张若晨,王良民
(1.山西运城农业职业技术学院,山西运城044000;2.山西农业大学林学院,山西太谷030801)
大果榉,又名小叶榉、枹榆,落叶乔木,高达20m,小枝无毛,叶卵状长圆形或卵形,果实为核果[1]。其树冠庞大,落叶量较多,具有改良土壤的效果,是很好的造林树种。树叶颜色随生长季节发生变化,一般春季刚萌芽的幼叶为紫红色,然后变成鲜绿色,再变成深绿色,到了秋季逐渐变成红色、紫色和棕色,具有很高的观赏价值[2-3]。果实很多空瘪粒,结实率不稳定,影响繁殖。
大果榉具有较高的造林价值和观赏价值,已被列为河南省重点保护植物,也是山西省的珍稀乡土树种[4]。但是其资源贫乏,天然种源少,结实率低而不稳定[5]。所以,进行大果榉人工繁殖技术研究具有重要的生产和生态意义[6-10]。
本试验利用大果榉茎段进行组织培养,找出大果榉组织培养的最佳培养基配方及培养条件,从而为建立大果榉快繁体系提供理论依据,为大果榉的繁育提供新途径。
选取山西农业大学植物园及林学院苗圃所栽种的大果榉,植物园大果榉树龄在50 a以上,苗圃所栽种大果榉是由中条山泗交林场引种栽培。2018年5月取以上2种材料的大果榉1年生嫩枝茎段作为外植体材料。
1.2.1 材料处理 于8:00—9:00取大果榉1年生幼嫩枝条作为外植体材料,用塑料保鲜膜保湿带回实验室,用加去污粉或洗洁精的水浸泡5 min后,用流动的自来水冲洗30 min,在超净工作台上用0.1%升汞灭菌,用无菌水冲洗3次,再用75%的酒精消毒30 s,用无菌水冲洗3次[11-17]。
1.2.2 培养方法
1.2.2.1 培养条件 pH值5.8,培养温度为(25±1)℃,光照强度为2 500 lx,光照时间为15 h/d。培养20~30 d后,测定组培苗的生长指标。
1.2.2.2 初代培养 外植体材料消毒后剪成1 cm左右带腋芽的茎段,置于无菌滤纸上吸干水分,接种于起始诱导培养基WPM上,试验设置不同质量浓度 6-BA(0.1,0.5,1.0,2.0 mg/L)和 NAA(0.1,0.5,1.0,2.0 mg/L),研究对大果榉诱导芽的影响,培养20 d后统计萌发率。
1.2.2.3 继代培养 在无菌条件下,将初代培养中诱导出的芽苗切成带芽的1.0 cm左右的茎段,接种到增殖培养基WPM上培养,试验设置不同质量浓度的 6-BA(0.5,1.0 mg/L)与 NAA(0.1,0.5,1.0 mg/L)组合,研究对大果榉增殖的影响,20 d后观察芽苗的生长情况,计算增殖率。
1.2.2.4 生根培养 在无菌条件下,将增殖产生的2~5 cm的丛生芽分切成单株,转入生根培养基诱导生根,观察记录生根时间及生长情况,30 d后统计生根数,计算生根率。生根培养基以MS,1/2 MS,WPM为基本培养基,附加不同质量浓度的IBA(0.05,0.1,0.5,1.0 mg/L)和 6-BA(0.02 mg/L)。
表1 不同质量浓度6-BA,NAA对茎段不定芽诱导率的影响
由表1可知,不同质量浓度6-BA处理下不定芽诱导率差异显著,在0.1~1.0 mg/L内诱导率呈现升高趋势。在0.1 mg/L6-BA中加入不同质量浓度NAA处理下的不定芽诱导率差异不显著,茎段腋芽处有明显膨大现象(图1),但是很少成功萌发,并且外植体未见有伸长迹象,茎段有一层黄色愈伤;6-BA为0.5,1.0 mg/L时,诱导率在不同质量浓度的NAA下差异显著;0.5 mg/L 6-BA+0.5~1.0 mg/L NAA时,所接茎段有明显伸长现象,腋芽膨大明显,一部分所包裹鳞片成功萌发,但是生长状况不佳,苗较细弱,并且叶片小而卷曲;在1.0 mg/L6-BA+0.1~0.5 mg/LNAA时,腋芽萌发率较高,有效芽较多,并且生长状况良好,叶片伸展且颜色较绿(图2);在6-BA达到2.0 mg/L时,NAA为0.1,0.5 mg/L时的诱导率差异显著,诱导率普遍较低,只见腋芽处膨大,很少有萌芽成功,外植体基部膨大,并且变脆,在切割时易碎。
将消毒后的茎段接种到含不同激素的培养基上,生长20 d后,统计不定芽数目及增殖率(表2)。
由表2可知,当6-BA质量浓度一定时,随NAA质量浓度升高,增值率出现先升高后降低的趋势;在NAA0.5mg/L下增殖率最大;6-BA为0.5mg/L时,NAA 0.1 mg/L与1.0 mg/L浓度下大果榉增殖率差异不显著;6-BA为1.0 mg/L,NAA在不同质量浓度下的增殖率差异显著。而在相同质量浓度NAA下,大果榉嫩茎增殖率在6-BA 1.0 mg/L质量浓度时较0.5 mg/L质量浓度下高,且在NAA为0.5 mg/L与1.0 mg/L时,6-BA1.0 mg/L与0.5 mg/L的分析结果差异性显著。由此可见,大果榉嫩茎增殖的最佳培养基为WPM+1.0 mg/L6-BA+0.5 mg/LNAA。
表2 不同激素配比对茎段增殖的影响
由表3可知,MS,1/2 MS基本培养基无法使不定芽生根,在添加一定量植物生长调节剂后,虽有生根迹象,但生根状况较差,不定芽在不含任何激素的WPM培养基上有部分苗能生出根,因此,选WPM作为基本培养基较好。
表3 不同培养基及激素对不定芽生根的影响
在相同激素配比下,WPM中的试管苗长势好于1/2 MS培养基,在IBA 0.1 mg/L时,生根率最高,但是生根慢,根较细弱,试管苗生长较慢;在加入6-BA后,试管苗生根要明显早于只含有IBA的试管苗,在0.02 mg/L 6-BA+0.05 mg/L IBA时诱导率为58.25%,虽不及IBA0.1 mg/L时的生根率高,但是生根早,生根系数最大,且根系较发达(图3),苗生长健壮(图4);但是在生长素浓度较高时(0.5 mg/L),愈伤组织生长过快,在长出根后,愈伤组织仍有明显增长,但是根生长较慢,致使有生长慢的根又被愈伤包被,影响试管苗的生长。因此,WPM+0.02 mg/L 6-BA+0.05 mg/L IBA为大果榉茎段生根培养的最适培养基。
本试验对大果榉的再生体系进行了初步的研究,结果表明,茎段不定芽在0.1~1.0 mg/L 6-BA下诱导率呈现升高趋势,在6-BA达到2.0mg/L时,诱导率普遍较低,且基部膨大,变脆,在切割时易碎,不利于繁殖。茎段诱导不定芽在1.0 mg/L 6-BA+0.1~0.5 mg/LNAA生长良好,腋芽萌发率较高,有效芽较多,并且生长状况良好,叶片伸展且颜色较绿。大果榉茎段增殖的最佳培养基为WPM+6-BA1.0 mg/L+NAA0.5 mg/L。
通过对MS,1/2 MS和WPM这3种培养基和添加激素进行比较得出,最佳培养基为WPM+0.02mg/L 6-BA+0.05 mg/LIBA,在该培养基培养下,生根早,且根系发达。