刘 政 ,杨殿静 ,曲 淼 ,王丹萍 ,孙艺萌 ,张 功 ,何广仁 ,徐鸿雁 ,于 澜,丁军章,石密原 ,谭伟,赵增春
(1.通化市园艺研究所,吉林通化 134000;2.吉林省柳河县柳南乡农业站,吉林柳河 135300;3.通化市农业环境保护与农村能源管理站,吉林通化 134000;4.通化市绿色食品管理中心,吉林通化 134000;5.吉林省通化县富江乡农业站,吉林通化 134000)
软枣猕猴桃(Actinidia arguta),多年生落叶藤本植物,果实酸甜适口、果面无毛,含有丰富的蛋白质、矿物质和多种人体必要氨基酸,维生素C 含量很高,可提高机体的免疫功能等,同时具有较强的抗寒性、病虫害少,是当前价值高、发展前途广的一种野生果树[1]。国内对猕猴桃的组织培养做了大量研究[2-9],对软枣猕猴桃的离体培养,多为诱导芽产生植株,而在愈伤组织诱导分化上的研究相对较少。该试验以魁绿、绿王、延龙二号品种组培苗叶片为材料,观察不同激素浓度下诱导分化情况,为建立软枣猕猴桃不同途径快速繁殖体系提供技术参考。
2019 年12 月中旬至2020 年1 月中旬,取实验室组培培养的软枣猕猴桃魁绿、绿王、延龙二号植株的新鲜叶片为试材。
1.2.1 培养基制备。选用MS 基本培养基。
1.2.2 试验设计。激素浓度处理。预试验为MS+Zt 0.5、1.0、2.0、3.0 mg/L、MS+6-BA 0.5、1.0、2.0、3.0 mg/L,试验为MS+Zt 1.0 mg/L+NAA 0.05、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 mg/L、MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.05、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 mg/L,每个处理4 个重复,每天观察愈伤组织诱导及分化情况,每隔10 d 进行调查记录。
从表1 和表2 可以看出,接种叶片后,叶片颜色逐渐变浅、卷曲、膨大、皱折,叶基、叶柄膨大后形成愈伤组织。因基因型不同,相同激素浓度下,叶片诱导生长情况也存在较大差异。整体来看,延龙二号叶片诱导发生变化早于魁绿和绿王品种。
表1 预试验处理下不同品种软枣猕猴桃叶片的诱导分化情况
表2 不同品种软枣猕猴桃叶片在不同激素浓度下的诱导分化情况
调查发现,接种魁绿叶片的培养基,激素浓度相同时,叶片诱导情况无较大差异。浓度为3.0 mg/L,诱导形成愈伤组织早于2.0 mg/L,添加激素6-BA,生长情况为3.0、2.0 mg/L>1.0 mg/L>0.5 mg/L;接种绿王叶片的培养基,添加激素Zt,当浓度为1.0 mg/L 时,诱导愈伤组织情况较好;接种延龙二号叶片的培养基,MS+Zt 与MS+6-BA 叶片诱导发生变化情况无较大差异,但30 d 时,培养基为MS+6-BA的叶片大部分褐化,且愈伤组织未生长,而MS+Zt 叶片少部分褐化,愈伤组织明显生长。
接种魁绿叶片的培养基,NAA 浓度相同时,浓度为0.1 mg/L 时,添加激素Zt 诱导愈伤组织速度快于6-BA,其余诱导生长情况无较大差异。添加激素Zt,NAA 浓度不同时的生长分化情况为:0.1、0.3、0.5 mg/L>0.2 mg/L>0.4 mg/L,添加激素6-BA,NAA 浓度不同时的生长分化情况为:0.2 mg/L>0.05 mg/L>0.1 mg/L、0.3 mg/L;接种绿王叶片的培养基,NAA 浓度相同时,浓度为0.1 mg/L 时,添加激素Zt 诱导愈伤组织速度好于6-BA,其余诱导生长情况差异不大。添加激素Zt,NAA 浓度不同生长情况无较大差异,添加激素6-BA,NAA 浓度为0.1 mg/L 时生长情况慢且褐化程度严重。
