張若晨,王良民
(1.山西運城農(nóng)業(yè)職業(yè)技術學院,山西運城044000;2.山西農(nóng)業(yè)大學林學院,山西太谷030801)
大果櫸,又名小葉櫸、枹榆,落葉喬木,高達20m,小枝無毛,葉卵狀長圓形或卵形,果實為核果[1]。其樹冠龐大,落葉量較多,具有改良土壤的效果,是很好的造林樹種。樹葉顏色隨生長季節(jié)發(fā)生變化,一般春季剛萌芽的幼葉為紫紅色,然后變成鮮綠色,再變成深綠色,到了秋季逐漸變成紅色、紫色和棕色,具有很高的觀賞價值[2-3]。果實很多空癟粒,結實率不穩(wěn)定,影響繁殖。
大果櫸具有較高的造林價值和觀賞價值,已被列為河南省重點保護植物,也是山西省的珍稀鄉(xiāng)土樹種[4]。但是其資源貧乏,天然種源少,結實率低而不穩(wěn)定[5]。所以,進行大果櫸人工繁殖技術研究具有重要的生產(chǎn)和生態(tài)意義[6-10]。
本試驗利用大果櫸莖段進行組織培養(yǎng),找出大果櫸組織培養(yǎng)的最佳培養(yǎng)基配方及培養(yǎng)條件,從而為建立大果櫸快繁體系提供理論依據(jù),為大果櫸的繁育提供新途徑。
選取山西農(nóng)業(yè)大學植物園及林學院苗圃所栽種的大果櫸,植物園大果櫸樹齡在50 a以上,苗圃所栽種大果櫸是由中條山泗交林場引種栽培。2018年5月取以上2種材料的大果櫸1年生嫩枝莖段作為外植體材料。
1.2.1 材料處理 于8:00—9:00取大果櫸1年生幼嫩枝條作為外植體材料,用塑料保鮮膜保濕帶回實驗室,用加去污粉或洗潔精的水浸泡5 min后,用流動的自來水沖洗30 min,在超凈工作臺上用0.1%升汞滅菌,用無菌水沖洗3次,再用75%的酒精消毒30 s,用無菌水沖洗3次[11-17]。
1.2.2 培養(yǎng)方法
1.2.2.1 培養(yǎng)條件 pH值5.8,培養(yǎng)溫度為(25±1)℃,光照強度為2 500 lx,光照時間為15 h/d。培養(yǎng)20~30 d后,測定組培苗的生長指標。
1.2.2.2 初代培養(yǎng) 外植體材料消毒后剪成1 cm左右?guī)б秆康那o段,置于無菌濾紙上吸干水分,接種于起始誘導培養(yǎng)基WPM上,試驗設置不同質量濃度 6-BA(0.1,0.5,1.0,2.0 mg/L)和 NAA(0.1,0.5,1.0,2.0 mg/L),研究對大果櫸誘導芽的影響,培養(yǎng)20 d后統(tǒng)計萌發(fā)率。
1.2.2.3 繼代培養(yǎng) 在無菌條件下,將初代培養(yǎng)中誘導出的芽苗切成帶芽的1.0 cm左右的莖段,接種到增殖培養(yǎng)基WPM上培養(yǎng),試驗設置不同質量濃度的 6-BA(0.5,1.0 mg/L)與 NAA(0.1,0.5,1.0 mg/L)組合,研究對大果櫸增殖的影響,20 d后觀察芽苗的生長情況,計算增殖率。
1.2.2.4 生根培養(yǎng) 在無菌條件下,將增殖產(chǎn)生的2~5 cm的叢生芽分切成單株,轉入生根培養(yǎng)基誘導生根,觀察記錄生根時間及生長情況,30 d后統(tǒng)計生根數(shù),計算生根率。生根培養(yǎng)基以MS,1/2 MS,WPM為基本培養(yǎng)基,附加不同質量濃度的IBA(0.05,0.1,0.5,1.0 mg/L)和 6-BA(0.02 mg/L)。
表1 不同質量濃度6-BA,NAA對莖段不定芽誘導率的影響
