畢海林,木永青,郭 淼,和加衛(wèi),王朝文,和志嬌,楊燕林,楊正松*
(1.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 高山經(jīng)濟(jì)植物研究所,云南 麗江 674199;2.麗江藍(lán)瑪生物科技開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司,云南 麗江 674100)
大櫻桃矮化砧木吉塞拉6號(hào)(Gisela 6)由德國(guó)育成,是酸櫻桃(Prunus cerasus L)與灰毛葉櫻桃(Prunus canescens)進(jìn)行種間雜交培育的三倍體雜種,其植物學(xué)性狀特點(diǎn)類(lèi)似于灰毛葉櫻桃,在歐洲、北美地區(qū)被廣泛種植,并于1998年經(jīng)美國(guó)引入我國(guó),于2004年12月通過(guò)國(guó)家林業(yè)和草原局林木良種審定。塞拉6號(hào)與大多數(shù)大櫻桃品種的親合性良好,具有明顯的矮化、豐產(chǎn)、早實(shí)性強(qiáng)、抗病、耐澇、土壤適應(yīng)范圍廣、固地性能好、抗寒、產(chǎn)量高等優(yōu)點(diǎn)。栽植嫁接苗3年可見(jiàn)果,5年可達(dá)豐產(chǎn)。吉塞拉6號(hào)與大櫻桃品種的適配性好,很少出現(xiàn)排斥現(xiàn)象,這也是吉塞拉6號(hào)能夠迅速在我國(guó)推廣應(yīng)用的原因[1-2]。吉塞拉6號(hào)為無(wú)性系砧木,不能采用種子繁殖;扦插繁殖需要大量的枝條且速度較慢,不能在短期內(nèi)獲得大量砧木苗。本文對(duì)大櫻桃矮化砧木吉塞拉6號(hào)進(jìn)行了組織培養(yǎng)研究,摸索出了吉塞拉6號(hào)的組織培養(yǎng)及其快速繁殖技術(shù),為大櫻桃矮化砧木吉塞拉6號(hào)的工廠(chǎng)化育苗以及大櫻桃的產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。
吉塞拉6號(hào)枝條取自云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高山經(jīng)濟(jì)植物研究所麗江美自科研基地。
1.2.1 外植體消毒與初代培養(yǎng) 以吉塞拉6號(hào)帶腋芽莖段作為外植體。4月初對(duì)吉塞拉6號(hào)的嫩枝條進(jìn)行處理,剪成帶1個(gè)腋芽的莖段。外植體消毒和接種按以下方式進(jìn)行:將莖段用洗衣粉液浸泡10 min,流水沖洗2 h,然后放入超凈臺(tái),70%乙醇消毒30 s,無(wú)菌水浸洗3次;再用0.1%升汞溶液消毒6 min,無(wú)菌水浸洗5次后供接種使用,莖段接種到誘導(dǎo)培養(yǎng)基上。8種誘導(dǎo)培養(yǎng)基:MS+0.5 mg/L 6-BA+0.05 mg/L NAA、MS+0.5 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA、MS+0.5 mg/L 6-BA+0.15 mg/L NAA、MS+0.5 mg/L 6-BA+0.2 mg/L NAA、MS+0.5 mg/L 6-BA+0.05 mg/L IBA、MS+0.5 mg/L 6-BA+0.1 mg/L IBA、MS+0.5 mg/L 6-BA+0.15 mg/L IBA、MS+0.5 mg/L 6-BA+0.2 mg/L IBA上,培養(yǎng)溫度為(25±2)℃,光照強(qiáng)度3000 lx,光照時(shí)間12 h/d,培養(yǎng)基pH值5.8,蔗糖30 g/L。每瓶培養(yǎng)基接種1個(gè)莖段,以50個(gè)莖段為1個(gè)組合,分別重復(fù)3次,接種后觀(guān)察并記錄莖段的生長(zhǎng)變化情況,45 d后對(duì)莖段的生長(zhǎng)情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
