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        激素、光照對(duì)“紅臉頰”草莓莖尖分化的影響

        2010-08-09 08:43:04王會(huì)瞿宏杰
        長(zhǎng)江蔬菜 2010年12期
        關(guān)鍵詞:細(xì)胞分裂臉頰光照

        王會(huì),瞿宏杰

        (襄樊職業(yè)技術(shù)學(xué)院,湖北襄樊,441050)

        “紅臉頰”草莓是襄樊市賈洲草莓良種繁育基地2007年引進(jìn),該品種具有生長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)、果大、果面及果肉鮮紅色、甜酸適口、品質(zhì)優(yōu)、產(chǎn)量高、耐貯運(yùn)、中等抗病性等特點(diǎn)[1],在襄樊試種后深受廣大草莓果農(nóng)的喜愛(ài),目前已逐漸成為襄樊市替代豐香、紅實(shí)美等保護(hù)地栽培的主栽品種。但因該品種發(fā)根弱、育苗困難,極大地制約了紅臉頰草莓的發(fā)展,因此通過(guò)組織培養(yǎng)在短時(shí)間內(nèi)大量繁育紅臉頰草莓種苗,已成為推動(dòng)襄樊市草莓產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)瓶頸。本研究旨在找出誘導(dǎo)紅臉頰草莓莖尖分化成苗的最佳條件,為紅臉頰草莓的快繁提供技術(shù)支持。

        1 材料與方法

        1.1 試驗(yàn)材料

        無(wú)菌材料的獲得是在8月底晴天下午摘取剛抽出的紅臉頰草莓匍匐莖,用洗衣粉水浸泡15 min后流水沖洗,再放入75%酒精中浸30 s,然后用0.1%升汞溶液+土溫80滅菌8~10 min,用無(wú)菌水沖洗4~5次,待用。

        1.2 試驗(yàn)方法

        ①激素對(duì)紅臉頰草莓莖尖分化的影響 剝離0.5~0.6 mm 莖尖接種在以 MS+蔗塘 3%+瓊脂 6.5 g/L的基本培養(yǎng)基上,并添加生長(zhǎng)素 IAA(0.05,0.1,0.2 mg/L)或 NAA(0.05,0.1,0.2 mg/L),同時(shí)以基本培養(yǎng)基作對(duì)照,每處理接種10瓶,每瓶一個(gè)莖尖,設(shè)3次重復(fù),培養(yǎng)溫度23~25℃,暗培養(yǎng)5 d后采用2 000 lx的光強(qiáng)每日光照14 h,40 d后觀察莖尖分化生長(zhǎng)狀況、成活率、萌芽率。

        剝 離 0.5~0.6 mm 莖 尖 接 種 在 以 MS+NAA 0.1 mg/L+蔗塘3%+瓊脂6.5 g/L的培養(yǎng)基上,并添加細(xì)胞分 裂 素 6-BA (0.1,0.5,1.0,2.0 mg/L) 或 KT (0.1,0.5,1.0,2.0 mg/L)誘導(dǎo)莖尖分化,每處理接種 10 瓶,每瓶一個(gè)莖尖,設(shè)3次重復(fù)。培養(yǎng)溫度23~25℃,暗培養(yǎng)5 d后采用2 000 lx的光強(qiáng)每日光照14 h,40 d后觀察莖尖分化生長(zhǎng)狀況、成活率、萌芽率。

        ②光照對(duì)紅臉頰草莓莖尖分化的影響 光照長(zhǎng)度設(shè)置光培養(yǎng)(14 h/d)、暗處理3 d后光培養(yǎng) 、暗處理5 d后光培養(yǎng)、暗處理8 d后光培養(yǎng)4個(gè)水平,光照強(qiáng)度設(shè)置 1 000,2 000,3 000,5 000 lx 4 個(gè)水平,構(gòu)成 16個(gè)處理,將 0.5~0.6 mm 莖尖接種于 MS+6-BA 0.5 mg/L+NAA 0.1 mg/L+蔗塘 3%+瓊脂 6.5 g/L 的培養(yǎng)基上,每處理接種10瓶,每瓶一個(gè)莖尖,重復(fù)3次。培養(yǎng)條件為溫度23~25℃。培養(yǎng)40 d后觀察莖尖的成活率、萌芽生長(zhǎng)狀況。

