赵军
摘 要:本试验以MS为基本培养基,采用1.5 mg/L、1.7 mg/L、2.1 mg/L、2.4 mg/L 4种不同浓度的细胞分裂素6-BA对银杏茎段进行丛生芽的诱导。结果表明,当IBA固定为0.2 mg/L时,6-BA取1.7 mg/L诱导率最高,达93.3%。同时发现4月中旬取材的污染率最低,为最佳取材时间。
关键词:银杏;茎段;6-BA ;丛生芽
文章编号:1005-2690(2021)20-0013-02 中国图书分类号:S792.95 文献标志码:B
银杏是最古老的孑遗植物,裸子植物属银杏科现存唯一的种类,被我国列为二级保护植物。银杏生长在水热条件比较优越的亚热带季风区,适合于pH值为5~6的黄壤或黄棕壤,在第四纪冰川后,仅留于中国,后传入日本、韩国、加拿大等国家,目前主要分布在中国的温带和亚热带气候区,遍及我国22个省(自治区),其中主要在四川、贵州等省份,较为珍稀[1]。
银杏树俊俏雄奇,叶呈扇型似鹅掌,奇特古雅,对烟尘、二氧化硫有特别的抵抗力,抗污能力强,适应性强,可做农田防护林、护路林;银杏叶可入药,从银杏叶中能够提取150多种化合物,如银杏黄酮、双黄酮和银杏内酯对心脑血管疾病具有独特功效[2-4]。
随着银杏利用价值的进一步开发,银杏种植已经成为一项经济生态效益双高的产业,一些优良品种已大面积推广。但银杏是雌雄异株植物,以传统种子、扦插、嫁接进行繁殖效率较低,生产周期长,不能满足市场需求。利用植物组织培养技术进行银杏快繁,可以提高成活率,并保持品种原有的优良性状[5]。
目前对银杏的组织培养已有一定的研究,自20世纪30年代以来国内外学者先后开展了银杏胚胎培养、细胞培养、器官培养等研究。银杏组织快繁培养多以茎段为外植体诱导出丛生芽,如陈颖、曹福亮发现茎段可诱导出丛生芽,张祖荣用茎段培养发现6-BA为2.0 mg/L时丛生芽诱导率达81%。多数茎段培养生长素范围为0.2~0.5 mg/L,而细胞分裂素取值范围比较大。本试验分别取1.5 mg/L、1.7 mg/、2.1 mg/L、2.4 mg/L 4个水平的6-BA浓度,探讨当IBA=0.2 mg/L时不同的6-BA浓度对银杏茎段丛生芽诱导的影响,同时探讨不同的取材时间对银杏组织培养污染的影响,以期满足市场的各种需求。
1 试验材料与方法
材料取自于四川宜宾职业技术学院内无病虫害幼嫩健壮的银杏枝條。
1.1 不同6-BA浓度设计
将银杏幼嫩茎段在清水中洗净,于自来水下冲洗30 min,沥干水分,在超净工作台上用75%的酒精消毒,再用0.1%升汞消毒,无菌水冲洗后将茎段切割成1.0~1.5 cm带腋芽的小段,接种在以MS+IBA0.2 mg/L为基本培养基,添加有4种不同浓度6-BA的诱导培养基上,pH值调至5.8。共计4个处理480瓶,设计见表1。
1.2 取材时间对污染影响设计
银杏一般在3月下旬至4月上旬萌动展叶,4—5月为进行组织培养较适宜取材时间。为探究取材时间对污染的影响,在4月1日、4月15日、5月1日、5月15日取银杏茎段进行相同的消毒处理,接种于MS培养基上,共计4个处理480瓶,设计见表2。
以上均置于(25±2) ℃,每天以1 000~2 000 lx光照12 h后进行培养。接种后观察生长状况、丛生芽诱导情况、高度、污染、褐变情况。
诱导率=未污染丛生芽个数/未污染接种外植体个数×100% (1)
污染率=污染瓶数/接种瓶数×100% (2)
褐变率=未污染褐变瓶数/未污染接种外植体数×100% (3)
2 结果与分析
2.1 不同6-BA浓度对丛生芽的诱导
