林警周,陈金斌,倪秋凉,邓妍妍,吴松海
(1.福建省龙岩市新罗区种子站 364000;2.福建省龙岩市新罗区苏坂乡;3.福建省龙岩市新罗区农业局;4.福建省农业科学院甘蔗研究所)
福建省龙岩市新罗区是黑皮果蔗的主要产区,2011年全县黑皮果蔗种植面积667 hm2。黑皮果蔗皮薄、茎脆、汁多、味甜,富含人体所需的多种氨基酸、维生素和矿物质等,可以解渴、充饥、消除疲劳,在药用上还有消痰止咳、健脾解酒的功效,是一种深受广大消费者喜爱的果品,市场前景十分广阔,农民种蔗的积极性很高。但由于黑皮果蔗在本地已推广多年,种性退化问题已开始显现,尤其是果蔗花叶病和宿根矮化病发生严重,造成植株变矮、节间变短、品质变劣,致使其商品性变差,产量下降,严重的减产30%左右[1],已影响新罗区果蔗产业的发展。为了对黑皮果蔗进行提纯复壮,提高其种性,笔者于2010年对黑皮果蔗的脱毒组培技术进行探索研究。
选取无病虫害、长势较好并已露节的黑皮果蔗蔗茎为供试材料,用52℃热水温汤浸种30 min进行脱毒处理,之后种植,待种苗长到20 cm后,取下茎梢。立即对取下的茎梢叶片用RT-PCR检测法进行甘蔗花叶病毒 (SCMV)、甘蔗高粱花叶病毒(SrMV)和甘蔗黄叶病毒 (ScYLV)检测。检测后,将没有带病毒的茎梢作为试验材料。
1.2.1 材料处理 将茎梢的外叶鞘剥开切段,先用75%酒精对外部及两端切口擦洗,再用75%酒精擦洗1次,环剥外层叶鞘并去除两端切口,之后把茎段进行横切,每段2 mm左右,作为诱导愈伤组织的材料。
1.2.2 培养基 诱导愈伤组织、分化培养、生根培养3个试验各设置4种不同浓度的培养基配方。
诱导愈伤组织培养基:①MS+2,4-D 0.5 mg/L;②MS+2,4-D 1.5 mg/L;③MS+2,4-D2.5 mg/L;④MS+2,4-D 3.5 mg/L。
分化增殖培养基:①MS+BA 1.0 mg/L+KT 0.5 mg/L+NAA 1.0 mg/L;②MS+BA 1.0 mg/L+KT 1.0 mg/L+NAA 0.3 mg/L;③MS+BA 1.5 mg/L+KT 1.5 mg/L+NAA 0.3 mg/L;④MS+BA 2.0 mg/L+KT 2.0 mg/L+NAA 0.3 mg/L。
诱导生根培养基:①1/2MS+IBA 1.0 mg/L+NAA 1.0 mg/L;②1/2 MS+IBA 1.5 mg/L+NAA 1.5 mg/L;③1/2 MS+IBA 2.0 mg/L+NAA 1.0 mg/L;④1/2 MS+IBA 2.0 mg/L+NAA 1.5 mg/L。
1.2.3 培养条件 在黑暗环境条件下,有利于果蔗愈伤组织的诱导,此阶段要用厚布对组培瓶进行遮盖。绿苗分化增殖及生根培养则需要光照,在培养室用日光灯进行照射,每天光照10 h以上,光照度为1 500~2 000 lx,培养室温度保持在26~28℃。
在诱导愈伤组织阶段,以MS作为基本培养基,通过调节2,4-D浓度,从中选取合适诱导愈伤组织的2,4-D浓度。在愈伤组织诱导阶段,每种浓度处理接种200粒、10 d左右,诱导出淡黄色的愈伤组织,长成结构较为紧密的菜花状;25 d后,进行观察记载。从表1数据看出,2,4-D 1.5 mg/L浓度及2.5 mg/L浓度处理的诱导率达到90%以上。其中2,4-D浓度为2.5 mg/L处理的诱导率达到94.0%,且诱导质量较高,是愈伤组织诱导的适宜浓度。
表1 不同浓度的2,4-D对愈伤组织诱导的影响
2.2.1 细胞分裂素含量对分化绿苗的影响 在绿苗分化阶段,通过调节6-BA和KT的浓度,观察其对绿苗分化的影响,从中确定适宜的细胞分裂素浓度水平。
从表2数据看出,愈伤组织经过25 d的培养,不同浓度处理均能分化出绿苗,分化率都达到80%以上。其中MS+BA 1.5 mg/L+KT 1.5 mg/L+NAA 0.3 mg/L处理的绿苗分化率最高,质量最好,苗较高较壮。
表2 细胞分裂素含量对绿苗分化的影响
2.2.2 细胞分裂素含量对绿苗增殖培养的影响在绿苗增殖阶段,继续采用上述4种细胞分裂素的浓度组合。培养25 d后,4个处理均可见绿苗增殖,但增殖数量和苗的长势存在一定的差别。
从表3数据看出,MS+BA 1.5 mg/L+KT 1.5 mg/L+NAA 0.3 mg/L处理的效果最好,苗数多,苗较高较壮,长势最好,且增殖系数最高,达到4.0倍;MS+BA 0.5 mg/L+KT 0.5 mg/L+NAA 0.3 mg/L处理的效果最差,苗小且少,增殖系数只有2.0倍;其他2种浓度处理的表现中等,苗数较多,增殖系数都达到3.0倍以上。试验结果表明,适宜绿苗增殖的培养基为MS+BA 1.5 mg/L+KT 1.5 mg/L+NAA 0.3 mg/L。
表3 细胞分裂素含量对绿苗增殖培养的影响
由于生根阶段对大量元素需求较少,因此对MS基本培养基进行减半处理,通过调节IBA和NAA的浓度,观察对果蔗生根的影响。
从表4数据看出,4个处理的生根率都达到80%以上,其中1/2 MS+IBA 2.0 mg/L+NAA 1.0mg/L处理的生根率达到92.0%,苗高且壮,根较长且壮;1/2 MS+IBA 1.0 mg/L+NAA 1.0 mg/L处理的生根率较低,苗细小,长势较差。因此,适宜的生根培养基配方为1/2 MS+IBA 2.0 mg/L+NAA 1.0 mg/L。
表4 IBA对生根的影响
待根系较为发达后,可假植到苗床,用甲基托布津进行消毒,盖上地膜保温保湿,成活率可达90%以上。
在组培过程中,发现光照强度对芽苗长势有较大影响,当光照强度大于1 500 lx时,芽苗粗壮,叶片浓绿,肥厚;反之,长势较差。