摘要:以軟棗獼猴桃(Actinidia arguta)枝條萌發(fā)的幼芽為外植體,以MS為基礎培養(yǎng)基,添加不同質(zhì)量濃度的細胞分裂素6-BA、生長素NAA和IBA,探索了軟棗獼猴桃的離體快速繁殖技術。結果表明,軟棗獼猴桃叢生芽增殖的最佳培養(yǎng)基為MS+2.0 mg/L 6-BA+0.2 mg/L IBA+30 g/L蔗糖,pH為5.8~6.0,在此條件下,其平均增殖系數(shù)為4.69,且誘導的無菌苗健壯;最適生根培養(yǎng)基為1/2MS+0.4 mg/L IBA+30 g/L蔗糖+2.0 g/L活性炭,生根率達100%,且根系健壯、數(shù)量繁多。
關鍵詞:軟棗獼猴桃(Actinidia arguta); 離體快速繁殖;叢生芽增殖
中圖分類號:S663.4 文獻標識碼:A 文章編號:0439-8114(2016)19-5007-04
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.19.027
Micropropagation in vitro of Actinidia arguta
ZHAO Rui1,ZHAO Chun-li1,AN Bai-yi1,DONG Ran1,WANG Ke-feng2,GU De-feng1
(1.College of Horticulture, Jilin Agricultural University, Changchun 130118, China;
2.Changchun University of Science and Technology, Changchun 130600, China)
Abstract: Using bud of Actinidia arguta branches germination as explants,with MS as basic culture medium by adding different mass concentration cytokinin 6-BA, auxin NAA and IBA,the micropropagation in vitro technology of A. arguta was explored. The results showed that the optimum proliferation medium of shoot cluster was MS+2.0 mg/L 6-BA+0.2 mg/L IBA+30 g/L sucrose,and pH was 5.8 to 6.0. Under this condition,the average multiplication coefficient was 4.96 with vigorous aseptic seedling. The best rooting medium was 1/2MS+0.4 mg/L IBA+30 g/L sucrose+2.0 g/L activated carbon,at these condition,the rooting rate was 100%,and the roots were well developed and had great quantity.
Key words: Actinidia arguta; micropropagation; shoot cluster multiplication
軟棗獼猴桃(Actinidia arguta Planeh.)屬于獼猴桃科(Actinidiaceae)獼猴桃屬(Actinidia),為多年生落葉藤本植物。具有非常高的營養(yǎng)價值,富含蛋白質(zhì)和多種礦物質(zhì),尤其維生素C的含量很高。能有效提高人體的免疫力、有降血壓、降血脂、美容健美的功效[1,2]。并且在園林應用中,由于其樹形優(yōu)美、果實奇特,可以作為觀賞樹種設計成花架或花棚,是極具商業(yè)化發(fā)展前景的觀賞型果樹之一[3]。
