莫志軍,胡繼銀,莫?jiǎng)P迪,莫現(xiàn)梅
(1.永州職業(yè)技術(shù)學(xué)院,湖南 永州 425000;2.永州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所,湖南 永州 425000)
生姜是姜科姜屬多年生宿根草本植物,是藥食兩用經(jīng)濟(jì)作物,也是集調(diào)味、食品加工和藥用為一體的多用蔬菜[1-2]。雙牌虎爪姜是湖南省永州市雙牌縣的一個(gè)地方品種,種植在海拔500 m 的山坡上,姜辣素含量高,同時(shí)具備耐旱、耐貧瘠、耐儲(chǔ)藏、耐運(yùn)輸?shù)忍攸c(diǎn),目前正在申請(qǐng)地理標(biāo)志產(chǎn)品。由于生姜主要以地下塊莖進(jìn)行無(wú)性繁殖,連年留種導(dǎo)致病毒、病菌累積嚴(yán)重,因此產(chǎn)量逐年降低,每年因病害導(dǎo)致的減產(chǎn)可達(dá)30%~50%[3]。而且,利用地下塊莖無(wú)性繁殖所需種姜量大,高達(dá)200~300 kg/667m2,用種成本高,繁殖系數(shù)低[4-5]。為此,筆者于2015 年開始對(duì)地方生姜品種雙牌虎爪姜進(jìn)行脫毒和組織培養(yǎng)快繁研究,首先進(jìn)行了培養(yǎng)基的篩選。
供試材料雙牌虎爪姜來(lái)源于原產(chǎn)地雙牌縣上梧江鄉(xiāng)。以大量元素為依據(jù),供試培養(yǎng)基分為MS 培養(yǎng)基、1/2MS 培養(yǎng)基、N6 培養(yǎng)基,培養(yǎng)基微量元素為硫酸22.3 mg/L、硫酸鋅8.6 mg/L、碘化鉀0.83 mg/L、硼酸6.2 mg/L、鉬酸鈉0.25 mg/L、硫酸銅0.025 mg/L、氯化鈷0.025 mg/L、硫酸亞鐵27.8 mg/L,培養(yǎng)基有機(jī)物為肌醇100 mg/L、甘氨酸2.0 mg/L、煙酸0.5 mg/L、鹽酸吡哆醇0.5 mg/L、鹽酸硫胺素0.1 mg/L、乙二胺四乙酸鈉37.3 mg/L,培養(yǎng)基激素為6-BA 2.5 mg/L、NAA 0.1 mg/L 等[6-10]。供試消毒劑有0.2%新潔爾滅、70%乙醇和0.1%氯化汞。
1.2.1催 芽取生姜洗凈瀝干,在光照培養(yǎng)箱內(nèi)避光培養(yǎng),保持空氣濕度為75%,溫度為25℃,直至出芽1~2 cm 時(shí)取出。
1.2.2接 種取長(zhǎng)1~2 cm 的虎爪姜芽在自來(lái)水下沖洗2~3 h,用0.2%新潔爾滅浸泡10 mim,無(wú)菌水沖洗2~3 次;在無(wú)菌條件下用70%酒精處理30 s,無(wú)菌水沖洗2~3 次;再用0.1%氯化汞浸泡8 min,無(wú)菌水沖洗5 次;剝?nèi)ド客馊~,留取0.5~1.0 cm 芽尖,接入培養(yǎng)瓶中,每瓶接種3 個(gè)芽尖。接種后,將培養(yǎng)瓶置于25±2℃環(huán)境中培養(yǎng),光周期12 h/d,光照強(qiáng)度為2 500 lx。
1.2.3試驗(yàn)設(shè)計(jì)培養(yǎng)基的微量元素、有機(jī)物和激素濃度相同,只以大量元素為依據(jù),設(shè)計(jì)MS、1/2MS、N6 這3 種培養(yǎng)基進(jìn)行雙牌虎爪姜快繁研究,每種培養(yǎng)基接種8 瓶,共24 瓶。
1.2.4觀察指標(biāo)及方法接種后14、28 和42 d 分3次統(tǒng)計(jì)發(fā)芽數(shù),不足0.5 cm 的不計(jì)數(shù),0.5 cm 以上的計(jì)為芽數(shù)。分化率(%)=所有分化的點(diǎn)數(shù)/接種點(diǎn)數(shù)×100。各處理分階段統(tǒng)計(jì)分化芽數(shù)。增值倍數(shù)=(某階段總芽數(shù)-前階段的芽數(shù))/接種基數(shù)。增殖率(%)=某階段增加的芽數(shù)/接種基數(shù)×100。
從表1 中可以看出,1/2MS 培養(yǎng)基的分化率稍低于MS 和N6 培養(yǎng),而MS 和N6 培養(yǎng)基上的分化率相同;培養(yǎng)14、28、42d 時(shí),1/2MS 培養(yǎng)基上的分化率分別比MS、N6 培養(yǎng)基上的低32.8、16.4、13.4 個(gè)百分點(diǎn)。這可能是由于1/2MS 培養(yǎng)基的大量元素減半,不能滿足雙牌虎爪姜分化的營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)所致。觀察發(fā)現(xiàn),各培養(yǎng)基上培養(yǎng)10 d 就有根發(fā)生,培養(yǎng)28 d 后,可生出較多根。這表明MS 和N6 培養(yǎng)基對(duì)雙牌虎爪姜分化效果較好。
表1 3 種培養(yǎng)基上雙牌虎爪姜芽的分化情況
