彭琳
(山西潞安石圪节智华生物科技有限公司,山西长治 046204)
黑果腺肋花楸(Aronia melanocarpa Elliot)是一种多年生落叶花灌木,属于蔷薇科腺肋花楸属[1],原产自美国的东北部,欧洲已经对其引种栽培100 年,20 世纪90 年代引入我国[2]。黑果腺肋花楸的果实中含有丰富的营养物质,例如花色苷、多酚类物质、黄酮类化合物等,对心脑血管疾病和糖尿病都具有良好的疗效[3]。因为其具有很好的发展前景,因此国内有很多学者致力于研究黑果腺肋花楸的组培快繁技术、栽培管理技术和果实果酒发酵技术,为其推广种植的推行及生产加工做出铺垫[4-6]。
本实验的材料取自潞安石圪节智华生物科技有限公司温室中,外植体为黑果腺肋花楸的幼嫩茎段。
1.2.1 外植体处理
将带有顶芽和腋芽的幼嫩枝条去掉叶片留下叶柄,将枝条剪切为每两个腋芽为一截,外植体的灭菌处理方式为在超净工作台中先用75%酒精处理30s,无菌水冲洗一遍,20%NaClO 消毒20min,消毒过程中每隔5min 摇晃一次消毒容器,之后无菌水冲洗4~5 次待接种。
1.2.2 快繁过程
在初代培养基中培养7d、14d、21d 后将新生长出来的幼嫩枝条剪下来转入增殖培养基中培养30d,之后转入生根培养基中培养30d 后进行炼苗。
培养温度25℃,每天光照16h,光强2000lx。
1.2.3 培养基制作
(1)初代培养基:MS 培养基。
(2)增殖培养基:MS 培养基+6-BA,6-BA 浓度分别为0.5mg/L、1.0mg/L、1.5mg/L、2.0mg/L、2.5mg/L。
(3)生根培养基:1/2MS 培养基+2.0mg/L 6-BA+NAA,NAA 的浓度分别为0.03mg/L、0.04mg/L、0.05mg/L、0.06mg/L。
1.2.4 炼苗及移栽
将生根瓶苗放在大棚中,在大棚中一周后拧松瓶盖,2d 后将瓶盖反盖,其间瓶中培养基干裂的话适量在瓶内加些水,2d 后打开瓶盖后将小苗从瓶中拿出清洗,在500~800 倍多菌灵中将根部浸10min,移栽入大棚中的不同基质中,移栽前将基质用0.1%的高锰酸钾溶液进行喷淋消毒。
不同基质:珍珠岩:沙:蛭石=1:1:1,珍珠岩:沙:珍珠岩=1:1:1,珍珠岩:沙:草炭土=1:1:1。每种基质中种植300 株,种植初期将大棚覆盖遮阳网,对植株进行适量的喷雾,增加大棚内的湿度。
在继代培养30d 统计继代增殖系数,驯化后的组培生根苗移栽进入不同基质中,两个月后统计成活率。
继代增殖系数=增殖周期结束时株数/接种株数
成活率=成活株数/移植株数×100%
将外植体接种在初代培养基中,分别在7d、14d、21d 后将新生长出来的幼嫩枝条剪下来转入增殖培养基中,实验发现如表1,7d后接种的幼嫩枝条细嫩,继代培养中继代增殖系数为8.4;14d 接种后幼嫩枝条株株高、茎粗和继代增殖系数都明显高于7d 后进行继代培养的;初代培养21d 的枝条已经出现木质化,表皮呈棕色,部分枝条末端已经有须根长出,后期继代培养中增殖能力明显下降,仅为3.5。因此,初代培养14d 是最适宜的继代转接时间,具体数据见表1。
将初代培养14d 后新长出来的枝条剪下接种进入含有不同浓度6-BA 的MS 培养基中,当6-BA 浓度分别为0.5mg/L、1.0mg/L、1.5mg/L、2.0mg/L、2.5mg/L,组培苗的继代增殖系数分别为6.9、9.2、12.9、16.1、13.4。当6-BA 浓度在2.0mg/L 范围内,随着6-BA 浓度的升高,组培苗的继代增殖系数越来越高,分化出的植株颜色随着浓度升高由浅绿变为嫩绿;当浓度升到2.5mg/L,组培苗的继代增殖系数反而下降,颜色也成为深绿,说明6-BA 浓度过高不利于组培苗的分化。因此,在分化过程中,2.0mg/L 是MS培养基中6-BA 的最适浓度。
表1 不同初代培养时间对组培苗继代增殖系数的影响
继代培养5 次之后,组培苗的分化能力下降,将组培苗接种进入含有不同浓度NAA 和2.0mg/L 6-BA 的1/2MS 培养基中。NAA 浓度为0.3mg/L 时,组培苗的生根率为89.1%;当NAA 浓度为0.4mg/L、0.5mg/L、0.6mg/L 时,组培苗的生根率都可以达到100%,但是NAA 浓度为0.5mg/L 时,生根条数最多且须根数量多,有利于后期的驯化移栽。因此1/2MS 培养基+2.0mg/L 6-BA+0.05mg/L NAA 是最适宜的生根培养基。
图1 组培苗的继代培养
图2 培养两周后组培苗的生根情况
生根培养30d 后,株高6~12cm,驯化后的生根组培苗会有少数弱苗不能适应外界环境而死亡。将驯化后的组培苗移入不同基质中生长两个月后发现:移植进入1 号基质(珍珠岩:沙=1:1)的植株成活率只有42.3%,其成活率明显小于2 号基质(珍珠岩:沙:蛭石=1:1:1)和3 号基质(珍珠岩:沙:草炭土=1:1:1)。2 号基质和3 号基质中植株的成活率分别为83.4%和84.1%,两种基质中的植株成活率接近,但是3 号基质植株成活率略高于2 号基质。因此珍珠岩:沙:草炭土=1:1:1 是最适宜的种植基质。
对黑果腺肋花楸进行组培快速繁殖,可以大批量生产黑果腺肋花楸植株,还可以大大缩短生产时间。实验证明,初代培养时间会影响后期外植体的分化能力,初代培养14d 进行继代培养是最佳的。不同的生长素浓度对影响组培苗的分化和生根,实验证明,MS 培养基+2.0mg/L 6-BA 是最佳的增殖培养基,而1/2MS 培养基+2.0mg/L 6-BA+0.05mg/L NAA 是最佳的生根培养基。组培生根苗驯化后移植的基质对组培苗的成活率有很大的影响,草炭土和蛭石都可以为植株提供营养,提高其成活率,但是珍珠岩:沙:草炭土=1:1:1 基质中的植株成活率达到84.1%,是驯化后生根组培苗的最佳移植基质。
图3 炼苗驯化后的组培生根苗
图4 在基质中生长的黑果腺肋花楸
在本实验中发现在组培生根苗驯化过程中,一些较弱的茎叶细小的植株不能适应周围环境,叶片会干黄,植株很快死亡,其死亡率为7.2%。如果批量生产,也将是不小的损失,这是本实验遇到的瓶颈,有待解决。
目前,本公司已种植黑果腺肋花楸1000 余亩,单株产量可达30 斤,并已研发出黑果腺肋花楸原浆和干红推向市场。