王建萍,李公存,沙玉芬,顧亮,劉笑宏,蘇佳明
(煙臺市農(nóng)業(yè)科學研究院,山東 煙臺 265500)
藍莓屬杜鵑花科越橘屬植物,原產(chǎn)于北美和東亞,是世界上少見的真正藍色漿果[1]。藍莓果實中含有較多的花色素苷、黃酮等生理活性成分,具有防止腦神經(jīng)衰老、增強心臟功能、明目及抗癌等獨特功效[2],是近年許多國家發(fā)展十分迅速的優(yōu)良果樹之一,尤其是歐美國家[3-4]。我國對藍莓的應用可追溯到20世紀50年代,東北地區(qū)的篤斯藍莓被用來釀酒[5]。20世紀80年代,吉林農(nóng)業(yè)大學郝瑞教授最先率隊對長白山地區(qū)的野生篤斯藍莓資源進行全面系統(tǒng)的調(diào)查研究,并開始野生藍莓的馴化栽培工作[6]。到2017年我國藍莓栽培面積達到5.59萬hm2,總產(chǎn)量15.43萬t[7],目前我國藍莓栽培面積和產(chǎn)量列居全球第四位[8]。當前制約藍莓產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個重要原因是育種周期長的問題,常規(guī)的育苗方法不能滿足發(fā)展需求,而通過組織培養(yǎng)和脫毒技術可以獲得比常規(guī)育苗更大量、更優(yōu)質(zhì)的種苗,滿足市場上對藍莓種苗的需求。本研究以藍莓品種杜克和布里吉塔葉片為外植體,研究藍莓葉片離體再生技術,旨在探討藍莓工廠化育苗技術體系。
Cao等[9]研究發(fā)現(xiàn),不同藍莓品種葉片再生頻率不同。本試驗以繼代培養(yǎng)的杜克和布里吉塔2個藍莓品種試管苗為試驗材料,由煙臺農(nóng)科院實驗室保存。
1.2.1 無菌苗的獲得
4月取當年生無病蟲害生長健壯的枝條,摘除葉片后放入加水的容器中,于0~4 ℃條件下冷藏2~3 d,接種前,用洗潔精將枝條洗刷干凈,剪成3~4 cm的莖段,流水沖洗30 min,然后在超凈工作臺上將剪好的莖段用乙醇浸泡30 s,無菌水沖洗1次,然后用0.1%的升汞溶液浸泡8~12 min(根據(jù)枝條老嫩程度),再用無菌水沖洗4~6次,剪去兩端,接種于誘導培養(yǎng)基上進行培養(yǎng)。生長30 d后轉(zhuǎn)移到改良WPM+ZT 0.5 mg·L-1培養(yǎng)基上繼代培養(yǎng)。
1.2.2 葉片不定芽再生
采取繼代培養(yǎng)30~35 d的試管苗中上部大小一致的幼嫩葉片,剪成0.3 cm見方,近軸面向下接種到預先配置好的培養(yǎng)基上,每個配方培養(yǎng)基上接種120片。以TDZ(一種新型植物生長調(diào)節(jié)劑,具有很強的細胞分裂素活性,可以促進植物芽的再生和繁殖)和ZT(一種細胞分裂素,具有促進細胞分裂、誘導芽的分化等作用)為激素,基本培養(yǎng)基為改良WPM培養(yǎng)基,蔗糖30 g·L-1,瓊脂3.5 g·L-1,pH值為5.0~5.2。進行不同時間的暗培養(yǎng),后轉(zhuǎn)為光照培養(yǎng)。光照強度1 500~2 000 lx,光照時間14 h·d-1,培養(yǎng)溫度(25±1)℃,空氣相對濕度40%~70%。
1.2.3 暗培養(yǎng)
將葉片接種在培養(yǎng)基上,每個配方分成5份,分別置黑暗中培養(yǎng)0、5、10、15、20 d,后轉(zhuǎn)為光照培養(yǎng)。
1.2.4 生根培養(yǎng)
外植體在增殖培養(yǎng)基上生長30 d左右,剪取高2 cm以上的植株接種到不同配方的生根培養(yǎng)基中,基本培養(yǎng)基為1/2改良WPM。
由表1可以看出,TDZ濃度越低,2個藍莓品種葉片再生效果均越差。當濃度為0.5 mg·L-1時,杜克和布里吉塔再生頻率分別僅有14.2%和10.0%;當TDZ濃度為2.5 mg·L-1時,杜克和布里吉塔再生芽葉片數(shù)均達到最高,再生頻率分別為65.0%和58.3%。
