李 森 ,高麗霞,劉 念 ,張施君*
(1.仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院科技處,廣東廣州 510225;2.仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院健康農(nóng)業(yè)研究所,廣東廣州 510225;3.仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院園藝園林學(xué)院,廣東廣州 510225)
越橘(Vaccinium spp.)是杜鵑花科(Ericaceae)越橘屬(Vaccinium)多年生漿果類(lèi)灌木,果實(shí)藍(lán)色或紅色,其中藍(lán)果越橘俗稱(chēng)藍(lán)莓。越橘果實(shí)皮薄,風(fēng)味酸甜可口,含有豐富的花色素苷、黃酮等生理活性成分,具有增強(qiáng)心臟功能、預(yù)防癌癥的功效,能防止腦神經(jīng)衰老、增強(qiáng)腦力;可以強(qiáng)化視力,減輕眼球疲勞[1-2]。近年來(lái),越橘在市場(chǎng)上受到追崇,目前生產(chǎn)栽培的主要類(lèi)型包括兔眼越橘(Vaccinium ashei)、矮叢越橘(Vaccinium angustifolium)、高叢越橘(Vaccinium corymbosum)等[3]。
越橘的常規(guī)繁殖方法有播種、嫁接和扦插法,但播種繁殖發(fā)芽率低,嫁接繁殖成活率低,扦插繁殖的繁殖系數(shù)小,周期長(zhǎng),均難以滿(mǎn)足市場(chǎng)對(duì)種苗的需求。利用組織培養(yǎng)來(lái)快速高效地獲得大量無(wú)性系組培苗,是獲取越橘優(yōu)質(zhì)種苗的有效途徑。許多學(xué)者進(jìn)行了兔眼越橘、高叢越橘、矮叢越橘等不同栽培類(lèi)型的組織培養(yǎng)技術(shù)研究[4-8]。在越橘的組織培養(yǎng)中,常用的外植體包括葉片、莖尖和莖段。以葉片為外植體的再生體系需要經(jīng)過(guò)葉片脫分化形成愈傷組織,愈傷組織再分化成苗的芽間接再生途徑[8-9],這種芽再生方式常用于建立越橘的遺傳轉(zhuǎn)化體系。而通過(guò)莖尖或莖段的腋芽萌發(fā)形成不定芽的增殖體系屬于芽直接再生途徑,是越橘試管苗規(guī)模化快速繁殖的主要方法[10-11]。筆者以適合華南地區(qū)種植的高叢越橘‘比洛克西’的莖段為試驗(yàn)材料,探討不定芽的直接再生方式,建立越橘的組培快繁體系,為試管苗規(guī)?;a(chǎn)奠定基礎(chǔ)。
1.1 試驗(yàn)材料 供試材料高叢越橘‘比洛克西’種植在仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院農(nóng)場(chǎng),剪取當(dāng)年生嫩枝為外植體。
1.2 試驗(yàn)方法
1.2.1 不同消毒條件對(duì)莖段誘導(dǎo)的影響。從農(nóng)場(chǎng)采回試驗(yàn)材料,剪去葉片,切成約3 cm的莖段,用自來(lái)水加洗衣粉沖洗10 min,再用自來(lái)水沖洗10 min,在超凈工作臺(tái)上用75%乙醇浸泡30 s,再用無(wú)菌水沖洗1次,然后分別用0.1%的HgCl2(W/V)和5%的NaClO(W/V)為消毒劑浸泡處理,HgCl2的消毒時(shí)間分別設(shè)為3、4和5 min,NaClO的消毒時(shí)間分別設(shè)為5、10和15 min;消毒完成后用無(wú)菌水沖洗6次,用無(wú)菌濾紙吸干莖段上的水分,將莖段接入WPM+ZT 0.5 mg/L的初代培養(yǎng)基中,每瓶接種4個(gè)外植體,每個(gè)處理5瓶,3次重復(fù)。接種30 d后,統(tǒng)計(jì)污染率和誘導(dǎo)率。污染率=污染外植體數(shù)/接種外植體數(shù)×100%;誘導(dǎo)率=無(wú)菌外植體數(shù)/接種外植體數(shù)×100%。
