楊梅 劉暢等
摘要:以單性木蘭(Kmeria septentrionalis)種子、帶有腋芽的莖段為外植體,以MS為基本培養(yǎng)基探討不同消毒劑、消毒時間以及不同的培養(yǎng)基配方對單性木蘭誘導(dǎo)不定芽及愈傷組織的啟動培養(yǎng)研究。結(jié)果表明:種子外植體以37%NaCIO溶液聯(lián)合0.1%HgCl2溶液的效果優(yōu)于75%乙醇聯(lián)合0.1%HqCl2溶液的消毒效果,且37%NaCIO10min+0.1%HqCl210min的消毒效果最佳,污染率為13.3%。帶有腋芽的莖段作為外植體,75%乙醇50s+0.1%HgCl218min時消毒效果最好,污染率為9%。培養(yǎng)基MS+6-BA2.0mq/L+KT 2.0mg/L+2,4-D 0.5mg/L可以誘導(dǎo)腋芽和愈傷組織的生長,啟動率是70%。
關(guān)鍵詞:單性木蘭;外植體;啟動培養(yǎng)
單性木蘭(Kmeria septentrionalis)為木蘭科(Magno-liaceae)單性木蘭屬(Kmeria),是一級重點保護(hù)植物,主要分布于廣西西北部的羅城、環(huán)江和貴州荔波縣,生長在海拔300~500m的石灰?guī)r山地林中,多數(shù)呈零散分布,成片分布僅見環(huán)江境內(nèi)廣西木論國家級自然保護(hù)區(qū),面積大約3hm,現(xiàn)存成林樹約為200株。其種源稀少,自然更新能力弱,結(jié)實率、產(chǎn)籽率低,傳統(tǒng)的繁殖法繁殖倍數(shù)低,組織培養(yǎng)繁殖法可快速繁殖苗木。為此,對單性木蘭進(jìn)行了外植體的啟動培養(yǎng)研究,以期為種群擴(kuò)繁、保護(hù)及適度利用提供科學(xué)依據(jù)。
1材料與方法
1.1試驗材料
單性木蘭供試種子和莖段采自于廣西武鳴縣里建單性木蘭基地。
1.2試驗方法
1.2.1種子外植體和莖段外植體的消毒。選取飽滿干凈的種子用37%NaClO溶液消毒10min(分3組編號T1、T2、T3)和75%乙醇溶液消毒10min(分3組編號T4、T5、T6),無菌水沖洗后用0.1%HgCl2分別消毒5、7、10min,再用無菌水沖洗;將采集處理好的莖段用75%乙醇消毒50s,無菌水沖洗后分為5組,編號T2~T11,用0.1%HgCl2分別消毒8、10、15、18、20min,再用無菌水沖洗后將莖段切成帶1個腋芽且芽兩邊各留Icm左右的莖段外植體。均接種在MS培養(yǎng)基上,每處理20瓶,重復(fù)3次。
1.2.2單性木蘭莖段的啟動培養(yǎng)。將無菌莖段外植體接種于不同啟動培養(yǎng)基上(表1)。
1.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析
外植體接入培養(yǎng)基后,10~15d統(tǒng)計污染率和無菌活體得率,20~30d統(tǒng)計啟動率和死亡率,觀察生長狀況。計算方法如下:污染率=(污染數(shù)/接種外植體總數(shù))×100%;無菌活體得率=(無菌活體數(shù)/接種外植體總數(shù))×100%;死亡率=(芽點或外植體干枯數(shù)/接種外植體總數(shù))×100%;啟動率=(腑芽萌動莖段數(shù)/無菌莖段數(shù))×100%。
2結(jié)果與分析
2.1種子外植體的消毒
不同消毒處理對單性木蘭種子外植體的消毒效果不同(表2),總體來看,37%NaCIO溶液+0.1%HgCl2溶液的消毒效果優(yōu)于75%乙醇聯(lián)合0.1%HgCl2溶液的消毒效果,但2種消毒方式中都表現(xiàn)出隨著消毒時間的延長,污染率下降的趨勢。其中37%NaCIO溶液消毒10min聯(lián)合0.1%HgCl2溶液消毒10min的效果最佳,污染率為13.3%。由于多方面的原因,在經(jīng)過60d的培養(yǎng)后未污染的種子中仍未有萌動跡象,后期可以進(jìn)一步對其進(jìn)行試驗研究。
