羅在柒﹡,顏鳳霞,田 凡
(貴州省林業(yè)科學(xué)研究院,貴州 貴陽(yáng) 550005)
核桃優(yōu)良無(wú)性系組培初代培養(yǎng)條件探索
羅在柒﹡,顏鳳霞,田 凡
(貴州省林業(yè)科學(xué)研究院,貴州 貴陽(yáng) 550005)
主要對(duì)核桃優(yōu)良無(wú)性系初代培養(yǎng)外植體材料選擇、消毒方法和培養(yǎng)條件進(jìn)行探索,結(jié)果表明,核桃組培最佳外植體采集為3—6月份的莖尖,消毒方法應(yīng)盡可能簡(jiǎn)便、快速,培養(yǎng)條件需經(jīng)過(guò)低溫暗培養(yǎng),試驗(yàn)結(jié)果可為核桃良種組培開(kāi)繁提供借鑒。
核桃;組織培養(yǎng);外植體選擇;消毒方法;培養(yǎng)條件
植物組培技術(shù)是工廠化生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的現(xiàn)代生物技術(shù),也是快速繁殖植物新品種最主要的方法。迄今為止,植物組培技術(shù)在植物離體快繁、無(wú)病毒苗木培育、遺傳育種及種質(zhì)資源保存等方面都取得了顯著成績(jī)。GaleMcGranahan等報(bào)道,核桃成年品種離體繁殖已獲成功,并已進(jìn)行生產(chǎn)試驗(yàn)[1]。樊靖等報(bào)道了以5個(gè)核桃品種 (株系)10年生植株的莖段為外植體進(jìn)行的離體培養(yǎng)和植株再生研究[2]。在核桃種胚的離體培養(yǎng)方面國(guó)內(nèi)外學(xué)者也做了大量研究。優(yōu)良無(wú)性系核桃組培由于樹(shù)體本身富含多酚物質(zhì),易發(fā)生褐化,初代培養(yǎng)難度大。本文主要進(jìn)行核桃優(yōu)良無(wú)性系初代培養(yǎng)外植體材料選擇、消毒方法和培養(yǎng)條件的探索,以期對(duì)核桃無(wú)性系組培提供技術(shù)指導(dǎo)。
1.1 材料
核桃優(yōu)良無(wú)性系為黔林核1號(hào)(Juglans sigillata“qianlinhe-1”),1973年在牛棚初選,入選省級(jí)優(yōu)樹(shù),1981—1990年進(jìn)行無(wú)性系品比試驗(yàn),篩選為優(yōu)樹(shù),1985年命名為早熟露仁核桃,作為大面積推廣的主栽品種。材料來(lái)源于貴州省林科院采穗圃。
1.2 方法
1.2.1 外植體選擇
通過(guò)采集越冬頂芽和腋芽、萌動(dòng)期頂芽和腋芽、快速生長(zhǎng)期(半木質(zhì)化)頂芽和腋芽等材料,分不同批次消毒和接種,材料大小以莖段長(zhǎng)度為計(jì)量標(biāo)準(zhǔn),設(shè)置1~4cm,對(duì)比統(tǒng)計(jì)不同時(shí)期外植體材料以及材料的大小在核桃組培過(guò)程中褐化和生長(zhǎng)情況。
1.2.2 消毒與抑制物質(zhì)篩選
消毒分為常規(guī)處理和新型消毒劑“山農(nóng)I號(hào)”作對(duì)比。常規(guī)處理用自來(lái)水沖洗材料30 min;用洗潔凈清洗材料,若大田材料污染較重,可以用軟毛刷輕輕刷洗莖段和葉片,然后用自來(lái)水沖洗干凈;用濾紙吸干其表面水分;置于2%硫代硫酸鈉溶液中浸泡20~30min;用蒸餾水沖洗4~5次。山農(nóng)I號(hào),將外植體按要求枝剪后置于消毒液3min,直接接入培養(yǎng)基。抑制物質(zhì)以活性炭、PVP(聚乙烯吡咯烷酮Polyvinyl pyrrolidone)等做對(duì)比試驗(yàn),即每升培養(yǎng)基中添加1.5g活性炭和3.0gPVP,能有效抑制外植體褐化。
1.2.3 外植體培養(yǎng)
