蘇家有
(福建省三明市沙縣森林資源管理站,福建 三明365500)
杉木是植物組織培養(yǎng)的模式植物。生長調(diào)節(jié)物質(zhì)是杉木組織培養(yǎng)中不可缺少的一類物質(zhì),雖然用量極少,但它們對外植體愈傷組織誘導起著重要的調(diào)節(jié)作用,其中以生長素類和細胞分裂素最為常用。常用的生長素類有2,4- D、NAA、IAA、IBA,而細胞分裂素類主要有KT、6-BA、ZT、2-iP、4-PU和TDZ。
本研究以杉木為材料,結(jié)合本小組和其他2組的實驗結(jié)果,探討IBA對愈傷組織形成與分化的作用,以及它和不同濃度6-BA共同使用的效果。
杉木,取自于福建省三明市水南國有林場母樹林。
(1)配制MS培養(yǎng)基母液和植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)母液[1]。
(2)配制培養(yǎng)基和滅菌[1]。培養(yǎng)基的配方為:①MS+6-BA0.5mg/L+IBA 0.5mg/L(筆者所在的第2實驗小組所做),②MS+IBA 0.5mg/L(由第1實驗小組所做),③MS+6-BA2.0mg/L+IBA 0.5mg/L(由第3實驗小組所做)。
(3)外植體的消毒與接種[1]。觀察記錄各組的愈傷組織生長情況和污染情況。
(4)愈傷組織的繼代培養(yǎng)。將愈傷組織轉(zhuǎn)入配方為MS+6-BA1.0mg/L+IBA 0.5mg/L的培養(yǎng)基上進行繼代培養(yǎng),觀察記錄生長情況。
培養(yǎng)開始的3d內(nèi),外植體在形態(tài)上并無明顯變化,只是其體積比接種時稍微大了一些。5d后,外植體從切口處開始膨大并出現(xiàn)黃色小顆粒,形成愈傷組織,外植體隆起且邊緣有卷曲現(xiàn)象。而污染方面,第2組一共接種16瓶培養(yǎng)基,有5瓶出現(xiàn)了霉菌污染,污染率為31.25%。
對比3個實驗組的愈傷組織,可以發(fā)現(xiàn),第2組的愈傷組織生長情況與第3組的差不多,而第1組則較差一些(見圖1、圖2)。
圖1 愈傷組織的生長情況(培養(yǎng)基配方為MS+6-BA0.5mg/L+IBA 0.5mg/L)
圖2 愈傷組織的生長情況(培養(yǎng)基配方為MS+IBA 0.5mg/L)
第2組進行繼代培養(yǎng)的愈傷組織在繼代培養(yǎng)1周后愈傷組織變緊,有芽形成,但在培養(yǎng)的3周內(nèi)沒有形成根(見圖3)。
圖3 愈傷組織的分化(培養(yǎng)基配方為MS+6-BA0.5mg/L+IBA 0.5mg/L)
而第1組的愈傷組織形成了根,但未形成芽(見圖4);第3組的情況與第2組類似,但出芽率比第2組要高(見圖5)。
圖4 愈傷組織的分化(培養(yǎng)基配方為MS+IBA 0.5mg/L)
圖5 愈傷組織的分化(培養(yǎng)基配方為MS+6-BA2.0mg/L+IBA 0.5mg/L)
根據(jù)觀察記錄,并進行列表統(tǒng)計,從表1可知,不同處理之間組培苗的生根率差異比較大,處理3的生根率最高為81.0%,處理1生根率最低,為27.9%;不同處理之間的生根時間、平均根數(shù)和平均根長存在一定的差異,生根時間基本都在30d左右,平均根條數(shù)都在2根左右,平均根長1.9cm左右。
表1 三種方案試驗設(shè)計統(tǒng)計表
通過實驗,可以得出,6-BA與IBA配合使用,可以更有效地誘導愈傷組織的形成。單獨使用IBA可促進愈傷組織根的分化,而6-BA則可以有效地誘導愈傷組織芽的分化,且6-BA濃度為2.0mg/L時的效果比濃度為0.5mg/L時要好。
IBA屬于生長素類物質(zhì),其主要作用是誘導愈傷組織的形成、胚狀體的產(chǎn)生以及試管苗的生根。6-BA(6-芐基腺嘌呤)屬于細胞分裂素類物質(zhì),它可以促進細胞分裂,誘導芽分化,促進側(cè)芽萌發(fā)生長,抑制器官衰老,延緩葉片老化,還能顯著改變生長調(diào)節(jié)物的作用[2]。IBA雖然提高了愈傷組織誘導率,但是可能由于較高濃度的IBA對種胚具有一定的毒害作用,因此會抑制植物的形態(tài)發(fā)生[3]。而附加低濃度的6-BA是不能有效誘導愈傷組織的分化[4],加入過高濃度的6-BA則會增進多酚氧化酶活性的作用,從而在培養(yǎng)基內(nèi)產(chǎn)生并積累了酚、醌類深褐色色素物質(zhì),這類物質(zhì)常因抑制愈傷組織的生長而導致毒害,嚴重時愈傷組織完全褐化而死亡[5]。
通過對不同無性系在同一培養(yǎng)條件下的生根實驗研究表明:不同無性系的生根率在同一培養(yǎng)條件下存在較大的差異,變化范圍為16.9%~90.3%。不同重復之間的差異沒有達到顯著水平,生根能力強的無性系在不同重復試驗中生根率都很高,說明各無性系的生根能力受本身基因型的影響。生根率最高的無性系為YL243,達90.3%,而 YL020的生根率也達到了90.2%,這2個無性系在生根率指標方面已達到了進行規(guī)?;a(chǎn)的要求。由此可見,杉木組培苗生根受本身遺傳因素即基因型的制約,在杉木組織培養(yǎng)過程中應(yīng)盡量篩選生根比較容易的基因型,配合以上的培養(yǎng)基配方進行研究,建立杉木優(yōu)良無性系組培快繁技術(shù)體系。
當然,愈傷組織的形成和分化,不僅與激素的絕對含量、細胞分裂素和生長素的比例有關(guān),而且還和培養(yǎng)溫度、光照強度等有關(guān)。在筆者進行培養(yǎng)時,溫度都較低,這對于愈傷組織的形成以及根莖的分化都是有影響的。
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