宋李玲,李瑞珺,劉倩倩,林新春*
(1.浙江農(nóng)林大學 亞熱帶森林培育國家重點實驗室培育基地,浙江 臨安 311300;2.浙江省臨安市林業(yè)局,浙江臨安311300)
棉花竹(Fargesia fungosa)屬禾本科Poaceae竹亞科Bambusoideae箭竹屬Fargesia,分布于四川西南部、貴州西部和云南東北部海拔1 800~2 700 m的地區(qū)[1]。竹筍營養(yǎng)豐富,可供食用;竿材篾質富韌性,最適宜編織農(nóng)具、家具,是優(yōu)良的筍材兩用竹種。傳統(tǒng)的繁殖方法主要是移竹、埋鞭、竹枝扦插等,不僅勞動強度大、消耗竹種多,且繁殖系數(shù)低,而用組織培養(yǎng)進行快繁具有繁殖速度快、系數(shù)高、體積小、便于攜帶等優(yōu)點[2-3]。利用組織培養(yǎng)技術,已經(jīng)成功地進行了菲白竹(Sasa fortunei)、勃氏甜龍竹(Dendrocalamus brandisii)、花葉花稈綠竹(Bambusa oldhamii f.variegata)[4-18]等多個屬的竹種的快繁研究。但目前國內(nèi)外尚無有關箭竹屬組織培養(yǎng)方面的報道。箭竹屬竹種是大熊貓的主食竹種[19],研究該類竹種的快速繁殖技術可為大熊貓?zhí)峁┦澄锉U希瑢ζ浞N群的發(fā)展具有重要意義。本研究試圖通過對棉花竹試管快繁技術的研究,為該竹種的擴繁和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)提供技術支撐,也為箭竹屬其他竹種的組織培養(yǎng)提供參考。
試驗材料為采自云南的棉花竹成熟種子。
1.2.1 初代培養(yǎng) 將棉花竹的種子剝?nèi)ネ鈿ず?圖1a),于自來水下沖洗10~12 h,再用2.5%的NaClO溶液真空抽濾30 min,無菌水沖洗5次,在體視顯微鏡下剝離種胚,接種于不添加任何激素的MS培養(yǎng)基上。置于暗柜中培養(yǎng)3 d后,再進行光照培養(yǎng)。將誘導出的長勢一致的芽(圖1b)作為增殖試驗的材料。
1.2.2 增殖培養(yǎng) 用于棉花竹增殖培養(yǎng)的基本培養(yǎng)基為MS培養(yǎng)基,分別添加不同質量濃度的NAA(0,1,3 mg/L)和BA(0,1,3,10 mg/L),共12個處理。選取高度約4 cm的長勢一致的叢生芽為試驗材料,每3個芽為1叢,1叢/管,13管/處理。培養(yǎng)4周后,觀察芽的增殖和生長情況。
1.2.3 生根培養(yǎng) 選取高度約4 cm的長勢一致的叢生芽接種于添加了不同質量濃度IBA(0,1,3,10 mg/L)的1/2 MS培養(yǎng)基中,共4個處理,每3個芽為1叢,1叢/管,15管/處理。培養(yǎng)4周后,觀察生根數(shù)和生長情況。
1.2.4 試管苗移栽 經(jīng)煉苗后的棉花竹試管苗用溫水(30℃)洗凈根部殘余的培養(yǎng)基后,移栽于泥炭、蛭石、珍珠巖配制比例為1∶1∶1的混合基質中。移栽時需進行套袋,1周后開始剪袋,2~3周后完全脫袋。1個月后統(tǒng)計移栽成活率。
1.2.5 培養(yǎng)條件 培養(yǎng)溫度為(25 ±2)℃,光周期為16 h/8 h,光照強度為2 400 lx。
不同植物激素組合對棉花竹芽的增殖產(chǎn)生不同的影響。從表1可看出,當BA質量濃度不變時,隨著NAA質量濃度的增加,芽的增殖系數(shù)大體呈下降的趨勢;當NAA質量濃度不變時,隨著BA質量濃度的增加,芽的增殖系數(shù)大致呈上升的趨勢。在分別添加3 mg/L和10 mg/L BA的培養(yǎng)基中,棉花竹芽的增殖系數(shù)較大,與其他處理差異顯著。但在BA濃度為10 mg/L時,棉花竹葉片發(fā)黃,少數(shù)褐化甚至死亡,對芽的生長不利;在添加3 mg/L BA時,葉片鮮綠,新生芽生長旺盛,不易褐化,且增殖系數(shù)達到最大值3.77(圖1c)。綜合考慮上述各因素,棉花竹的最佳增殖培養(yǎng)基為MS+3 mg/L BA。
表1 不同植物激素組合對棉花竹芽增殖的影響Tab.1 Effect of different hormone combinations on buds multiplication of Fargesia fungosa
用4個不同質量濃度的IBA對棉花竹進行生根誘導,結果(表2)表明:棉花竹生根較容易,在不添加IBA的1/2 MS培養(yǎng)基中生根率已達93%,但根較纖細。隨著IBA質量濃度的增加,根的數(shù)量逐漸增多。但是,在添加10 mg/L IBA的培養(yǎng)基中誘導出的根粗短、較膨大,為畸形根,且植株發(fā)黃,長勢較差。在添加3 mg/L IBA的培養(yǎng)基中,生根率達100%,生根系數(shù)較大,根較粗壯,植株生長較好(圖1d)。綜上所述,棉花竹最佳生根培養(yǎng)基為1/2 MS+3 mg/L IBA。
