王曉娜,趙日強(qiáng),章 林,劉慧娟,崔昌漢,章 森,周 勇,任曉光,孫景花
(1.吉林省林業(yè)科學(xué)研究院,吉林 長春 130033;2.吉林省林業(yè)廳,吉林 長春 130022;3.琿春市林業(yè)局,吉林 延邊133300;4.輝南縣林業(yè)局,吉林 通化 135100)
沙松(Abies holophylla Maxim)為國產(chǎn)冷杉屬中材質(zhì)優(yōu)良的樹種,因樹形優(yōu)美、生長快,被人們稱為“沙大個(gè)”“傻大個(gè)”[1]。目前,沙松種子育苗繁殖率較低[2],且難以保持單株優(yōu)良性狀,而且扦插難度大[3,4],影響了沙松種質(zhì)資源的保護(hù)與利用。2010 年以來,作者對沙松組織培養(yǎng)進(jìn)行了研究。
采集沙松優(yōu)樹上的成熟種子,以其成熟胚作為外植體。
1.2.1 消毒處理
經(jīng)沙藏低溫處理60 d 的沙松成熟種子,用流水沖洗干凈,在超凈工作臺(tái)上去種殼,并用70%酒精浸泡18 s,無菌水沖洗3 遍,再用0.1%氯化汞浸12 ~15 min,并不斷攪動(dòng),無菌水漂洗數(shù)次。最后,用無菌濾紙吸干表面水分,取出胚進(jìn)行接種。
1.2.2 培養(yǎng)基及培養(yǎng)條件
初代培養(yǎng):MS、SH、N6、WPM、改良DCR+6-BA、NAA。
繼代培養(yǎng):(1)1/2SH、1/2 改良GCR+NAA、IBA;(2)1/2SH+C。
供試培養(yǎng)基均附加3%蔗糖、0.6%瓊脂,pH 5.8 ~6.0,并在121℃高溫高壓環(huán)境下滅菌20 min。光照強(qiáng)度1 200 ~1 500 Lx,光照周期16 h/8 h,培養(yǎng)溫度22℃~25℃,濕度為70%左右。
2.1.1 不同培養(yǎng)基對沙松外植體不定芽誘導(dǎo)的影響
初代培養(yǎng)的目的是誘導(dǎo)胚分化出不定芽,建立沙松無菌苗體系。采用試驗(yàn)設(shè)計(jì)的MS 等5 種基本培養(yǎng)基,每種均附加6-BA 0.5 mg·L-1,接種外植體后進(jìn)行觀測,結(jié)果見表1。
表1 不同培養(yǎng)基對外植體不定芽誘導(dǎo)的影響Tab.1 The effect of different medium on explant adventitious bud induction
表2 不同激素組合對外植體誘導(dǎo)不定芽的影響Tab.2 The effect of different hormone combination on explant adventitious bud induction
從表1 中可以看出,不同培養(yǎng)基對外植體 成熟胚的誘導(dǎo)差異顯著,低鹽濃度改良DCR、SH、WPM 培養(yǎng)基誘導(dǎo)效果突出,誘導(dǎo)率在48%~55%;而高鹽濃度MS 和N6 培養(yǎng)基誘導(dǎo)效果較差,均在10%以下。經(jīng)進(jìn)一步試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在以后不定芽的生長中,高鹽濃度下誘導(dǎo)出的不定芽,易變異、生長慢,分離后不易長成有效苗。
2.1.2 不同激素組合對不定芽誘導(dǎo)的影響
以改良DCR 為基本培養(yǎng)基,附加不同組合的細(xì)胞分裂素6-BA 和生長素NAA,研究其對不定芽誘導(dǎo)的影響,結(jié)果見表2。
