李娜,賈俊香,楊國棟,姜濱濱,蔣欣陶,田云,張艷玲,崔連偉
(遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所,遼寧沈陽110161)
大蔥是植物分類學(xué)上的蔥科植物。大蔥營養(yǎng)豐富,富含維生素、微量元素和氨基酸,深受人們喜愛。近年來對大蔥的研究日趨深入和廣泛,特別是大蔥的組織培養(yǎng)技術(shù)正逐步走向成熟化和工業(yè)化。目前大蔥離體培養(yǎng)大部分以花蕾作為外植體[1],也有以子葉[2]、根[3]、成熟胚[4]等作為外植體取得成功的報道。該文通過對大蔥花序軸的培養(yǎng),從中篩選出大蔥花序軸誘導(dǎo)、分化、繼代和生根培養(yǎng)較適合的培養(yǎng)基,為大蔥工廠化生產(chǎn)提供了技術(shù)參考。
2018年3月選取遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜所的大蔥試材Q278為試驗材料。
1.2.1 外植體的取樣及消毒。選取未開放的大蔥花球,切去花球下部的花莖,用自來水沖洗30~40 m in。在超凈工作臺上首先用75%的酒精進(jìn)行表面消毒30 s,再用0.1%的氯化汞消毒9 m in,無菌水清洗3~5次,最后用無菌濾紙吸干表面水分,將花序軸底部切去,然后按“十字”形切成4塊待用。
1.2.2 愈傷組織的誘導(dǎo)。采用不同濃度的6-BA(1.0、3.0、5.0、7.0 mg/L)和NAA(0.01、0.1 mg/L)組合配成8種MS培養(yǎng)基,將消毒后經(jīng)過處理的外植體接種到這8種培養(yǎng)基中,進(jìn)行愈傷組織的誘導(dǎo)培養(yǎng)。每種處理接種6瓶,每瓶4個外植體,接種30 d后統(tǒng)計愈傷誘導(dǎo)率。
1.2.3 愈傷組織的分化。采用不同濃度的6-BA(0.5、1.0、1.5、2.0 mg/L)和NAA(0.01、0.1 mg/L)組合配成8種MS培養(yǎng)基。將愈傷組織接種到這8種培養(yǎng)基中,進(jìn)行分化培養(yǎng)。每種處理接種3瓶,每瓶4個不定芽塊。接種30 d后統(tǒng)計分化率。
1.2.4 不定芽塊的繼代培養(yǎng)。采用不同濃度的6-BA(0.2、0.4、0.8 mg/L)和NAA(0.2、0.4 mg/L)組合配成6種MS培養(yǎng)基。將一定數(shù)量的不定芽塊接種到這6種培養(yǎng)基中,進(jìn)行繼代培養(yǎng)。每種處理接種6瓶,每瓶4個不定芽塊。接種30 d后統(tǒng)計分化率。
1.2.5 生根培養(yǎng)。采用不同濃度的IAA(0.05、0.1、0.2 mg/L)配成3種MS培養(yǎng)基,利用不同濃度的NAA(0.05、0.1、0.2 mg/L)配成3種MS培養(yǎng)基。將一定數(shù)量的蔥苗接種到這6種培養(yǎng)基中,進(jìn)行生根培養(yǎng)。每種處理接種6瓶,每瓶4個蔥苗。接種30 d后統(tǒng)計生根率。
1.2.6 培養(yǎng)條件。在培養(yǎng)室內(nèi)進(jìn)行光照培養(yǎng),培養(yǎng)溫度25℃,光照16 h/d,光強(qiáng)2 500 lx。
在誘導(dǎo)培養(yǎng)基上培養(yǎng)40~50 d后,觀察生長情況,統(tǒng)計誘導(dǎo)出愈傷組織的數(shù)量,并計算愈傷誘導(dǎo)率。從表1可以看出,愈傷的誘導(dǎo)明顯受到NAA的影響,當(dāng)NAA為0.1 mg/L時,不同濃度的6-BA的平均誘導(dǎo)率為36.5%;NAA 0.01 mg/L時,不同濃度的6-BA的平均誘導(dǎo)率為63.8%,說明濃度低的NAA利于愈傷誘導(dǎo)。綜合結(jié)果認(rèn)為MS+BA 7.0 mg/L+NAA 0.01 mg/L作為愈傷組織誘導(dǎo)培養(yǎng)基較為適宜。