隨著野生資源引種馴化工作的逐步進行,對于軟棗獼猴桃優(yōu)質(zhì)品種的苗木需求量急劇增加[4,5],并且軟棗獼猴桃生產(chǎn)栽培應用較少,多數(shù)為野生狀態(tài),由于長期處于野生狀態(tài),資源面臨枯竭[6]。軟棗獼猴桃種子繁殖遺傳變異大,采用綠枝扦插的常規(guī)無性繁殖法,存在繁殖系數(shù)低、速度慢、植株取材受季節(jié)限制嚴格等問題,影響優(yōu)良品種的開發(fā)和利用[5,7]。因此,本試驗以軟棗獼猴桃的腋芽為原材料,采用離體快速繁殖技術,快速高效地生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的軟棗獼猴桃植株,為其大規(guī)模生產(chǎn)奠定基礎。
1 材料與方法
1.1 材料來源
試驗材料采自吉林省吉林市山區(qū),從果實飽滿、味道鮮美、長勢健壯、形態(tài)優(yōu)美、產(chǎn)量高、雌雄異株的野生雌株軟棗獼猴桃上選取優(yōu)良枝條,試驗室水培催芽20 d左右,腋芽陸續(xù)萌發(fā),取萌發(fā)的腋芽為培養(yǎng)外植體。
1.2 外植體滅菌
將長至大約1.3 cm的腋芽放入滅過菌的燒杯中,在超凈工作臺上,用0.05%的氯化汞分別滅菌2、3、4、5 min后用無菌水沖洗6~8次,將獲得的無菌外植體接入MS基礎培養(yǎng)基中。
1.3 叢生芽增殖培養(yǎng)基
分別添加不同質(zhì)量濃度的6-BA(1.0、2.0、3.0、4.0 mg/L)及IBA(0.1、0.2、0.3、0.4 mg/L)至含20 g/L蔗糖的MS培養(yǎng)基中,同時以不添加生長調(diào)節(jié)劑的MS培養(yǎng)基作為對照。每種處理45個,重復3次,接種30 d時觀察組培苗的生長狀態(tài),并統(tǒng)計叢生芽的增殖系數(shù)。
1.4 壯苗培養(yǎng)基
以MS為基本培養(yǎng)基,添加不同濃度有機添加物進行壯苗培養(yǎng)試驗。分別添加蔗糖(30、40 g/L);蔗糖15 g/L +蜂蜜15 g/L;蜂蜜(20、30 g/L);白砂糖30 g/L;葡萄糖30 g/L;蛋白胨100 g/L。以MS+20 g/L蔗糖為對照(CK),每種處理45個,重復3次,篩選出最適合軟棗獼猴桃叢生芽壯苗的培養(yǎng)基。
1.5 生根培養(yǎng)基
當無菌苗長至2~3 cm,將其分別接種于不同質(zhì)量濃度IBA(0.2、0.4、0.6、0.8 mg/L)、NAA(0.2、0.4、0.6、0.8 mg/L)和活性炭(0、1.0、2.0、3.0 g/L)的1/2 MS 生根培養(yǎng)基中,進行生根培養(yǎng),以不添加生長調(diào)節(jié)劑的1/2 MS培養(yǎng)基為對照,每種處理45個,重復3次,30 d時調(diào)查無菌苗的生根及生長情況。
1.6 培養(yǎng)條件
pH 5.8~6.0,溫度(23±2) ℃,光照3 000 lx,光周期14 h/10 h(光培養(yǎng)/暗培養(yǎng))。
1.7 統(tǒng)計方法
試驗中所有數(shù)據(jù)采用Excel和DPS 14.5軟件進行方差分析和多重比較。成活率=(成活芽數(shù)/接種芽數(shù))×100%;污染率=(污染芽數(shù)/接種芽數(shù))×100%;增殖系數(shù)=(再生芽總數(shù)/接種芽數(shù));平均根數(shù)=生根總數(shù)/生根苗數(shù);平均根長=根的總長度/根的總條數(shù)。
2 結果與分析
