呂海燕 趙婷婷 鐘彩虹
摘要[目的]研究狗棗獼猴桃離體培養(yǎng)和快速繁殖技術。[方法]以狗棗獼猴桃幼嫩帶芽莖段、幼嫩葉片及葉柄作為外植體,研究其組織培養(yǎng)整個過程,建立快速高效的狗棗獼猴桃快繁體系。[結果]器官發(fā)生途徑最適宜的外植體為幼嫩葉片。
篩選出最適宜腋芽一步成苗的培養(yǎng)基配方為MS+1.25 mg/L 6-BA+0.250 mg/L NAA,腋芽萌發(fā)率達92.90%,通過對無菌苗進行生根誘導試驗,篩選出最佳生根培養(yǎng)基為1/2MS + 0.2 mg/L NAA,生根率100%,平均根數12.5條。[結論]該研究為狗棗獼猴桃產業(yè)化生產及優(yōu)良種質資源的保存工作提供了理論和技術支撐。
關鍵詞狗棗;離體培養(yǎng);快速繁殖
中圖分類號S663.4文獻標識碼A文章編號0517-6611(2017)17-0116-03
Abstract[Objective]To study culturing in vitro and rapid regeneration of Actinidia kolomikta.[Method]A stable and efficient in vitro rapid propagation system of A. kolomikta was established by using the stem segments with axillary buds,petioles and leaves as explants.[Result] Leaves were the best explants for callus induction of A. kolomikta.The best onestep culturing medium for stem segments with axillary buds was MS+1.25 mg/L 6BA + 0.250 mg/L NAA,the axillary bud germination rate was 92.90%.The adventitious shoots were cultured in the same medium, then transferred to the MS supplemented with 0.2 mg/L NAA. The rate of adventitious root regeneration and the average number of roots were 100% and 12.5, respectively.[Conclusion]The research provided theoretical and technical support for the conservation and industrialization of A.kolomikta excellent germplasm resources.
Key wordsActinidia kolomikta;Culture in vitro ;Rapid regeneration
基金項目2016年湖北省技術創(chuàng)新專項(重大項目)(2016ABA109);中國科學院科技服務網絡計劃(KFJ-EW-STS-076);國家自然科學基金青年基金項目(31101520)。
作者簡介呂海燕(1983—),女,湖北武漢人,工程師,碩士,從事獼猴桃組織培養(yǎng)技術研究。*通訊作者,研究員,博士,從事獼猴桃育種、種質資源及種植技術等研究。
收稿日期2017-04-21
狗棗獼猴桃(Actinidia kolomikta)屬獼猴桃科獼猴桃屬小型落葉藤本,果實可食用、釀酒及入藥,維生素C含量高,是很好的藥食同源植物[1]。
