黑果腺肋花楸的组织培养快繁技术研究

2022-08-17 09:09张伟
现代园艺 2022年14期
关键词:生根培养基诱导

张伟

(淄博市林业保护发展中心,山东淄博 255000)

黑果腺肋花楸别称“不老莓”,是一种从国外引入的蔷薇科、腺肋花楸属灌木浆果果树,富含花青素、维生素、锌、镁等各种不可人工合成素,具有园林欣赏、药用、食用等价值。黑果腺肋花楸种子收集、处理困难,耗时长,扦插成活率低,成本高,目前常采用组织培养繁殖方式进行培育,以在短期内解决苗木紧缺的问题。就黑果腺肋花楸的组织培养快繁技术展开分析,以期为黑果腺肋花楸的规模化生产提供参考。

1 黑果腺肋花楸的概述

1.1 化学成分和药理作用

黑果腺肋花楸果实呈紫黑色,果肉暗红,味甘色美,富含高浓度的黄酮类化合物,抗氧化活性强,主要抗氧化成分为矢车菊素3-O-β-D-半乳糖苷。这类成分抗氧化性高于蔓越莓和蓝莓。除黄酮类化合物外,还包括香草酸、龙胆酸、阿魏酸、奎宁酸、对香豆酸等有机酸[1];种子油富含甾醇类化学物(0.12%),主要有β-谷甾醇、油菜甾醇等。此外,果实中还含有果胶、叶酸、维生素C 等各类营养物质,因此,黑果腺肋花楸在降血糖、抗癌、抗炎等方面具有显著作用。

1.2 生长特性

在年降水量500~600mm 的区域,黑果腺肋花楸树高1.5~2.5m。在年降水量超过600mm 的区域,树高3m。栽种前2a,主要积累有机物,不开花,不结果;第3a开始,萌生侧枝(一级枝),随后二级枝生出三级、四级枝,第4a 进入结果期。无论春季萌动或停止发育,黑果腺肋花楸都早于同科树种,5 月下旬是枝条生长旺期,新梢生长缓慢,8 月上旬新梢停止生长[2]。基于生长特性分析,黑果腺肋花楸的侧芽、顶芽都可结果。一般在栽种2 年后,部分植株结果,果实于5 月发育,2 个月成果,3个月成熟。黑果腺肋花楸抗寒性、抗旱性都较强,在温度低于-40℃、年降水量超过500mm 的地区均可正常生长。

1.3 应用和栽培现状

1.3.1 应用现状。园林苗木是黑果腺肋花楸的主要用途,其花、枝、果等均具有观赏价值。花为白花,花期花朵锦簇,成花能力强,时间长达3 周;夏季叶片碧绿,有光泽,秋季变为红色,色彩艳丽;果实颜色同样随着季节而变化,夏季为绿色,初晚秋为红色、紫色。同时,树型优美,株型集中,自然成球。在东亚和欧美地区,黑果腺肋花楸广泛用于园林绿化中,可丛植、庭院种植,也可混植于花间。另外,还用于森林公园、城市绿化等方面,比如栽种于公路、街道两侧形成花篱。

1.3.2 栽培现状。黑果腺肋花楸产自美国东北部,在欧洲已有近百年的引种历史,朝鲜、加拿大等国家均有引种栽植。1946-1947 年,黑果腺肋花楸在前苏联普及,在日后的10 年快速推广,种植面积高达9000hm2。我国引入黑果腺肋花楸已有30 余年,1989 年辽宁省首次从朝鲜引入该品种,开启了我国对黑果腺肋花楸的研究。1998 年,从俄罗斯引入品种;2001 年,辽宁省研究所(干旱地区造林)承担“948”项目,从美国引入15 个优良品种,其中包括8 个黑果腺肋花楸。2005 年,项目验收通过,为国内黑果腺肋花楸的开发利用打下基础[3]。随后几年,山西省、鞍山市、黑河市等先后展开黑果腺肋花楸引种栽培研究,截至2014 年,河南、吉林、山东、河北等12个省均在种植黑果腺肋花楸,栽培面积达133.3~166.7hm2。

2 黑果腺肋花楸的组织培养快繁技术研究

2.1 试验材料

试验材料来源于当地研究院的黑果腺肋花楸,已培育2~3 年,剪取幼嫩枝条作为外植体。

2.2 试验方法

2.2.1 外植体消毒。去掉外植体叶片,清水冲洗2h;剪掉茎段,切割成3~5cm 的材料;用洁而灭溶液浸泡,3min后流水冲洗30min。无菌条件下酒精浸泡30s,然后用升泵(0.1%)和加入吐温的溶液浸泡7min,无菌水冲洗5次,切成1.0~2.0cm 的单芽备用。

2.2.2 培养基筛选。(1)诱导培养基,取MS 为培养基,添加不同浓度的激素配制诱导培养基。其中,6-BA 浓度分别为 0.3mg/L、0.3mg/L、0.6mg/L、0.6mg/L、0.9mg/L、0.9mg/L,NAA 浓度分别为0.1mg/L、0.2mg/L、0.1mg/L、0.2mg/L、0.1mg/L、0.2mg/L,培养温度(25±2)℃,每天光照15h,光照强度2000Lx;(2)增殖培养基,在无菌条件下,将培苗切成1cm 茎段放于培养基中,6-BA 浓度分别 为 0.1mg/L、0.5mg/L、1.0mg/L、1.5mg/L、2.0mg/L,NAA浓度分别为 0.1mg/L、0.2mg/L、0.3mg/L、0.4mg/L、0.5mg/L,培养温度(25±2)℃,每天光照15h,光照强度2000Lx;(3)生根培养基,取1/2MS 为培养基,添加不同浓度的激素配制生根培养基,添加IBA(0.1mg/L、0.2mg/L、0.5mg/L)、生根粉ABT(2mg/L、4mg/L、6mg/L)和NAA(0.1mg/L、0.2mg/L、0.5mg/L),30d 后观察生根情况,统计各项指标[4]。上述培养基均添加琼脂粉、蔗糖,分别为6g/L、30g/L,pH 值5.8。