1.2.2 繼代增殖培養(yǎng) 培養(yǎng)基均為MS培養(yǎng)基。將初代培養(yǎng)腋芽萌發(fā)的新枝剪成約1 cm的莖段,接種到含不同激素配比的增殖培養(yǎng)基上。8種增殖培養(yǎng) 基:MS+1.0 mg/L 6-BA+0.05 mg/L NAA、MS+1.0 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA、MS+1.0 mg/L 6-BA+0.15 mg/L NAA、MS+1.0 mg/L 6-BA+0.2 mg/L NAA、MS+2.0 mg/L 6-BA+0.05 mg/L NAA、MS+2.0 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA、MS+2.0 mg/L 6-BA+0.15 mg/L NAA、MS+2.0 mg/L 6-BA+0.2 mg/L NAA,培養(yǎng)條件與初代培養(yǎng)相同,每瓶接4個(gè)莖段,45 d后測(cè)量苗的高度、叢生芽數(shù),以及統(tǒng)計(jì)新轉(zhuǎn)接的培養(yǎng)瓶數(shù),每種配方統(tǒng)計(jì)測(cè)量3瓶。
1.2.3 試管內(nèi)生根培養(yǎng)與煉苗移栽 將試管苗剪去基部愈傷組織,并剪成約3 cm的莖段,接種到生根培養(yǎng)基中。4種生根培養(yǎng)基:1/2 MS+0.5 mg/L IBA+2.0 g/L AC、1/2 MS+1.0 mg/L IBA+2.0 g/L AC、1/2 MS+1.5 mg/L IBA+2.0 g/L AC、1/2 MS+2.0 mg/L IBA+2.0 g/L AC,其中,AC為活性炭,每瓶接種20苗,培養(yǎng)條件與初代培養(yǎng)及繼代培養(yǎng)相同,蔗糖為15 g/L。第45天觀(guān)察統(tǒng)計(jì)其生根的情況,每種配方統(tǒng)計(jì)測(cè)量3瓶。
煉苗移栽按采用以下4種方式:(1)生根培養(yǎng)第3天進(jìn)行試管苗煉苗,第10天進(jìn)行移栽;(2)生根培養(yǎng)第13天進(jìn)行試管苗煉苗,第20天進(jìn)行移栽;(3)生根培養(yǎng)第23天進(jìn)行試管苗煉苗,第30天進(jìn)行移栽;(4)生根培養(yǎng)第33天進(jìn)行試管苗煉苗,第40天進(jìn)行移栽。
試管苗煉苗即將培養(yǎng)瓶微開(kāi)蓋,3 d后將瓶蓋打開(kāi)1/3左右,再過(guò)2 d將瓶蓋去除,2 d之后進(jìn)行洗苗并移栽至苗床。以草炭土+珍珠巖(10∶1)作為苗床基質(zhì),移栽前用消毒劑將苗床進(jìn)行消毒,移栽時(shí)剪去部分葉片,移栽后要注意保持空氣相對(duì)濕度,并遮陰養(yǎng)護(hù)。30 d后統(tǒng)計(jì)試管苗的移栽成活率,并測(cè)量苗的生長(zhǎng)量。
1.2.4 試管外生根 將試管苗剪去基部愈傷組織,并剪成約2 cm的莖段,蘸1000 mg/L IBA后分別扦插在粉碎苔蘚、草炭土+珍珠巖(20∶1)、椰糠+珍珠巖(20∶1)、松針?lè)?珍珠巖(20∶1)等4種基質(zhì)中,基質(zhì)分別盛放在70孔穴盤(pán)中,每種基質(zhì)觀(guān)察3盤(pán),扦插后放入大棚的塑料小拱棚內(nèi),觀(guān)察生根情況,并在第45天統(tǒng)計(jì)生根情況;第75~90天將穴盤(pán)苗上營(yíng)養(yǎng)缽或進(jìn)行大田移栽。