誘導(dǎo)出的愈傷組織在分化培養(yǎng)基上培養(yǎng)40 d后,觀察生長情況,統(tǒng)計分化出的不定芽數(shù)量,計算不定芽分化率。從表2可以看出,愈傷組織接種到分化培養(yǎng)基后分化迅速,10 d后觀察愈傷組織分化出大量的不定芽,20 d后又有新的不定芽長出。研究結(jié)果表明,6-BA 0.5 mg/L+NAA 0.01 mg/L增殖系數(shù)最高為5.0,無玻璃化現(xiàn)象,最適合愈傷組織分化。當(dāng)6-BA、NAA濃度增加時,增殖系數(shù)降低,玻璃化現(xiàn)象嚴(yán)重,玻璃化率達(dá)15%。
分化出的芽在分化培養(yǎng)基上培養(yǎng)30 d后,觀察生長情況,統(tǒng)計分化出的不定芽數(shù)量,計算芽增殖率。從表3可以看出,當(dāng)基本培養(yǎng)基為MS時,6-BA 0.4 mg/L+NAA 0.2 mg/L和6-BA 0.2 mg/L+NAA 0.4 mg/L增殖系數(shù)最高為3.0,但6-BA0.2mg/L+NAA0.4 mg/L玻璃化現(xiàn)象嚴(yán)重,不適宜。當(dāng)6-BA、NAA濃度增加時,增殖系數(shù)降低。因此,MS+6-BA0.4 mg/L+NAA 0.2 mg/L為最適繼代培養(yǎng)基。
從不定芽塊上切取蔥苗接種到生根培養(yǎng)基上,培養(yǎng)30 d后,觀察蔥苗生長情況,并統(tǒng)計蔥苗生根情況,計算生根百分率、平均每株根數(shù)、平均每株根長等。生根后的蔥苗移栽時,首先打開封口膜,往培養(yǎng)瓶中注入蒸餾水,以不淹沒小苗為標(biāo)準(zhǔn)。一般煉苗3~5 d,期間缺水時及時補(bǔ)水。取苗時,用鑷子將蔥苗取出,并清洗蔥根部的培養(yǎng)基,移入草炭∶珍珠巖=1∶1(V/V)的基質(zhì)中,放入相對濕度80%~90%、溫度15~24℃的人工氣候箱中進(jìn)行培養(yǎng),移栽30 d后確定成活率。
從表4可以看出,在不同濃度的NAA或IAA的MS培養(yǎng)基上,蔥苗生根率除0.1 mg/L NAA為92.3%以外,都為100%。說明附加NAA或IAA 0.05~0.2 mg/L的MS培養(yǎng)基對大蔥苗的生根都有促進(jìn)作用,其中添加0.05 mg/L IAA的MS培養(yǎng)基上的蔥苗的生根數(shù)達(dá)到7.5,平均每株根長7.16 mm。但0.05 mg/L NAA的苗比較細(xì)弱、發(fā)黃,移栽成活率低于70%,添加IAA 0.2 mg/L平均每株根長4.5 mm,粗壯,可認(rèn)為提高IAA濃度利于蔥苗的成活。結(jié)果表明,IAA濃度為0.05 mg/L的MS培養(yǎng)基利于蔥苗生根培養(yǎng),是蔥苗生根培養(yǎng)的最佳培養(yǎng)基。
表1 不同激素組合對愈傷組織誘導(dǎo)的影響
表2 不同濃度6-BA和NAA對愈傷組織分化的影響
表3不同濃度6-BA和NAA對不定芽繼代的影響
表4 不同激素濃度對蔥苗生根的影響
在大蔥花序軸誘導(dǎo)階段,增殖系數(shù)隨6-BA濃度的升高而增高,隨NAA濃度的升高而降低,但在分化、繼代培養(yǎng)基上,低濃度的6-BA、NAA利于芽的增殖,由于未設(shè)計更低濃度,需要進(jìn)一步進(jìn)行研究。綜上,以大蔥花序軸為外植體,獲得了較高的增殖系數(shù)、生根率和移栽成活率,建立了高效的大蔥離體再生體系,為大蔥品種更新提供了一個基礎(chǔ)平臺。