由表2可以看出,ZT濃度較低時,2個藍莓品種葉片再生效果較差。當ZT濃度為0.5 mg·L-1時,杜克和布里吉塔再生頻率分別僅為20.0%和15.0%;當ZT濃度為2.0 mg·L-1時,杜克葉片再生效果最好,再生頻率達82.0%,布里吉塔葉片再生效果也較好;當ZT濃度為2.5 mg·L-1時,布里吉塔葉片再生效果最好,再生頻率為65.8%,杜克葉片再生效果也較好,2個品種間差異不大。
由表3可知,不同配方培養(yǎng)基對杜克藍莓葉片再生效果不同,在5號培養(yǎng)基上葉片再生效果最好,再生頻率達90%;在6號培養(yǎng)基上再生效果較好,再生頻率為66.7%;在2、3、4號培養(yǎng)基上葉片再生效果較差;在1號培養(yǎng)基上再生效果最差,再生頻率僅為16.7%。
表2 不同ZT濃度對兩個藍莓品種葉片再生的影響
布里吉塔在6號培養(yǎng)基上葉片再生效果最好,再生頻率為80%;在5號培養(yǎng)基上再生效果較好,再生頻率為73.3%;在2、3和4號培養(yǎng)基上再生效果較差,在1號培養(yǎng)基上再生效果最差,再生頻率僅為11.7%。
表3 不同培養(yǎng)基配方對藍莓品種葉片再生的影響
由表4可知,暗培養(yǎng)20 d,杜克再生芽數(shù)最多,再生頻率為76.7%;暗培養(yǎng)15和10 d,再生芽數(shù)較高,再生頻率分別為74.2%和62.5%;未經(jīng)暗培養(yǎng)處理時,再生芽數(shù)最低,再生頻率僅為33.3%。
表4 暗培養(yǎng)時間對藍莓品種葉片再生的影響
暗培養(yǎng)15 d,布里吉塔再生芽數(shù)最多,再生頻率達83.3%;暗培養(yǎng)20 d,再生芽數(shù)也較多,再生頻率為73.3%;未經(jīng)暗培養(yǎng)處理時,再生芽數(shù)最少,再生頻率僅為31.7%。
由此可知,在對杜克和布里吉塔進行葉片培養(yǎng)時,經(jīng)過一定時間的暗培養(yǎng)可顯著提高葉片的再生頻率和再生芽數(shù)。不經(jīng)過暗培養(yǎng),葉片雖有再生能力,但再生力較差。
由表5可以看出,杜克在3號培養(yǎng)基上生根率最高,達100%,平均根長最長,為2.3 cm;2號培養(yǎng)基的生根率較高,為91%,平均根長2.1 cm;在1號和5號培養(yǎng)基上生根率較低,分別為37%和53%;在6號培養(yǎng)基上生根率最低,僅有21%,平均根長最短,僅為0.8 cm。
表5 不同培養(yǎng)基兩個藍莓品種不定梢生根情況
布里吉塔在3號培養(yǎng)基上生根率最高,也達到100%,平均根長為2.5 cm;在2號和4號培養(yǎng)基上生根率較高,分別為85%和87%,平均根長分別為2.0和2.1 cm;在1號和6號培養(yǎng)基上生根率均較低,分別僅有21%和17%。
本研究表明,TDZ和ZT能較好地誘導杜克和布里吉塔葉片分化。TDZ濃度較低時,2個藍莓品種葉片培養(yǎng)效果較差;隨著濃度的升高,再生芽葉片數(shù)及再生頻率明顯升高,表明較高濃度的TDZ有利于藍莓葉片再生;ZT濃度較低時,2個藍莓品種葉片培養(yǎng)效果較差,隨著濃度的升高,再生效果明顯變好,但當濃度達到3.0 mg·L-1時,再生效果變差,說明低濃度和高濃度的ZT均不利于藍莓葉片再生。TDZ和ZT搭配使用明顯好于單獨使用的效果,說明兩者搭配使用有利于藍莓葉片再生。
本研究發(fā)現(xiàn),杜克和布里吉塔葉片再生效果差異不大,這可能與2個品種同屬于北高叢藍莓有關;試驗結果表明,暗培養(yǎng)可明顯提高藍莓葉片不定芽再生能力,暗培養(yǎng)15 d時布里吉塔葉片再生能力最強,暗培養(yǎng)20 d時杜克葉片再生能力最強;結果表明,低濃度和高濃度的IBA均不利于藍莓生根,濃度為1.5 mg·L-1時效果最好,生根率達100%。