孙慧君
(辽宁省农业发展服务中心智慧农业发展部,辽宁 沈阳 110034)
紫叶稠李Prunus virginiana‘Canada Red’是我国东北地区重要的彩叶树种之一,属蔷薇科落叶乔木。因其具有抗寒抗旱、叶片呈紫色比较早,观赏性强等特点,已经成为园林绿化应用的首选树种[1]。近几年,关于紫叶稠李的研究大部分都集中在育苗[2]、扦插[3-4]、嫁接[5]等方面,随着园林绿化产业的发展,为满足园林绿化苗木需求,通过组培快繁技术可以达到快速获得生长性状一致的绿化优质苗木。在木本植物组织培养过程中消毒时间及试剂[6-7]、培养基种类[8-9]、激素种类及浓度[10-14]、外植体类型[15-16]等是组织培养的重要影响因素,直接影响离体快繁的成功与否。因此,本研究以紫叶稠李带芽茎段进行离体快繁,探讨消毒时间、培养基、植物生长调节剂(PGR)种类和质量浓度及外植体类型对紫叶稠李带芽茎段离体培养的影响,以期为获得大量生长性状一致的无性系奠定研究基础。
试验材料为沈阳农业大学校园内生长健壮的紫叶稠李当年生带顶芽或腋芽的茎段。
1.2.1 外植体预处理
取紫叶稠李当年生腋芽或顶芽茎段枝条,将枝条置于清洗液中浸泡20~30 min,然后放在流水下冲洗干净,将枝条剪成1.5~2 cm带芽茎段,放到烧杯中,在自来水下再冲洗1~1.5 h。
1.2.2 消毒时间对外植体的影响
将处植体放在超净工作台上,先用70%酒精消毒30 s,0.1%HgCl2消毒8 min、10 min、12 min。然后用无菌水冲洗3~5次,接种前将外植体取出,切除茎段两端后置于无菌滤纸上。每个处理10瓶,每瓶3个外植体,重复3次。
1.2.3 培养基种类对外植体的影响
将紫叶稠李带芽茎段接种在MS、1/2MS和WPM三种基本培养基上,培养基加入蔗糖20 g·L-1、琼脂4.5 g·L-1,每个处理10瓶,每瓶3个外植体,重复3次,2周后统计紫叶稠李带芽茎段萌发率及污染率。
1.2.4 植物生长调节剂对外植体的影响
在初代培养中筛选出最佳基本培养基后,在初代基本培养基中分别添加6-BA(0.5、1.0、1.5 mg·L-1),NAA(0.05、0.1、0.15 mg·L-1),蔗糖20 g·L-1、琼脂4.5 g·L-1。
1.2.5外植体类型对离体萌发的影响
选取紫叶稠李木质化、半木质化及幼嫩带芽茎段进行离体培养,经过消毒灭菌后接种于MS+6-BA 0.5 mg·L-1+NAA 0.05 mg·L-1+蔗糖20 g·L-1+琼脂4.5 g·L-1的培养基上,2周后统计不同外植体的萌发率。
1.2.6 培养条件
组培室内温度25℃,光照强度1 500~2 000 lx,每天16 h光照、8 h黑暗培养,湿度60%~70%。
采用Excel 2010和SPSS26对数据进行分析。
从表1可以看出,采用0.1%HgCl2对紫叶稠李带芽茎段进行消毒处理时污染率和萌发率均有显著性影响(P<0.05)。
表1 消毒时间对紫叶稠李外植体离体培养的影响
当用0.1%HgCl2消毒12 min时,带芽茎段的污染率最低,萌发率最高,可以达到85.3%,因此,在后续试验过程中对紫叶稠李带芽茎段采用0.1%HgCl2消毒12 min。
从表2可以看出,带芽茎段在MS基本培养基中离体培养1周后腋芽开始萌动,在1/2MS基本培养基中培养10 d后腋芽有萌动迹象,而在WPM基本培养基中带芽茎段需要培养2周后腋芽才开始启动萌发;从带芽茎段萌发情况看,MS培养基较其他两种培养基离体培养效果要好,因此,后续离体培养时选用MS培养基作为离体培养最佳培养基。
表2 培养基种类对紫叶稠李带芽茎段离体培养的影响
从表3可以看出,不同种类及质量浓度的植物生长调节剂对紫叶稠李带芽茎段离体培养影响呈显著差异(P<0.05)。随着6-BA与NAA质量浓度逐渐提高,紫叶稠带芽茎段萌发生长呈下降趋势,说明高质量浓度的细胞分裂素和生长素不利于紫叶稠李带芽茎段的离体培养。因此,紫叶稠李带芽茎段离体培养最佳培养基为MS+6-BA 0.5 mg·L-1+NAA 0.05 mg·L-1。
表3 植物生长调节剂对紫叶稠李带芽茎段离体培养的影响
外植体类型对带芽茎段离体培养的影响见表4。
表4 外植体类型对带芽茎段离体培养的影响
从表4可以看出,幼嫩茎段接种1周后即开始萌发,萌发生长启动时间比较早,且污染率最低,萌发率最高为91.7%;木质化茎段污染率最高,萌发率最低。半木质化带芽茎段启动时间较幼嫩带芽茎段要晚,污染和萌发生长情况比木质化茎段好。说明对紫叶稠李带芽茎段进行离体培养时,最好选用幼嫩带芽茎段,腋芽可以快速启动萌发,短期内可以获得大量无菌萌发苗。
本研究通过选取紫叶稠李带芽茎段进行离体培养,探讨消毒时间、培养基种类和植物生长调节剂种类及质量浓度对外植体离体培养的影响,结果表明:消毒时间、培养基种类、植物生长调节剂种类与质量浓度及外植体类型对紫叶稠李带芽茎段进行离体培养均有显著影响(P<0.05),当用0.1%HgCl2消毒12 min时,带芽茎段的污染率最低,萌发率最高;带芽茎段在MS基本培养基中离体培养腋芽萌发启动时间最早,叶色正常,生长健康;高质量浓度的细胞分裂素和生长素不利于紫叶稠李带芽茎段的离体培养,带芽幼嫩茎段接种1周后即开始萌发,萌发生长启动时间比较早,且污染率最低,分化率最高为91.7%,生长效果最好。因此,紫叶稠李带芽茎段离体培养最佳培养基和激素组合为MS+6-BA 0.5 mg·L-1+NAA 0.05 mg·L-1。