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        鮮食棗的快速繁殖體系研究初報(bào)

        2019-06-19 07:14:24李學(xué)營(yíng)彭勇菲王金鑫彭建營(yíng)
        山西農(nóng)業(yè)科學(xué) 2019年6期
        關(guān)鍵詞:植物生長(zhǎng)

        李學(xué)營(yíng),彭勇菲,王金鑫,彭建營(yíng)

        (1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院,河北保定071001;2.河北省農(nóng)林科學(xué)院石家莊果樹研究所,河北石家莊050061)

        植物組織培養(yǎng)技術(shù)是指利用植物細(xì)胞的全能性,在無(wú)菌條件下將離體的器官(如根、莖、葉、花、果、莖尖等)、組織(如形成層、表皮層、皮層、髓部細(xì)胞、胚乳等)、細(xì)胞及原生質(zhì)體放在培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng),在人工控制的環(huán)境里長(zhǎng)成完整植株的過程。植物組織培養(yǎng)具有成本低、效率高、脫病毒等特點(diǎn),最先始于20 世紀(jì)初期,形成于20 世紀(jì)中期,在20 世紀(jì)60 年代后被廣泛應(yīng)用。其在生物技術(shù)中尤為重要,同時(shí)也是植物無(wú)性繁殖的重要方式之一[1-3]。

        近年來,我國(guó)棗生產(chǎn)發(fā)展較快,培育和發(fā)掘出許多優(yōu)良品種,其繁殖方式主要有嫁接、扦插、分株和組織培養(yǎng)繁殖等。嫁接繁殖成活率高,方法簡(jiǎn)單易操作,因此,其成為當(dāng)前栽培棗樹最為常用的方式,但其發(fā)枝量少,樹冠成形慢。嫩枝扦插繁殖由于其耗枝量大,并且必須選取當(dāng)年萌發(fā)的半木質(zhì)化枝條,取材相對(duì)較困難。而對(duì)成年的大樹一般采取分株繁殖,且要采取人為斷根措施,這樣不僅對(duì)母樹造成傷害,還可能引起品種混雜[4-6]。利用組織培養(yǎng)技術(shù)可在短期內(nèi)獲得大量、無(wú)毒的組培苗,在一定程度上促進(jìn)了棗樹優(yōu)良品種的發(fā)展,間接地提高了經(jīng)濟(jì)效益[7]。生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑和外植體的選擇是影響植物組織培養(yǎng)成功與否的重要條件。但不同品種、不同生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑配比、不同外植體選擇存在較大差異。

        筆者通過對(duì)6 個(gè)鮮食棗品種不同取材部位和不同生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑濃度配比進(jìn)行研究,以期篩選出棗最佳外植體材料和最佳啟動(dòng)、繼代培養(yǎng)基,為棗組織快速繁殖體系提供理論依據(jù)。

        1 材料和方法

        1.1 材料

        試驗(yàn)以稷山板棗、上海白蒲棗、疙瘩棗、孔府酥脆棗、寧陽(yáng)六月鮮和尖棗6 個(gè)鮮食棗品種為試材,于2012 年栽植于河北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)林教學(xué)實(shí)驗(yàn)基地,株行距1.5 m×3 m,按常規(guī)進(jìn)行管理。

        1.2 方法

        本試驗(yàn)用MS 培養(yǎng)基,附加蔗糖30 g/L、瓊脂6 g/L,通過添加不同質(zhì)量濃度配比的6-BA 和IBA篩選棗啟動(dòng)培養(yǎng)基和增殖培養(yǎng)基。在啟動(dòng)培養(yǎng)基和增殖培養(yǎng)基中分別設(shè)計(jì)4 個(gè)配比處理(表1),生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑在滅菌前加入,pH 值調(diào)至5.8~6.0,在高壓蒸汽滅菌鍋121 ℃條件下滅菌20 min。培養(yǎng)條件為每日光照10~12 h,光照強(qiáng)度1 600 lx,溫度(25±2)℃。