國內狗棗獼猴桃主要分布在東北3?。ê0?00~800 m)、四川(海拔1 600~2 900 m)山地混交林或雜木林中開曠地[2]。因其獨特的生態(tài)習性,在華中地區(qū)的引種栽培中,常規(guī)育種繁殖方法如高接、扦插、播種繁殖成活率較低,植株生長勢弱,結果少,而利用組織培養(yǎng)離體保存該種質資源意義重大。筆者對狗棗獼猴桃的組織培養(yǎng)進行研究,探討其離體培養(yǎng)保存方法和快速繁育技術,為其產業(yè)化生產及優(yōu)良種質資源的保存工作提供理論和技術支撐。
1材料與方法
1.1材料
2015年3—11月、2016年3月,以國家獼猴桃種質資源圃(中國科學院武漢植物園內)保存的狗棗獼猴桃為試材,取帶腋芽莖段、幼嫩葉片、葉柄,自來水沖洗1 h,在超凈工作臺上用75%乙醇浸泡45 s,0.1%升汞中浸泡10 min,無菌水沖洗4 ~ 5次,于無菌濾紙上晾干待用。
1.2方法
1.2.1不同外植體離體再生試驗。
消毒好的外植體,帶腋芽莖段每含1 ~ 2個腋芽切成1段,葉片切成0.5 cm×0.5 cm大小,葉柄切成0.5 cm長小段,接種于含不同濃度6-BA、ZT、NAA的MS培養(yǎng)基中,6-BA質量濃度為2000、1000、0 mg/L,NAA質量濃度為0.100、0.200、0.400 mg/L,ZT質量濃度為0、1.000、2.000 mg/L,采用L9(4)3正交表進行試驗設計,共計9個處理,每個處理15個外植體,各3次重復,接種后置于光培養(yǎng)室光下培養(yǎng)8~14 d調查腋芽及愈傷萌發(fā)率。
1.2.2不同采樣時間狗棗腋芽離體萌發(fā)試驗。
于2015年3月、5月、6月、11月分4次對狗棗嫩枝采樣,進行帶腋芽莖段的萌發(fā)誘導試驗,材料消毒方法同“1.1”,所用培養(yǎng)基配方為MS+6-BA 1.000 mg/L+NAA 0.200 mg/L,每個月份分3次取樣作為3個重復,每個重復30個外植體,21 d后統(tǒng)計腋芽萌發(fā)率。
1.2.3不同濃度激素配比誘導狗棗一步成苗。
于2016年3月采狗棗幼嫩莖段,外植體消毒處理后,接入含不同濃度6-BA和NAA的MS培養(yǎng)基中,6-BA質量濃度0.750、1000、1250、1.500 mg/L,NAA質量濃度為0.125、0.250、0500、1.000 mg/L。隨機處理組合,共16個處理,各3次重復,每個重復15個外植體,28 d后觀察統(tǒng)計再生率。無菌苗于最佳誘導培養(yǎng)基上繼代,統(tǒng)計增殖系數。
1.2.4不定芽的生根。
將生長狀態(tài)良好的狗棗無菌苗切成含2 ~ 3片葉片的小段,形態(tài)學下端朝下分別接種到附加有不同質量濃度NAA(0、0.200、0.500、1.000 mg/L)的1/2MS培養(yǎng)基上進行生根培養(yǎng),每處理重復3次,每個重復15個節(jié)段,培養(yǎng)21 d后,統(tǒng)計生根率和生根數量。
該試驗光培養(yǎng)條件為12h/d光照,光照強度2 500 lx,溫度(25±2)℃,MS基本培養(yǎng)基添加蔗糖30 g/L、瓊脂8 g/L,pH 6.0。
1.3數據分析
采用SPSS 20.0數據分析軟件處理數據,進行方差分析。
愈傷再生率=再生愈傷葉片數(葉柄數)/接種外植體總數×100%
腋芽萌發(fā)率=萌發(fā)外植體數/接種外植體總數×100%
生根率=生根芽數/接種芽數量×100%
2結果分析
2.1不同處理對外植體萌發(fā)的影響
外植體接種7 d后,帶腋芽莖段在附加1.000 mg/L 6-BA和0.200 mg/L NAA的MS培養(yǎng)基中即可萌發(fā)腋芽,且萌發(fā)率顯著高于其他處理(圖1)。葉片、葉柄均有不同程度的愈傷組織再生,但愈傷分化緩慢,葉片再生的愈傷組織有少量不定芽再生,但多發(fā)育為白化苗(圖2)。方差分析結果表明,試驗中的4個因素各水平之間差異顯著,結合萌發(fā)率的直觀分析和正交設計的優(yōu)選原則,可得出因素6-BA中2.000 mg/L水平,ZT中2.000 mg/L水平,NAA中0.400 mg/L的水平,外植體選擇帶腋芽莖段時效果最好。即最佳組合為選擇帶腋芽莖段為外植體,添加2.000 mg/L 6-BA、2.000 mg/L ZT和0.400 mg/L NAA的培養(yǎng)基最適合狗棗的離體萌發(fā)(表1)。
