王聰慧 王鐵軍 高芳 秦彩云 陳士剛 才巨鋒 陶晶
摘要:【目的】探討黑果枸杞的組織培養(yǎng)技術(shù),為實(shí)現(xiàn)規(guī)模化高效離體快繁提供技術(shù)依據(jù)?!痉椒ā恳院诠坭疆?dāng)年生嫩莖為外植體,研究激素組合對(duì)黑果枸杞組培苗初代、增殖以及生根培養(yǎng)的影響。【結(jié)果】適合黑果枸杞初代培養(yǎng)的培養(yǎng)基為MS + 6-BA1.0 mg/L + NAA0.2 mg/L ,腋芽生長(zhǎng)良好,萌芽率達(dá)88.61%,且玻璃化情況較少;適合微枝增殖培養(yǎng)的培養(yǎng)基為MS + 6-BA0.1mg/L + NAA0.2mg/L,微枝生長(zhǎng)速度快,增殖倍數(shù)可達(dá)4.8倍,少見(jiàn)玻璃化現(xiàn)象,且苗生長(zhǎng)健壯,葉片嫩綠;適合微枝生根的培養(yǎng)基為1/2MS + IBA0.2mg/·L,生根率達(dá)98%。適宜的移栽基質(zhì)為營(yíng)養(yǎng)土∶河沙∶蛭石=3∶1∶1(體積比)?!窘Y(jié)論】黑果枸杞嫩莖離體培養(yǎng)和莖芽增殖可以獲得再生植株實(shí)現(xiàn)離體快繁,本研究結(jié)果為黑果枸杞優(yōu)良種質(zhì)規(guī)模化繁殖提供了技術(shù)支持。
關(guān)鍵詞:黑枸杞;組織培養(yǎng);增殖培養(yǎng);生根培養(yǎng)
中圖分類號(hào):S567.19文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-8023(2019)02-0032-05
Micropropagation of Lycium ruthenicum Murr
WANG Conghui?1, WANG Tiejun?2, GAO Fang?1, QIN Caiyun?1, CHEN Shigang?1, CAI Jufeng?1, TAO Jing?1*
(1. Jilin Provincial Academy of Forestry Sciences, Changchun 130033; 2. Jilin Dunhua Forestry Bureau, Yanbian 133700)
Abstract:[Objective] To develop tissue culture technique for theLycium ruthenicum?, and provide technical basis for large scale and efficient in vitro rapid propagation. [Method] In this study, using tender stem ofL. ruthenicumas explant, the effects of different factors on primary culture, subculture and rooting culture were studied. [Results] The results showed that: the suitable medium for axillary bud sprouting was MS + 6-BA1.0mg·L?-1 + NAA0.2mg·L?-1, in which the axillary bud germination rate reached 88.61% and the vitrification were rarely. The suitable medium for proliferation was MS + 6-BA 0.1mg·L?-1 + NAA0.2mg·L?-1, in which the plantlets grew quickly. The proliferation rate was 4.8 times, and there was no vitrification with robust seedling. The suitable medium for plantlet rooting was MS + IBA0.2mg·L?-1, in which the rooting rate reached 98%. Suitable transplanting substrates were nutritional soil : river sand : vermiculite = 2:1:1. [Conclusion] The in vitro culture and stem bud subculture ofLycium ruthenicumcan be used to obtain the in vitro rapid propagation of the regenerated plants. The results provide technical support for the large-scale propagation of the fine germplasm ofLycium ruthenicum.