由表1可以看出,吉塞拉6號(hào)帶腋芽的莖段在初代培養(yǎng)基中腋芽很快就開(kāi)始萌發(fā),多數(shù)在培養(yǎng)的第5天就開(kāi)始萌發(fā)(圖1A)。8種培養(yǎng)基中腋芽的萌發(fā)率均在78.0%以上,在添加NAA的培養(yǎng)基中腋芽的萌發(fā)率比添加IBA的培養(yǎng)基中腋芽的萌發(fā)率略高,基本在80%以上,并且添加NAA的培養(yǎng)基中腋芽萌發(fā)后伸長(zhǎng)較多。第45天時(shí)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)測(cè)量,伸長(zhǎng)的腋芽枝條長(zhǎng)度普遍在3 cm以上。另外,對(duì)比4種激素濃度發(fā)現(xiàn),較高濃度的生長(zhǎng)素NAA和IBA更有利于吉塞拉6號(hào)腋芽枝條的萌發(fā)和生長(zhǎng),并且NAA比IBA的促進(jìn)效果更顯著。因此,選擇MS+0.5 mg/L 6-BA+0.2 mg/L NAA可作為吉塞拉6號(hào)較佳的初代培養(yǎng)莖段腋芽的啟動(dòng)培養(yǎng)基。
圖1 吉塞拉6號(hào)在各培養(yǎng)階段的生長(zhǎng)情況
表1 不同激素配比對(duì)吉塞拉6號(hào)外植體萌發(fā)及生長(zhǎng)的影響
由表2可以看出,在不同濃度6-BA和NAA的繼代培養(yǎng)基中,吉塞拉6號(hào)均能較好地增殖,苗的基部均形成少量淡綠色愈傷組織,并分化形成較多的叢生芽(圖1B)。在6-BA濃度為1.0 mg/L時(shí),隨著NAA濃度的升高,產(chǎn)生叢生芽數(shù)也明顯隨之增多;在6-BA濃度為2.0 mg/L時(shí),隨著NAA濃度的升高,產(chǎn)生的叢生芽數(shù)也明顯增多。但是比較2種6-BA濃度發(fā)現(xiàn),在NAA濃度相同時(shí),6-BA濃度為2.0 mg/L的平均叢生芽數(shù)反而比6-BA濃度為1.0 mg/L時(shí)略少。不同濃度6-BA和NAA的培養(yǎng)基中苗高的差異不明顯。1.0 mg/L 6-BA+0.2 mg/L NAA組合的增殖系數(shù)最高,為11.03。故MS+1.0 mg/L 6-BA+0.2 mg/L NAA為吉塞拉6號(hào)較佳的增殖培養(yǎng)基。
表2 不同激素配比對(duì)吉塞拉6號(hào)不定芽分化和增殖的影響
2.3.1 不同濃度IBA對(duì)吉塞拉6號(hào)生根的影響 由表3可以看出,在4種生根培養(yǎng)基中,當(dāng)苗接種到生根培養(yǎng)基中之后,苗基部逐漸形成淡綠色、緊致的愈傷組織,約6 d后可以看到愈傷組織上出現(xiàn)根原基分化的跡象,隨后逐漸伸長(zhǎng)成白色根(圖1C),再逐漸發(fā)育成粗壯的淡黃色被絨毛的肉質(zhì)根。隨著培養(yǎng)基中生長(zhǎng)素IBA濃度的升高,苗基部愈傷組織也稍微隨之增大,生根數(shù)略微降低,但是根長(zhǎng)卻隨IBA濃度的升高而伸長(zhǎng),生根率隨IBA濃度的升高而表現(xiàn)出略微降低的趨勢(shì)。綜合來(lái)看,1/2 MS+0.5 mg/L IBA+2.0 g/L AC是吉塞拉6號(hào)較佳的生根培養(yǎng)基。
表3 不同濃度IBA對(duì)吉塞拉6號(hào)生根的影響
2.3.2 不同誘導(dǎo)生根時(shí)間對(duì)吉塞拉6號(hào)生根與成活率的影響 由表4可以看出,吉塞拉6號(hào)試管苗在生根培養(yǎng)基中誘導(dǎo)生根第10天移栽時(shí),根還很短,根數(shù)也很少,多為表面光滑的白色肉質(zhì)根,移栽時(shí)不用剪根,但生根率較低,僅為63.6%,移栽后的成活率也較低,這可能是根發(fā)育尚不成熟,在一定程度上影響了苗的正常生長(zhǎng)。吉塞拉6號(hào)試管苗誘導(dǎo)生根第20天進(jìn)行移栽時(shí),根還較短,平均根長(zhǎng)為1.14 cm,但根數(shù)較多,是表面光滑的淡黃色肉質(zhì)根,生根率較高,達(dá)到87.5%,并且移栽后的成活率也較高,達(dá)到90.4%,說(shuō)明此時(shí)根已經(jīng)發(fā)育較成熟,且由于移栽時(shí)不需要剪根,對(duì)根的損傷較小,所以苗在移栽后的成活率高。隨著吉塞拉6號(hào)試管苗在生根培養(yǎng)基中誘導(dǎo)生根時(shí)間的延長(zhǎng),根越來(lái)越長(zhǎng),平均根數(shù)變化不明顯,生根率增長(zhǎng)也不明顯,根逐漸發(fā)育成表面被絨毛的淡黃色粗但松軟的肉質(zhì)根,移栽時(shí)必須剪去底部一大段根,這將導(dǎo)致根系在一定程度上受到損傷,移栽后苗的成活率也略微降低。綜上所述,吉塞拉6號(hào)生根培養(yǎng)第13天時(shí)進(jìn)行試管苗煉苗,第20天時(shí)移栽,移栽后的成活率較高,為最佳的生根誘導(dǎo)和移栽時(shí)間。
