杜鹃花(Rhododendron simsii Planch.) 为杜鹃花科(Ericaceae)杜鹃花属(Rhododendron)的木本观赏植物,是世界三大高山花卉和我国十大名花之一。杜鹃花传统育苗方式多采用扦插、嫁接法来进行繁殖,但这些技术因为长期无性繁殖会导致病毒累积,导致品种退化,失去其商品价值。而且这些育苗方式还会受到母株材料、季节性等很多条件的限制,无法实现周年生产,甚至有些品种生根困难,难以扩大规模、进行商品化操作。因此,杜鹃花离体培养方式也成为杜鹃花一种重要的繁殖方式。如今,对杜鹃花离体培养主要是从外植体选择、表面消毒时间、培养基种类、植物生长调节剂、培养条件等方面开展,而且也取得了一定成果[1-3]。但不同基因型的杜鹃花在离体培养时,所用的激素种类和浓度并不一致,因此,该研究以自行选育的‘古田红’杜鹃花新品种为材料,开展离体快繁体系研究,为加速杜鹃花新品种推广及实现规模化生产奠定基础。
以‘古田红’杜鹃花带有顶芽和腋芽的幼嫩枝条为材料。
1.2.1 无菌体系建立。将杜鹃花枝条剪成3 cm 左右茎段,先用洗衣粉水浸泡10 min,然后流水冲洗30 min。用体积分数75%乙醇消毒30 s,以0.1% HgCl2为消毒剂,设置不同消毒时间(6、8、10、12、14 min),筛选出最佳消毒时间,重复3 次。
1.2.2 不定芽诱导。以WPM 为基础培养基,通过添加不同浓度 ZT(1.0、2.0、3.0 mg/L)、TDZ(0.5、1.0、1.5 mg/L)与NAA(0.5、1.0、1.5 mg/L)组合进行杜鹃花不定芽诱导,pH调整为5.2 左右,3 周后统计不定芽诱导率,重复3 次。
1.2.3 增殖培养。将诱导出来的不定芽接种到WPM 培养基中,附加 ZT 1.0 mg/L 和不同浓度的 NAA(0、0.1、0.3、0.5 mg/L),培养3 周后观察小苗的生长情况,并统计增殖系数,重复3 次。
1.2.4 生根培养。将经过壮苗培养后的组培苗切割成单苗,接种到添加不同浓度 NAA(0.1、0.5、1.0 mg/L)的培养基中,4 周后观察生根情况,并统计生根培养基上组培苗的生根率、平均生根数,筛选出最佳生根培养基。
1.2.5 驯化移栽。当杜鹃花无菌苗根长达到1.0 cm 左右时进行驯化。先将无菌苗放到温室内,然后旋开瓶盖,7 d后去除瓶盖。将无菌苗取出后清洗掉根部琼脂,将杜鹃花移栽到用800 倍多菌灵消毒的草炭土∶珍珠岩(2∶1)基质中,移栽后做好保温保湿,重复3 次。一个月后统计苗的存活率。
组培苗存活率= 存活组培苗数目/ 移栽组培苗数目×100%。
每种处理重复3 次,除了不同激素组合对杜鹃花试管苗生根的影响采用DPS 软件分析,其他记录数据均采用SPSS 19.0 软件进行统计分析。
使用0.1%HgCl2对杜鹃花茎段进行消毒处理,结果表明,随着消毒时间的延长,杜鹃花外植体的污染率和存活率均呈下降趋势(表1)。在消毒12 min 时,污染率最低,为(8.34±1.21)%,而且存活率比较高,达到了(84.12±1.89)%。因此,最佳消毒时间为12 min。
表1 不同消毒时间对‘古田红’杜鹃花污染率及成活率影响
由表2 可以看出,不同激素配比对杜鹃花不定芽诱导影响比较大。其中以3.0 mg/L ZT +0.5 mg/L NAA 效果最好,不定芽诱导率可以达到98.3%,但由于激素浓度过高,在后期培养过程中叶片会出现皱缩现象,而1.0 mg/L ZT +0.5 mg/L NAA 虽然诱导率低一些,但不定芽长势比较好。而TDZ 总体对不定芽诱导效果不如ZT。因此,不定芽诱导可以采用3.0 mg/L ZT+0.5 mg/L NAA 激素组合,但在后期培养时将激素浓度降低。
表2 不同激素组合对‘古田红’杜鹃花不定芽诱导的影响
将诱导出来的不定芽接种到增殖培养基中,结果表明,低浓度的NAA 有利于杜鹃花增殖(表3)。1.0 mg/L ZT+0.1 mg/L NAA 激素配比最有利于杜鹃花增殖,增殖系数为4.35,且植株比较健壮。随着NAA 浓度增加,增殖系数有所降低,而且长势比较弱,并出现愈伤组织。
表3 不同激素组合对‘古田红’杜鹃花增殖的影响
将经过壮苗培养后的组培苗切割成单苗,进行生根培养。随着NAA 浓度增加,根系诱导率也增加,在1.0 mg/L NAA 时生根率最高,为76.51%,数量为5.08 条,比较健壮。说明1.0mg/L NAA 有利于杜鹃花生根。
当杜鹃花无菌苗根长达到1.0 cm 左右时进行驯化移栽。将杜鹃花移栽到用800 倍多菌灵消毒的草炭土∶珍珠岩(2∶1)基质中,移栽后做好保温保湿,其存活率可以高达98.46%。
表4 不同激素组合对‘古田红’杜鹃花生根的影响
基因型是影响植物离体培养的内在因素之一。虽然杜鹃花离体快繁体系已经有了很多研究,但是不同基因型的杜鹃花所使用的培养基配方不一致[4-5]。而且,生长素与细胞分裂素的不同配比影响着器官分化方向,在植物培养阶段所需激素种类及配比也不一致。有研究表明,使用一定浓度NAA 有利于不定芽诱导增殖和分化[6],因此该研究中使用NAA 作为首选生长素进行研究,与一定浓度ZT 或者TDZ 组合,能够诱导出不定芽并且增殖,尤其是与ZT 组合效果更好,这与前人研究结果相一致[5]。因此,该研究最终建立了‘古田红’杜鹃花离体快繁体系:使用0.1% HgCl2消毒 12 min 消毒效果最好,WPM+3.0 mg/L ZT+0.5 mg/L NAA+30 g/L 蔗糖+6.5 g/L 琼脂粉有利于不定芽诱导,WPM+1.0 mg/L ZT+ 0.1 mg/L NAA+30 g/L 蔗糖+6.5 g/L 琼脂粉有利于杜鹃花增殖,WPM+1.0 mg/L NAA+30 g/L 蔗糖+6.5 g/L 琼脂粉有利于生根,草炭土∶珍珠岩(2∶1)基质可以作为驯化移栽基质。