Keywords:?Lycium ruthenicum?; tissue culture; multiplication culture; rooting culture
0引言
黑果枸杞(?Lycium ruthenicumMurr.)為茄科(Solanceae)枸杞屬(?LyciumL.)灌木?[1]??蛇m應(yīng)鹽堿荒地和鹽化沙地生存,是我國(guó)荒漠區(qū)特有的抗鹽抗旱野生植物,同時(shí)具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值?[2-3]。其果實(shí)含有17種氨基酸?[4],13種微量元素,具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和藥用價(jià)值?[5-8],被譽(yù)為“軟黃金”?[9-10]。
由于具有較高的價(jià)值,大量的黑果枸杞野生資源被采集,導(dǎo)致野生資源難以自我恢復(fù),分布迅速面積減小?[11-12]。黑果枸杞的扦插技術(shù)較為成熟?[11-13],但扦插技術(shù)繁殖周期比較長(zhǎng)。盡管黑果枸杞離體快繁技術(shù)具有一定的進(jìn)展?[14-15],但距離規(guī)?;焖俜敝尺€有一定距離。本研究旨在研究黑果枸杞腋芽增生途徑的離體快繁技術(shù),為規(guī)?;敝趁缒咎峁┘夹g(shù)支持。
1材料與方法
1.1試驗(yàn)材料與方法
1.1.1外植體消毒方法
供試材料為寧夏黑果枸杞當(dāng)年生嫩枝。將當(dāng)年生嫩枝去除葉片,用洗滌劑水沖洗15 min,再用自來(lái)水沖洗1~2 h 后剪成2~3 cm 長(zhǎng)莖段(每塊莖段帶1~2個(gè)腋芽),置于超凈工作臺(tái)中,先用75%的乙醇溶液中浸泡15~20 s后,用無(wú)菌水洗凈3~5次,再放入10%次氯酸鈣溶液中消毒15 min,用無(wú)菌水沖洗3~5次,用滅菌后的濾紙吸干莖段表面水分待用。
1.1.2初代培養(yǎng)
將消毒后的黑果枸杞嫩枝分別接種于MS培養(yǎng)基中,培養(yǎng)基內(nèi)含6-BA(0.5、1.0、1.5 mg/L)、NAA(0.1、0.2、0.3 mg/L)。培養(yǎng)基內(nèi)均附加蔗糖20 g/L和瓊脂5.5 g/L,高溫高壓滅菌前將pH調(diào)節(jié)至5.75~5.80之間。每瓶接種5個(gè)外植體,每處理20個(gè)瓶,35 d后統(tǒng)計(jì)其生長(zhǎng)情況。培養(yǎng)室溫度23 ℃,初代培養(yǎng)與增殖培養(yǎng)時(shí)光強(qiáng)度為1 000~1 600 lx,生根和移栽培養(yǎng)時(shí)光照強(qiáng)度為1 600~2 000 lx,每天光照培養(yǎng)16 h,暗培養(yǎng)8 h。
1.1.3增殖培養(yǎng)
選取初代培養(yǎng)長(zhǎng)勢(shì)良好的組培苗,以MS為基本培養(yǎng)基,培養(yǎng)基內(nèi)含6-BA(0.1、0.2、0.4 mg/L)、NAA(0.1、0.2、0.4 mg/L)。其他條件同1.1.2,35 d 后統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)結(jié)果。
1.1.4試管內(nèi)生根培養(yǎng)
選取長(zhǎng)勢(shì)良好的組培苗用于生根培養(yǎng)試驗(yàn),將增殖培養(yǎng)后的健壯小苗截成2.5 cm長(zhǎng)莖段接種在含有IBA(0.05、0.1、0.2 mg/L)的1/2MS培養(yǎng)基上,培養(yǎng)基內(nèi)均附加蔗糖20 g/L、NAA0.2 mg/L 和瓊脂5.5 g/L,高溫高壓滅菌前將pH調(diào)節(jié)至5.75~5.80之間。每瓶接種5個(gè)外植體,每處理20個(gè)瓶,15 d統(tǒng)計(jì)其生根率及根數(shù)。
1.1.5組培苗移栽
在培養(yǎng)室內(nèi)打開(kāi)培養(yǎng)瓶瓶口煉苗2~4 d,選取生根狀況良好的植株移栽于營(yíng)養(yǎng)缽內(nèi),移栽前洗凈小苗上沾有的培養(yǎng)基,用0.1%多菌靈浸泡根系,營(yíng)養(yǎng)缽內(nèi)培養(yǎng)基質(zhì)為營(yíng)養(yǎng)土∶河沙∶蛭石(體積比)=3∶1∶1?;|(zhì)使用前需要121 ℃ 高溫高壓滅菌20 min,移栽前0.1%多菌靈噴灑基質(zhì),移栽后用保鮮膜遮蓋置于23 ℃自然光培養(yǎng)7 d ,然后置于1 600~2 000 lx光照強(qiáng)度下培養(yǎng), 10 d后統(tǒng)計(jì)成活率。
1.2數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析方法
試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel 2003進(jìn)行統(tǒng)計(jì),根據(jù)所得數(shù)據(jù)計(jì)算平均值、增殖率等;利用SPSS 19對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行方差分析等。
2結(jié)果與分析
