利爽 吳榮哲
摘要[目的] 對(duì)“赤顏”草莓組培快繁技術(shù)進(jìn)行研究,為其規(guī)?;a(chǎn)提供保證。 [方法]以“赤顏”草莓匍匐莖尖為試驗(yàn)材料,對(duì)適宜其增殖的主要因素:培養(yǎng)基種類、細(xì)胞分裂素的種類及濃度、糖源種類及濃度、光照強(qiáng)度進(jìn)行研究。[結(jié)果]MS培養(yǎng)基是適合“赤顏”草莓組培苗增殖的基本培養(yǎng)基;細(xì)胞分裂素為BA 1.2 mg/L (附加NAA 0.10 mg/L)時(shí)植株鮮重、干重、增殖系數(shù)均達(dá)到最大值,分別為2.259 g、0.221 g、12.4;30 g/L的蔗糖、1 600 lx的光照強(qiáng)度最適合“赤顏”草莓組培苗的增殖。[結(jié)論] 適合“赤顏”草莓增殖的培養(yǎng)基為MS+BA 1.2 mg/L+NAA 0.04 mg/L+蔗糖30 g/L+瓊脂8 g/L,光照強(qiáng)度1 600 lx。
關(guān)鍵詞脫毒;培養(yǎng)基;細(xì)胞分裂素;糖源;增殖
中圖分類號(hào)S188文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611(2015)07-025-03
草莓(Fragaria ananassa Duch.),又叫洋莓、紅莓,是薔薇科(Rosaceae)草莓屬(Fragaria)多年生宿根草本植物,園藝學(xué)上將其歸為漿果類[1]。草莓色澤鮮艷,果肉香嫩多汁,無(wú)果皮,可食部分高達(dá)98%,果實(shí)酸甜可口,有機(jī)酸和維生素含量居水果之首[2]。草莓具有栽培簡(jiǎn)單、管理方便、產(chǎn)量高、適應(yīng)性廣、經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)點(diǎn),是一種經(jīng)濟(jì)價(jià)值和栽培價(jià)值較高的天然高檔食品[3-6]。我國(guó)草莓在育苗生產(chǎn)上通常采用無(wú)性繁殖,但繁殖系數(shù)小,新莖分枝繁殖苗質(zhì)量差,病毒病發(fā)生嚴(yán)重,植株長(zhǎng)勢(shì)弱,品種退化,果實(shí)變小,畸形果多,經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量明顯降低;草莓屬異花授粉作物,種子繁殖,實(shí)生苗間個(gè)體變異大,難以保持原品種的優(yōu)良性狀[7-8]。采用組織培養(yǎng)方法既可以有效脫除病毒,快速繁殖草莓苗,又可以改善草莓品質(zhì)、提高草莓產(chǎn)量[9]。該試驗(yàn)草莓引自日本,結(jié)果早、成熟快、產(chǎn)量高,但植株價(jià)格昂貴,筆者對(duì)其組培快繁環(huán)境進(jìn)行了初步研究,為其規(guī)?;a(chǎn)提供保證。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)材料
試驗(yàn)材料采自吉林省圖們市涼水鎮(zhèn)的草莓新生匍匐莖。用流水沖洗30 min,75%乙醇浸泡40 s,無(wú)菌水沖洗4~5次后用0.1%的氯化汞消毒6 min并不斷攪拌,再用無(wú)菌水沖洗5次。在實(shí)體顯微鏡下剝?nèi)∏o尖0.3 mm,接種于MS+BA 2.0 mg/L+NAA 0.1 mg/L+蔗糖30 g/L+瓊脂8 g/L (pH 5.8)培養(yǎng)基上以獲得脫毒組培苗。
1.2試驗(yàn)方法
1.2.1
培養(yǎng)基種類對(duì)“赤顏”草莓增殖的影響。將脫毒草莓苗接種于含BA 2.0 mg/L+NAA 0.1 mg/L+蔗糖30 g/L+瓊脂8 g/L的 MS、B5、WPM、White的柱形培養(yǎng)瓶(110 ml)培養(yǎng)基中,pH 5.8,每個(gè)柱形瓶中加入培養(yǎng)基35 ml,高壓滅菌20 min后冷凝。無(wú)菌條件下將帶2葉1心大小一致的脫毒苗接入培養(yǎng)基中。
培養(yǎng)溫度(25±2)℃,相對(duì)濕度70%,光照強(qiáng)度1 600 lx,光照14 h/d。每個(gè)處理重復(fù)3次,28 d 后調(diào)查脫毒苗增殖及生長(zhǎng)情況。
增殖系數(shù)=增殖的芽數(shù)/每瓶接入的芽數(shù)。
1.2.2