通過(guò)對(duì)照低溫暗培養(yǎng)、常溫暗培養(yǎng)和正常培養(yǎng)條件。正常培養(yǎng)條件白天溫度為25±3℃,夜間溫度為18±2℃,光照時(shí)間15h/d,光照強(qiáng)度2 000 lx,初代供試培養(yǎng)基均為改良DKW+BA1.0mg/L+IBA0.01mg/L。
2.1 外植體材料篩選,獲得脫毒有效外植體材料
不同時(shí)期采集外植體材料培養(yǎng)結(jié)果得到:越冬頂芽和腋芽雖然污染率高,但易于生長(zhǎng),黃化現(xiàn)象嚴(yán)重;萌動(dòng)期頂芽和腋芽主要特點(diǎn)為褐化嚴(yán)重,外植體停止生長(zhǎng),其污染率低;快速生長(zhǎng)期(半木質(zhì)化)頂芽褐化相對(duì)嚴(yán)重,污染率相對(duì)高,腋芽能較好萌發(fā),但脫離母體后停滯生長(zhǎng)。
通過(guò)外植體材料生物量大小試驗(yàn)結(jié)果得到,核桃組培必須盡量增大外植體生物量,即外植體材料控制在4.0 cm左右,才能保證緩解外植體褐化,獲得有效脫菌無(wú)性系材料。
核桃組培最佳外植體為3—6月份的莖段,且莖段的芽較粗壯,約為0.3~0.5 cm,莖部木質(zhì)化程度不高的莖段萌芽率高。
2.2 外植體消毒方法的篩選
消毒方法的篩選主要是以控制外植體褐化,或者抑制啟動(dòng)褐化物質(zhì)產(chǎn)生為原則,盡可能使消毒時(shí)間短、步驟少。通過(guò)試驗(yàn)得到應(yīng)用過(guò)新型消毒劑,即“山農(nóng)I號(hào)”消毒液能較好實(shí)現(xiàn)消毒效果,比常規(guī)試劑如氯化汞、酒精等消毒效果更好。
2.3 抑制外植體褐化物質(zhì)的篩選
基本培養(yǎng)基篩選。通過(guò)試驗(yàn),在培養(yǎng)基中降低硝基鹽濃度,能緩解褐化發(fā)生,DKW培養(yǎng)基優(yōu)于MS培養(yǎng)基。培養(yǎng)基中添加活性炭、PVP等物質(zhì)能有效緩解外植體褐化,即每升培養(yǎng)基中添加1.5 g活性炭和3.0 gPVP能有效抑制外植體褐化。 增加繼代頻次能使培養(yǎng)基多酚物質(zhì)與外植體分開(kāi),一定程度上減少對(duì)外植體的傷害。外植體接種后,3~5 d內(nèi)每天更換一次培養(yǎng)基,可以得到理想的效果。
2.4 培養(yǎng)條件的篩選
外植體接種后置于4℃冰箱暗培養(yǎng)3 d后,再繼續(xù)置于組培室中培養(yǎng),有益于防治褐化的發(fā)生。尤其注意在拿出冰箱后第二天開(kāi)始出現(xiàn)輕度的褐化現(xiàn)象,接著第3、4天,褐化會(huì)加劇且污染莖段亦呈現(xiàn),需及時(shí)處理。在第15天左右,會(huì)出現(xiàn)萌芽現(xiàn)象。萌芽后再轉(zhuǎn)接培養(yǎng)很容易污染、長(zhǎng)霉菌,特別是在長(zhǎng)葉后更容易長(zhǎng)菌污染且容易出現(xiàn)黃化現(xiàn)象,所以每隔3~5 d需轉(zhuǎn)接一次。
外植體應(yīng)選擇在3—6月核桃快速生長(zhǎng)季的莖段,外植體材料盡可能粗壯,長(zhǎng)度在4 cm左右為宜;消毒方法盡可能快捷,避免對(duì)外植體傷害,接種后經(jīng)4℃低溫暗培養(yǎng)3 d轉(zhuǎn)入正常培養(yǎng)。接種初期增加繼代次數(shù)更換培養(yǎng)基,有益于防治褐化的發(fā)生。
[1]McGranahanGH.etal.In vitro propagation of mature Persianwalnut cultivars[J].Hortsci. 1988,28(1):220.
[2]樊靖,劉慶忠,張俊林,等.核桃離體培養(yǎng)和
植株再生[J].2009,36(6):867-872.
1005-2690(2016)12-0104-02
S664.1
B
貴州省林業(yè)科研課題編號(hào):黔林科合J字[2012]03號(hào)