(合肥植物園,安徽合肥 230031)
藍(lán)漿果為杜鵑花科越桔屬植物,具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和保健功能,我國(guó)南北均有種植[1-3].組培是藍(lán)漿果進(jìn)行快速繁殖和培育優(yōu)選系的有效方法[4],不定芽伸長(zhǎng)生長(zhǎng)是葉片再生中一個(gè)非常關(guān)鍵的步驟,剛形成的芽很小,如不能實(shí)現(xiàn)芽的伸長(zhǎng)生長(zhǎng),小芽極易干枯死亡[5].芽能否很好的伸長(zhǎng)生長(zhǎng)直接決定無(wú)根試管苗的生根狀況.本試驗(yàn)在芽增殖的基礎(chǔ)上,為了進(jìn)一步促進(jìn)經(jīng)切割后叢生芽的生長(zhǎng)與伸長(zhǎng),分析了激素、培養(yǎng)基、光強(qiáng)、不定芽芽齡以及基因型對(duì)不定芽伸長(zhǎng)的影響,探索最適伸長(zhǎng)條件,為藍(lán)漿果組織培養(yǎng)進(jìn)一步發(fā)展提供依據(jù).
1.1.1 植物材料
供試材料由葉片誘導(dǎo)生長(zhǎng)30 d(不定芽芽齡影響試驗(yàn)除外)的南方高叢藍(lán)漿果品種“南月”優(yōu)選系A(chǔ)18 等的不定芽.其中基因型對(duì)不定芽影響的研究中所用材料為兔眼藍(lán)漿果品種“園藍(lán)”、“梯芙藍(lán)”、“燦爛”、“精華”、“巴爾德溫”、“藍(lán)美人”與南方高叢藍(lán)漿果品種“南月”優(yōu)選系A(chǔ)17、A167、A119 葉片 培養(yǎng)伸長(zhǎng)不定芽;激素、培養(yǎng)基、光強(qiáng)、不定芽芽齡對(duì)不定芽伸長(zhǎng)影響研究均采用南方高叢藍(lán)漿果品種“南月”優(yōu)選系A(chǔ)18 的不定芽為材料.
1.1.2 培養(yǎng)基
基本培養(yǎng)基為WPM(不同培養(yǎng)基處理除外),在培養(yǎng)基中加入蔗糖25 g·L-1、瓊脂7.5 g·L-1、ZT 0.5 mg·L-1(不同激素處理除外),pH值調(diào)至5.3.配制好的培養(yǎng)基經(jīng)常規(guī)滅菌后備用.
取大小約0.5 cm2的不定芽芽塊36 塊,接種于培養(yǎng)基上,每個(gè)處理塊于溫度(25±2)℃、光照度1800~2000 lx、光照時(shí)間16 h·d-1的條件下培養(yǎng).每天觀察并記錄不定芽生長(zhǎng)情況,40 d 天后統(tǒng)計(jì)伸長(zhǎng)芽塊數(shù)、伸長(zhǎng)枝條數(shù)、平均苗高及對(duì)枝條進(jìn)行形態(tài)描述.
1.2.1 激素對(duì)藍(lán)漿果再生不定芽伸長(zhǎng)的影響
選取激素如下:ZT(0.2、0.4、0.8 mg·L-1);2ip(0.5、1、2 mg·L-1);NAA (1 mg·L-1)、2ip+NAA(1+0.1 mg·L-1);ZT+NAA(0.4+0.1 mg·L-1);對(duì)照(不添加任何激素).
1.2.2 基本培養(yǎng)基對(duì)藍(lán)漿果再生不定芽伸長(zhǎng)的影響
試驗(yàn)培養(yǎng)基分別為WPM、MWPM、MS、1/2MS.
1.2.3 光照強(qiáng)度對(duì)藍(lán)漿果再生不定芽伸長(zhǎng)的影響
光照強(qiáng)度處理分別設(shè)置為全暗(0)、弱光(0~500 lx)、中光(1000~1500 lx)、強(qiáng)光(2000~2500 lx).
1.2.4 不定芽芽齡對(duì)藍(lán)漿果再生不定芽伸長(zhǎng)的影響
不定芽芽齡分別為30 d、60 d、90 d.
1.2.5 不同品種(系)藍(lán)漿果再生不定芽伸長(zhǎng)的比較
取兔眼藍(lán)漿果品種“園藍(lán)”、“梯芙藍(lán)”、“燦爛”、“精華”、“巴爾德溫”、“藍(lán)美人”;南方高叢藍(lán)漿果品種“南月”優(yōu)選系A(chǔ)17、A167、A119 葉片培養(yǎng)伸長(zhǎng)不定芽為材料.
