邹武文
(张掖市甘州区九龙江林场,甘肃 张掖 734000)
金叶复叶槭为槭树科槭树属落叶高大乔木,是复叶槭的栽培变种,春季叶片金黄色,渐变为黄绿色,树皮暗灰色,秋后变紫色。金叶复叶槭具有耐干旱瘠薄、适应性强的特点,发展成为园林绿化普遍应用的树种[1]。
组织培养是植物规模化生产的主要繁殖方式,组织培养是用金叶复叶槭的茎、叶、芽等器官进行立体培养,得到愈伤组织进行分化最终得到组培幼苗,这种方法和有性繁殖相比能够迅速得到无病菌侵染的幼苗,且具有成本低、繁殖系数高的特点[2],但是在组织培养中也常遇到苗木生根数量少,移栽后长势弱的现象,影响苗木的存活率[3],因此,在组织培养过程中要采取相应的配套措施,以得到长势健壮的苗木[4]。植物生长调节剂对组培苗具有调控作用[5],调节剂能够促进组培苗诱导分化过程中细胞的分裂,促进不定根的分化[6]。调控幼苗的生长发育,有利于缩短快繁周期,但是不同类型调节剂间存在明显差异[7]。研究认为,生长素NAA能够促进壮苗,提高组培苗的成活率[8]。2,4-D是植物组织培养中一种有效的生长素类激素,可诱导各种外植体细胞的脱分化,形成愈伤组织。6-BA能够茎增粗,抑制茎的伸长[9]。植物生长调节剂种类和浓度配比也是影响组培苗生长的关进因素,因此植物生长调节剂类型和配比对组织培养有重要的意义。目前关于植物生长调节剂在植物组织培养上的研究较多,但是有关植物生长调节剂对金叶复叶槭再生系统建立以及组织培养的研究较少,因此,本试验以复叶槭的带芽茎段诱导的不定芽为外植体,比较不同种类植物生长调节物质对顶芽组培苗分化的影响,筛选最佳培养基配方,为复叶槭的离体快繁提供参考。
试验选取当年生生长健壮、未木质化或半木质化的外植体。组培苗生根材料选用金叶复叶槭带芽茎段诱导的不定芽。
取0.3~0.5 cm无菌茎段为外植体,置于诱导愈伤培养基中,培养为MS盐添加3%的蔗糖和6.5 g/L琼脂,pH值5.8,添加2 mg/L 6-BA和0.4mg/L 2,4-D。置于玻璃方瓶中培养,培养条件为(24±2)℃,光照度为2000 lx、光照周期为光16 h/暗8 h。培养的无菌苗长到2~3 cm 时,将其转入生根培养基。
取饱满、致密的愈伤组织置于生根培养基中进行生根培养,生根培养基为:MS培养基中添加6-BA和NAA,调节剂浓度和配比见表1,每个水平设3次重复,每个重复接入20个外植体,培养条件同愈伤诱导,每隔10 d观察一次分化情况,28 d统计分化率,并进行指标测定。
2.3.1 生长指标的测定
取出组培苗,清洗干净附着的培养基,用干净滤纸吸干植株表面水分,统计生根率、根的长度以及生根状况。
表1 试验各处理生长调节剂类型及浓度
2.3.2 叶绿素含量和根系活力的测定
将试管苗取出,用蒸馏水清洗干净培养基,将地上部分和地下部分分开,将叶片用剪刀剪成小块,称取0.5 g,参考李合生[8]的方法,采用乙醇-丙酮浸提法测定叶绿素含量。将根系取下,采用氯化三苯基四氮唑法测定根系活力。