由表2 可知,不同培養(yǎng)基對(duì)雙牌虎爪姜繁殖增速度有一定影響。1/2MS 培養(yǎng)基中雙牌虎爪姜芽增殖速度最慢,增殖倍數(shù)最低。培養(yǎng)14 d 時(shí),MS 培養(yǎng)基的增殖倍數(shù)最大,達(dá)3.25,比1/2MS 培養(yǎng)基高1.70,比N6 培養(yǎng)基高0.25。培養(yǎng)14~28 d,N6 培養(yǎng)基中雙牌虎爪姜的芽分化速度加快,增殖倍數(shù)高達(dá)5.75,比MS 培養(yǎng)基高1.75,比1/2MS 培養(yǎng)基高3.87。培養(yǎng)42 d 時(shí),N6 培養(yǎng)基中雙牌虎爪姜的芽增殖倍數(shù)為6.75,比MS 培養(yǎng)基高1.50,比1/2MS 培養(yǎng)基高4.42。這可能與N6 培養(yǎng)基中硝酸鉀和磷酸二氫鉀成分含量高 有關(guān)。
從表2 中可以看出,1/2MS 培養(yǎng)基中的雙牌虎爪姜幼芽增殖較慢,每個(gè)階段的增殖率均未超過(guò)60%;MS 培養(yǎng)基第一個(gè)14 d 繁殖速度最快,增殖率為225.37%,第二個(gè)14 d 增速放慢,增殖率只有74.63%,第三個(gè)14 d 增速有所提高,增殖率達(dá)125.37%;N6 培養(yǎng)基第一個(gè)14 d 繁殖速度也較快,增殖率達(dá)200%,第二個(gè)14 d 繁殖速度更快,增殖率高達(dá)274.6%,比MS 快了200 個(gè)百分點(diǎn),到第三個(gè)14 d增速放慢,增殖率為100%,比前2 個(gè)14 d 增速降低了一半以上,比MS 培養(yǎng)基的增速也減慢了25.37 個(gè)百分點(diǎn),可能是由于28 d 后培養(yǎng)基的營(yíng)養(yǎng)成分含量下降所致。
表2 3 種培養(yǎng)基上雙牌虎爪姜芽的增殖情況
觀察發(fā)現(xiàn),在激素種類及含量相同的情況下,MS 培養(yǎng)基和N6 培養(yǎng)基在培養(yǎng)14 d 時(shí),雙牌虎爪姜芽的增殖速度都比較快,但MS 培養(yǎng)基增殖略多一點(diǎn),差異不大;但培養(yǎng)14~28 d 時(shí),N6 培養(yǎng)基明顯優(yōu)于MS 培養(yǎng)基。而雙牌虎爪姜幼苗培養(yǎng)28 d 后即可煉苗移栽。
由表2 可知,接種0~14 d,MS 培養(yǎng)基上的姜芽數(shù)比1/2MS 培養(yǎng)基多114 個(gè),增幅為109.6%;MS 培養(yǎng)基上的姜芽數(shù)比N6 培養(yǎng)基多17 個(gè),增幅為8.46%;N6 培養(yǎng)基上的姜芽數(shù)比1/2MS 培養(yǎng)基多97 個(gè),增幅為93.3%。接種14~28 d,1/2MS 培養(yǎng)基上姜芽總數(shù)126 個(gè),平均每個(gè)芽分化1.88 個(gè);而MS 培養(yǎng)基上姜芽總數(shù)268 個(gè),平均每個(gè)芽分化4 個(gè),比1/2MS培養(yǎng)基多142 個(gè),平均每個(gè)芽多分化2.12 個(gè),增幅為112.8%;N6 培養(yǎng)基上姜芽數(shù)達(dá)385 個(gè),平均每個(gè)芽分化5.75 個(gè),比MS 培養(yǎng)基多1.75 個(gè),比1/2MS培養(yǎng)基上姜芽數(shù)更多,增幅為205.6%;N6 培養(yǎng)基上的姜芽數(shù)反比MS 培養(yǎng)基多117 個(gè),增幅為43.7%。接種28~42 d,1/2MS 培養(yǎng)基總姜芽數(shù)156 個(gè),平均每個(gè)姜芽分化2.33 個(gè);而MS 培養(yǎng)基上的姜芽數(shù)比1/2MS 培養(yǎng)基多196 個(gè),增長(zhǎng)率125.6%;N6 培養(yǎng)基上的姜芽數(shù)比1/2MS 培養(yǎng)基多296 個(gè),增幅為189.7%;N6 培養(yǎng)基的姜芽數(shù)比MS 培養(yǎng)基多100 個(gè),增幅為28.4%。上述結(jié)果表明,N6 培養(yǎng)基上的增殖速度比MS 培養(yǎng)基快,培養(yǎng)時(shí)間以28 d 左右為佳,培養(yǎng)時(shí)間延長(zhǎng),姜芽數(shù)會(huì)增加,但增長(zhǎng)速度放緩。
試驗(yàn)結(jié)果表明,雙牌虎爪姜的快繁最佳培養(yǎng)基為N6+6-BA 2.5 mg/L+NAA 0.1 mg/L,培養(yǎng)時(shí)間以28 d 左右為佳,增殖倍數(shù)高達(dá)5.75。當(dāng)增殖倍數(shù)足夠時(shí),雙牌虎爪姜芽可轉(zhuǎn)入無(wú)激素N6 培養(yǎng)基中以控制增殖,便于后期分株移栽。N6 培養(yǎng)基中大量元素硝酸鉀和磷酸二氫鉀的使用量比MS 培養(yǎng)基的大,特別是鉀元素的量大,這可能是N6 培養(yǎng)基更適合雙牌虎爪姜組織培養(yǎng)快速繁殖的原因。