接种延龙二号叶片的培养基,添加激素Zt 诱导愈伤组织快,30 d 时叶片较少褐化。添加激素Zt,NAA 浓度不同时的生长分化情况为:0.1、0.2、0.4 mg/L>0.3 mg/L>0.05 mg/L,添加激素 6-BA,NAA 浓度为 0.2、0.3 mg/L 时10 d 诱导形成愈伤组织。
从图1 可以看出,3 个品种在各个激素浓度下少数出现愈伤组织分化,如延龙二号叶片在MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.3 mg/L 培养基上,10 d 时愈伤组织分化新芽,后期出现褐化现象;在MS+Zt 0.5 mg/L 培养基,20 d 时叶片生根。
图1 不同激素条件叶片愈伤组织分化情况
不同植物对植物生长调节物质具有不同的选择性,这可能是由植物自身的基因型控制的,不同的基因型决定了细胞分裂、分化和器官重建所依赖的植物生长调节物质种类及其浓度高低的不同[10]。这佐证了该试验中不同品种的叶片诱导发育存在较大差异,延龙二号叶片诱导发生变化情况早于魁绿和雄王品种。根据以往经验及前人研究结果,野生软枣猕猴桃H1 在6-BA、NAA 浓度分别为 1.0、0.2 mg/L 时适宜扩繁[11],用 MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.2 mg/L 和MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.5 mg/L 做培养基诱导产生不定芽,芽分化率达95.83%[12],将试验中细胞分裂素浓度定为1.0 mg/L,但在该预试验中细胞分裂素为0.1 mg/L时诱导分化优势并不明显,这可能是试验材料不同的原因。
试验观察叶片愈伤组织诱导发生变化情况发现,叶基、叶柄易诱导形成愈伤组织,这与前人研究结果一致,朱德瑶等[13]提出茎段来源的愈伤组织再分化频率可以达到55.28%,叶柄为1.67%,而叶块没有分化,前人研究[14]发现在菠菜上也存在叶柄的再生能力高于叶片。观察不同激素浓度下愈伤组织诱导发生变化情况发现,Zt/6-BA 浓度一致,添加激素NAA 较不添加表现为愈伤组织生长速度更快,其中延龙二号品种的愈伤组织诱导发生变化情况表现为:添加激素NAA 愈伤组织虽发生褐化,但仍继续生长。这与前人研究结果一致。李昌禹等[15]1998 年的研究发现生长素具有促进形成愈伤组织和生根的作用,其作用水平宜在0.01~2.00 mg/L。胡皓、张志东[16]研究表明单独使用细胞分裂素的效果不如细胞分裂素与生长素配合使用的效果好。
该试验发现试验后期叶片出现不同程度褐化现象,且添加6-BA 培养基叶片褐化程度更严重,这与前人研究结果一致[17]。不同浓度植物生长调节剂影响软枣猕猴桃的生长及褐变情况,高浓度细胞分裂素刺激酚类产生,而生长素NAA、IAA 能够延缓多酚合成,减轻褐变。试验中,20 d 左右出现褐化,应及时转瓶。张远记等[18]1996 年对软枣猕猴桃叶片愈伤组织分化研究发现,玉米素对软枣猕猴桃愈伤组织的芽分化效果最好。朱道圩[19]、付志惠等[20]的研究发现,在软枣猕猴桃不定芽分化过程中,NAA 的浓度对不定芽分化也有极重要的影响。适宜配比的生长素与细胞分裂素可以诱导软枣猕猴桃离体叶片不定芽再生[21]。该试验中,相同条件下,同种植物不同品种的植株分化情况差异较大,延龙二号品种的叶片愈伤组织出现分化情况,在6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.3 mg/L 培养基上10 d 有芽分化,应在新芽形成30 d 左右,长度为3 cm 时转接继代培养基MS+Zt 2.0 mg/L+NAA 0.2+GA31.0 mg/L 培养;在Zt 0.5 mg/L 的培养基上20 d 叶片生根,但后期出现褐化。该试验对不同品种软枣猕猴桃叶片的愈伤组织诱导分化的初步研究结果,可为软枣猕猴桃的组培快繁奠定一定的技术基础。