瞿蒙滔 张承妹 孙 健 姚吉赛
(上海妙农植物科技有限公司,上海市浦东新区 201314)
挪威槭原产于欧洲高加索山脉,土耳其北部和北爱尔兰地区,是槭树科槭属落叶大乔木,高度可达12 m,枝条繁茂,卵圆树形;树叶表面脉纹明显,叶掌状、大、5裂、基部心形、边缘有少数齿;树皮灰褐色。挪威槭“普林斯顿金”(Acer platanoides‘Princeton Gold’)为挪威槭中春色叶和秋色叶品种,春季叶片为金黄色,夏季叶片为绿色,秋季叶片又变为靓丽的金黄色,在国外绿化中大多为孤植或作为行道树[1]。该树种适生区域较广,耐轻度盐碱、生长速度中等,具有耐寒(-40 ℃)、耐热(36 ℃)等优点,且在引进上海的初期生长观察中,夏天高温时老叶虽有焦伤,但不影响其生长及秋季观赏[2-3]。
目前,由于挪威槭“普林斯顿金”繁殖困难,扦插繁殖系数低,不能播种繁殖,故其在国内推广的主要扩繁方式是嫁接;而组织培养实现大量快速繁殖,加快育苗进程;此外,与挪威槭同属的槭组织培养和快速繁殖己有报道,但挪威槭“普林斯顿金”的组培仍未见报道。在此背景下,为了快速扩大挪威槭“普林斯顿金”的种群数量,笔者以其休眠芽及其当年生的嫩茎为外植体,进行了其快繁技术研究,以期建立完整的挪威槭“普林斯顿金”离体快繁技术体系。现将相关研究结果报道如下。
供试材料为挪威槭“普林斯顿金”的休眠芽及其当年生的嫩茎。试验时间为2016年11月至2017年6月,于初春选晴天中午,剪取带休眠芽的枝条及当年生的嫩茎(剪成长1.5~2.5 cm的茎段)带回实验室,用2%洗涤灵溶液冲洗1 min,去除表面油污和尘土,然后流水冲洗2 h以上,再用70%乙醇进行表面消毒30 s,然后用无菌水冲洗1~2次。
用0.05%二氧化氯消毒液和0.1%升汞分别浸泡5、10、15、20 min,然后用无菌水冲洗4~5次;将消毒后的外植体分别接种在不同的不定芽诱导培养基上和继代增殖培养基(按外源激素不同设置处理)上;待分化出的小苗长出2~3张小叶、苗高3 cm左右时,将其接种在不同的生根培养基(按外源激素不同设置处理)上进行培养。其中,不定芽诱导培养基和继代增殖培养基均附加蔗糖30 g/L、琼脂6.5 g/L,根诱导培养基附加蔗糖25 g/L、琼脂6.5 g/L。不同培养基处理见表1、表2、表3[4]。
表1 不定芽诱导培养基处理设计 (单位:mg/L)
表2 继代增殖培养基处理设计 (单位:mg/L)
表3 生根培养基处理设计(单位:mg/L)
在植物组织培养中,筛选适当的灭菌材料、确定最佳的处理时间是无菌体系建成的重要环节。消毒时间太短,不能对外植体进行彻底消毒,会导致材料污染;消毒时间过长,易将外植体的组织细胞杀死,致使其褐化或枯死。由表4可知,用0.1%升汞浸泡10 min的消毒效果最好,其褐变率为0、污染率为20%。0.05%二氧化氯消毒液浸泡5、10 min的消毒效果也较好,污染率分别为40%、30%,但有一定的褐变率。
表4 消毒效果统计分析
据试验期间观察,用挪威槭“普林斯顿金”的休眠芽为外植体进行不定芽诱导,其成活率较高;用当年生的嫩茎为外植体,由于嫩茎伤口处有白色乳汁,易受污染,后期大多干枯死亡,很少有不定芽产生。
由表5可知,采用改良B5作为基本培养基比采用WPM、MS作为基本培养基更有利于挪威槭“普林斯顿金”的不定芽分化诱导,说明在挪威槭“普林斯顿金”的组织培养过程中,无机盐的浓度和种类对不定芽的分化诱导有重要影响。添加NAA+6-BA+TDZ有利于挪威槭“普林斯顿金”的不定芽分化诱导;经观察,添加TDZ是必需的,但其浓度不同,会导致玻璃化现象出现;NAA+6-BA的浓度对挪威槭“普林斯顿金”的不定芽分化诱导也起着重要作用,其中6-BA以 1.0 mg/L为适宜浓度。
表5 不定芽诱导培养结果统计分析
由表6可知,在挪威槭”普林斯顿”不定芽组培中,以培养基配方为改良B5+NAA 0.01 mg/L+6-BA 1.0 mg/L+TDZ 0.1 mg/L+蔗糖30 g/L(pH 5.5)的分化率较高,且分化出的芽生长状况良好;虽然提高TDZ浓度可提高增殖率,但分化出的小苗出现了玻璃化现象。
增殖培养基选用改良B5+NAA 0.01 mg/L+6-BA 1.0 mg/L+TDZ 0.1 mg/L+蔗糖30 g/L(pH 5.5),由于其和不定芽诱导培养基的成分相同,故不定芽诱导和继代增殖可同时进行,从而可缩短无菌体系建立的时间。
值得注意的是,挪威槭“普林斯顿金”在组织培养过程中极易褐化,而吴婉婉等的研究表明,在植物组织培养过程中,及时转瓶、更换新的培养基可有效降低褐化率。因此,在挪威槭“普林斯顿金”组织培养过程中,要定期更换成分相同的新培养基,更换时间间隔为20 d。
表6 继代增殖培养结果统计分析
由表7可知,在挪威槭“普林斯顿金”组织培养中,以培养基配方为1/2 MS+NAA 0.4 mg/L+IBA 0.5 mg/L+25 g/L蔗糖(pH 6.2)的生根率较高,为86%,且培养10 d即有不定根生成,生根所用时间较短,不定根的生长状况较为良好。
表7 生根培养结果统计分析
试验结果表明,利用挪威槭“普林斯顿金”的休眠芽为外植体可建立稳定的快繁技术体系,其技术流程为:休眠芽用2%洗涤灵溶液冲洗1 min,去除表面油污和尘土,然后流水冲洗2 h以上,再用70%乙醇进行表面消毒30 s,然后用无菌水冲洗1~2次,再用0.1%升汞浸泡10 min后,用无菌水冲洗,去除残留后,剥去外层芽苞(由于升汞对环境和人体的危害较大,也可用二氧化氯消毒液作为消毒剂,效果也较好)。不定芽诱导的基本培养基宜选用改良B5,通过添加适宜浓度的NAA+6-BA+TDZ,在此培养基上亦可直接进行增殖诱导,以缩短无菌体系建立的时间,但需每隔20 d更换1次培养基,以有效防止褐化[5-6]。待分化出的小苗长出2~3张小叶、苗高为3 cm左右时,将其接种到生根培养基[1/2 MS+NAA 0.4 mg/L+IBA 0.5 mg/L+25 g/L蔗糖(pH 6.2)]上进行培养,可诱导不定根形成,从而完成植株再生。
挪威槭“普林斯顿金”是园林装饰的优良树种,其未来发展空间巨大,但由于其繁殖困难、扦插繁殖系数低,不能播种繁殖。通过建立挪威槭“普林斯顿金”快繁技术体系,可在短期内实现大量快速繁殖,加快其育苗进程,从而满足市场需求。因此,挪威槭“普林斯顿金”快繁技术体系具有较大的推广应用价值。