植物激素是培養(yǎng)基中的關(guān)鍵性物質(zhì),在葉片再生體系建立的研究中,調(diào)節(jié)細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素的種類與比例是激素使用的關(guān)鍵.目前,藍(lán)漿果葉片再生研究中常使用的細(xì)胞分裂素類物質(zhì)有2ip、ZT、ZR(反玉米素)、ZT 核苷(ZTR)、TDZ、CPPU、6-BA 等,但不同的種和品種對(duì)以上各激素的反應(yīng)相差很大[6-7].從表1可知,不同激素對(duì)不定芽伸長(zhǎng)的影響不同.其中,低濃度的ZT、2ip 及ZT、NAA 配比對(duì)不定芽伸長(zhǎng)效果較好,其中不定芽伸長(zhǎng)率及伸長(zhǎng)枝條數(shù)最高的激素處理為質(zhì)量濃度為0.8 mg·L-1的ZT,不定芽伸長(zhǎng)率及伸長(zhǎng)枝條數(shù)最低為2ip(1 mg·L-1)和NAA(0.1 mg·L-1)配比(見(jiàn)圖1-5).伸長(zhǎng)枝條苗高及質(zhì)量以質(zhì)量濃度為0.5~1 mg·L-12ip 及0.2~0.8 mg·L-1ZT 的效果較好,而誘導(dǎo)質(zhì)量較差的激素濃度為2ip(1 mg·L-1)和NAA(0.1 mg·L-1)組合.結(jié)果表明,對(duì)不定芽伸長(zhǎng)誘導(dǎo)效果最好的激素處理為0.8mg·L-1的ZT.
表1 激素對(duì)藍(lán)漿果再生不定芽伸長(zhǎng)的影響
表2 培養(yǎng)基對(duì)藍(lán)漿果再生不定芽伸長(zhǎng)的影響
從表2 可知,培養(yǎng)基對(duì)不定芽伸長(zhǎng)有一定影響.其中,伸長(zhǎng)率最高的培養(yǎng)基為WPM,達(dá)41.67%,伸長(zhǎng)枝條數(shù)為16;伸長(zhǎng)率最低的培養(yǎng)基為1/2MS,低至0(見(jiàn)圖1 之8).平均苗高以MWPM 及MS 誘導(dǎo)效果好.可見(jiàn),對(duì)不定芽伸長(zhǎng)效果最好的培養(yǎng)基為WPM.
由表3 可知,在強(qiáng)光和中等光下,不定芽能伸長(zhǎng),強(qiáng)光下伸長(zhǎng)率稍高,達(dá)16.67%,伸長(zhǎng)枝條數(shù)6,但平均苗高較低,為0.48 cm,但枝條長(zhǎng)勢(shì)較好;中等光下,伸長(zhǎng)率稍低,為5.56%,伸長(zhǎng)枝條數(shù)2,平均苗高較高,為1.25 cm,枝條長(zhǎng)勢(shì)較差(見(jiàn)圖1 之7).可見(jiàn),光照強(qiáng)度對(duì)不定芽伸長(zhǎng)有影響,強(qiáng)光較利于不定芽伸長(zhǎng),弱光及全暗情況下不定芽不伸長(zhǎng).
表3 光照強(qiáng)度對(duì)藍(lán)漿果再生不定芽伸長(zhǎng)的影響
由表4(見(jiàn)下頁(yè))可知,培養(yǎng)60 d 的不定芽伸長(zhǎng)率較高,伸長(zhǎng)枝條數(shù)較多,平均苗高中等;培養(yǎng)90 d 的不定芽與培養(yǎng)30 d 的不定芽伸長(zhǎng)率相差不大,但伸長(zhǎng)枝條質(zhì)量以培養(yǎng)30 d 效果較好(見(jiàn)圖1 之6).綜合而言,不定芽芽齡對(duì)不定芽伸長(zhǎng)效果有影響,培養(yǎng)60 d 不定芽較易伸長(zhǎng).
圖1 藍(lán)漿果葉片再生不定芽伸長(zhǎng)情況
表4 不定芽芽齡對(duì)藍(lán)漿果再生不定芽伸長(zhǎng)的影響
由表5 可知,兔眼藍(lán)漿果“園藍(lán)”、“梯芙藍(lán)”、“巴爾德溫”及南方高叢藍(lán)漿果品種“南月”優(yōu)選系A(chǔ)167、A119 較易伸長(zhǎng),伸長(zhǎng)率較高,伸長(zhǎng)枝條數(shù)較多;而平均苗高及伸長(zhǎng)枝條質(zhì)量以南方高叢藍(lán)漿果品種“南月”優(yōu)選系A(chǔ)167、A119 較好;伸長(zhǎng)能力最差的為兔眼藍(lán)漿果“藍(lán)美人”及南方高叢藍(lán)漿果品種“南月”優(yōu)選系A(chǔ)17,伸長(zhǎng)率低至2.78%;其他品種不定芽伸長(zhǎng)能力居中(見(jiàn)圖1 之9).可見(jiàn),基因型不同,不定芽伸長(zhǎng)能力不同,南方高叢藍(lán)漿果品種“南月”優(yōu)選系A(chǔ)167、A119 不定芽較易伸長(zhǎng).