2.2不同采樣時間對腋芽萌發(fā)的影響
由表2可知,3月份為外植體采樣的最佳時間,此時外植體生長狀態(tài)良好,再生能力強,不易褐化。隨著時間往后推移,外植體再生能力降低,且很容易褐化死亡。
2.3不同濃度的6-BA和NAA組合對狗棗一步成苗的影響
根據“2.1”的試驗結果,對帶腋芽莖段進行一步成苗誘導試驗。結果分析表明,低濃度的6-BA培養(yǎng)基誘導下外植體形成少量愈傷,但愈傷組織灰白色,易碎,不易分化,隨著6-BA濃度的增加,外植體愈傷化愈加嚴重(圖3),嚴重滯緩了莖段上腋芽的萌發(fā)影響了一步成苗的效率。由表3可知,當6-BA濃度為1.250 mg/L,NAA濃度為0.250 mg/L時,接種7 d即可見腋芽萌發(fā),且迅速抽長,生長健壯。將萌發(fā)的腋芽切下置于相同的培養(yǎng)基上培養(yǎng),無菌苗生長迅速,增殖快,通過莖段擴繁,30 d的增殖系數可達4~5。確定MS+6-BA 1.250 mg/L+NAA 0.250 mg/L為狗棗一步成苗最佳培養(yǎng)基配方。
2.4不同濃度的NAA對不定芽生根的影響
狗棗獼猴桃易生根,即使在不添加任何激素的1/2MS上也能生根(圖4),但耗時長,21 d左右才出現可見根(表4),隨著NAA濃度的增加,植株基部愈傷化(圖5),影響生根進程,當NAA濃度為0.200 mg/L時,生根數量最多,每棵植株可再生出12.5條根,生根快,且基部無愈傷組織(圖6)。
3討論
獼猴桃離體再生可供選擇的外植體很多,大量研究證實
獼猴桃莖段、葉片、葉柄、花瓣、花粉、胚乳等均可作為有效外植體進行再生誘導試驗[3-7],該試驗著眼于狗棗獼猴桃一步成苗快繁技術的研究,采用帶腋芽莖段作為外植體,減少再生分化的細胞再生過程,能極大地加快產業(yè)化育種進程。
培養(yǎng)基中激素的種類和比例是獼猴桃組織培養(yǎng)研究成功的關鍵[8-10]。很多學者指出,ZT對獼猴桃愈傷組織和不定芽的分化有很好的誘導效果[5,11],該試驗中6-BA和NAA適宜濃度組合對狗棗離體快繁的效果不亞于ZT組合,從實際生產成本來講,6-BA對ZT的取代,很大程度上降低了產業(yè)化種苗的生產成本。
參考文獻
[1] 黃宏文.中國獼猴桃種質資源[M].北京:中國林業(yè)出版社,2013:68-69.
[2] 黃宏文,龔俊杰,王圣梅,等.獼猴桃屬(Actinidia)植物的遺傳多樣性[J].生物多樣性,2000,8(1):1-12.
[3] 張玉杰,楊忠,顧德峰.狗棗獼猴桃葉片離體培養(yǎng)的研究[J].北方園藝,2014(10):97-101.
[4] 隆前進,吳延軍,謝鳴.‘紅陽獼猴桃葉片和帶芽莖段的組織培養(yǎng)快繁技術[J].浙江農業(yè)學報,2010,22(4):429-432.
[5] 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.
[6] 尚霄麗,馬春華,馮建燦,等.中華獼猴桃葉片再生體系的建立[J].江西農業(yè)學報,2010,22(4):50-52.
[7] 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.
[8] 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].中國農學通報,2013,29(19):113-119.
[9] 朱學棟,劉奕清,趙榮隆,等.紅陽獼猴桃快速繁殖體系的建立[J].湖北農業(yè)科學,2012,51(11):2369-2371.
[10] 劉錚,張?zhí)?,張漢堯.獼猴桃組織培養(yǎng)研究現狀與展望[J].福建林業(yè)科技,2013,40(4):231-235.
[11] 謝志兵,魯旭東.獼猴桃組織培養(yǎng)中適宜激素組合的篩選[J].北方果樹,2003(3):7-8.