刘艳涛,尹振君,张玉珍
(沧州职业技术学院,河北沧州 061001)
构树(Broussonetia papyrifera(L.)Vent.)为桑科的多年生落叶乔木,古名楮,又名谷浆树等。构树适应性广、生长速度快,耐瘠薄、抗盐碱、养护成本低;观赏性高,可以孤植、列植(行道树)或群植,是优良的造林绿化树种[1]。构树还是难得的经济树种,构树的花、果实、叶片、茎干在蔬菜、饲料、织布造纸、药用等方面有广泛的应用[2-6]。另外,构树具有极强的吸附二氧化硫和滞留烟尘的作用,并且对被重金属污染的土壤具有一定的生态修复能力[7-11]。
目前构树还未被人们充分地开发利用,一般处于野生状态,缺乏人工造林。构树一般通过播种、扦插、根蘖等方法进行繁殖,但存在田间种子发芽率低、扦插插穗来源有限且扦插成活率低的问题;根蘖虽然繁殖能力强,但育苗速度较慢且费时费力,均难以满足当前大面积栽培和推广优良品种对苗木的大量需要[12-14]。
利用现代生物技术手段,开展构树组培快繁研究,对构树的茎段进行离体培养和繁殖,筛选出构树茎段不定芽诱导、不定芽增殖及壮苗生根的最佳培养基,为实现其快速无性繁殖、扩大种源生产、保存优良品种提供一种行之有效的方法[15-16]。
在优良母树上选择饱满健壮的枝条为试验材料。
1.2.1 外植体消毒。把采集的枝条用细毛刷蘸取洗衣粉刷洗干净,用自来水冲洗30min 以上;在超净工作台内用75%的酒精浸泡消毒15~30s,无菌水冲洗1 次,再用0.15%的升汞溶液消毒6~8min,无菌水冲洗3~4次;滤纸吸干后,切取1~1.5cm 的带芽茎段,接种于芽诱导培养基上。
1.2.2 芽诱导培养。以MS 为基本培养基,附加不同浓度的6-BA(0.1、0.5、1.0、2.0mg/L)、NAA(0.1、0.2、0.5、1.0mg/L),采用正交实验设计共16个处理,每处理3次重复,每重复9 株。30d 后调查芽的分化率(分化出不定芽的外植体数/外植体总数),分化系数(外植体分化不定芽的总数/外植体总数)以及不定芽生长状态。
1.2.3 芽增殖培养。以MS 为基本培养基,附加不同浓度 的 6-BA(0.1、0.5、1.0、2.0mg/L)、NAA(0.1、0.2、0.5mg/L),采用正交实验设计共12个处理,每处理3次重复,每重复9 株。30d 后调查芽的增殖倍数以及不定芽生长状态。
1.2.4 壮苗生根培养。以1/2MS 为基本培养基,附加不同浓度的NAA(0.1、0.2、0.5、1.0mg/L),共计4个处理,每处理3 次重复,每重复9 株。40d 后观察生根率(生根苗数/该生根处理苗总数)、平均生根数(总生根数/生根苗数)、根的状态以及不定芽生长状态。
1.2.5 培养条件。MS 培养基中添加2%的蔗糖和0.6%的琼脂,pH 值均为5.8~6.0,培养温度25±2℃,光照强度2000~3000lux,光照时间12h/d。
茎段接种2 周后在茎段底部形成愈伤组织,3 周后观察有不定芽形成。MS+6-BA 1mg/L+NAA 0.1mg/L时不定芽的诱导率高,芽长势较好,切口处愈伤组织适当。而附加其他激素的诱导率较低或诱导率较高,但是不定芽长势较弱。综合考虑认为MS+6-BA 1mg/L+NAA 0.1mg/L 为不定芽诱导的最佳培养基。
芽诱导培养后形成的生长健壮的含有多个芽的芽丛切割成单芽,并将芽丛中2cm 以上的单芽切割成含有一个腋芽的茎段接种在芽增殖培养基上,不定芽接种后2 周左右可观察芽的增殖情况。6-BA 浓度越高,芽的增殖倍数越大,但新芽生长细弱叶色淡绿,综合考虑认为MS+6-BA 0.5 mg/L +NAA0.1 mg/L 为不定芽增殖的最佳培养基。
当不定芽长到2~3cm 高时转移到壮苗生根培养基上。2 周后有不定根产生,40 天时观察认为4 种不同浓度的生根培养基对诱导均有明显的效果,其中1/2MS+NAA 0.1mg/L 培养基生根率较高,不定芽生长较好。
图1 不定芽诱导
图2 不定芽增殖
图3 不定芽壮苗生根
当瓶苗长到4~6 片叶、株高3~5cm 时可炼苗移栽。将瓶苗取出,用清水洗净根部培养基后,栽植于珍珠岩、蛭石和草炭土混合的1∶1∶1 的基质中,并覆盖塑料薄膜增加空气湿度提高成活率,幼苗成活后每隔2 周用稀释的培养基母液进行叶面施肥,使苗生长健壮。
图4 不定芽炼苗移栽
以构树的带芽茎段为外植体进行不定芽的诱导培养,通过调节培养基中激素配比,使不定芽的分化速度大大加快,繁殖系数达5~10 倍,在短期内能够提供大量的优质种苗,改变构树通过播种、根蘖、扦插等方法进行常规繁殖速度慢的现状,不仅可以解决构树种苗大量需求问题,为造纸、饲料等相关产业提供充足苗木来源,还为优良品种的保存、遗传转化和转基因品种培育与筛选打下了坚实的理论基础。