朱君麗,李育川
(昆明學院農(nóng)學與生命科學學院,昆明 650000)
軟棗獼猴桃[Actinidia arguta(Sieb. & Zucc)Planch.ex Miq.],屬獼猴桃科(Actirlidiaceae)獼猴桃屬(Actinidia)多年生落葉藤本植物[1],果皮光滑無毛,富含維生素C、鈣、磷、鉀、鐵等物質[2],有調中理氣、解熱除煩、生津潤燥之效[3],對消化不良、食欲不振、嘔吐[4]、燒燙傷、肝炎、高血壓和心腦血管疾病[5]有一定治療作用,且對瘦身減肥及護肝均有獨特的功效[6],果肉含有抗氧化物質,可增強人體免疫力[7],果汁對食道癌有一定療效[8]。中國野生軟棗獼猴桃資源較為豐富,分布廣泛,但經(jīng)營模式粗放,近乎掠奪式地采摘,導致資源破壞嚴重[9]。隨著野生品種引種馴化工作的逐步進行,軟棗獼猴桃優(yōu)良苗木的需求劇烈增加,而當前軟棗獼猴桃多采用傳統(tǒng)種子繁殖[9,10]、扦插繁殖[11,12]等方式,不僅生長周期長且變異大成活率低[13],難以保持親本的優(yōu)良性狀,限制了軟棗獼猴桃良種的開發(fā)與推廣[14-16]。為擴大軟棗獼猴桃的繁殖數(shù)量與馴化栽植規(guī)模,適應市場需求,利用生物技術對軟棗獼猴桃進行組織培養(yǎng),研究軟棗獼猴桃葉片愈傷組織的誘導技術,縮短育苗時間,減少外植體浪費,提高苗木的成活率,為軟棗獼猴桃的工業(yè)化生產(chǎn),規(guī)?;N植奠定基礎,為良種軟棗獼猴桃的組培工廠化發(fā)展提供技術支持及試驗基礎。
軟棗獼猴桃展葉由昆明學院李育川教授提供。大量元素、微量元素、鐵鹽、維生素、2,4-D、生長調節(jié)劑KT、瓊脂、蔗糖、75.0%和90.0%的CH3CH2OH、0.1%~1.0% HgCl2、2.0%~10.0% NaClO、漂白粉飽和溶液由昆明學院組培室提供。
1.2.1 不同消毒處理對完全展開葉片的消毒方法在潘立斌等[13]、王春華[14]的研究基礎上,將采集的外植體葉片,用自來水加洗潔精沖洗表面,流動自來水沖洗1 h 后在無菌條件下,以75.0% CH3CH2OH 浸泡處理 30 s,去離子水沖洗 3~4 次,10.0% NaClO 分別滅菌5、15、20 min,期間不斷振蕩,去離子水沖洗3~4 次,再以 0.1% HgCl2分別處理 7、10、15 min。試驗方案見表1。
表1 不同的消毒處理對完全展開葉片消毒試驗設計
1.2.2 不同培養(yǎng)基配方對葉片愈傷組織誘導效果的研究方法 以MS、1/2MS、WPM 為基本母液培養(yǎng)基,分別添加不同濃度的 2,4-D、KT,pH 調至 5.8,試驗方案見表2。切除葉尖、葉緣和葉柄的多余部分,擴大軟棗獼猴桃葉片傷口,提高愈傷組織誘導率。切成約0.5 cm×0.5 cm 的葉塊,葉片背面朝下接至培養(yǎng)基。試驗共設9 個處理,3 次重復,每處理10 瓶,每瓶15 片。培養(yǎng)基在121 ℃高溫高壓滅菌2 h。培養(yǎng)環(huán)境條件為光照度2 000~2 500 lx,時間10 h/d,(26±2)℃,濕度70%~80%。
表2 不同培養(yǎng)基配方對軟棗獼猴桃葉片愈傷組織誘導試驗設計 (單位:mg/L)
1.2.3 測量指標及方法 生長狀況:顏色、質地、生活周期;大塊愈傷組織:>1.4 cm;中塊愈傷組織:0.7~1.4 cm;小塊愈傷組織:<0.7 cm。計算公式如下。
誘導率=產(chǎn)生愈傷組織個數(shù)/(總個數(shù)-污染數(shù))×100%
污染率=(污染個數(shù)/接種個數(shù))×100%
數(shù)據(jù)采用SPSS 13.0 軟件進行顯著性比較及分析。
不同處理對軟棗獼猴桃葉片消毒效果影響不同(表3)。從污染率可知處理8、處理9 與其他處理差異顯著,處理1 至處理4 差異不顯著;隨殺菌劑滅菌時間的增加,污染率與外植體死亡率逐漸下降。滅菌時間與外植體死亡率成正比。先以10.0% NaClO處理展葉20 min 后0.1% HgCl2處理10 min,污染率低、死亡數(shù)不斷減少,成活率較高,是最適合軟棗獼猴桃葉片的滅菌處理方案。