由表2可知,植物生长调节剂显著影响组培苗的生根特性,其中生根率随6-BA浓度的增加呈先升高后降低的趋势,1.5 mg/L的6-BA对生根跟产生抑制作用,随着NAA含量的增加,生根率呈先升高后降低的趋势,在浓度为0.3 mg/L时最高。其中T5处理的生根率最高,为93.21%,T1、T2、T4和T5处理的生根率均显著高于CK,分别比CK高出17.05%、35.38%、23.51%和36.91%。平均根长随6-BA浓度的增加呈先升高后降低的趋势,在1.0 mg/L时达到最大值,随着NAA含量的增加呈先升高后降低的趋势,在浓度为0.3 mg/L时最高,各处理除了T3和T7处理外,其他处理均显著高于CK。根条数随6-BA浓度的增加呈先升高后降低的趋势,在1.0 mg/L时达到最大值,随NAA含量的增加呈逐渐升高的趋势,在0.5 mg/L时最高,除了T7和T8处理,其他处理的跟条数均显著高于CK。
由图1可知,植物生长调节剂对金叶复叶槭组培苗叶绿素有显著的影响。随6-BA浓度的增加,叶绿素含量呈先升高后降低的趋势,1.5 mg/L的6-BA对叶绿素含量产生抑制作用,在6-BA浓度为0.5 mg/L和1.0 mg/L时,随着NAA含量的增加,叶绿素含量呈先升高后降低的趋势,在6-BA浓度为1.5 mg/L时,随着NAA浓度增加呈逐渐增加的趋势,在浓度为0.3 mg/L时最高。其中T5处理的叶绿素含量最高显著高于其他处理,T2、T3和T5处理的生根率均显著高于CK,分别比CK高出47.30%、12.84%和38.51%。
表2 植物生长调节剂对金叶复叶槭组培苗生长特性的影响
图1 植物生长调节剂对金叶复叶槭组培苗叶绿素的影响
由图2可知,植物生长调节剂对金叶复叶槭组培苗鲜重有显著的影响。随6-BA浓度的增加,组培苗鲜重呈先升高后降低的趋势,1.5 mg/L的6-BA对组培苗鲜重的增加产生抑制作用,在6-BA浓度为0.5 mg/L和1.0 mg/L时,随着NAA含量的增加,组培苗鲜重呈先升高后降低的趋势,在6-BA浓度为1.5 mg/L时,随着NAA浓度增加呈逐渐增加的趋势,在浓度为0.3mg/L时最高。其中T5处理的叶绿素含量最高显著高于其他处理,T2、T4和T5处理的生根率均显著高于CK,分别比CK高出47.12%、23.51%和50.79%。
图2 植物生长调节剂对金叶复叶槭组培苗鲜重的影响
不定根的形成是组培苗形成的关键,直接影响幼苗成活率,而生根受到湿度、温度、激素的多方面的影响[10],进而决定种苗培育的成本,因此,探索外植体的诱导分化,可以优化再生途径[11],在一定条件下,外植体经脱分化后形成的薄壁细胞团,即愈伤组织[12]。愈伤组织通过分化后形成组培幼苗,它的诱导受外植体类型、激素配伍、培养环境等多因素的影响[13]。激素的种类和浓度是影响其形成的关键因素[14],研究表明,组织培养愈伤组织形成只有在合适配比的细胞分裂素和生长素类激素的组合中才可以取得较好的诱导效果[15]。本研究结果表明,添加6-BA,生根率、根长和生根条数随浓度的增加呈先升高后降低的趋势,添加NAA,随浓度的增加,呈先升高后降低的趋势,在6-BA浓度为1.0 mg/L,NAA浓度为0.3 mg/L时,生根率最高,根长最长,生根条数最多。因此,较高质量浓度的6-BA 和NAA会对组培苗生根起抑制作用,使生根率降低。本研究结果表明,在6-BA浓度为1.0 mg/L,NAA浓度为0.3 mg/L时,组培苗的叶绿素含量最高,鲜重最大。综合比较,组培苗生根最佳培养基为浓度为1.0 mg/L的6-BA和浓度为0.3 mg/L的NAA时,生长状况最好,根系活力较高,叶色浓绿,光合能力强,根系繁密,有须根,根长较长,适合金叶复叶槭的生根培养。