1.2.2 不定芽的繼代增殖。將誘導(dǎo)獲得的莖段分切成約2 cm,轉(zhuǎn)接到分別附加不同組合和濃度6-BA、ZT、NAA的WPM和MS培養(yǎng)基上,每處理5瓶,每瓶接種4段外植體,3次重復(fù)。30 d后統(tǒng)計(jì)分枝數(shù)、不定芽數(shù)和增殖系數(shù)。增殖系數(shù)=不定芽數(shù)/接種芽數(shù)×100%。
1.2.3 試管苗的生根培養(yǎng)。將無(wú)菌苗分切成約2 cm,轉(zhuǎn)接到WPM附加不同濃度IBA的培養(yǎng)基上進(jìn)行壯苗和生根培養(yǎng),每處理5瓶,每瓶接種4段外植體,60 d后統(tǒng)計(jì)生根率、生根數(shù)和根長(zhǎng),3次重復(fù)。
1.2.4 試管苗的移栽。用鑷子將高達(dá)5 cm以上的試管苗從培養(yǎng)瓶中取出,洗掉根部培養(yǎng)基,栽入泥炭土基質(zhì)中,澆透水,環(huán)境溫度(22~25)℃,濕度80%,60 d后統(tǒng)計(jì)移栽成活率。
1.2.5 培養(yǎng)條件。以上培養(yǎng)基中均添加30 g/L蔗糖,6 g/L瓊脂,pH 5.2,培養(yǎng)溫度(25 ± 2)℃,光照強(qiáng)度1 500~2 000 lx,光照時(shí)間 12 h/d。
1.3 數(shù)據(jù)分析 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS22軟件進(jìn)行差異顯著性分析。
2.1 不同消毒條件對(duì)莖段誘導(dǎo)的影響 由表1可知,5%Na-ClO的消毒效果不理想,莖段在5%NaClO中處理15 min后,污染率仍高達(dá)33.3%,與0.1%HgCl2處理3 min的污染率相當(dāng)。用0.1%HgCl2只需處理4~5 min,即可得到較理想的滅菌效果,污染率降至20.0%以下。莖段經(jīng)0.1%HgCl2處理4 min的效果最好,誘導(dǎo)率達(dá)68.3%,莖段接種在誘導(dǎo)培養(yǎng)基上(圖1-1),10 d后可見(jiàn)腋芽萌發(fā),葉片逐漸展開(kāi),莖干伸長(zhǎng)(圖1-2)。
表1 不同消毒條件對(duì)莖段誘導(dǎo)的影響
2.2 不定芽的增殖培養(yǎng) 由表2可知,6-BA的濃度從2.0 mg/L增至5.0 mg/L,苗的分枝數(shù)、不定芽數(shù)和增殖系數(shù)有所增加;在培養(yǎng)基中再添加NAA,各項(xiàng)指標(biāo)無(wú)顯著變化,說(shuō)明NAA的增殖效果不佳。ZT對(duì)越橘增殖培養(yǎng)的效果比6-BA顯著,在培養(yǎng)基中添加適當(dāng)濃度的ZT,莖段均有明顯生長(zhǎng),萌發(fā)分枝和新芽,ZT的濃度從2.0 mg/L增至3.0 mg/L,各項(xiàng)指標(biāo)無(wú)顯著變化,說(shuō)明ZT 2.0 mg/L是不定芽增殖的合適濃度(圖1-3)。在ZT的基礎(chǔ)上再添加NAA,苗的基部出現(xiàn)了少量愈傷組織,而分枝數(shù)、不定芽數(shù)和增殖系數(shù)均顯著下降,說(shuō)明NAA對(duì)不定芽增殖沒(méi)有促進(jìn)作用。WPM比MS培養(yǎng)基更適于越橘的離體培養(yǎng),各項(xiàng)指標(biāo)均明顯高于MS培養(yǎng)基。
表2 不同培養(yǎng)基對(duì)增殖培養(yǎng)的影響
2.3 試管苗的生根與移栽 由表3可知,將高度約2.0 cm的苗轉(zhuǎn)接至生根培養(yǎng)基上,不同濃度IBA誘導(dǎo)的發(fā)根率無(wú)顯著差異,0.2 mg/L和0.5 mg/L IBA誘導(dǎo)出的根數(shù)和根長(zhǎng)無(wú)顯著差異,植株在IBA 0.2 mg/L的培養(yǎng)基上發(fā)根整齊,苗生長(zhǎng)健壯(圖1-4)。
試管苗移栽前3~5 d先將瓶蓋打開(kāi),在培養(yǎng)室內(nèi)煉苗,移栽時(shí)用鑷子將試管苗夾出,用清水沖洗,然后移入泥炭土基質(zhì)中,加遮陰網(wǎng),溫度控制在25℃左右,保持80% ~90%的相對(duì)濕度,移栽成活率達(dá)到80%(圖1-5)。
