王培军
(太原学院,山西 太原 030012)
樱桃番茄(Lycopersicon.Esculuntum var.Cerasiforme)原产于以色列,我国主要经台湾引进,为茄科番茄属的一种草本植物,从樱桃番茄野生种培育成栽培种。黑樱桃番茄作为园林观赏植物,它是具有极高观赏价值的色泽奇异观果植物。作为果菜类植物,果实口感适中,含有比普通番茄高数倍的茄红素和维生素,番茄红素可抵御紫外线对人体伤害,同时也可降低尼古丁和机动车尾气对人体的侵害,特别是其中含有丰富的花青素,对人体健康非常有益[1]。因此,被联合国粮农组织列为优先推广的 “四大水果” 之一,是近年来发展较快的重要特种蔬菜之一,深受广大消费者和种植者的喜爱。
番茄是茄果类蔬菜中消费量大且具有重要营养价值的作物,其离体培养和试管苗的研究已经取得许多重要的研究成果[2-3],但关于黑樱桃番茄离体培养和植株再生体系建立的相关研究报道很少。现在所使用的黑樱桃番茄优良品种大多数是从国外进口的杂种一代,很大程度上增加了栽培的成本。因此,我们需要对黑樱桃番茄的植株再生体系通过全方位的研究,希望由离体繁殖方式获得脱毒培养瓶苗、保持杂种优势和工厂化高效育苗的目的。
本试验选用樱桃番茄 “黑宝石” 为供试材料。
1.2.1 培养供试的无菌苗
取健康无病菌和虫害的黑樱桃番茄种子,先经自来水冲洗30min,后浸泡2~3h,75%酒精处理1min, 10%的NaClO 全面浸泡30min,用高压灭菌锅处理后的蒸馏水冲洗3~5 遍,经过0.05%HgCl2灭菌10min,然后再用高温灭菌蒸馏水冲洗5 遍后,使用灭菌后的滤纸强力吸完水分后在1/2MS (绵白糖35g/L、卡拉胶7g/L、PH5.6) 固体培养基上接种。放置在温度21~24℃,光强2800lx,在光暗条件为黑暗/光照(12h/12h)下进行健壮幼苗的培养。
1.2.2 诱导愈伤组织、分化不定芽
在无菌条件下,选取生长良好的无菌苗,切取茎段、子叶(切成0.5cm× 0.5cm 的小块)、下胚轴(切成0.5cm 长段)接种于MS 添加不同激素配比的诱导培养基上,每皿3-5个外植体,3次重复,在三角瓶中经过30d 的培养观察后,开始不定芽分化率的统计。
外植体分化率=(已分化外植体数/接种外植体数)×100
1.2.3 增殖不定芽培养
在所列培养基中(表3)接入下胚轴产生的芽、子叶和茎段,三周后在不定芽的基部有新的丛芽产生,观察和统计后发现培养基不同其不定芽增殖状况也完全不相同。
1.2.4 试管苗的生根培养和移植
从瓶苗的基部用手术刀将不带有愈伤组织的不定芽(2.5cm左右)切后插入生根培养基:1/2MS,观察试管苗的生根情况。二周后在试管苗长至8~10cm时,试管苗可以揭开瓶盖或牛皮纸炼苗,两天后栽植在配置的基质中。在基质水分充足的情况下7~10d 后移栽进入智能温室的栽培床或大田,随后的栽培管理方式同实生苗相同。
表1 结果显示,尽管在多数培养基上茎段、子叶、下胚轴均能分化,但在分化率上差异非常显著。黑樱桃番茄由下胚轴分化的不定芽分化率最低,仅为23.3%,而黑樱桃番茄由子叶分化的不定芽分化率最高,为63.3%。
表1 外植体类别对黑樱桃番茄不定芽分化率的影响
通过上表可以得出,采用不同的黑樱桃番茄外植体诱导分化生成不定芽,当培养材料为子叶时培养效果最好。