        表1 2 種培養(yǎng)基中生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的配比 mg/L

        1.2.1 外植體消毒及啟動(dòng)培養(yǎng)基篩選 2016 年3 月剪取休眠期1 年生枝和二次枝,帶回實(shí)驗(yàn)室后用0.1%的洗衣粉水浸泡5~10 min,將枝條表面清洗干凈,用自來水沖洗30 min,插入燒杯中進(jìn)行水培。水培20 d 左右后取萌發(fā)的帶腋芽莖段(6 個(gè)品種的混合取樣)作外植體,用0.1%HgCl2溶液滅菌處理8 min,蒸餾水沖洗4~5 次,切去莖段兩端各0.5 cm,接種于不同配比的培養(yǎng)基上,每個(gè)處理10 瓶,每瓶3 個(gè),共30 個(gè)莖段,重復(fù)3 次。將接種好的莖段于組培室進(jìn)行培養(yǎng),每隔7 d 進(jìn)行一次莖段生長(zhǎng)狀況調(diào)查,統(tǒng)計(jì)萌芽數(shù)。

        1.2.2 增殖培養(yǎng)基篩選 外植體培養(yǎng)至5~6 cm時(shí)進(jìn)行增殖繼代培養(yǎng),每個(gè)莖段3~4 個(gè)腋芽,每瓶3 個(gè)莖段,設(shè)置不同的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑配比,每個(gè)處理10 瓶,重復(fù)3 次。將接種好的莖段于組培室進(jìn)行培養(yǎng),定期觀察記錄棗啟動(dòng)芽的生長(zhǎng)情況。

        1.2.3 外植體篩選試驗(yàn) 2016 年5 月分別采取稷山板棗、上海白蒲棗、疙瘩棗、孔府酥脆棗、寧陽(yáng)六月鮮和尖棗6 個(gè)鮮食品種棗頭、棗吊、棗葉片為外植體進(jìn)行研究。啟動(dòng)培養(yǎng)基為1.2.1 篩選出的最適啟動(dòng)培養(yǎng)基,前處理與1.2.1 相同,每個(gè)處理10 瓶,每瓶接種3 個(gè)材料,共計(jì)30 個(gè),重復(fù)3 次,于組培室進(jìn)行培養(yǎng)。每周觀察新梢的生長(zhǎng)狀況,同時(shí)統(tǒng)計(jì)接種材料的存活率。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 不同生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑配比對(duì)棗莖段啟動(dòng)培養(yǎng)的影響

        將帶腋芽的莖段分別接到不同處理的啟動(dòng)培養(yǎng)基中,培養(yǎng)14 d 后,莖段開始膨大,腋芽開始萌動(dòng)并露出綠色芽點(diǎn),切口處有愈傷組織出現(xiàn);21 d 后發(fā)現(xiàn),莖段腋芽處出現(xiàn)不定芽,長(zhǎng)出1~2 個(gè)叢狀小枝;培養(yǎng)28~35 d 后,腋芽處長(zhǎng)出2~3 cm 的小芽。

        添加不同質(zhì)量濃度生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑,不定芽生長(zhǎng)分化有明顯差異,說明植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)不定芽的生長(zhǎng)和分化起著重要作用。從表2 可以看出,Q2 處理效果最好,即生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑質(zhì)量濃度6-BA 為1.0 mg/L,IBA 為0.2 mg/L 時(shí),芽的萌發(fā)數(shù)多,啟動(dòng)率最高,為63.33%,顯著高于其他處理;Q1 處理效果次之,啟動(dòng)率為46.67%;再次為Q3 處理,啟動(dòng)率為33.33%;Q4 處理的效果最差,啟動(dòng)率僅為26.68%。

        表2 不同生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑配比下棗莖段啟動(dòng)培養(yǎng)情況

        2.2 不同生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑配比對(duì)棗增殖培養(yǎng)的影響

        由表3 可知,不同生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑質(zhì)量濃度配比的培養(yǎng)基對(duì)棗增殖影響很大。Z3 處理(6-BA 2.0 mg/L,IBA 0.3 mg/L)的芽苗粗壯,長(zhǎng)勢(shì)良好,增殖系數(shù)為2.33,顯著優(yōu)于其他處理;Z1處理次之,芽苗長(zhǎng)勢(shì)細(xì)弱;而Z2,Z4 處理效果較差,長(zhǎng)勢(shì)較弱,并逐漸死亡。

