周秋蓮 張林 田前進(jìn) 申子昂 李新賢
(1.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)系 廣東 廣州 510000 2.煙臺(tái)青旗農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)有限公司 山東 煙臺(tái) 264000)
草莓的離體快繁一般采用莖尖培養(yǎng)獲得脫毒幼芽,通過(guò)叢芽培養(yǎng)增殖,再將叢芽分出單芽進(jìn)行生根培養(yǎng)后練苗移栽[1-3]。有關(guān)草莓叢芽培養(yǎng)的研究表明,適當(dāng)?shù)募?xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素的配比是提高培養(yǎng)效率的關(guān)鍵[4-6],一般細(xì)胞分裂素用0.5mg/L 濃度的6-BA[3、7-10],生長(zhǎng)素用濃度0~0.5mg/L 的NAA[3、7-8、11-13]。何歡樂(lè)等[3]認(rèn)為草莓“豐香”最優(yōu)的增殖培養(yǎng)基為MS+6-BA 0.5mg/L,潘超等[9]認(rèn)為“紅豐”品種的最佳增殖培養(yǎng)基為MS+6-BA 0.2~1.0mg/L,二者均不需要添加NAA。而翟婷婷等[14]認(rèn)為“紅顏”和“甜查理”增殖培養(yǎng)基最適宜的NAA 濃度分別為0.1mg/L 和0.5mg/L,李慧采用濃度為0.2mg/L 的NAA 獲得了較高的不定芽再生率。李曉亮的研究表明,高濃度的生長(zhǎng)素(NAA)會(huì)誘導(dǎo)叢芽產(chǎn)生愈傷組織,而愈傷組織的形成會(huì)影響草莓種苗的綜合素質(zhì)[13]。目前關(guān)于叢芽增殖培養(yǎng)基的報(bào)道多以一至兩個(gè)草莓品種作為供試材料,對(duì)于叢芽增殖培養(yǎng)中NAA 的效應(yīng),尤其是NAA 濃度與草莓品種的互作還鮮有報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)選用草莓品種豐香、佐賀清香和盧比,研究NAA 濃度對(duì)不同草莓品種叢芽培養(yǎng)的影響,為建立高效的草莓離體繁殖體系提供依據(jù)。
以豐香、佐賀清香和盧比三個(gè)草莓品種的脫毒試管苗為材料,取其中生長(zhǎng)健壯的單芽接種。
基本培養(yǎng)基為MS 培養(yǎng)基,蔗糖30g/L,瓊脂8.0g/L,6-BA 的濃度為0.5mg/L,不同處理的NAA 濃度分別為0(對(duì)照組)、0.05、0.10、0.15 和0.20mg/L,每個(gè)濃度處理接種芽30 個(gè)(6 瓶),設(shè)3 次重復(fù)。在25℃,光照/黑暗為12h/12h,光照強(qiáng)度1500lux 的條件下培養(yǎng)。
接種第30d,對(duì)每個(gè)外植體進(jìn)行調(diào)查,觀察長(zhǎng)度大于0.5cm幼芽數(shù)量,以及愈傷組織有無(wú),若基部發(fā)生愈傷組織的則測(cè)量愈傷組織的直徑。按以下公式計(jì)算叢芽增殖系數(shù):
增殖系數(shù)=培養(yǎng)30d 的幼芽總數(shù)/接種外植體總數(shù)
數(shù)據(jù)通過(guò)軟件SAS9.2 進(jìn)行方差分析、平均數(shù)的多重比較以及相關(guān)分析。
叢芽增殖系數(shù)的NAA 濃度和品種兩因素方差分析結(jié)果表明,草莓品種間、NAA 濃度間均存在極顯著(P<0.01,下同)差異,草莓品種和NAA 濃度之間也存在極顯著的互作,以下就各個(gè)品種在不同NAA 濃度下的叢芽增殖系數(shù)分別進(jìn)行分析。
各個(gè)處理三個(gè)重復(fù)的叢芽增殖系數(shù)平均數(shù)列于表1。
豐香在叢芽增殖培養(yǎng)基中增殖系數(shù)隨NAA 濃度的增高而下降(表1)。NAA 濃度為0mg/L 增殖系數(shù)最大,為2.47;NAA 濃度為0.05mg/L 時(shí),增殖系數(shù)為2.20,與0mg/L 處理無(wú)顯著性差異;NAA 濃度為0.1mg/L 時(shí),增殖系數(shù)為1.72,下降幅度加大,與前兩個(gè)處理間存在顯著性差異;NAA 濃度增加到0.15mg/L 時(shí),增殖系數(shù)為1.96,與0.1mg/L 處理無(wú)顯著性差異;NAA 濃度為0.2mg/L時(shí),增殖系數(shù)最低,為1.48。
表1 不同NAA 濃度下的草莓品種叢芽增殖系數(shù)
盧比在不同濃度NAA 的處理中叢芽增殖系數(shù)表現(xiàn)先升后降的趨勢(shì)。NAA 濃度為0.05mg/L 時(shí),獲得最高增殖系數(shù)(2.98),與其它4 個(gè)處理間達(dá)到顯著性差異;NAA 濃度為0、0.1mg/L 和0.15mg/L 處理的增殖系數(shù)相近,僅相差約0.2;NAA 濃度為0.20mg/L 時(shí),增殖系數(shù)低至2.07。