由表1可知,不同質量濃度6-BA處理下不定芽誘導率差異顯著,在0.1~1.0 mg/L內誘導率呈現(xiàn)升高趨勢。在0.1 mg/L6-BA中加入不同質量濃度NAA處理下的不定芽誘導率差異不顯著,莖段腋芽處有明顯膨大現(xiàn)象(圖1),但是很少成功萌發(fā),并且外植體未見有伸長跡象,莖段有一層黃色愈傷;6-BA為0.5,1.0 mg/L時,誘導率在不同質量濃度的NAA下差異顯著;0.5 mg/L 6-BA+0.5~1.0 mg/L NAA時,所接莖段有明顯伸長現(xiàn)象,腋芽膨大明顯,一部分所包裹鱗片成功萌發(fā),但是生長狀況不佳,苗較細弱,并且葉片小而卷曲;在1.0 mg/L6-BA+0.1~0.5 mg/LNAA時,腋芽萌發(fā)率較高,有效芽較多,并且生長狀況良好,葉片伸展且顏色較綠(圖2);在6-BA達到2.0 mg/L時,NAA為0.1,0.5 mg/L時的誘導率差異顯著,誘導率普遍較低,只見腋芽處膨大,很少有萌芽成功,外植體基部膨大,并且變脆,在切割時易碎。
將消毒后的莖段接種到含不同激素的培養(yǎng)基上,生長20 d后,統(tǒng)計不定芽數(shù)目及增殖率(表2)。
由表2可知,當6-BA質量濃度一定時,隨NAA質量濃度升高,增值率出現(xiàn)先升高后降低的趨勢;在NAA0.5mg/L下增殖率最大;6-BA為0.5mg/L時,NAA 0.1 mg/L與1.0 mg/L濃度下大果櫸增殖率差異不顯著;6-BA為1.0 mg/L,NAA在不同質量濃度下的增殖率差異顯著。而在相同質量濃度NAA下,大果櫸嫩莖增殖率在6-BA 1.0 mg/L質量濃度時較0.5 mg/L質量濃度下高,且在NAA為0.5 mg/L與1.0 mg/L時,6-BA1.0 mg/L與0.5 mg/L的分析結果差異性顯著。由此可見,大果櫸嫩莖增殖的最佳培養(yǎng)基為WPM+1.0 mg/L6-BA+0.5 mg/LNAA。
表2 不同激素配比對莖段增殖的影響
由表3可知,MS,1/2 MS基本培養(yǎng)基無法使不定芽生根,在添加一定量植物生長調節(jié)劑后,雖有生根跡象,但生根狀況較差,不定芽在不含任何激素的WPM培養(yǎng)基上有部分苗能生出根,因此,選WPM作為基本培養(yǎng)基較好。
表3 不同培養(yǎng)基及激素對不定芽生根的影響
在相同激素配比下,WPM中的試管苗長勢好于1/2 MS培養(yǎng)基,在IBA 0.1 mg/L時,生根率最高,但是生根慢,根較細弱,試管苗生長較慢;在加入6-BA后,試管苗生根要明顯早于只含有IBA的試管苗,在0.02 mg/L 6-BA+0.05 mg/L IBA時誘導率為58.25%,雖不及IBA0.1 mg/L時的生根率高,但是生根早,生根系數(shù)最大,且根系較發(fā)達(圖3),苗生長健壯(圖4);但是在生長素濃度較高時(0.5 mg/L),愈傷組織生長過快,在長出根后,愈傷組織仍有明顯增長,但是根生長較慢,致使有生長慢的根又被愈傷包被,影響試管苗的生長。因此,WPM+0.02 mg/L 6-BA+0.05 mg/L IBA為大果櫸莖段生根培養(yǎng)的最適培養(yǎng)基。
本試驗對大果櫸的再生體系進行了初步的研究,結果表明,莖段不定芽在0.1~1.0 mg/L 6-BA下誘導率呈現(xiàn)升高趨勢,在6-BA達到2.0mg/L時,誘導率普遍較低,且基部膨大,變脆,在切割時易碎,不利于繁殖。莖段誘導不定芽在1.0 mg/L 6-BA+0.1~0.5 mg/LNAA生長良好,腋芽萌發(fā)率較高,有效芽較多,并且生長狀況良好,葉片伸展且顏色較綠。大果櫸莖段增殖的最佳培養(yǎng)基為WPM+6-BA1.0 mg/L+NAA0.5 mg/L。
通過對MS,1/2 MS和WPM這3種培養(yǎng)基和添加激素進行比較得出,最佳培養(yǎng)基為WPM+0.02mg/L 6-BA+0.05 mg/LIBA,在該培養(yǎng)基培養(yǎng)下,生根早,且根系發(fā)達。