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        巴西蕉優(yōu)選3號(hào)繼代增殖培養(yǎng)基的篩選①

        2019-08-23 09:38:44王永芬王美存張翠仙張惠云柏天琦婁予強(qiáng)羅心平俞艷春
        熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué) 2019年6期
        關(guān)鍵詞:芽體增殖率培養(yǎng)箱

        王永芬 王美存 張翠仙 張惠云 楊 陽(yáng) 柏天琦 婁予強(qiáng) 羅心平 俞艷春

        (云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶亞熱帶經(jīng)濟(jì)作物研究所云南保山678000)

        香蕉屬于芭蕉科(Musaceae)芭蕉屬(Musa),屬于大型多年生草本植物。原產(chǎn)于亞洲熱帶地區(qū)[1]。隨著香蕉產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展,香蕉產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為我國(guó)熱帶亞熱帶地區(qū)的農(nóng)業(yè)支柱性產(chǎn)業(yè)。巴西蕉為主栽品種之一,因果實(shí)品質(zhì)好、產(chǎn)量高、經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)點(diǎn),深受廣大種植戶的喜愛(ài)。我國(guó)香蕉的栽培品種幾乎都是三倍體植物,沒(méi)有種子,具有高度的不育性[2],難以利用傳統(tǒng)的雜交技術(shù)等進(jìn)行新品種選育[3]。生產(chǎn)上種苗繁育幾乎都是采用組織培養(yǎng)快繁技術(shù)[4],組織培養(yǎng)主要利用吸芽莖尖分生組織接種到MS培養(yǎng)基上的技術(shù),采用組織培養(yǎng)能繁育無(wú)病種苗,短期內(nèi)能提供大量種苗[5],占用空間小,利于種質(zhì)資源保存和交流等優(yōu)點(diǎn)。其成熟的技術(shù)推進(jìn)了香蕉產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,并取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。高效快速的產(chǎn)苗是現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要,據(jù)研究表明,不同類型的香蕉,甚至不同品種的香蕉吸芽的誘導(dǎo)和增殖對(duì)激素水平的反應(yīng)差異較大[6-8],對(duì)于激素比例的要求也有所不同,研究不同比例的激素量能提高組培效率。

        在香蕉組織快繁技術(shù)中,如果繁殖基數(shù)低,為提高產(chǎn)苗量主要從兩個(gè)方面來(lái)進(jìn)行,一方面就是增加繼代培養(yǎng)的代數(shù),而繼代培養(yǎng)代數(shù)的增加會(huì)增加變異苗發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn),導(dǎo)致品質(zhì)和產(chǎn)量下降;另一方面就是以量取勝,增加外植體的誘導(dǎo)培養(yǎng),這大大增加了投入精力(耗時(shí)長(zhǎng)、勞力與成本增加等),從取吸芽,到分化,生根出苗,歷時(shí)至少9個(gè)月[9-11]。對(duì)香蕉采用組織培養(yǎng)技術(shù)可使香蕉的繁殖率大大提高,一年中繁殖率可達(dá)幾千倍,而且有利于提高種性[12]。所以對(duì)巴西蕉優(yōu)選3號(hào)不定芽的增殖培養(yǎng)基進(jìn)行篩選,以期可以提高產(chǎn)苗率、降低繼代產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)、優(yōu)化種苗質(zhì)量,最大化節(jié)省時(shí)間與成本。

        巴西優(yōu)選3號(hào)香蕉是從巴西蕉芽變選育出來(lái)的,具有長(zhǎng)勢(shì)旺盛、矮化抗風(fēng)、產(chǎn)量高、風(fēng)味佳等優(yōu)良特性,具有較好的推廣價(jià)值,所以本試驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行研究。

