孙涛 鲁仪增 韩义 王艳 解孝满 吴丹 刘立江 咸洋
摘要:为建立北京花楸组织培养高效繁殖技术体系,本试验以新抽生枝条的顶部带芽茎段为材料,探索了基于MS培养基的不同外源激素配比对北京花楸不定芽分化及生根的影响。结果表明,6-苄氨基腺嘌呤(6-BA)、萘乙酸(NAA)和吲哚丁酸(IBA)是影响北京花楸不定芽增殖的主要因素,吲哚丁酸(IBA)是影响根分化的主要因素。北京花楸的最佳芽增殖培养基为MS+1.25 mg/L 6-BA+0.25 mg/L NAA+0.25 mg/L IBA+30.0 g/L蔗糖+7.0 g/L琼脂粉(pH值为5.8),可使平均出芽数和平均有效出芽数(芽高≥0.7cm)达到26.50个和5.0个以上。北京花楸的最佳生根培养基为MS+1.25 mg/L IBA+30.0 g/L蔗糖+7.0 g/L琼脂粉(pH值为5.8),可使生根率达93.33%。建立的炼苗方式可使移栽成活率达100%。
关键词:北京花楸;外源激素;不定芽分化;生根;炼苗移栽
中图分类号:S792.250.4 文献标识号:A 文章编号:1001-4942(2018)08-0067-05
Effects of Different Exogenous Hormones on Adventitious
Bud Differentiation and Rooting of Sorbus discolor
Sun Tao, Lu Yizeng, Han Yi, Wang Yan, Xie Xiaoman, Wu Dan, Liu Lijiang, Xian Yang
(Shandong Forest Germplasm Resources Center, Jinan 250014, China)
Abstract To establish the tissue culture propagation technology system of Sorbus discolor, the effects of different exogenous hormones and their combinations on the adventitious bud differentiation and rooting of S. discolor were studied based on MS medium with the stem with buds as materials which newly sprouted on the branches. The results showed that 6-benzyl aminopurine (6-BA), NAA and indole butyric acid (IBA) were the main factors which affected the adventitious bud proliferation of S. discolor; IBA was the main factor affecting its root differentiation. The average number of shoots and its average effective number of shoots (shoot height over 0.7 cm) of S. discolor could reach more than 26.50 and 5.0 respectively by using the optimum medium MS+1.25 mg/L 6-BA+0.25 mg/L NAA+0.25 mg/L IBA+30.0 g/L sucrose+7.0 g/L agar (pH 5.8) for bud proliferation. The rooting rate could reach 93.33% with MS+1.25 mg/L IBA+30.0 g/L sucrose+7.0 g/L agar as the optimal rooting medium. The seedling survival rate reached 100% with the established seedling transplanting method.
Keywords Sorbus discolor; Exogenous hormones; Adventitious bud differentiation; Rooting; Seedling transplanting
北京花楸(Sorbus discolor)為蔷薇科(Rosaceae)花楸属(Sorbus L.)植物,是中国特有乔木树种,叶色随季节多变,果白色或黄色,抗逆性强,具有园林观赏价值和药用价值[1,2],是花楸属种质创新的重要亲本[3]。北京花楸实生育苗的后代变异较大,扦插无性繁殖时生根率低,存在大量扩繁困难的问题,导致推广应用受限,而组织培养育苗技术是解决其繁殖问题的最佳途径之一。
辛宝英对北京花楸的培养基选择、增殖培养与生根培养等的组培体系进行了首次研究,并筛选出相关技术环节的最佳培养基,其中芽诱导培养基为MS+3.0 mg/L 6-BA,增殖培养基为MS+3.0 mg/L 6-BA+0.2 mg/L NAA,生根培养基为1/2MS+0.2 mg/L NAA,但该体系下侧芽诱导率仅为76.41%,生根率仅为86.71%,并未报道繁殖系数及其炼苗方案[1]。许多学者对北京花楸的不同近缘种组织培养方案也进行了研究[4-7],核心培养基多以MS培养基为主,激素以6-苄氨基腺嘌呤(6-BA)为主、吲哚乙酸(IBA)和萘乙酸(NAA)等为辅,其中百花花楸(S. pohuashanensis)[8](其增殖系数为4.5,生根率80%)和西伯利亚花楸(S. sibirica)[9](丛生芽诱导率和增殖系数分别为100%和13.6±2.3,最佳生根率为82.6%)的方案最佳。由于不同物种的生物学特性与繁殖特性不同,上述研究并不能直接应用于北京花楸。本研究以北京花楸新抽生枝条的顶部带芽茎段为材料,探索基于MS培养基的不同激素配比对北京花楸不定芽分化及其生根的影响,初步建立北京花楸组织培养育苗技术体系,以期为北京花楸快速高效繁育提供技术支撑。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试材料为2016年春季采集的2年生北京花椒新抽生枝条顶部带芽茎段,由山东省林木种质资源中心枣园库提供。