接种7 d后外植体开始有生长迹象,出现嫩绿色的生长点,15 d左右茎段开始伸长,由黄绿变为翠绿,腋芽开始萌动变绿,周围幼嫩苞片慢慢散开呈星状,中心生长点凸起。试验20 d后1号处理开始出现翠绿呈五星状的不定芽,其周围的叶片开始向四周生展。35 d后统计结果见表3。
试验发现,在IBA用量恒定时,不同浓度的6-BA对银杏丛生芽的诱导有较大影响,随着6-BA浓度升高,丛生芽诱导开始增加。当6-BA为1.7 mg/L时,丛生芽诱导率达93.3%,但6-BA浓度再增大诱导率会出现下降,6-BA2.4 mg/L时丛生芽诱导率最低为23.3%。
6-BA浓度变化对丛生芽长势有一定影响,随着6-BA浓度增大,丛生芽从翠绿变嫩绿,当6-BA为2.4 mg/L时丛生芽有玻璃化趋势。统计分析说明,当IBA=0.2 mg/L时,试验范围内6-BA浓度1.7 mg/L丛生芽生长最好,极显著优于处理1、3、4。试验中6-BA浓度变化对银杏再生体系的褐变和高度没有影响。
2.2 不同取材时间的污染影响
试验的污染多在接种培养2~5 d后开始出现,表现为培养基表面出现黏状细菌菌斑和黑色、灰色毛状真菌菌斑,培养15 d后的污染情况结果见表4。
结果显示,4月15日取材时污染率最小为5.00%,5月15日污染率最大为44.16%。统计分析表明,4月15日取材极显著优于其余各取材时间。
3 讨论
3.1 6-BA对丛生芽的诱导
丛生芽是由植物器官和愈伤组织发育出来的群体丛生芽苗,试验以银杏茎段离体培养诱导丛生芽,其中使用了生长素IBA(吲哚丁酸)和细胞分裂素 6-BA(6-苄基腺嘌呤)两种激素。在植物组织培养中生长素和细胞分裂素是重要的生长调节物质,具有诱导分化作用,完整植株的形态建成就是它们共同作用调控的,两种激素配合使用时其比值能调节分化方向。
在本次试验中生长素IBA不变为0.2 mg/L时,6-BA为1.7 mg/L时丛生芽诱导率达93.31%,丛生芽翠绿健壮,说明当生长素保持恒定不变时,增加细胞分裂素的濃度有利于芽的分化,但过高试管苗有玻璃化趋势。
3.2 不同取材时间对污染情况的影响
污染是指在植物组织培养过程中,培养基或培养材料上滋生细菌、真菌等微生物,出现培养材料不能正常生长发育的现象。造成污染的原因主要是培养基和器具灭菌不彻底、接种操作不规范等,同时外植体带菌是造成污染的重要原因,外植体是否染菌、染菌多少与取材时间有很大关系。试验结果表明,在规范操作的情况下,银杏离体培养污染率与取材时间有很大关系,在银杏可以取材的时间范围内,以4月15日为最优,随着取材时间向后推移污染率逐渐增大。
3.3 褐变问题
褐变是由于植物体内的酚类化合物被多酚类氧化酶催化,使酚类化合物被氧化成褐色的醌类化合物而形成的。有资料显示,银杏细胞离体培养褐变严重,本次银杏茎段离体培养试验无褐变现象,这可能与银杏取材时间较早取材部位较嫩、酚类次生代谢物累积较少有关。
4 结论
以带腋芽的银杏幼嫩茎段为外植体,在MS+IBA
0.2 mg/L的培养基上培养,梯度添加1.5~2.4 mg/L的6-BA,在试验范围内以6-BA1.7 mg/L丛生芽诱导率最高,达93.3%,为最适浓度。
参考文献:
[1]曹福亮.中国银杏志[M].北京:中国林业出版社,2007.
[2]陈颖,曹福亮.银杏组培快繁和体胚发生技术研究进展[J].林业科技开发,2006(6):201-204.
[3]张祖荣.银杏组培繁殖及黄酮糖苷的产生[J].四川林业科技,2003(2):213-215.
[4]郭长禄,陈力耕,胡西琴,等.银杏组织培养及其利用研究进展[J].果树学报,2003(5):399-403.
[5]邵莉.植物生长调节剂利用手册[M].北京:金盾出版社,2004.