        表3 不同繼代培養(yǎng)基的增殖情況

        2.3 不同外植體材料對(duì)存活率的影響

        從表4 可以看出,棗頭接種后存活率最高,為53.33%~83.33%,是棗樹組織培養(yǎng)快速繁殖很好的啟動(dòng)材料;而棗吊接種后大部分直接枯萎死亡,只有少數(shù)成活,但在培養(yǎng)過程中逐漸衰亡,不宜作為組培快繁的接種材料;葉片接入啟動(dòng)培養(yǎng)基后幾天漸漸衰亡,同樣不適宜作為棗組培的啟動(dòng)材料。因此,棗組織培養(yǎng)的最佳啟動(dòng)材料為棗頭。不同品種間棗頭的存活率也有差異,其中,稷山板棗和孔府酥脆棗存活率較高,分別為83.33%,80.00%;寧陽(yáng)六月鮮棗和上海白蒲棗存活率較低,分別為56.68%,53.33%。

        表4 外植體不同取材部位的成活率比較

        3 結(jié)論與討論

        棗樹的啟動(dòng)培養(yǎng)和增殖培養(yǎng)的培養(yǎng)基一般采用MS 培養(yǎng)基[8]。培養(yǎng)基中加入的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑是影響組織培養(yǎng)成功與否的一個(gè)重要條件[9]。植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的種類有很多,植物細(xì)胞分裂素的主要作用是促進(jìn)植物細(xì)胞分裂和分化,誘導(dǎo)胚狀體和不定芽的形成,細(xì)胞分裂素多采用6-BA 和KT;生長(zhǎng)素的作用是影響莖尖和節(jié)間的伸長(zhǎng)、向性、頂端優(yōu)勢(shì)、葉片脫落和生根等,主要有IBA,IAA 和NAA。調(diào)節(jié)劑之間的搭配和濃度均對(duì)組織培養(yǎng)中的細(xì)胞有較大影響,本研究中棗的啟動(dòng)培養(yǎng)基為MS+6-BA 1.0 mg/L+I(xiàn)BA 0.2 mg/L,增殖培養(yǎng)基為MS+6-BA 2.0 mg/L+I(xiàn)BA 0.3 mg/L 時(shí),培養(yǎng)和增殖效果最好,增殖培養(yǎng)基中激素濃度均大于啟動(dòng)培養(yǎng)基。

        影響組織培養(yǎng)的重要因素有組培材料、消毒滅菌時(shí)間和方式、培養(yǎng)基類型、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的選擇等。植物組織培養(yǎng)中外植體材料的選擇是組織培養(yǎng)過程中關(guān)鍵步驟[10-13]。羅曉芳等[14-15]已建立了金絲小棗和贊皇大棗等的無(wú)菌體系。關(guān)于棗離體葉片組織培養(yǎng)研究相對(duì)較晚,葉部組織培養(yǎng)成功的報(bào)道均以試管苗葉片為試材,通過不同切割、擺放、基本培養(yǎng)基種類和生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑配比等研究其再生[16-18],而田間直接采取葉片無(wú)再生不定芽的能力[17]。本研究發(fā)現(xiàn),不同鮮食棗品種直接田間采取葉片接種培養(yǎng),長(zhǎng)出愈傷組織后逐漸枯萎死亡,成活率為零,進(jìn)一步說明大田棗葉片不能作為組織培養(yǎng)材料。本研究中棗吊接入培養(yǎng)基后,未萌發(fā)新芽,而是枯萎變黃,有少數(shù)棗吊在瓶中開花后,逐漸枯萎,所以,棗吊同樣不適合作為棗組織培養(yǎng)的外植體材料;而棗頭接種于啟動(dòng)培養(yǎng)基后,萌芽后生長(zhǎng)緩慢,但成活率較高,因此,棗頭是棗快速繁殖的最佳外植體材料。

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