2.1 滅菌時間對外植體污染率的影響
軟棗獼猴桃腋芽經(jīng)過不同時間的滅菌后培養(yǎng),試驗10 d時觀察外植體的污染情況,30 d時觀察外植體的成活情況(圖1),從而選出軟棗獼猴桃的最佳滅菌時間。結果表明,隨著滅菌時間的延長,外植體的污染率有所下降,但在滅菌時間為5 min時成活率出現(xiàn)下降(表1)。這是由于隨著處理時間增加,有利于降低污染,但當處理時間超過一定限度時,會損害植株,滅菌時間為4 min時污染率和成活率最宜。故軟棗獼猴桃腋芽在0.05%的氯化汞中的最佳滅菌時間是4 min。
2.2 不同質(zhì)量濃度的6-BA和IBA對叢生芽增殖的影響
將初代培養(yǎng)的無菌幼苗切取頂芽1.5 cm左右,接種于不同質(zhì)量濃度配比的培養(yǎng)基中進行叢生芽的增殖培養(yǎng),接種16 d后,幼苗底部開始長出新的小幼芽,30 d時新生的叢生芽長至2~4 cm(圖2)。結果表明,不同質(zhì)量濃度配比的6-BA和IBA對叢生芽增殖存在極顯著差異(P<0.01)。由表2可知,6-BA和IBA質(zhì)量濃度分別為2.0、0.2 mg/L時,增殖系數(shù)達到最大值,為4.69,并且幼芽生長健壯,葉色濃綠。
2.3 不同質(zhì)量濃度的蔗糖、蜂蜜、白砂糖、葡萄糖和蛋白胨對叢生芽壯苗的影響
將繼代增殖培養(yǎng)的叢生芽接種于上述最佳生長調(diào)節(jié)劑,再分別加入不同質(zhì)量濃度的蔗糖、蜂蜜、白砂糖、葡萄糖和蛋白胨的培養(yǎng)基中,培養(yǎng)30 d時觀察叢生芽壯苗情況。由表3可以看出,蔗糖和蜂蜜的濃度對叢生芽增殖和健壯程度都有一定的影響。結果表明,添加30 g/L蔗糖和添加30 g/L蜂蜜均與其他濃度的處理(除20 g/L蜂蜜外)呈極顯著或顯著差異,但二者之間對叢生芽增殖的影響差異不顯著。添加30 g/L蔗糖的叢生芽增殖系數(shù)為4.70且葉片濃綠有光澤,叢生芽莖粗壯,長勢健壯;添加30 g/L蜂蜜的叢生芽增殖系數(shù)為4.76,但其莖纖細,長勢較弱,葉片小而且少量卷曲,呈淡綠色。白砂糖和葡萄糖對叢生芽增殖的影響較小,加入蛋白胨的培養(yǎng)基無明顯現(xiàn)象,故軟棗獼猴桃最佳的壯苗培養(yǎng)基為MS+2.0 mg/L 6-BA+0.2 mg/L IBA+30 g/L蔗糖的培養(yǎng)基。
2.4 生根培養(yǎng)
2.4.1 植物生長調(diào)節(jié)劑對生根的影響 在繼代培養(yǎng)中選取長至2~3 cm生長健壯、長勢一致的無菌苗進行生根試驗。試驗以1/2MS為基本培養(yǎng)基,分別添加不同質(zhì)量濃度的NAA(0.2、0.4、0.6、0.8 mg/L)、IBA(0.2、0.4、0.6、0.8 mg/L),培養(yǎng)30 d時統(tǒng)計生根情況,具體結果見表4。由表4可知,添加NAA的培養(yǎng)基中,根部出現(xiàn)了大量褐色的愈傷組織,并且根都較脆弱易折斷,須根多且細,隨著NAA濃度的增加,平均生根數(shù)下降;添加IBA的培養(yǎng)基中,0.4 mg/L IBA的生根率最高可達到100%,平均生根數(shù)也最高,與其他IBA質(zhì)量濃度處理存在極顯著差異,并且根呈綠色,堅韌粗壯,較少有愈傷組織(圖3),隨著IBA濃度的增加,平均生根數(shù)降低且根逐漸變細,顏色變淡,出現(xiàn)愈傷組織的機率不斷增加,并且愈傷組織也隨之增大。故生根最好的生長調(diào)節(jié)劑配比為1/2MS+0.4 mg/L IBA。