表5 不同品種(系)藍(lán)漿果再生不定芽伸長(zhǎng)的
在增殖培養(yǎng)基上不定芽無(wú)法形成正常的再生植株,因此,需將不定芽接種到低濃度的培養(yǎng)基上進(jìn)行伸長(zhǎng).適宜濃度的細(xì)胞分裂素類物質(zhì)(6-BA、ZT、KT 等)對(duì)不定芽的分化、增殖等是必需的,太高濃度的細(xì)胞分裂素易造成不定芽不易伸長(zhǎng)及形成畸形芽,而適當(dāng)濃度的生長(zhǎng)素類物質(zhì)(NAA、2,4-D、IAA 等)則對(duì)伸長(zhǎng)具有一定的促進(jìn)作用.羅素蘭等[8]認(rèn)為,不定芽伸長(zhǎng)難的主要原因是由于其內(nèi)源生長(zhǎng)素水平較低,營(yíng)養(yǎng)成分較缺乏,如離體培養(yǎng)時(shí)無(wú)外源生長(zhǎng)素和適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)物營(yíng)養(yǎng)成分的補(bǔ)充就會(huì)出現(xiàn)叢芽等問(wèn)題,以致成苗率較低.楊國(guó)順[9]認(rèn)為不定芽伸長(zhǎng)率低的原因不是不定芽難以伸長(zhǎng),而是能否分化出完全不定芽而非葉狀體.劉娟旭[10]等認(rèn)為不定芽分化不完全可能與植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑或營(yíng)養(yǎng)成分有關(guān),過(guò)多或過(guò)少均不利于完全不定芽的形成.在本試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)將不定芽轉(zhuǎn)至不添加生長(zhǎng)素,添加低濃度的ZT、2ip 或添加低濃度的ZT 與NAA 配比的培養(yǎng)基中,不定芽較易伸長(zhǎng),這說(shuō)明不定芽伸長(zhǎng)難的原因是內(nèi)源生長(zhǎng)素水平較低,營(yíng)養(yǎng)成分較缺乏.
培養(yǎng)基的選擇在組培工作中具有很關(guān)鍵的地位,Joshi 等[11]報(bào)道含硫酸銅的培養(yǎng)基能極其顯著地提高不定芽的伸長(zhǎng)率,多數(shù)研究者認(rèn)為子葉作為外植體其再生能力最強(qiáng),分化后期需轉(zhuǎn)入伸長(zhǎng)培養(yǎng)基才利于其伸長(zhǎng);Khan 等[12]用苗齡一個(gè)月的莖尖和莖段也能誘導(dǎo)體細(xì)胞胚,或直接分化出芽,進(jìn)而長(zhǎng)成小苗,而且自始自終只用一種培養(yǎng)基.在本試驗(yàn)中研究發(fā)現(xiàn)WPM 培養(yǎng)基較適宜藍(lán)漿果不定芽伸長(zhǎng)培養(yǎng).
將不定芽切取后轉(zhuǎn)接至相應(yīng)濃度的培養(yǎng)基上,繼續(xù)進(jìn)行增殖培養(yǎng),如果轉(zhuǎn)接過(guò)遲或不轉(zhuǎn)接,愈傷組織會(huì)將培養(yǎng)基中的水分和營(yíng)養(yǎng)耗盡,不定芽生長(zhǎng)受到抑制甚至死亡,適宜的轉(zhuǎn)接時(shí)間需把握好.在本研究中發(fā)現(xiàn)不定芽生長(zhǎng)60 d 時(shí)為最佳轉(zhuǎn)接時(shí)間.
基因型是影響不定芽伸長(zhǎng)的主要原因之一,這可能是因?yàn)椴煌贩N內(nèi)源激素含量不同,選擇再生能力強(qiáng)的品種(系)是建立高效再生體系的關(guān)鍵.劉娟旭[10]認(rèn)為不定芽分化率高的品種不一定伸長(zhǎng)率高,但不定芽分化率低的品種,芽伸長(zhǎng)率都較低.本研究發(fā)現(xiàn)不同品種(系)不定芽伸長(zhǎng)能力不同,其中以南方高叢藍(lán)漿果品種“南月”優(yōu)選系A(chǔ)167、A119 較易得到伸長(zhǎng).
關(guān)于光照強(qiáng)度對(duì)不定芽伸長(zhǎng)影響的研究未曾見(jiàn)報(bào)道.本研究發(fā)現(xiàn)在一定范圍內(nèi)適當(dāng)提高光照強(qiáng)度較利于不定芽伸長(zhǎng),這可能是因?yàn)楣猸h(huán)境是影響組培苗光合作用和生長(zhǎng)的內(nèi)在因素,而光照弱是有糖組培苗光合機(jī)構(gòu)功能失常的原因之一,適度提高光照可使組培苗結(jié)構(gòu)發(fā)育更好地趨向于光合自養(yǎng).