        1 材料與方法

        1.1 試驗(yàn)材料

        1.1.1 基本培養(yǎng)基

        本試驗(yàn)采用MS培養(yǎng)基,按照標(biāo)準(zhǔn)配制成母液。

        巴西優(yōu)選3號(hào)香蕉吸芽來(lái)自于云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶亞熱帶經(jīng)濟(jì)作物研究所試驗(yàn)基地內(nèi),地處保山市隆陽(yáng)區(qū)潞江壩,典型的熱帶亞熱帶干熱氣候。在晴天,選取沒(méi)有病蟲(chóng)害、健壯、正常掛果的母株,挖取地上部分高50 cm左右、粗壯的吸芽,帶回實(shí)驗(yàn)室備用。

        1.1.2 儀器及用品

        高壓滅菌鍋、光照培養(yǎng)箱、超凈工作臺(tái)、精密電子秤、鑷子、解剖刀、培養(yǎng)瓶、酒精、濾紙、pH試紙(5.4~7.0)、0.1%氯化汞、無(wú)菌水、記號(hào)筆等。

        1.2 方法

        試驗(yàn)中均采用MS培養(yǎng)基,組成配方見(jiàn)表1。A、B、C、D、E是6-BA濃度在2.0、3.0、4.0、5.0和6.0 mg/L的濃度梯度下的五5組,每組在NAA濃度分別為0.0、0.2、0.3和0.4 mg/L的水平下,觀察芽的生長(zhǎng)情況,對(duì)比處理之間的差異。外植體在MS+6-BA 4.0 mg/L的培養(yǎng)基上進(jìn)行誘導(dǎo),經(jīng)過(guò)25~40 d的誘導(dǎo),將其切成1c m×1 cm×1 cm大小,再次接種到誘導(dǎo)培養(yǎng)基中,培養(yǎng)基pH 5.8~6.0。放入光照培養(yǎng)箱(規(guī)格型號(hào):上海博訊SPX-250BG),培養(yǎng)箱溫度為28.6℃,弱光照強(qiáng)度為50 lx,每天光照10 h,誘導(dǎo)產(chǎn)生不定芽。不定芽經(jīng)過(guò)兩代的誘導(dǎo)培養(yǎng),轉(zhuǎn)入增殖培養(yǎng)基培養(yǎng),增殖培養(yǎng)基采用以下20種配方,也就是20個(gè)處理(表1)。每個(gè)處理接種6瓶(重復(fù)為6),每瓶接種3個(gè)叢芽(每個(gè)叢芽3個(gè)小芽體)。培養(yǎng)箱溫度為28.6℃,光照強(qiáng)度為66 lx,每天光照10 h。蔗糖濃度為30 mg/L。培養(yǎng)基pH 5.8~6.0。培養(yǎng)周期為30 d,在培養(yǎng)期間的第15天記錄芽的分化情況、生長(zhǎng)狀況;第30d記錄芽的分化情況、生長(zhǎng)狀況,并且計(jì)算芽體增重率(以下簡(jiǎn)稱增重率)以及增殖率。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 不定芽增殖情況

        外植體經(jīng)過(guò)第一次誘導(dǎo)有的形成向外凸起膨大的愈傷組織,有的還會(huì)形成不定芽點(diǎn)。再次誘導(dǎo)后切塊處理接種到增值培養(yǎng)基上,有的僅有一個(gè)單芽,有的形成一簇一簇的叢芽。

        A、B、C、D、E共5組試驗(yàn),每組4個(gè)處理,每個(gè)處理重復(fù)6次,合計(jì)120個(gè)樣本。試驗(yàn)中樣本總污染率為9.17%(表2)。