表4 不同誘導(dǎo)生根時(shí)間對(duì)吉塞拉6號(hào)生根與成活率的影響
由表5可以看出,在4種基質(zhì)中,吉塞拉6號(hào)枝段基部均在第8天逐漸產(chǎn)生少量愈傷組織,第12或13天以后愈傷組織及其稍上方逐漸長(zhǎng)出白色短根。吉塞拉6號(hào)在4種基質(zhì)中的生根率差異不明顯,均達(dá)到88%以上,其中以粉碎苔蘚基質(zhì)的生根率最高,為90.6%;在4種基質(zhì)中苗生根一段時(shí)間后,均開(kāi)始逐漸長(zhǎng)高,其中粉碎苔蘚、草炭土+珍珠巖2種基質(zhì)中的苗生根后長(zhǎng)高較多,但兩者差異不大。綜合來(lái)看,粉碎苔蘚是吉塞拉6號(hào)較好的瓶外生根基質(zhì)。
表5 不同基質(zhì)對(duì)吉塞拉6號(hào)培養(yǎng)瓶外生根的影響
在云南用于大櫻桃生產(chǎn)的砧木中,吉塞拉6號(hào)砧木應(yīng)用最多,占總面積的60%;西南櫻桃、細(xì)齒櫻桃次之,占總面積的30%;其余砧木應(yīng)用則相對(duì)較少,僅占總面積的10%[3]。目前,有的地方還在采用喬化砧木作為大櫻桃砧木,但櫻桃的產(chǎn)量比較低,因此加大優(yōu)質(zhì)矮化砧木的繁育,能大力推動(dòng)云南大櫻桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展。國(guó)內(nèi)大櫻桃矮化砧木的繁育技術(shù)已有很多報(bào)道,如劉慶忠等[4-10]對(duì)大櫻桃矮化砧木吉塞拉系列進(jìn)行了研究,但是關(guān)于不同誘導(dǎo)生根時(shí)間對(duì)吉塞拉6號(hào)生根及煉苗移栽成活率的影響,以及大櫻桃矮化砧木培養(yǎng)瓶外生根技術(shù)鮮有研究報(bào)道。
筆者將大櫻桃矮化砧木吉塞拉6號(hào)進(jìn)行培養(yǎng)瓶外生根即基質(zhì)扦插,整個(gè)過(guò)程不需要無(wú)菌操作,可以組織大量勞動(dòng)力短期內(nèi)完成扦插工作,生根后除去小拱棚,過(guò)渡一段時(shí)間后可直接上營(yíng)養(yǎng)缽或進(jìn)行大田移栽,這樣可以在一定程度上縮短育苗周期,并且有效地降低育苗成本,將大力促進(jìn)大櫻桃矮化砧木吉塞拉6號(hào)優(yōu)質(zhì)種苗的規(guī)?;a(chǎn),進(jìn)而推動(dòng)我國(guó)大櫻桃產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
在本試驗(yàn)中,雖然吉塞拉6號(hào)在粉碎苔蘚中的生根情況稍稍好點(diǎn),但在松針?lè)壑械纳室草^高,總體來(lái)看,松針?lè)鄣某杀据^低,因此在一些松針較豐富的地方,尤其在云南,可以因地制宜地選用松針?lè)圩鳛榧?號(hào)的生根基質(zhì)。
本試驗(yàn)表明,MS+0.5 mg/L 6-BA+0.2 mg/L NAA為吉塞拉6號(hào)較佳的初代培養(yǎng)莖段腋芽啟動(dòng)培養(yǎng)基;MS+1.0 mg/L 6-BA+0.2 mg/L NAA為吉塞拉6號(hào)較佳的繼代增殖培養(yǎng)基;1/2 MS+0.5 mg/L IBA+2.0 g/L AC是吉塞拉6號(hào)較佳的生根培養(yǎng)基,生根培養(yǎng)第13天進(jìn)行試管苗煉苗,第20天進(jìn)行移栽,移栽后的成活率較高,為最佳的生根誘導(dǎo)和移栽時(shí)間;粉碎苔蘚是吉塞拉6號(hào)較好的瓶外生根基質(zhì)。
江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)2023年3期