        以上所有培養(yǎng)基pH值均為5.8,每個(gè)培養(yǎng)基瓶分裝培養(yǎng)基30 mL,用標(biāo)準(zhǔn)封口膜封口。培養(yǎng)基、燒杯、無(wú)菌水、鑷子、解剖針、濾紙及培養(yǎng)皿等試驗(yàn)用具均經(jīng)高壓滅菌鍋滅菌,滅菌壓力為 1.06 kg/cm2,維持 20 min。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 生長(zhǎng)素NAA、IAA對(duì)紅臉頰草莓莖尖分化的影響

        表1表明,草莓的莖尖在不添加任何激素的MS培養(yǎng)基上也可以萌發(fā)成活,只是成活率較低(23.6%),轉(zhuǎn)綠生長(zhǎng)緩慢,萌芽率也最低(16.7%)。在添加激素NAA或IAA的培養(yǎng)基中,莖尖成活率、萌芽率都顯著高于對(duì)照,說(shuō)明生長(zhǎng)素能促進(jìn)莖尖分化。同濃度的NAA和IAA對(duì)莖尖分化的效果相比,NAA誘導(dǎo)莖尖的成活率、萌芽率始終比IAA的高,所以NAA誘導(dǎo)紅臉頰草莓莖尖分化成苗效果比IAA的好。其中,在添加激素NAA 0.1 mg/L的培養(yǎng)基中,莖尖成活率最高(83.3%),萌芽率也最高(76.7%);在該培養(yǎng)基中,誘導(dǎo)成愈傷的莖尖只有2個(gè),而誘導(dǎo)成芽的莖尖多達(dá)23個(gè),占成活莖尖總數(shù)的92.0%,說(shuō)明該培養(yǎng)基誘導(dǎo)紅臉頰草莓莖尖大部分不經(jīng)過(guò)愈傷而直接形成芽苗;但NAA濃度超過(guò)0.1 mg/L后,隨濃度的增大成苗的莖尖數(shù)降低,莖尖成活率也有所降低,可能是較高的生長(zhǎng)素濃度促進(jìn)莖尖愈傷化,減少了芽苗的分化。

        將NAA不同濃度誘導(dǎo)的莖尖成活率、萌芽率繪成圖。由圖1可見(jiàn),NAA濃度為0~0.15 mg/L時(shí),隨著濃度增加莖尖成活率是逐漸增大,而莖尖萌芽率在NAA濃度為0~0.1 mg/L時(shí),隨著濃度增加逐漸增大的,但在 0.1~0.15 mg/L 反而降低,超過(guò) 0.15 mg/L 下降更多,只有 NAA 濃度為 0.1~0.15 mg/L 時(shí),既有較高的成活率,也有較高的萌芽率;由于草莓莖尖分化培養(yǎng)既要求有較高的成活率,也要求有較高的萌芽率,所以圖 1 說(shuō)明,NAA 濃度在 0.1~0.15 mg/L 范圍內(nèi)最有利于誘導(dǎo)草莓莖尖分化成芽苗。但考慮到降低組培成本,以NAA用量為0.1 mg/L為最適宜。