表3 不同消毒處理對軟棗獼猴桃葉片消毒效果的影響
2.2.1 不同培養(yǎng)基配方對葉片愈傷組織誘導及萌發(fā)情況的影響 第8 天3 種母液培養(yǎng)基的葉片卷曲膨大,葉邊緣傷口處出現(xiàn)白色呈粘液質物體并形成愈傷組織,與王廣富等[17]的研究結論相似。選取生長調節(jié)劑KT 和2,4-D 進行配比,愈傷組織均為葉片膨大卷曲,在葉緣傷口處出現(xiàn)有白色的黏稠物質,隨著培養(yǎng)時間的增加,愈傷組織不斷向葉片內部擴大,直至整個葉片均形成愈傷組織。試驗分析可以得出,處理 3 中 1.00 mg/L KT 與 0.40 mg/L 2,4-D 這 2 種生長調節(jié)劑配比出來的軟棗獼猴桃葉片愈傷組織誘導率最高(表4),出現(xiàn)愈傷組織的用時較短,期間需控制生長調節(jié)劑濃度,過高則影響愈傷組織生長。
表4 不同培養(yǎng)基配方對軟棗獼猴桃葉片愈傷組織誘導及萌發(fā)情況的影響
2.2.2 不同培養(yǎng)基配方對軟棗獼猴桃葉片愈傷組織生長質量的影響 由表5 可知,培養(yǎng)15 d 后絕大多數(shù)的愈傷組織已形成,成活率大于60%;培養(yǎng)30 d 后愈傷組織單個平均質量為0.47 g,但未完全生長開,且長勢較緩慢;培養(yǎng)60 d 后單個愈傷組織平均質量為0.80 g,平均長度1.16 cm,屬于中塊愈傷組織,符合其他學者[13,18]研究得出形成愈傷組織的最佳長度應在0.70~1.40 cm 的結果,且葉片上的愈傷組織已全部長出,部分處理出現(xiàn)褐化。處理3 效果最優(yōu)。
表5 不同培養(yǎng)基配方對軟棗獼猴桃葉片愈傷組織生長質量的影響
經(jīng)預試驗發(fā)現(xiàn)軟棗獼猴桃展葉更易在培養(yǎng)基里誘導出愈傷組織,而用嫩葉進行消毒處理,則會出現(xiàn)黃化枯萎現(xiàn)象,且誘導出的愈傷組織多數(shù)為黑化或褐化,生命周期短、污染率高,可能是因為在消毒過程中消毒劑對嫩葉產(chǎn)生刺激使葉片細胞死亡。本試驗以軟棗獼猴桃展葉為外植體,得出軟棗獼猴桃葉片的最佳消毒處理為:75.0% CH3CH2OH 處理葉片30 s,去 離 子 水 沖 洗 3~4 次 ,10.0% NaClO 處 理 20 min,去離子水沖洗 3~4 次后以 0.1% HgCl2處理 10 min。軟棗獼猴桃葉片愈傷組織誘導率最高且用時較短的培養(yǎng)基配方是MS+1.00 mg/L KT+0.40 mg/L 2,4-D+3.00%白糖+0.55%瓊脂,pH 5.8。將接種后的培養(yǎng)基置于光照強度2 500 lx,光照時間8 h/d,26 ℃下進行培養(yǎng),8 d 后少部分愈傷組織出現(xiàn),60 d后平均單個愈傷組織重量達0.80 g,單個愈傷組織平均長度1.16 cm,屬中塊愈傷組織,符合趙芮等[19]研究得出形成愈傷組織的最佳長度應在0.70~1.40 cm 的結論。
由王廣富等[17]研究得出無芽莖段與葉片的愈傷組織誘導率均大于90%,且葉片不定芽分化率顯著高于莖段與葉柄,因此本試驗選取葉片為外植體進行研究。當前軟棗獼猴桃組培培養(yǎng)擴繁中,大都以莖與葉柄作為外植進行誘導,其葉片及根莖部分被直接剔除,大量葉片被浪費。將軟棗獼猴桃展葉作為組培外植體材料,可以有效減少資源的浪費,且以展葉為外植體進行擴繁,操作簡單便捷,培育成本低。試驗若選擇單一生長調節(jié)劑種類,則達不到預期的愈傷組織誘導率或難以誘導出愈傷組織。選取展葉為外植體,可有效避免在消毒過程中殺死葉片的表皮細胞。在愈傷組織培養(yǎng)過程中部分處理出現(xiàn)愈傷組織褐變,這與劉小剛等[15]的研究結果相似,出現(xiàn)褐變的原因可能為培養(yǎng)基消耗殆盡供不上營養(yǎng);葉片消毒時間過長;接種過程中裁剪葉片帶入了病菌;培養(yǎng)環(huán)境溫度過高或濕度過大。如何控制軟棗獼猴桃愈傷組織褐變,可成為后續(xù)研究的重點。