細(xì)胞分裂素種類及濃度對(duì)“赤顏”草莓增殖的影響。將脫毒草莓苗接種于培養(yǎng)基MS+NAA 0.1 mg/L+蔗糖30 g/L+瓊脂8 g/L,pH 5.8。BA、KT、2,4-D濃度均設(shè)置為0、0.8、1.2、1.6、2.0、2.4 mg/L,TDZ 濃度設(shè)置為0、0.08、0.12、0.16、0.20、0.24 mg/L 。其他培養(yǎng)條件與方法同試驗(yàn)“1.2.1”。
1.2.3
糖源種類對(duì)“赤顏”草莓增殖的影響。將脫毒草莓苗接種于培養(yǎng)基MS+BA 1.2 mg/L+NAA 0.1 mg/L+瓊脂8 g/L,pH 5.8。糖源為葡萄糖、果糖、蔗糖、白糖、麥芽糖,濃度均為30 g/L。
1.2.4
蔗糖濃度對(duì)“赤顏”草莓增殖的影響。將脫毒草莓苗接種于培養(yǎng)基MS+BA 1.2 mg/L+NAA 0.1 mg/L+瓊脂8 g/L,pH 5.8。蔗糖濃度分別為0、10、20、30、40、50 g/L。
1.2.5
光照強(qiáng)度對(duì)“赤顏”草莓增殖的影響。將脫毒草莓苗接種于培養(yǎng)基MS+BA 1.2 mg/L+NAA 0.1 mg/L+蔗糖30 g/L+瓊脂8 g/L,pH 5.8。光照強(qiáng)度設(shè)置為0、800、1 600、2 400、3 200 lx。
2 結(jié)果與分析
2.1培養(yǎng)基種類對(duì)“赤顏”草莓增殖的影響
不同培養(yǎng)基對(duì)“赤顏”草莓增殖效果不同。White培養(yǎng)基中幼苗基部莖葉變紅,葉片畸形,玻璃化現(xiàn)象嚴(yán)重,增殖最少。WPM培養(yǎng)基中葉片較大,顏色黃綠色,增殖較少。B5培養(yǎng)基中葉片卷曲,增殖效果不如MS。MS培養(yǎng)基上植株生長(zhǎng)健壯,葉色嫩綠,增殖最多(圖1)。當(dāng)培養(yǎng)基為MS培養(yǎng)基時(shí),鮮重2.194 g,干重0.217 g,增殖系數(shù)為11.9,均顯著高于其他處理(表1)。
圖1培養(yǎng)基種類對(duì)“赤顏”草莓增殖的影響
表1培養(yǎng)基種類對(duì)“赤顏”草莓增殖的影響
培養(yǎng)基鮮重∥g干重∥g株高∥cm增殖系數(shù)
White0.883 d0.078 d1.0 b3.8 d
WPM1.204 c0.149 c2.3 a6.2 c
B51.730 b0.170 b2.3 a9.6 b
MS2.194 a0.217 a2.3 a11.9 a
注:同列不同小寫(xiě)字母表示差異顯著(P<0.05)。
2.2細(xì)胞分裂素種類及濃度對(duì)“赤顏”草莓增殖的影響
由表2可知,植株的增殖情況隨著4種細(xì)胞分裂素濃度的增加呈先升后降的趨勢(shì),但整體上BA的增殖效果明顯優(yōu)于其他處理。KT和2,4-D作為細(xì)胞分裂素處理時(shí),愈傷組織較
多,株高較高,增殖較少。TDZ作為細(xì)胞分裂素時(shí),草莓苗整
體玻璃化現(xiàn)象嚴(yán)重,愈傷組織多且硬,植株基部發(fā)紅,葉片矮
小且呈黃綠色(圖2)。BA、KT、2,4-D濃度為1.2 mg/L時(shí)增殖系數(shù)分別為12.4、10.0、9.8;TDZ濃度為0.12 mg/L時(shí),增殖系數(shù)為8.7,均高于同種激素的其他處理。當(dāng)BA濃度為2.0 mg/L時(shí),玻璃化現(xiàn)象嚴(yán)重,BA濃度為2.4 mg/L時(shí),愈傷組織變?yōu)楹诤稚?,培養(yǎng)基變硬。因此適合“赤顏”草莓增殖的細(xì)胞分裂素是BA,濃度為1.2 mg/L。
表2細(xì)胞分裂素的種類及濃度對(duì)“赤顏”草莓增殖的影響
2.3糖源種類對(duì)“赤顏”草莓增殖的影響
麥芽糖作糖源時(shí),植株矮小,培養(yǎng)基硬度大,且玻璃化現(xiàn)象嚴(yán)重,增殖最少。葡萄糖作為糖源時(shí),植株較高,增殖較少,且有生根現(xiàn)象。果糖作為糖源時(shí),增殖不如蔗糖和白糖(圖3)。白糖處理下的植株鮮重、干重、株高、增殖系數(shù)均不如蔗糖。蔗糖處理時(shí)植株鮮重2.306 g,干重0.232 g,增殖系數(shù)12.1,均達(dá)到最大值,顯著高于其他處理(表3)。因此,適合“赤顏”草莓增殖的糖源為蔗糖。從節(jié)約成本的角度考慮,大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)可以用白糖增殖。
圖3 糖源種類對(duì)“赤顏”草莓增殖的影響
表3糖源種類對(duì)“赤顏”草莓增殖的影響