2.4.2 活性炭對生根的影響 將繼代培養(yǎng)的無菌苗接種于上述生長調(diào)節(jié)劑最適宜的生根培養(yǎng)基中并且加入不同質(zhì)量濃度的活性炭,培養(yǎng)30 d時統(tǒng)計生根情況。由表5可知,添加1.0、2.0 g/L活性炭與不添加活性炭的平均生根數(shù)差異不顯著,但添加2.0 g/L活性炭的植株無愈傷組織且植株健壯,根堅韌粗壯(圖4)。繼續(xù)增加活性炭含量,發(fā)現(xiàn)雖然平均根長增加但根系質(zhì)量下降,細且易斷,有較多的褐色愈傷組織并且生根數(shù)明顯減少。故1/2MS+0.4 mg/L IBA+30 g/L蔗糖+2.0 g/L活性炭為生根的最佳培養(yǎng)基。
3 討論
在利用組織培養(yǎng)進行軟棗獼猴桃離體快速繁殖過程中,使用植物生長調(diào)節(jié)劑是提高幼芽增殖系數(shù)的重要因素之一[8,9]。劉長江等[10]對野生軟棗獼猴桃莖尖培養(yǎng)研究發(fā)現(xiàn),生長調(diào)節(jié)劑濃度為2.0 mg/L 6-BA+0.2 mg/L IBA對叢生芽增殖的效果顯著,叢生芽形成的最多,增殖系數(shù)最大,與本試驗的結果基本一致。為使繼代培養(yǎng)的無菌苗長勢健壯并且增殖系數(shù)大,在繼代培養(yǎng)基中添加蔗糖、蜂蜜、白砂糖、葡萄糖和蛋白胨等有機添加物。培養(yǎng)基中添加蜂蜜在軟棗獼猴桃的組織培養(yǎng)中尚未見報道,雖然其增殖系數(shù)最大,但長勢較弱,不適宜添加在壯苗階段。生根質(zhì)量可直接影響移栽成活率[11],本試驗在篩選出有利于生根的生長調(diào)節(jié)劑基礎上添加2.0 g/L活性炭有效地提高了生根質(zhì)量,使根系健壯,根部堅韌粗壯不產(chǎn)生愈傷組織。這與王大平等[12]對獼猴桃組培苗生根培養(yǎng)的研究結果相似。
參考文獻:
[1] 馮 健,曾凡順,王 嘉,等.軟棗獼猴桃良種選育研究進展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學,2015,43(11):46-47,87.
[2] 郭志欣,顧地周,閆中雪,等.軟棗獼猴桃優(yōu)良品系“2008-07”組織培養(yǎng)繁殖技術研究[J].西北農(nóng)林科技大學學報(自然科學版),2014,42(11):1-5.
[3] 劉延吉,郝桂杰,姜巖巖,等.不同品種野生軟棗獼猴桃最佳組培方法的研究[J].北方園藝,2012(17):124-126.
[4] 張偉慶,李紅莉.軟棗獼猴桃播種栽培技術初探[J].林業(yè)勘查設計,2009(3):100-101.
[5] 黃祥童,劉 軍,金哲軍,等.軟棗獼猴桃光霧扦插育苗試驗[J].北華大學學報(自然科學版),2010,11(2):177-182.
[6] 劉小剛,焦 晉,趙 宇,等.野生軟棗獼猴桃組織培養(yǎng)及褐變處理[J].中國農(nóng)學通報,2013,29(19):113-119.
[7] 龍 茹,秘樹青,王子華,等.外源激素對軟棗獼猴桃硬枝扦插生根的影響[J].河北科技師范學院學報,2010,24(2):12-15.
[8] 張遠記,錢迎倩.軟棗獼猴桃試管苗葉片和莖段的愈傷組織誘導及植株再生[J].西北植物學報,1996,16(2):137-141.
[9] 胡 皓,張志東.軟棗獼猴桃\"魁綠\"品種組培微繁技術研究[J].吉林農(nóng)業(yè),2011(2):71-72.
[10] 劉長江,劉國成,趙德英,等.野生軟棗獼猴桃莖尖培養(yǎng)研究[J].中國果樹,2009(2):32-34.
[11] 王慧梅,王文杰,董風麗,等.影響植物組織培養(yǎng)苗離體生根的因素[J].植物學通報,2004,21(6):673-681.
[12] 王大平,楊 玲.獼猴桃組培苗生根培養(yǎng)的研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學,2008,36(21):8930-8931.