由表2 可知,植物生长调节剂配比不同培养基上不定芽的诱导率有着显著的差异。当培养基中6-BA 的浓度为2~3mg/L 时,对接种外植体不定芽的形成非常有利。培养基中6-BA 浓度是2mg/L 时,不定芽的诱导率此时最高为100%。培养基中6-BA 浓度是1mg/L 时,在全部激素组合中仅有个别组合存在少量已分化不定芽。培养基中6-BA 浓度最高为3mg/L 时,不定芽诱导率会随着6-BA 浓度的升高而有下降的趋势。在对不定芽的诱导过程中,植物生长调节剂组合中的2,4-D 也存在一定的影响,当2,4-D 的试验浓度为0. 3~0.5mg/L 时,不定芽的诱导率会达到最高。对于黑樱桃番茄离体培养来说,诱导不定芽分化的理想配方是6-BA 浓度为2mg/L 和2,4-D 浓度为0.3mg/L。
表2 调节因子对黑樱桃番茄不定芽分化率的影响
1 0.3 20 20 20 7 7 0 35 35 0 2 0.3 20 20 20 16 20 7 80 100 35 3 0.3 20 20 20 18 16 11 90 80 55 1 0.5 20 20 20 0 2 0 0 10 0 2 0.5 20 20 20 16 20 5 80 100 25 3 0.5 20 20 20 15 7 3 75 35 15
由表3 可以看出当6-BA 浓度为2.5mg/L,2,4-D浓度为0.2mg/L,丛芽增殖率可以达到4.5 倍;随着6-BA 浓度不断降低到1.0mg/L,而2,4-D 质量浓度始终维持在0.5mg/L 时,不定芽芽增值率最低为1。
表3 调节因子对芽增殖的影响
黑樱桃番茄的组培苗在常规培养基中能够较好生根。将增殖培养基上诱导出的丛芽转入生根培养基中,其中在1/2MS 固体培养基(无任何植物生长调节剂)上能够正常诱导生根,根系生长健康,不定根的诱导率为100%,待根长至2cm 左右,植株长至8~10cm 左右时,即可移栽至基质,覆塑料薄膜或滴管保湿,常规管理,长势良好。
采用黑樱桃番茄的子叶作为外植体,诱导形成愈伤组织的几率最高。采用茎段和下胚轴作为外植体,只有在适当的植物生长调节剂配比下才能形成少量的愈伤组织。张春芬等[4]曾研究了以辣椒真叶、子叶、下胚轴为外植体类型对影响辣椒再生的多个因素进行探讨,结果发现培养材料为子叶时诱导效果最理想。本试验通过对黑樱桃番茄茎段、子叶和下胚轴愈伤组织和不定芽诱导再生能力的比较,取得了和上述辣椒培养同样的效果,即证明了黑樱桃番茄子叶作为外植体的诱导效率最高,这可能与外植体自身内源激素的含量有关。本研究旨在创建黑樱桃番茄的最佳离体培养体系,重点分析了不同质量浓度配比的6-BA 和2,4-D 诱导不同类别外植体,产生不定芽及不定芽增殖的效果。
本研究全方位对黑樱桃番茄开展了最佳外植体选择、不定芽的分化及增殖、根系诱导培养以及炼苗移栽。研究表明,外植体采用子叶时对黑樱桃番茄的离体培养最适宜;在愈伤组织诱导和产生不定芽过程中,采用植物生长调节剂配方6-BA 2mg/L+2,4-D0.3mg/L 为最适培养基,不定芽诱导率可以达到100%;芽的增殖培养基最优组合为MS+6-BA2.5mg/L+2,4-D0.2mg/L;不定芽伸长后在1/2MS培养基上生根效果最好,移栽至营养土中采用避光措施两周后移入大田或温室,再生苗移栽成活率达100%。在研究中还发现黑樱桃番茄离体培养中不定芽分化进程2,4-D 与6-BA 有相互促进诱导的效应,但在接下来的研究工作中对黑樱桃番茄愈伤组织与不定芽诱导及增殖过程中2,4-D 与6-BA的精准浓度及二者的最适配比还需深入研究。