佐賀清香不同濃度NAA 的處理之間叢芽增殖系數(shù)都有顯著性差異,也表現(xiàn)先升后降的趨勢(shì)。0mg/L 時(shí)增殖系數(shù)最低為2.28,0.05mg/L 處理增殖系數(shù) 略有增加,為2.74;NAA 濃 度0.10mg/L 時(shí),增殖系數(shù)最高,為3.87;NAA 濃度為0.15mg/L 時(shí),增殖系數(shù)下降了0.52,為3.36;NAA 濃度為0.2mg/L 時(shí),增殖系數(shù)為2.73,是所有處理中最小的。
本研究結(jié)果表明,NAA 濃度對(duì)草莓離體繁殖的效率有顯著作用,存在兩種作用模式:一種是無(wú)添加NAA 的處理繁殖系數(shù)最高,NAA 濃度增高繁殖系數(shù)呈下降趨勢(shì),如品種豐香;另一種是添加適當(dāng)?shù)腘AA 有利于芽增殖,超過(guò)一定限度時(shí)增殖系數(shù)下降,盧比和佐賀清香分別在NAA 濃度0.05 和0.1mg/L 處理呈現(xiàn)最高增殖系數(shù)。3 個(gè)品種的數(shù)據(jù)一致顯示,NAA 濃度太高對(duì)芽增殖不利,當(dāng)濃度達(dá)到0.2mg/L 時(shí),繁殖系數(shù)均較低。
愈傷組織直徑的兩因素方差分析結(jié)果表明,草莓品種間、NAA 濃度間均存在極顯著(P<0.01,下同)差異,說(shuō)明NAA 濃度和基因型對(duì)叢芽繁殖外植體愈傷組織的形成都有作用,草莓品種和NAA 濃度之間也存在極顯著的互作。
各個(gè)處理三個(gè)重復(fù)的愈傷組織直徑平均數(shù)列于表2。
表2 不同NAA 濃度下草莓品種叢芽培養(yǎng)外植體的愈傷組織直徑(cm)
表2 可見(jiàn),3 個(gè)供試品種在不同濃度NAA 的叢芽增殖培養(yǎng)基中,愈傷組織直徑都有顯著差異,而且NAA 濃度愈高,愈傷組織的直徑愈大。各個(gè)品種不添加NAA 的處理皆未見(jiàn)愈傷組織,開(kāi)始形成愈傷組織的NAA 濃度不同,盧比和佐賀清香在0.1mg/L下觀察到愈傷組織形成,而豐香在0.15mg/L 開(kāi)始形成愈傷組織。在相同NAA 濃度下,不同品種的愈傷組織直徑也是不同的,愈傷組織直徑最大的是在較低NAA 濃度下就可見(jiàn)愈傷組織的佐賀清香品種。盧比在0.1mg/L 濃度下有少量愈傷組織,大于未形成愈傷組織的豐香;而在0.15mg/L 和0.2mg/L 濃度下豐香的愈傷組織直徑大于盧比。對(duì)愈傷組織直徑與芽繁殖系數(shù)進(jìn)行了相關(guān)分析,相關(guān)系數(shù)為0.2557,二者無(wú)顯著相關(guān)關(guān)系,說(shuō)明在此實(shí)驗(yàn)的培養(yǎng)期間內(nèi)愈傷組織的形成并未對(duì)叢芽增殖造成大的影響。
本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,NAA 對(duì)草莓離體培養(yǎng)芽增殖的作用隨品種而不同。豐香繁殖系數(shù)隨NAA 濃度增高而降低,NAA 為0 時(shí)繁殖系數(shù)最高;盧比和佐賀清香則先增后降,分別在添加0.05mg/L 和0.1mg/LNAA 的培養(yǎng)基中得到最佳增殖系數(shù)。NAA 濃度達(dá)到0.2mg/L 時(shí),3 個(gè)品種繁殖系數(shù)均顯著下降。
草莓是一種在組培快繁過(guò)程中極易發(fā)生變異的作物[15],許多研究表明,在組織培養(yǎng)的愈傷組織階段易于產(chǎn)生遺傳性的變異。李曉亮等[13]認(rèn)為NAA 濃度的增加會(huì)轉(zhuǎn)變根的發(fā)生方式(根從愈傷組織發(fā)出),最終影響草莓種苗的綜合素質(zhì)[17]。因此,在芽增殖系數(shù)相同的情況下,以不形成或少形成愈傷組織的培養(yǎng)條件為好。本研究中雖然0.05mg/L 和0.1mg/LNAA 中盧比和佐賀清香得到了較高的芽增殖系數(shù),但由于有不同程度的愈傷組織形成,發(fā)生變異的風(fēng)險(xiǎn)較大。而在6-BA 添加濃度為0.5mg/L、NAA 為0時(shí),3 個(gè)品種均未產(chǎn)生愈傷組織。因此,可以初步認(rèn)為該激素配比是相對(duì)安全的。
有關(guān)草莓組培中激素和品種間的互作,袁惠燕在不同6-BA濃度的草莓莖尖培養(yǎng)中觀察到,供試草莓品種受激素條件的影響不同可分為兩種,穩(wěn)定型品種莖尖培養(yǎng)易得到良好效果,而敏感型品種只有選擇最適激素條件才能獲得滿意的培養(yǎng)效果[16]。本研究也觀察到了基因型與NAA 濃度的互作。因此,種苗離體快繁中有必要為不同品種配套合適的激素濃度。