摘要:以秦美獼猴桃(Actinidia deliciosa cv. Qinmei)莖段為外植體誘導(dǎo)愈傷組織,進(jìn)行再分化及生根試驗,在最適再分化培養(yǎng)基中添加不同濃度的硅進(jìn)行分化培養(yǎng)試驗,以確定適于獼猴桃愈傷組織分化的最佳硅濃度。結(jié)果表明,適度添加硅可明顯提高獼猴桃愈傷組織綠苗再分化率和生根率。
關(guān)鍵詞:獼猴桃(Actinidia spp.);硅;愈傷組織;再生植株
中圖分類號:S663.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:0439-8114(2013)14-3431-03
獼猴桃(Actinidia spp.)屬于獼猴桃科獼猴桃屬,其經(jīng)濟(jì)價值較高、營養(yǎng)豐富、色澤翠綠、酸甜可口,含有大量的糖、蛋白質(zhì)、氨基酸等多種有機(jī)物和人體必需的多種礦物質(zhì),多食對人體十分有益[1,2]。目前,國內(nèi)學(xué)者針對獼猴桃人工馴化繁殖系數(shù)低的問題,對獼猴桃的生物學(xué)特性、人工栽培技術(shù)、組織培養(yǎng)技術(shù)等方面進(jìn)行了廣泛的研究,但對于獼猴桃組培快繁技術(shù)體系方面研究甚少。因此,本研究在培養(yǎng)基中添加不同濃度的硅,研究其對獼猴桃愈傷組織誘導(dǎo)、植株再分化及生根的影響,為獼猴桃大規(guī)模生產(chǎn)、遺傳轉(zhuǎn)化及品種改良研究奠定基礎(chǔ)。
1 材料與方法
1.1 材料
以西安市長安區(qū)優(yōu)質(zhì)栽培秦美獼猴桃(Actinidia deliciosa cv. Qinmei)一年生帶腋芽嫩枝條為試驗材料。
1.2 方法
1.2.1 獼猴桃愈傷組織的誘導(dǎo) 剪取秦美獼猴桃一年生帶腋芽枝條的新嫩枝,放入燒杯中,加入適量洗衣粉,用自來水沖洗2 h左右,再用蒸餾水沖洗5 min。于超凈工作臺內(nèi),先用體積分?jǐn)?shù)75%的乙醇處理30 s,再用1 g/L的升汞處理12 min,然后用滅菌水沖洗5~6次。將幼嫩莖段切成1.0~1.5 cm長作為外植體,接種于誘導(dǎo)培養(yǎng)基(MS+1 mg/L 6-BA +0.1 mg/L NAA+7 g/L瓊脂+30 g/L蔗糖+500 mg/L脯氨酸+300 mg/L水解酪蛋白)上,24~26 ℃暗培養(yǎng),誘導(dǎo)愈傷組織形成,21 d后統(tǒng)計誘導(dǎo)率,并觀察愈傷組織生長狀態(tài)。
1.2.2 獼猴桃愈傷組織的增殖 莖段在培養(yǎng)基上誘導(dǎo)21 d后,將愈傷組織小心切下,繼代接種于增殖培養(yǎng)基(MS+0.5 mg/L 6-BA+0.1 mgL NAA+7 g/L瓊脂+30 g/L蔗糖+500 mg/L脯氨酸+300 mg/L水解酪蛋白)上,每瓶接種5塊愈傷組織,21~23 ℃暗培養(yǎng)14 d,統(tǒng)計愈傷組織生長情況。
1.2.3 獼猴桃愈傷組織的再分化 獼猴桃愈傷組織增殖培養(yǎng)3代后,將質(zhì)地致密、淡黃綠色愈傷組織小心切開,分別接種于再分化培養(yǎng)基(MS+3 mg/L 6-BA +0.2 mg/L NAA+7 g/L瓊脂+30 g/L蔗糖+500 mg/L脯氨酸+300 mg/L水解酪蛋白)上,培養(yǎng)基中添加二氧化硅使硅的濃度分別為0、20、40、60、80、100、120、140、160、200 mg/L。每瓶接種5塊愈傷組織,培養(yǎng)溫度24~26 ℃、光照度1 500~2 000 lx、光照時間13 h/d。接種35 d后統(tǒng)計再分化率,試驗重復(fù)3次。