2.2莖段外植體的消毒
由表3可知,隨著消毒時間的延長,外植體的污染率逐漸降低,其中以75%乙醇50s+0.1%HgCl2溶液處理18min時污染率最低為9%。當(dāng)時間延長至20min時,無菌活體得率為70.3%,死亡率為19.7%。說明消毒時間過短,污染率較高;消毒處理時間過長,對外植體毒害作用較大,以致無菌活體致死。故75%乙醇消毒50s+0.1%HgCl2溶液處理18min的消毒效果最佳。
2.3單性木蘭莖段的啟動培養(yǎng)
將獲得的帶腋芽萌發(fā)點的無菌莖段接種在啟動培養(yǎng)基A1~A8上,20d后A1未有腋芽萌發(fā),A2~A8腋芽陸續(xù)萌動,但萌發(fā)的快慢和啟動率有所不同(表4),25d后可見鮮綠嫩芽,且A6~A8的腋芽生長狀況優(yōu)于A2~A5。其中A6啟動率為70%,腋芽萌發(fā)速度最快,且有少量黃綠色、致密的顆粒狀愈傷組織產(chǎn)生,A2中有少量灰褐色愈傷組織產(chǎn)生。從A5~A8中可發(fā)現(xiàn),在6-BA和KT的基礎(chǔ)上添加2,4-D效果優(yōu)于添加NAA,且NAA濃度與生長狀態(tài)呈反比。約35d后將有腋芽萌動的莖段轉(zhuǎn)接到A6培養(yǎng)基中,無叢生芽產(chǎn)生,但產(chǎn)生多片新葉且節(jié)間伸長。轉(zhuǎn)接時只將新生芽接到培養(yǎng)基中發(fā)現(xiàn)后期嫩芽全部枯萎為棕褐色。故轉(zhuǎn)接時將整個莖段接入培養(yǎng)基中的生長效果要優(yōu)于只接新生芽??傊?-BA、KT和2,4-D對莖段腋芽啟動、愈傷組織和芽誘導(dǎo)有明顯地促進(jìn)作用。綜合啟動率和整體生長狀況最優(yōu)培養(yǎng)基是組合A6:MS+6-BA 2.0mg/L+KT2.0mg/L+2,4-D 0.5mg/L。
3結(jié)論及討論
本研究突破單性木蘭種子主要集中于播種育苗方面的試驗,以單性木蘭種子和莖段分別為外植體進(jìn)行組織培養(yǎng)研究,以種子為外植體時無萌芽跡象,表明單性木蘭種子發(fā)芽率低,這和楊成華等進(jìn)行的試驗結(jié)果一致,無萌發(fā)記錄。以單性木蘭莖段為外植體時較易污染,75%乙醇50s+0.1%HgCl218min消毒效果最佳,污染率為9%。由于消毒劑的種類、濃度、處理時間以及取材的時間、部位等不同對外植體的消毒效果不同,故外植體的消毒處理在組織培養(yǎng)中是至關(guān)重要的。
木蘭科植物組織培養(yǎng)在不定芽和愈傷組織的誘導(dǎo)上有較大難度。本研究利用單性木蘭幼嫩莖段作外植體,有效地誘導(dǎo)了腋芽生長,試驗中6-BA、KT和2,4-D的聯(lián)合使用在單性木蘭腋芽的誘導(dǎo)中起積極作用,但6-BA濃度過高會影響芽的生長,出現(xiàn)畸形M。本試驗中培養(yǎng)基MS+6-BA 2.0mg/L+KT 2.0mg/L+2,4-D0.5mg/L既能促進(jìn)腋芽的萌動,也能誘導(dǎo)少量愈傷組織,再次轉(zhuǎn)接到該培養(yǎng)基后,單性木蘭莖段誘導(dǎo)的腋芽并未進(jìn)入穩(wěn)定的增殖階段,且沒有可用于生根的有效芽,說明該培養(yǎng)基對單性木蘭莖段腋芽的啟動有明顯的促進(jìn)作用,但對于后期的增殖培養(yǎng)基還需進(jìn)一步的試驗探索。endprint