從表2 中可以看出,單獨(dú)使用6-BA,就能誘導(dǎo)出不定芽,其質(zhì)量濃度在2.0 mg·L-1時(shí),誘導(dǎo)效果最佳,誘導(dǎo)率為63.16%;但6-BA 質(zhì)量濃度達(dá)到4.0 mg·L-1時(shí),誘導(dǎo)率急劇下降到35.29%,且誘導(dǎo)出的不定芽容易產(chǎn)生變異。當(dāng)6-BA 與NAA 配合使用時(shí),使用任何質(zhì)量濃度的NAA 都使得芽誘導(dǎo)率降低,高質(zhì)量濃度的NAA 可導(dǎo)致外植體完全不分化。這一結(jié)果符合Miller 和Skoog[5]關(guān)于器官分化方向的激素控制理論。
2.2.1 基本培養(yǎng)基和激素對不定芽伸長生長的影響
誘導(dǎo)出的不定芽要轉(zhuǎn)接到繼代培養(yǎng)基中,以使其更好地生長。繼代培養(yǎng)基對不定芽生長的影響試驗(yàn)結(jié)果見表3。
表3 基本培養(yǎng)基和激素對不定芽伸長生長的影響Tab.3 The effect of basic medium and hormone on elongation growth of adventitious bud
從表3 中可以看出,沙松不定芽在轉(zhuǎn)接到無生長激素、低鹽濃度的基本培養(yǎng)基上生長適宜,其中1/2SH 生長狀況要好于1/2DCR。不同質(zhì)量濃度的生長素組合均對不定芽伸長有抑制作用,且隨著生長素濃度的升高,不定芽生長表現(xiàn)越差。
2.2.2 活性炭對沙松不定芽伸長生長的影響
表4 活性炭對不定芽伸長生長的影響Tab.4 The effect of activated carbon on elongation growth of adventitious bud
從表4 中可以看出,添加活性炭對不定芽生長影響很大,活性炭可促進(jìn)其伸長生長,隨著活性炭質(zhì)量濃度的增加,伸長生長越明顯,枯死率也明顯下降,當(dāng)活性炭質(zhì)量濃度達(dá)到0.10 mg·L-1時(shí)對沙松不定芽的伸長生長最為適宜。
以沙松成熟胚為外植體,選用MS、SH、N6、改良DCR、WPM 為基本培養(yǎng)基,在每種培養(yǎng)基均附加6-BA 0.5 mg·L-1的誘導(dǎo)條件下,不定芽誘導(dǎo)效果差異顯著,低鹽濃度的改良DCR、SH、WPM 培養(yǎng)基誘導(dǎo)效果突出,誘導(dǎo)率在48%~55%;而高鹽濃度的MS 和N6 培養(yǎng)基誘導(dǎo)效果較差,均在10%以下;誘導(dǎo)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步證明,初代培養(yǎng)最佳培養(yǎng)基組合為改良DCR+6-BA 2.0 mg·L-1,誘導(dǎo)率可達(dá)到63.16%。
沙松不定芽在繼代生長階段,以無添加激素的1/2 SH 培養(yǎng)基上生長狀況最佳,30 d 平均伸長0.7 cm,添加0.1 mg·L-1的活性炭對沙松不定芽的伸長生長最為適宜。
[1]朱俊義,周繇.中國長白山木本植物彩色圖志[M].長春:吉林大學(xué)出版社,2013.
[2]李廣祥,胡嘯妍.沙松播種育苗技術(shù)[J].吉林林業(yè)科技,2004,33(5):24-25.
[3]麻廣輝,管清毅.沙松扦插繁殖技術(shù)[J].中國林副特產(chǎn),2004,10(5):15-16.
[4]孫岳胤,劉殿清,楊憲燁,等.沙松嫩枝扦插技術(shù)的研究[J].中國林副特產(chǎn),1999,2(1):14-15.
[5]曹孜義,劉國民.實(shí)用植物組織培養(yǎng)技術(shù)教程[M].蘭州:甘肅科學(xué)技術(shù)出版社,1999.