1.2.4 再生植株的生根培養(yǎng)及煉苗 獼猴桃再生植株葉片長至2~4 cm時,轉(zhuǎn)移至生根培養(yǎng)基(1/2 MS+1.0 mg/L NAA+30 g/L蔗糖+7 g/L瓊脂)中。培養(yǎng)基中添加二氧化硅使硅的濃度分別為0、20、40、60、80、100、120、140、160、200 mg/L。培養(yǎng)7 d后小苗開始生根,10、15、20 d時統(tǒng)計生根情況。20 d后將部分再生植株打開瓶蓋,煉苗1周后進(jìn)行盆栽培養(yǎng),2周左右進(jìn)行移栽。
2 結(jié)果與分析
2.1 獼猴桃愈傷組織的誘導(dǎo)及增殖
獼猴桃外植體(圖1)接種在誘導(dǎo)培養(yǎng)基上培養(yǎng)1周,在莖的兩端出現(xiàn)愈傷組織,并開始膨大(圖2)。獼猴桃愈傷組織呈現(xiàn)出淡黃色,繼續(xù)培養(yǎng),莖段開始愈傷組織化。待愈傷組織培養(yǎng)14 d后,將淡黃綠、質(zhì)地致密的愈傷組織進(jìn)行增殖培養(yǎng)。增殖培養(yǎng)的愈傷組織生長狀態(tài)良好,體積增大,顆粒狀明顯(圖3)。
2.2 不同濃度硅對獼猴桃愈傷組織再分化率的影響
將繼代培養(yǎng)生長狀態(tài)好的愈傷組織分別轉(zhuǎn)入添加了不同濃度硅的再分化培養(yǎng)基中,對獼猴桃愈傷組織進(jìn)行再分化培養(yǎng)。愈傷組織培養(yǎng)一周后顏色變綠,出現(xiàn)顆粒狀綠芽,進(jìn)而生長出再生植株(圖4、圖5)。結(jié)果表明,適當(dāng)增加培養(yǎng)基中的硅濃度,可以提高獼猴桃愈傷組織的再分化率。添加100 mg/L硅時,再分化率最高。硅濃度繼續(xù)增大,獼猴桃愈傷組織的再分化率反而有所下降,當(dāng)硅濃度達(dá)到120 mg/L以上時,對獼猴桃愈傷組織的再分化不利(圖6)。
2.3 不同濃度硅對獼猴桃再生植株生根率的影響
在生根培養(yǎng)基中添加不同濃度硅進(jìn)行生根培養(yǎng)試驗。再生植物培養(yǎng)1周,在接觸培養(yǎng)基處開始出現(xiàn)膨大,有的甚至長出少許愈傷組織。培養(yǎng)第10天,再生植株長出再生根(圖7)。10 d時獼猴桃愈傷組織再生植株生根率,在硅濃度為20~100 mg/L時有增高趨勢,但當(dāng)硅濃度在120~200 mg/L時,獼猴桃愈傷組織再生植株生根率呈下降趨勢。20 d后獼猴桃愈傷組織再生植株生根率在不同硅濃度之間相差不大(圖8)。
3 小結(jié)與討論
硅是植物體內(nèi)的一種重要元素,參與形成細(xì)胞壁并影響光合作用。即使在不缺硅的土壤中,適量提高土壤中有效硅含量對大豆幼苗生長仍然具有明顯的促進(jìn)作用。硅參與作物的代謝過程,可提高作物過氧化物酶、超氧化物歧化酶、過氧化氫酶等酶的活性。在植物的抗倒伏、抗病抗鹽、抗凍抗重金屬等方面都有一定的作用[3-7]。袁云香等[8,9]研究水稻、杜仲等組織培養(yǎng)時,向培養(yǎng)基中添加了適量的硅,水稻愈傷組織的再分化率有所提高,杜仲愈傷組織增殖量也有所提高。本試驗研究了硅對獼猴桃愈傷組織再分化及生根培養(yǎng)的影響。結(jié)果表明,在培養(yǎng)基中添加適量的硅能夠有效改善獼猴桃愈傷組織的質(zhì)量,獼猴桃愈傷組織出現(xiàn)綠點的時間提前,再分化率和生根率明顯提高,但濃度過大則影響再分化及生根。這可能是由于硅參與了再生植物葉片細(xì)胞內(nèi)的代謝活動,調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)信號系統(tǒng)的活性,對再生植株葉片及莖干的生長有促進(jìn)作用[10,11]。硅提高獼猴桃愈傷組織再分化率及生根率的具體機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。
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