陳麗,趙玉玲,張慶社,田瑞昌,陳坤,葛佳文,牛小沛,馬朝喜
(河南濟(jì)源市農(nóng)業(yè)科學(xué)院,459000)
大蒜作為一種特殊蔬菜,不僅含有豐富的維生素、氨基酸、礦質(zhì)元素等營養(yǎng)成分,而且含有特殊的抗菌、抗癌等活性物質(zhì),被認(rèn)為是重要的天然保健品[1,2]。濟(jì)瀆紅蒜是濟(jì)源市地方特色品種,味道辛辣鮮美、蒜薹短粗肥嫩無梗絲、蒜泥味道長久,其獨(dú)特的品質(zhì)深受濟(jì)源人喜愛。濟(jì)瀆紅蒜蒜皮紫紅透明、光澤喜人,在清朝時作為貢品,只有皇族才能享用,因此又被稱為“濟(jì)瀆金蒜”。近年來,由于病毒病的為害,我國大蒜種性普遍退化、單產(chǎn)降低、品質(zhì)變劣,一些名優(yōu)特種大蒜因受病毒病為害幾乎瀕于絕種[3,4]。本試驗以濟(jì)瀆紅蒜為材料,以期篩選出適合其脫毒快繁的培養(yǎng)基,建立一套適宜濟(jì)源市名優(yōu)大蒜地方品種脫毒快繁的技術(shù)。
濟(jì)瀆紅蒜,由濟(jì)源市農(nóng)科院種植培育。
①剝離莖尖時間的篩選 2014年5月底收獲濟(jì)瀆紅蒜,從收獲初開始,每月進(jìn)行1~2次莖尖剝離試驗。
②外植體處理 選擇生長良好的濟(jì)瀆紅蒜流水沖洗5 h,用洗潔精沖洗數(shù)次后,用手術(shù)刀片切除2/3留基部備用。無菌操作下75%酒精消毒35 s→無菌水沖洗1次→0.1%氯化汞滅菌10 min→無菌水沖洗8次進(jìn)行材料表面滅菌。然后用無菌濾紙吸干水分,在顯微鏡下剝離莖尖,莖尖長度為0.2~0.6 mm,以備接種。
③愈傷組織誘導(dǎo)培養(yǎng)基配方的篩選 以1/2 MS培養(yǎng)基為基礎(chǔ)培養(yǎng)基,設(shè)6-BA、2,4-D、NAA 3個因素,每個因素3個水平,詳見表1,共9個處理,詳見表2,每處理3次重復(fù)。培養(yǎng)基pH值6.0、蔗糖濃度為30%、瓊脂粉含量3 g/L。將剝離好的莖尖接種在不同培養(yǎng)基上,散射光光照強(qiáng)度2 000~3 000 lx、溫度(25±2)℃、光照時間 12 h/d進(jìn)行培養(yǎng)。
④分化增殖培養(yǎng)基的篩選 以1/2 MS培養(yǎng)基為基礎(chǔ)培養(yǎng)基,加入不同濃度的 6-BA、NAA、2,4-D,共6個處理,詳見表3,每處理4次重復(fù);培養(yǎng)基pH值6.0、蔗糖濃度30%、瓊脂粉含量3 g/L。將誘導(dǎo)的愈傷組織接種在不同培養(yǎng)基上,培養(yǎng)條件同③。
⑤生根培養(yǎng)基的篩選和移栽 以1/2 MS培養(yǎng)基為基礎(chǔ)培養(yǎng)基,加入不同濃度6-BA、NAA,詳見表4,共4個處理;將增殖濟(jì)瀆紅蒜苗接種于生根培養(yǎng)基上,觀察生根情況;培養(yǎng)條件同③。將生根后的脫毒苗,移栽到已滅菌的草炭∶蛭石=2∶1的穴盤中。移栽后覆蓋遮陽網(wǎng)防曬、防蟲網(wǎng)防蚜蟲。
⑥大蒜內(nèi)病毒的檢測 將剝離的大蒜莖尖培養(yǎng)2個月后,取部分愈傷或小苗搗碎、研磨,制成組織汁液,用磷酸鹽緩沖液在3 000 r/min離心20 min后,在電鏡下觀察,并以未脫毒的樣品作對照,確認(rèn)含病毒的基本形態(tài)和特征。
根據(jù)每月剝離的情況發(fā)現(xiàn),每年的5月底到翌年2月底,莖尖容易剝離,并且8~10月剝離的莖尖誘導(dǎo)成活率高于其他時間。因為初期剝離的莖尖,莖尖含水量大,剝離過程中易破碎;而后期,莖尖較小,不易剝離。
表1 試驗設(shè)計 mg/L
表2 濟(jì)瀆紅蒜愈傷組織誘導(dǎo)培養(yǎng)基的篩選
表3 濟(jì)瀆紅蒜分化增殖培養(yǎng)基的篩選