1.2 试验方法
1.2.1 外植体消毒 剪取北京花楸新抽生枝条的顶部带芽茎段,去尘后用洗衣粉进行清洗,再用细流自来水冲洗20~24 h。将其置于超净工作台上用75%酒精处理35 s,5%次氯酸钠消毒9 min,无菌水漂洗3次,切成0.7~1.5 cm带芽茎段并置于MS空白培养基中在温度(25±2)℃、光照5 klx下培养30 d。
1.2.2 增殖培养 基本培养基为MS+30.0 g/L蔗糖+7.0 g/L琼脂,pH值为5.8。激素配比采用三因素四水平正交设计,不同激素梯度设置为6-BA(1.25、1.50、1.75、2.00 mg/L)、NAA(0、0.25、0.50、0.75 mg/L)、IBA(0、0.25、0.50、0.75 mg/L)。将选取的无菌带芽茎段分成16组,每组30个分别接种于相应培养基中培养。培养条件为:白天温度(25±2)℃,夜间(18±2)℃,光照时间16 h,光照强度5 klx。培养35 d后调查平均出芽数及有效出芽数(芽高≥0.7 cm)。
1.2.3 生根培养 基本培养基与激素配比设计方法同增殖培养,不同激素梯度设置为6-BA(0、0.25、0.50 mg/L)、NAA(0.01、0.02、0.03 mg/L)和IBA(0.50、1.00、1.50 mg/L)。每组30个无菌苗分别接种于相应培养基中培养。培养条件为:白天(25±2)℃,夜间(18±2)℃,光照时长16 h,光照强度为5 klx。培养35 d后调查生根率及平均生根数。
1.3 数据处理
利用Microsoft Excel 2010和SPSS 19.0软件进行数据统计与分析。
2 结果与分析
2.1 北京花楸增殖培养
将无菌外植体接种到增殖培养基上,10~15 d后芽开始分化(图1A),25 d左右成丛生状(图1B)。
由表1可知,不同增殖培养基下平均出芽数为15.20个。其中9个培养基中的平均出芽数不低于平均数,以2号培养基最多,为26.50个。平均有效出芽数为3.98个,其中12号培养基上的最多,为7.00个。
由表2可知,6-BA、NAA、IBA的P值均小于0.05、且6-BA和IBA的P值均小于0.01,表示3种外源激素均对平均出芽数产生影响,其中NAA的影响达到显著水平,6-BA和NAA的影响达到极显著水平;上述3种外源激素均对平均有效出芽数产生一定影响,其中仅IBA的P值小于0.05,表示IBA对平均有效出芽数的影响达到显著水平。
2.2 生根培养
由表4可知,1—3号培养基中北京花楸的生根率及其平均生根数随IBA与NAA浓度升高呈现增加趋势。4—9号培养基中,添加6-BA后,北京花楸未生根,表明6-BA对北京花楸生根具有抑制作用。
以1.25 mg/L IBA + 0.05 mg/L NAA的激素配比开展北京花楸生根培养的重复试验,设置3次重复,每次重复50个茎段,生根数量分别为46、47、47(图2),对应生根率为92.00%、94.00%、94.00%,平均生根率可达93.33%。经验证,该培养基可作为北京花楸的最适生根培养基。
2.3 炼苗移栽
将生根苗移至温室中先封口炼苗5 d,后去除无菌盖继续炼苗3 d,此时应维持室内湿度50%以上,温度25~30℃。再用清水冲洗掉幼苗根部的培养基,将其移栽至经0.5%高锰酸钾消毒的配方基质(草炭∶珍珠岩∶蛭石=6∶1∶1)中继续炼苗15 d,每天观测光照及温湿度情况,前5 d湿度不低于50%,温度维持在15~30℃。15 d后可以进行正常培养,移栽成功率为100%(图3)。
3 讨论与结论
(1)不同激素对北京花楸不定芽分化及其生根的影响较大。6-BA、NAA和IBA均对平均出芽数产生影响,其中NAA的影响达到显著水平, 6-BA的影响达到极显著水平,但仅IBA对平均有效出芽数(芽高≥0.7cm)产生显著影响。增殖培养6-BA最佳浓度为1.25 mg/L,NAA为0.25 mg/L,IBA为0.25 mg/L。IBA与NAA促进生根及其平均生根条数,其最佳浓度分别为1.25、0.05 mg/L,而6-BA抑制生根。
(2)本试验获得北京花楸组织培养最佳育苗配方。最佳增殖培养基为MS+1.25 mg/L 6-BA+0.25 mg/L NAA+0.25 mg/L IBA+30.0 g/L蔗糖+7.0 g/L琼脂,pH值5.8。最佳生根培养基为MS+1.25 mg/L IBA+0.05 mg/L NAA+30.0 g/L蔗糖+7.0 g/L琼脂,pH值5.8。
(3)本试验建立一种北京花楸组织培养苗适宜的炼苗方式,可使移栽成活率达100%。
参 考 文 献:
[1] 辛宝英.北京花楸微型繁殖技术的研究[J].生物技术世界,2013(5):28.
[2] 李法曾,李文清,樊守金.山东木本植物志(上卷)[M].北京:科学出版社,2016:361-362.
[3] 汤薇,于雪丹,张川红,等.粉色果实花楸母本起源的分子证据[J]. 林业科学研究, 2016,29(6):834-838.
[4] 王愛芝,沈海龙,黄剑,等.花楸嫩叶和茎段的愈伤组织诱导[J].东北林业大学学报, 2005, 33(2):12-14.
[5] 韩焱.4种欧洲花楸的组织培养及其生根机理的研究[D]. 大连:辽宁师范大学, 2005.
[6] 郭艳茹,詹亚光,纪丽丽.花楸腋芽增殖途径快繁技术研究[J].植物研究,2007, 27(2):224-228.
[7] 高英凯,范皓翊,吴爱轩,等.西伯利亚花楸组培苗扩繁与生根培养技术[J]. 吉林农业, 2016 (10):69.
[8] 白卉,王秋玉,曹焱,等. 花楸组织培养技术的研究[J].林业科技,2007, 32(3):53-55.
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