糖源鮮重∥g干重∥g株高∥cm增殖系數(shù)
麥芽糖0.777 d0.102 e1.6 d 4.2 d
葡萄糖1.643 c0.181 d4.3 a 5.1 c
果糖1.913 b0.192 c2.7 b 8.4 b
白糖2.202 a0.215 b2.4 c11.5 a
蔗糖2.306 a0.232 a 2.5 b12.1 a
注:同列不同小寫(xiě)字母表示差異顯著(P<0.05)。
2.4蔗糖濃度對(duì)“赤顏”草莓增殖的影響
當(dāng)蔗糖濃度為0時(shí),葉片小且卷曲,玻璃化現(xiàn)象嚴(yán)重,增殖最少;蔗糖濃度低于30 g/L時(shí),植株葉色黃綠,增殖較少(圖4)。當(dāng)蔗糖濃度為30 g/L時(shí),鮮重2.324 g,干重0.236 g,增殖系數(shù)12.3,均達(dá)到最高(表4)。植株長(zhǎng)勢(shì)隨蔗糖濃度的增加呈先升后降的趨勢(shì),當(dāng)蔗糖濃度高于30 g/L時(shí),植株較高,葉片較大,增殖較少,且伴有明顯的生根現(xiàn)象。
圖4 蔗糖濃度對(duì)“赤顏”草莓增殖的影響
2.5光照強(qiáng)度對(duì)“赤顏”草莓增殖的影響
光照強(qiáng)度不同對(duì)“赤顏”草莓增殖的影響也不同。光照強(qiáng)度為0時(shí),原植株生長(zhǎng)停止且葉片死亡,新生莖葉為白綠色,細(xì)長(zhǎng)且脆(圖5)。一定范圍內(nèi),增加光照強(qiáng)度植株莖葉顏色變深,增殖系數(shù)逐漸升高,植株健壯。當(dāng)光照強(qiáng)度達(dá)到1 600 lx時(shí),增殖系數(shù)高達(dá)12.8(表5)。當(dāng)光照強(qiáng)度大于2 400 lx時(shí),葉片開(kāi)始變黃且變大,增殖逐漸減少。因此,1 600 lx的光照強(qiáng)度對(duì)增殖有利。
表4蔗糖濃度對(duì)“赤顏”草莓增殖的影響
3 討論
用組織培養(yǎng)方法對(duì)脫毒草莓莖尖繁殖可以克服長(zhǎng)期無(wú)性繁殖帶來(lái)的品種退化、質(zhì)量和產(chǎn)量低下等問(wèn)題,保持品種優(yōu)良性狀,加快草莓產(chǎn)業(yè)發(fā)展[10]。植物組織培養(yǎng)過(guò)程的關(guān)鍵是提高繁殖系數(shù),基本培養(yǎng)基種類、激素種類配比及濃度、碳源和有機(jī)物的種類及濃度等都是影響繁殖系數(shù)的重要因素[11]。組培方法因草莓品種、特性不同而不同,該試驗(yàn)針對(duì)延邊地區(qū)草莓產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀,對(duì)“赤顏”草莓進(jìn)行了初步研究,篩選出適合“赤顏”草莓增殖的適宜培養(yǎng)基。所用的4種基本培養(yǎng)基中,White因無(wú)機(jī)鹽含量低而更適合生根,B5對(duì)豆科作物生長(zhǎng)有利,主要因?yàn)橄跛猁}和鹽酸硫胺素含量高,WPM適合木本植物生長(zhǎng),因此,MS培養(yǎng)基是草莓苗增殖的最佳培養(yǎng)基[12]。植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的種類及濃度對(duì)植株生長(zhǎng)有促進(jìn)或抑制作用;細(xì)胞分裂素可以促進(jìn)細(xì)胞分裂,增加健
壯芽的數(shù)量[13]。該試驗(yàn)4種激素處理的“赤顏”草莓脫毒苗
中,BA增殖效果遠(yuǎn)優(yōu)于其他處理。植物離體培養(yǎng)過(guò)程中,糖源和光照是不可或缺的重要因素,適宜的糖源種類及濃度有利于增殖,該試驗(yàn)中蔗糖濃度為30 g/L時(shí)植株增殖效果最好。光照能夠促進(jìn)葉綠體形成,利于細(xì)胞壁與細(xì)胞器的形態(tài)建成,給予植物適當(dāng)強(qiáng)度的光照既滿足植物生長(zhǎng)的需要又不會(huì)對(duì)其生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用。1 600 lx的光照更適合“赤顏”草莓的增殖。因此適合“赤顏”草莓增殖的培養(yǎng)基為MS+BA 1.2 mg/L+NAA 0.04 mg/L+蔗糖30 g/L+瓊脂8 g/L,光照強(qiáng)度1 600 lx。
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