2.2.3 生根苗驯化移栽。当培苗长至5cm,苗根长出1.5cm 后,将生根瓶苗放在自然光下练苗2d,打开封口膜,湿度≥60%,温度15~26℃,向瓶内喷水,以叶片湿润为宜。2d 后取出生根苗,用自来水冲洗根部,防止移栽后出现烂根,移栽至由高锰酸钾消毒的育苗穴盘中,内放蛭石和草炭灰,喷洒增腾抑制剂(10%),浇水、庇荫,光照1500Lx,30d 后移至室外养护,逐步撤掉遮阳网,记录成长情况。驯化移栽基质配比见表1。

表1 培苗驯化移栽基质筛选试验设计

3 结果与分析

3.1 黑果腺肋花楸的诱导培养

3.1.1 不同花楸部位芽的诱导分化。由表2 可知,黑果腺肋花楸不同部位在培养基(诱导)中接种15d 后,芽萌发,茎尖生长快速,20d 后芽长至2~3cm,幼嫩茎段、茎尖诱导率均超于90%,而半木质化茎段诱导率仅为50%。

表2 不同取材部位的芽诱导情况

3.1.2 诱导培养结果。由表3 可知,不同激素配比对萌芽率、芽生长情况的影响比较大,其中1、2 号的萌芽率最高,但萌芽后长势不好,苗不粗壮,影响增殖培养;5、6号腋芽生成愈伤组织,生长状况不好,可能和激素过量有关[5];3、4 号芽生长良好,其中4 号萌芽率最高。可见,最佳诱导培养基为MS+6-BA 0.6mg/L+NAA0.20mg/L+蔗糖35.0g/L+琼脂8.0g/L。

表3 不同激素浓度对腋芽诱导的影响

3.2 黑果腺肋花楸的增殖培养

3.2.1 不同6-BA 浓度对增殖的影响。由表4 可知,在NAA 浓度相同时,6-BA 浓度处于0.1~2.0mg/L 范围内,随着6-BA 浓度的增加,培苗增殖系数呈现先升高后降低的趋势。当6-BA 浓度为1.0mg/L 时,处于最大值。同时,植株干重、鲜重、株高均在1.0mg/L 浓度时达最大值,植株长势良好,叶片伸展。当6-BA 浓度增至1.5mg/L、2.0mg/L 时,增殖系数降低,植株出现严重的玻璃化现象。总的来讲,黑果腺肋花楸增殖生长最合适的6-BA 浓度为1.0mg/L。

表4 不同6-BA 浓度对黑果腺肋花楸增殖的影响

3.2.2 不同NAA 浓度对增殖的影响。由表5 可知,当6-BA 浓度为1.0mg/L 时,随着NAA 浓度升高,增殖系数先下降、后升高,在NAA 浓度达0.5mg/L 时,增殖系数处于最大值。同时,植株干重、鲜重、株高也高于其他浓度[6]。当NAA 浓度为0.4mg/L 时,植株近根部出现愈伤组织,长势差,增殖系数下降。总结来讲,黑果腺肋花楸增殖生长最合适的NAA 浓度为0.5mg/L。

表5 不同NAA 浓度对黑果腺肋花楸增殖的影响

3.3 黑果腺肋花楸的生根培养

由表6~7 可知,培养基浓度对黑果腺肋花楸生根具有一定的影响。随着浓度的增加,平均根长、根数和生根率呈增长趋势。分析结果显示,培养基1/2MS+ABT6.0mg/L 的根系最发达,生根率达100.00%。

表6 NAA 和IBA 配比对黑果腺肋花楸生根的影响

表7 ABT 浓度对黑果腺肋花楸生根的影响

3.4 黑果腺肋花楸培苗驯化

由表8 可知,将培苗移栽至育苗穴盘中驯化30d后,1、2、3 基质配比存活率均在80%以上,其中2、3 基质配比存活率高于90%,植株长势好,根系发达。综合各项指标,黑果腺肋花楸适宜的培苗基质为蛭石:草炭土=2∶3。

表8 黑果腺肋花楸培苗驯化移栽基质筛选设计

4 结语

综上所述,黑果腺肋花楸树型美观,果实可食用、药用,应用前景广阔。利用组培方式繁育不受环境、季节等方面的限制,可缩短植株的生长年限,提高繁殖系数。通过试验设计,得出以下结论:(1)将幼嫩茎段、茎尖作为外植体,放于酒精和吐温下消毒,接种于诱导培养基MS+6-BA 0.6mg/L+NAA 0.20mg/L+蔗糖35.0g/L+琼脂8.0g/L 中,诱导率均大于90.00%;(2)最佳增殖培养基为MS+6-BA 1.0mg/L+NAA 0.3mg/L,苗木长势良好,基部产生丛生芽;(3)最佳生根培养基为1/2 MS+ABT 6.0mg/L,生根率100.00%,根系发达;(4)生根苗驯化后移栽到装有蛭石、草炭土(2∶3)的育苗穴盘内,成活率高达98.20%。

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