2.1黑果枸杞嫩芽的初代培養(yǎng)
不同濃度的 6-BA 和 NAA 組合,對(duì)腋芽的萌發(fā)影響差異顯著(表1)。當(dāng)6-BA濃度較低時(shí),整體呈現(xiàn)發(fā)育緩慢和長(zhǎng)勢(shì)弱的現(xiàn)象,當(dāng)6-BA濃度較高時(shí),整體呈現(xiàn)玻璃化現(xiàn)象。初代培養(yǎng)時(shí),腋芽在MS + 6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.2 mg/L上第7天開(kāi)始萌動(dòng),生長(zhǎng)狀況良好,腋芽呈嫩綠色,基本無(wú)玻璃化現(xiàn)象,25 d后萌發(fā)率可達(dá)88.61%,顯著高于其他組合。
2.2黑果枸杞嫩芽的增殖培養(yǎng)
不同濃度NAA與6-BA組合對(duì)增殖倍數(shù)的影響差異顯著(表2)。當(dāng)6-BA濃度升高到0.2 mg/L時(shí),開(kāi)始出現(xiàn)玻璃化現(xiàn)象,如圖1(a)所示。當(dāng)NAA和6-BA 濃度均較低時(shí)組培苗表現(xiàn)出長(zhǎng)勢(shì)弱和葉片發(fā)黃的現(xiàn)象,如圖1(b)所示。在6-BA和NAA的9個(gè)組合中,較適合組培苗增殖培養(yǎng)的培養(yǎng)基為:MS + 6-BA 0.1mg/L + NAA0.2mg/L,在該培養(yǎng)條件下可使黑枸杞組培苗增殖培養(yǎng)達(dá)到最佳效果,如圖1(c)所示。
2.3IBA對(duì)黑果枸組培苗生根影響
把增殖培養(yǎng)得到的微枝接種到生根培養(yǎng)基上,7 d 后,開(kāi)始生根。15 d 后大量生根。不同處理的平均生根率之間差異顯著(表3)。隨著IBA濃度的增加,組培苗的生根率及生根數(shù)量呈增加趨勢(shì),且根系的生長(zhǎng)狀況逐漸變好。當(dāng)IBA濃度為0.05 mg/L時(shí)生根率較低,如圖2(a)所示。當(dāng)IBA濃度為0.2 mg/L時(shí),黑枸杞組培苗的生根培養(yǎng)效果最佳,如圖2(b)(c)所示,生根率達(dá)98%,生根數(shù)也最多。
2.4組培苗移栽
黑果枸杞組培苗在營(yíng)養(yǎng)土∶河沙∶蛭石(體積比)= 2∶1∶1的基質(zhì)中成活率最高(93%左右),新生根豐富,該基質(zhì)為適宜培養(yǎng)基質(zhì)。
3討論
黑果枸杞組培苗在生長(zhǎng)過(guò)程中易出現(xiàn)玻璃化現(xiàn)象,據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道很多種植物的組織培養(yǎng)過(guò)程中都存在玻璃化問(wèn)題?[14-17]。黑果枸杞的玻璃化問(wèn)題的原因可能是前期培養(yǎng)條件不適引起的,且部分處理激素濃度不適導(dǎo)致。適合黑果枸杞初代培養(yǎng)的培養(yǎng)基為MS + 6-BA1.0 mg/L + NAA0.2 mg/L,萌芽率達(dá)88.61%,且玻璃化情況較少。
植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)是組織培養(yǎng)中重要的組成部分,其濃度和比例是組織培養(yǎng)是否成功的關(guān)鍵因素之一。在本研究中適合組培苗增殖培養(yǎng)的培養(yǎng)基為MS + 6-BA0.1mg/L + NAA0.2mg/L,組培苗生長(zhǎng)速度快,增殖倍數(shù)可達(dá)4.8倍,基本無(wú)玻璃化現(xiàn)象,且苗生長(zhǎng)健壯,葉片嫩綠。
IBA廣泛應(yīng)用于生根培養(yǎng)過(guò)程中,本研究中,進(jìn)行黑果枸杞生根試驗(yàn)時(shí),在1/2MS 培養(yǎng)基中, IBA濃度為0.2mg/L時(shí),黑枸杞組培苗達(dá)到適宜的生長(zhǎng)狀態(tài),即培養(yǎng)基配為1/2MS + IBA 0.2mg/L,在該培養(yǎng)條件下,組培苗生根率高達(dá)98%,根數(shù)為8.1,且根系粗壯,基本無(wú)愈傷組織。這與生長(zhǎng)素的機(jī)理有關(guān)系,適宜濃度的IBA能夠促進(jìn)根的分化。
4結(jié)論
適合黑果枸杞初代培養(yǎng)的培養(yǎng)基為MS + 6-BA1.0 mg/L + NAA0.2 mg/L,腋芽生長(zhǎng)良好,萌芽率達(dá)88.61 %,且玻璃化情況較少;適合組培苗增殖培養(yǎng)的培養(yǎng)基為MS + 6-BA 0.1mg/L + NAA0.2mg/L,組培苗生長(zhǎng)速度快,增殖倍數(shù)可達(dá)4.8倍,基本無(wú)玻璃化現(xiàn)象,且苗生長(zhǎng)健壯,葉片嫩綠;適合組培苗生根的培養(yǎng)基為1/2MS + IBA0.2mg/L,生根率達(dá)98%。適宜黑果枸杞的移栽基質(zhì)為營(yíng)養(yǎng)土∶河沙∶蛭石(體積比)=3∶1∶1。本研究建立了黑果枸杞高效的離體快繁技術(shù),為規(guī)?;敝程峁┘夹g(shù)支持。
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