖15g/L。
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