        表2 試驗(yàn)樣本芽的污染率

        由表3中可知,本方法相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)誤差偏差為0.003%~0.14%,滿足試驗(yàn)要求。從增殖率來(lái)看,C-3>C-4>E-2>B-4>C-2>A-3>B-2>D-1>A-4>A-2=D-2>D-3>E-4>C-1>D-4>E-3>B-1>B-3>E-1>A-1;從增重率來(lái)看,D-1>C-4>C-3>B-4>B-1>D-3>B-2>E-3>E-2>D-2>E-1>D-4>E-4>A-3= C-1>A-4=B-3>C-2>A-1>A-2。由此可知,處理C-3增殖率最大,為3.71,增重率為2.44,但就芽的生長(zhǎng)情況來(lái)看芽細(xì)且多為無(wú)效芽(圖1);其次為處理C-4的增殖率最大為2.52,增重率為4.21,結(jié)合芽的生長(zhǎng)情況來(lái)看,芽成大叢狀且芽體粗壯(圖1)。綜上可見(jiàn),處理C-4是培養(yǎng)基在pH 5.8~6.0,培養(yǎng)箱溫度為28.6℃,光照強(qiáng)度為66 lx,每天光照10 h,蔗糖濃度為30 mg/L的條件下,增殖增重效果較好,且芽體質(zhì)量較好。

        2.2 激素6-BA對(duì)不定芽增殖和增重率的影響

        處理A-1、B-1、C-1、D-1、E-1的培養(yǎng)基只加6-BA,濃度分別為2.0、3.0、4.0、5.0和6.0 mg/L。從增殖率來(lái)看:D-1>C-1>B-1>E-1>A-1;增重率來(lái)看,D-1>B-1>E-1>C-1>A-1(圖2)。當(dāng)培養(yǎng)基中只加入6-BA時(shí),其中處理D-1的增殖率和增重率最大,分別為1.39和5.46,增殖率先隨6-BA濃度增加先升高后下降,呈拋物線形狀,但芽的增殖率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于處理C-4。由此可知,在巴西優(yōu)選3號(hào)的繼代培養(yǎng)基NAA不可或缺。

        表3 不同激素比例下不定芽的增長(zhǎng)情況

        圖1 不定芽的增殖培養(yǎng)

        圖2 激素6-BA對(duì)不定芽增殖率和增重率的影響

        3 討論與結(jié)論

        目前,組織培養(yǎng)技術(shù)在各行業(yè)中已經(jīng)熟練運(yùn)用,香蕉組織培養(yǎng)技術(shù)也是作為一項(xiàng)基礎(chǔ)性研究工作來(lái)開(kāi)展。本試驗(yàn)主要研究探索香蕉組培中繼代增殖培養(yǎng)基的優(yōu)選,增殖是目前在香蕉組培中相對(duì)重要的部分,一個(gè)吸芽理論上經(jīng)過(guò)2個(gè)月的誘導(dǎo)和10個(gè)月的反復(fù)繼代培養(yǎng)后代,可繁殖出超過(guò)30萬(wàn)個(gè)芽體,而實(shí)際生產(chǎn)中1個(gè)吸芽周年可生產(chǎn)約3萬(wàn)株優(yōu)質(zhì)試管苗[13],由此可見(jiàn),與理論上相比較,實(shí)際生產(chǎn)上還有很大的提升空間。增殖率和增重率的高低不僅僅決定了組培的產(chǎn)苗率和種苗的質(zhì)量,而且可以大大減少實(shí)際生產(chǎn)中的投入成本,利益最大化。

        增殖培養(yǎng)基中激素的種類、濃度以及配比都會(huì)影響增殖效果,目前增殖培養(yǎng)中應(yīng)用比較廣泛的就是6-BA、NAA和IBA等。本試驗(yàn)中,以6-BA濃度為4 mg/L,以NAA濃度為0.4 mg/L為增殖效果最佳,與其它文獻(xiàn)報(bào)道中需要的激素濃度稍高。本試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)在于優(yōu)化改良增殖培養(yǎng)基中激素的濃度以及配制比例,提高繁殖效率,優(yōu)化種苗質(zhì)量,減少變異風(fēng)險(xiǎn);缺點(diǎn)是培養(yǎng)基?;蛷?qiáng),適用范圍不廣??傊磺袨榱讼憬斗N苗產(chǎn)業(yè)的健康持續(xù)性發(fā)展而努力。

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