表2 不同質量濃度的IBA對棉花竹生根誘導的影響Tab.2 Effect of different concentrations of IBA on roots induction of Fargesia fungosa
將生根的棉花竹試管苗在強光下煉苗1周,移栽入泥炭、蛭石、珍珠巖配制比例為1∶1∶1的混合基質中,1個月后統(tǒng)計其成活率達98%(圖1e)。
圖1 棉花竹的離體快速繁殖Fig.1 In vitro rapid propagation of Fargesia fungosa
竹類植物由于其開花周期長且難以預測,使得對其育種及遺傳改良工作較難。通過對獲得的棉花竹種子進行組織培養(yǎng),運用試管微繁殖技術,可以對性狀優(yōu)良的無性系進行快速繁殖,這對具有優(yōu)良性狀的種苗在工廠化育苗方面起到重要作用。
通過對棉花竹試管快繁技術的研究,初步得到以下結論:棉花竹叢生芽增殖階段的最佳培養(yǎng)基為MS+3 mg/L BA;最佳生根培養(yǎng)基為1/2 MS+3 mg/L IBA。研究認為,一定質量濃度的BA可促進芽的增殖,但過高濃度可能會抑制植株生長,甚至褐化致死,這與張鐵等[7,14,20]的研究結果一致。
棉花竹生根較容易,在芽誘導階段即可自發(fā)生根,在進行生根處理的第3天均可生根。而其在不添加任何激素的1/2 MS中誘導的根較纖細,不利于移栽成活。在培養(yǎng)基中添加不同質量濃度的IBA時,試管苗生根系數(shù)隨著其質量濃度的增加而增大。但濃度過高時,產(chǎn)生的根較短且膨大,為畸形根,植株長勢較差,這與張有珍等[5]的研究結果相同。
本實驗的外植體為棉花竹種子,但多數(shù)竹類植物種子的獲取相對較難。因而,對以其幼嫩莖尖、幼枝節(jié)段為外植體進行快繁的實驗有待于進一步研究。
[1]耿伯介,王正平.中國植物志:第9卷,第1分冊[M].北京:科學出版社,1996:434-435.
[2]張敏,盧義山,蔣澤平,等.竹子組織培養(yǎng)研究現(xiàn)狀與應用前景[J].江蘇林業(yè)科技,2007,34(5):40-44.
[3]張春霞,謝寅峰,張幼法,等.竹子組織培養(yǎng)研究的進展及應用前景[J].竹子研究匯刊,1999,18(3):46-49.
[4]張春霞,王福升,黃月英.菲白竹組培繁殖技術研究[J].林業(yè)科技開發(fā),2006,20(5):31-33.
[5]張有珍,劉倩倩,何冬冬,等.鋪地竹試管快速繁殖研究[J].浙江農(nóng)林大學學報,2012,29(1):151-154.
[6]王光萍,黃敏仁.日本平安竹的組織培養(yǎng)及快速繁殖[J].植物生理學通訊,2002,38(1):1.
[7]張鐵,萬京.勃氏甜龍竹的組培快繁[J].云南民族大學學報,2004,13(3):203-206.
[8]蘇海,鐘明,蔡時可,等.馬來甜龍竹的組織培養(yǎng)和快速繁殖[J].植物生理學通訊,2004,40(4):468.
[9]何巨擘,程治英,郭振華,等.小葉龍竹的快速繁殖與離體保存[J].云南農(nóng)業(yè)大學學報,2011,23(3):359-363.
[10]張桂和.麻竹莖尖培養(yǎng)及離體快繁研究[J].海南大學學報:自然科學版,1997,15(4):298-303.
[11]楊本鵬,昝麗梅.龍竹的組織培養(yǎng)[J].熱帶作物學報,2003,24(3):82-87.
[12]Sanjay Saxena.In vitro propagation of bamboo(Bambusa tulda Roxb.)through shoot proliferation[J].Plant Cell Reports,1990,9:431 -434.
[13]裴海燕,方偉,林新春,等.花葉花稈綠竹的試管快繁研究[J].浙江林學院學報,2010,27(1):149-154.
[14]陳懿涵,桂仁意,林新春,等.花稈綠竹試管快速繁殖[J].浙江林學院學報,2008,25(3):397-400.
[15]Lin C S,Chang W C.Micropropagation of Bambusa edulis through nodal explants of field-grown culms and flowering of regenerated plantlets[J].Plant Cell Reports,1998,17:617 -620.
[16]徐強興,楊廣超.吊絲球竹的組培快繁技術研究[J].廣東農(nóng)業(yè)科學,2007,2:42-44.
[17]張光楚,王裕霞,譚源杰,等.叢生竹的組培快繁技術[J].竹子研究匯刊,2004,23(1):13-20.
[18]王光萍,丁雨龍.幾種觀賞竹種組織培養(yǎng)研究[J].竹子研究匯刊,2002,21(4):5-9.
[19]李睿,章筧,章珠娥.中國竹類植物生物多樣性的價值及保護進展[J].竹子研究匯刊,2003,22(4):7-12.
[20]陳銳亮,楊振德.壯綠竹莖段培養(yǎng)的初步研究[J].廣西熱作科技,1999,3:20-21.