        表1 NAA與IAA對(duì)草莓莖尖分化培養(yǎng)的影響

        圖1 NAA用量與成活率、萌芽率之間的關(guān)系

        2.2 細(xì)胞分裂素KT、6-BA對(duì)紅臉頰草莓莖尖分化的影響

        在 MS+NAA 0.1 mg/L+蔗糖 3%+瓊脂 6.5 g/L 的培養(yǎng)基上研究6-BA或KT對(duì)誘導(dǎo)草莓莖尖分化成苗的影響。由表2可知,同濃度的細(xì)胞分裂素6-BA與KT對(duì)莖尖分化成苗的影響,6-BA好于KT。以6-BA 0.5 mg/L 的處理萌芽率最高 (86.7%), 其次是 KT 0.5 mg/L的處理,萌芽率為69.0%。但同一激素的不同濃度對(duì)草莓莖尖分化的萌芽率、成芽數(shù)、芽高度的影響不同。在0.5~2.0 mg/L范圍內(nèi),隨細(xì)胞分裂素濃度增加,莖尖分化的萌芽率、成芽數(shù)、芽高度逐漸降低。如6-BA 2.0 mg/L的處理萌芽率只有32.0%,芽高度只有0.24 cm,而且試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)大部分莖尖形成團(tuán)狀芽苞組織,難以形成可切割的小芽苗;在KT 2.0 mg/L的較高濃度處理中,萌芽率只有26.6%,芽高度只有0.16 cm,大部分莖尖也形成團(tuán)狀芽苞組織。說(shuō)明較高的細(xì)胞分裂素濃度有抑制植株主莖伸長(zhǎng),促進(jìn)芽增殖的作用。所以在 MS+NAA 0.1~0.15 mg/L+蔗糖 3%+瓊脂 6.5 g/L的培養(yǎng)基上,添加6-BA0.5 mg/L對(duì)莖尖分化成苗培養(yǎng)效果最好,0.61 cm高的芽苗很容易切割轉(zhuǎn)接培養(yǎng)。

        2.3 光照對(duì)紅臉頰草莓莖尖分化的影響

        本試驗(yàn)中0.5~0.6 mm莖尖在不同光照條件下培養(yǎng)萌芽率(3次試驗(yàn)平均值)表現(xiàn)見(jiàn)表3。由表3可知,相同光照強(qiáng)度條件下,暗處理的莖尖萌芽率高于光培養(yǎng),其中以暗處理5~8 d的萌芽率較高,而暗處理5 d和8 d的萌芽率差異不顯著。另外,暗培養(yǎng)8 d的成活率雖然比暗培養(yǎng)5 d的略高,但在觀察中發(fā)現(xiàn)暗培養(yǎng)時(shí)間越長(zhǎng)芽苗初始萌發(fā)的時(shí)間越久,因此,紅臉頰草莓莖尖分化成苗以暗處理5 d最合適。

        表2 KT與6-BA對(duì)草莓莖尖分化培養(yǎng)的影響

        在相同的光照長(zhǎng)度條件下,1 000~2 000 lx范圍內(nèi),隨著光照強(qiáng)度增大,莖尖萌芽率逐漸增大,超過(guò)2 000 lx光照強(qiáng)度,莖尖萌芽率反而降低,所以2 000 lx的光照強(qiáng)度最有利于草莓莖尖分化成苗。綜上所述,暗處理5 d,光照強(qiáng)度為2 000 lx最有利于草莓莖尖分化成苗。

        表3 不同光照條件下莖尖培養(yǎng)萌芽率 %

        另外本試驗(yàn)也發(fā)現(xiàn),紅臉頰草莓莖尖在光培養(yǎng)中出現(xiàn)了輕微的褐變,暗培養(yǎng)的則沒(méi)有褐變現(xiàn)象。說(shuō)明暗培養(yǎng)有助于減少多酚物質(zhì)對(duì)莖尖的毒害作用,提高莖尖的成活率。