表3 不同IBA濃度對(duì)試管苗生根的影響
0.1%HgCl2和5%NaClO是植物材料常用的消毒劑[12-13]。該試驗(yàn)結(jié)果表明,HgCl2處理越橘莖段 3 ~5 min,誘導(dǎo)成功率達(dá)60%以上,而NaClO則需要15 min才能達(dá)到較好的消毒效果。在繼代增殖培養(yǎng)中,ZT比6-BA更有利于越橘增殖,ZT 2.0 mg/L適宜越橘增殖培養(yǎng),NAA則誘導(dǎo)了愈傷組織的產(chǎn)生,不利于莖段的增殖和生長(zhǎng),這與前人關(guān)于同屬樹(shù)種組培的研究相符[8-11]。
不定根的發(fā)生與基因型和培養(yǎng)條件密切相關(guān),該試驗(yàn)選用越橘品種‘比洛克西’,生根最適培養(yǎng)基為WPM+IBA 0.2 mg/L,生根率為63.3%。不同品種試管苗的生根表現(xiàn)還有待進(jìn)一步研究。試管苗移栽成活率的高低除與苗的健壯程度有關(guān)外,還與移栽基質(zhì)、環(huán)境溫度及移栽后的栽培管理有關(guān)。該試驗(yàn)初步設(shè)置了泥炭土為栽培基質(zhì),今后還將對(duì)栽培基質(zhì)配方和移栽馴化條件進(jìn)行更深入的研究,以期提高試管苗的移栽成活率。
圖1 越橘‘比洛克西’的組培快繁
[1]苑兆和.世界藍(lán)莓生產(chǎn)歷史與發(fā)展趨勢(shì)[J].落葉果樹(shù),2003,20(1):49-52.
[2]劉慶忠,趙紅軍.越桔高效栽培與加工利用[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,2003:64-71.
[3]段祖安,李建華,趙艷燕,等.越橘離體快繁體系的優(yōu)化[J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2010,34(3):168 -170.
[4]劉慶忠,趙紅軍.高灌藍(lán)莓的組織培養(yǎng)及快速繁殖[J].植物生理學(xué)通訊,2002,38(3):253 -253.
[5]張長(zhǎng)青,李廣平,朱士農(nóng),等.兔眼越橘莖段快繁高效技術(shù)研究[J].果樹(shù)學(xué)報(bào),2007,24(6):837-840.
[6]朱宏芬,沈嵐,黃堅(jiān),等.兔眼藍(lán)莓“燦爛”組織培養(yǎng)與植株再生研究[J].北方園藝,2012,39(19):105 -107.
[7]李麗容,金開(kāi)正.兔眼藍(lán)莓組培快繁試驗(yàn)[J].中國(guó)南方果樹(shù),2010,39(1):71-72.
[8]王新苗,楊磊,張海林.矮叢藍(lán)莓葉片愈傷組織培養(yǎng)的研究[J].綠色科技,2010,1(10):185 -188.
[9]邢瑞丹,劉慶忠,陳新,等.兩個(gè)藍(lán)莓品種離體葉片不定芽再生體系的建立[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué),2009,47(5):8 -11.
[10]張力思,魏海蓉,艾呈祥,等.培養(yǎng)基組分對(duì)藍(lán)莓組培增殖效率的影響[J].落葉果樹(shù),2006,38(4):13 -14.
[11]寧志怨,江芹,陳靜嫻,等.藍(lán)莓叢生芽的誘導(dǎo)及植株再生[J].分子植物育種,2007,5(Z1):64 -66.
[12]龔崢,張衛(wèi)華,張方秋,等.綿毛銀樺的組織培養(yǎng)與快速繁殖[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué),2014,50(2):57 -60.
[13]韓曉勇,閆瑞霞,殷劍美,等.鐵棍山藥組織培養(yǎng)快繁及試管珠芽離體再生體系研究[J].西北植物學(xué)報(bào),2013,33(10):2120-2125.