為了促進(jìn)莖尖成活以及分化,需選擇合適的激素配比。試驗觀察發(fā)現(xiàn),如果在接種后14 d,莖尖出現(xiàn)透明狀,說明在誘導(dǎo)愈傷過程中出現(xiàn)玻璃化現(xiàn)象,且培養(yǎng)基濕度大;接種20 d后,莖尖泛綠色,并且膨大,說明開始誘導(dǎo)愈傷。正常的愈傷組織是黃綠色,且結(jié)構(gòu)較為緊密,這種愈傷組織分生能力強(qiáng),芽點(diǎn)較多;若為深綠色,則太硬不易分化,且最后容易轉(zhuǎn)變?yōu)闇\黃色而死亡。由表2可知,1/2 MS+6-BA 1.5 mg/L+2,4-D 0.2 mg/L+NAA 0.8 mg/L的培養(yǎng)基愈傷組織誘導(dǎo)率較高,但愈傷組織呈淺黃色,不分化、不成塊,在培養(yǎng)過程中逐漸玻璃化死亡。因此,最佳的誘導(dǎo)培養(yǎng)基為1/2 MS+6-BA 1.8 mg/L+2,4-D 0.2 mg/L+NAA 0.6 mg/L。
選擇較好的愈傷組織進(jìn)行分化增殖培養(yǎng),在激素濃度較高的條件下,誘導(dǎo)增殖率會降低,主要表現(xiàn)為形成畸形苗、葉片較長,芽尖生長較慢;有些會出現(xiàn)芽點(diǎn)較多、較綠,而分化比較少的情況。從表3可以看出,1/2 MS+6-BA 2.6 mg/L+2,4-D 0.3 mg/L+NAA 1.5 mg/L,增殖系數(shù)可達(dá)4倍,出苗比較整齊,分化苗生長比較健壯。
表4 濟(jì)瀆紅蒜愈傷組織的繼代培養(yǎng)情況
從表4可以看出,1/2 MS+6-BA 2.2 mg/L+NAA 0.3 mg/L,生根效果最好。6-BA濃度為2.2 mg/L的培養(yǎng)基中,生根少且較慢,出現(xiàn)根部膨大的現(xiàn)象,影響移栽成活率。
隨機(jī)取再生大蒜幼苗50株,用未經(jīng)脫毒的大蒜幼苗作對照,進(jìn)行檢測。結(jié)果發(fā)現(xiàn),對照100%含病毒,且病毒含量很高;而再生的大蒜幼苗有68%不含病毒,即脫去病毒;15%的病毒含量高,但仍低于對照。說明莖尖剝離脫毒可降低病毒含量。
有資料顯示,切取蒜瓣內(nèi)幼芽的莖尖分生組織,經(jīng)組織培養(yǎng)獲得脫毒苗是解決大蒜品種退化、提高大蒜產(chǎn)量和質(zhì)量的有效途徑[5~7]。莖尖剝離過程中,其大小直接影響脫毒效果及成活率。試驗中發(fā)現(xiàn),0.3~0.5 mm長的莖尖有利于提高成活率并且脫毒效果比較明顯;雖然0.1~0.2 mm的莖尖脫毒效果最好,但是接種后成活率不高;而莖尖長度低于0.4 mm時,誘導(dǎo)愈傷時玻璃化現(xiàn)象嚴(yán)重,原因有待進(jìn)一步分析。但在脫毒過程中,完全脫毒的成功率還不是很高,下一步需要改進(jìn)脫毒方法。
[1]管正學(xué),王建立,張學(xué)予.我國大蒜資源及其開發(fā)利用研究[J].自然資源,1994(5):54-59.
[2]廉潔燮,金今松,馬英金,等.大蒜的應(yīng)用價值及其產(chǎn)品[J].延邊農(nóng)學(xué)院學(xué)報,1990(4):74-80.
[3]張寒霜.大蒜莖尖脫毒培養(yǎng)及快繁技術(shù)研究[J].華北農(nóng)學(xué)報,2006,21(B11):117-119.
[4]欒非時.脫毒大蒜花原始體培養(yǎng)增殖技術(shù)的研究[J].中國蔬菜,1995(3):4-6.
[5]高山林,金雍安,蔡朝暉.大蒜分生組織培養(yǎng)脫病毒和快速繁殖技術(shù)[J].植物資源與環(huán)境學(xué)報,2000,9(3):15-18.
[6]鄭曉峰,黃剛.麻江紅蒜莖尖組織培養(yǎng)及快繁技術(shù)研究[J].長江蔬菜,2008(24):16-17.
[7]劉德軍.大蒜——藥用動植物種養(yǎng)加工[M].北京:中國中醫(yī)藥出版社,2001:55-56.