        3 小結(jié)與討論

        ①莖尖分化培養(yǎng)中,眾多研究表明,6-BA對(duì)植物最明顯作用是誘導(dǎo)細(xì)胞分裂并調(diào)節(jié)分化,單獨(dú)使用細(xì)胞分裂素,只有芽的分化,不利于莖的伸長(zhǎng)。在一定濃度范圍內(nèi),單獨(dú)使用生長(zhǎng)素,只對(duì)苗的增高有作用,不利于芽的分化和增殖。生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素只有適當(dāng)?shù)臐舛扰浔龋拍苁狗只蜕L(zhǎng)達(dá)到最佳點(diǎn)。郝文勝等[2]通過(guò)試驗(yàn)認(rèn)為,0.2 mg/L 6-BA對(duì)莖尖發(fā)育有抑制作用。劉衛(wèi)平等[3]的試驗(yàn)表明,6-BA的濃度愈高,分化芽愈多,但隨著濃度的升高,形成玻璃化苗的可能性增大。本試驗(yàn)表明,草莓莖尖在空白MS培養(yǎng)基上可以分化成芽苗,但添加外源生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑后可以明顯提高萌芽率。其中,NAA對(duì)促進(jìn)莖尖分化的效果比IAA好,這可能與植物對(duì)激素的種類(lèi)選擇性及IAA穩(wěn)定性較 NAA 高有一定的關(guān)系。 以 NAA 0.1~0.15 mg/L 的莖尖成活率、萌芽誘導(dǎo)率都較高,降低NAA的使用濃度,莖尖轉(zhuǎn)綠慢,生長(zhǎng)較弱,提高濃度后容易導(dǎo)致莖尖愈傷化。6-BA誘導(dǎo)草莓莖尖分化效果優(yōu)于KT,以6-BA 0.5 mg/L 的處理萌芽率最高(86.7%),但細(xì)胞分裂素濃度超過(guò)0.5 mg/L時(shí),萌芽率與芽高度顯著降低,而且部分莖尖形成團(tuán)狀芽苞組織。這也驗(yàn)證了較高的細(xì)胞分裂素濃度有抑制植株主莖伸長(zhǎng)促進(jìn)芽增殖的作用。因此,在考慮降低組培快繁成本后,本研究表明6-BA 0.5 mg/L+NAA 0.1 mg/L的激素配比是誘導(dǎo)紅臉頰草莓莖尖分化成苗的最佳激素組合。

        ②光照對(duì)植物的細(xì)胞、組織、器官的生長(zhǎng)和分化具有很大的影響。莖尖組織培養(yǎng)中,通常光培養(yǎng)效果比暗培養(yǎng)要好,Dale在多花黑麥草中發(fā)現(xiàn),光照度 (6 000 lx)培養(yǎng)的莖尖,59%能再生植株,而暗培養(yǎng)的僅有34%成苗[4]。在草莓莖尖培養(yǎng)中,目前還沒(méi)有類(lèi)似的報(bào)道,但已有暗培養(yǎng)誘導(dǎo)葉片分化比光培養(yǎng)效果好的報(bào)道[5~6]。本研究也表明,暗處理有利于提高紅臉頰草莓莖尖的萌芽率,但暗處理的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)延遲芽的萌發(fā)。以暗處理5 d效果最好。這與王海波等[5]、周厚成等[6]人研究結(jié)果一致,但與Dale的結(jié)論相反,可能是種質(zhì)差異原因引起的。光照強(qiáng)度對(duì)莖尖分化培養(yǎng)也有影響,過(guò)高和過(guò)低草莓萌芽率都較低,以2 000 lx效果最好,萌芽率達(dá)到86.7%,因此在“紅臉頰”草莓莖尖分化培養(yǎng)中,暗處理5 d后采用2 000 lx光照光培養(yǎng)(14 h/d)的條件最有利。

        [1]李彩華,劉玲艷.“紅臉頰”草莓組培快繁技術(shù)研究[J].黑龍江科技信息,2007(5):138.

        [2]郝文勝,趙永秀,趙青輝,等.我國(guó)馬鈴薯莖尖培養(yǎng)脫毒和脫毒試管苗微繁研究進(jìn)展[J].內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)科技,2005(增刊):27-33.

        [3]劉衛(wèi)平,李玉華,孫秀梅,等.馬鈴薯離體莖尖生長(zhǎng)點(diǎn)對(duì)幾種培養(yǎng)因子的生長(zhǎng)反應(yīng)[J].中國(guó)馬鈴薯,2001(2):82.

        [4]吳殿星,胡繁榮.植物組織培養(yǎng)[M].上海:上海交通大學(xué)出版社,2004.

        [5]王海波,劉慶忠.草莓葉片再生體系研究初報(bào)[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,2002.

        [6]周厚成,羅靜,趙霞,等.不同培養(yǎng)條件對(duì)幸香草莓離體葉片再生的影響[J].果樹(shù)學(xué)報(bào),2007,24(1):105-108.

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