王 巖,陳新華
(沈陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院,遼寧 沈陽 110034)
藍(lán)莓為杜鵑花科(Ericaceae)越橘屬(VacciniumSPP.)落葉灌木,果實(shí)色澤呈藍(lán)紫色,因其果肉細(xì)膩,味道酸甜適度,香氣宜人而深受大眾喜愛。藍(lán)莓中富含花青素,不僅具有很強(qiáng)的抗氧化抗衰老活性,同時對高血壓、高血脂等疾病具有顯著的預(yù)防與抑制作用。我國自20 世紀(jì)80 年代引入藍(lán)莓栽培品種以來,經(jīng)過40 年的發(fā)展,藍(lán)莓產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)供需兩旺的健康發(fā)展態(tài)勢。遼寧省處于寒溫地區(qū),具有發(fā)展藍(lán)莓產(chǎn)業(yè)得天獨(dú)厚的優(yōu)勢,2020 年遼寧省藍(lán)莓栽培面積已達(dá)7 800 hm2[1]。傳統(tǒng)的藍(lán)莓栽培以露天栽培為主,栽培品種常選用耐寒性強(qiáng)的晚熟品種。隨著人民生活水平的提高,藍(lán)莓鮮果反季節(jié)需求持續(xù)增加,篩選和推廣蓄冷量低的早熟品種,通過設(shè)施栽培實(shí)現(xiàn)鮮果提前上市成為藍(lán)莓產(chǎn)業(yè)發(fā)展新趨勢[2]。
H5 藍(lán)莓為南高叢品種,具有生長旺盛,枝干微開張,分枝多冠幅大,早掛果產(chǎn)量高,果實(shí)大口感好等優(yōu)點(diǎn);而且H5 藍(lán)莓需冷量僅需50 h,休眠時間短,是適合設(shè)施化反季節(jié)栽培的極早熟品種。以H5藍(lán)莓為研究材料,從外植體消毒、基礎(chǔ)培養(yǎng)基選擇、激素種類和配比等因素對腋芽萌發(fā)、叢生芽誘導(dǎo)、不定根分化等方面進(jìn)行研究,為H5 藍(lán)莓組織培養(yǎng)技術(shù)提供技術(shù)支持[3-4]。
供試材料為H5 藍(lán)莓當(dāng)年生半木質(zhì)化枝條,要求枝條生長健壯、無病蟲害。
1.2.1 不同消毒劑組合對外植體消毒效果的影響
將半木質(zhì)化的當(dāng)年生枝條剪成2 cm 的莖段,每個莖段帶有1 個腋芽,先用中性洗衣液溶液浸泡約5 min,并用軟毛刷清洗外植體表面污漬,流水沖洗25~30 min。外植體分別用75%酒精消毒30 s 或1%次氯酸鈉消毒10 min,然后用0.1%升汞溶液浸泡消毒一定的時間,并用無菌水沖洗5 次。將消毒后的外植體兩端分別切除0.2 cm,接種于MS 培養(yǎng)基中,每瓶接種外植體1 個,每個處理重復(fù)3 次,每個重復(fù)接種20 瓶。在25 ℃,光照強(qiáng)度2 500 lx,光照時間16 h/d 的條件下培養(yǎng)30 d 后,統(tǒng)計(jì)污染率、成活率[5-6]。
1.2.2 不同pH 值對H5 藍(lán)莓外植體腋芽增殖倍數(shù)的影響
配制MS 為基礎(chǔ)培養(yǎng)基,pH 值分別調(diào)至5.0、5.2、5.4、5.6、5.8、6.0,添加0.2 mg/L 吲哚乙酸(IAA)和2 mg/L 玉米素(ZT)。將消毒后的外植體分別接種于不同pH 值的基礎(chǔ)培養(yǎng)基中,每個處理重復(fù)3 次,每個重復(fù)接種20 瓶。在溫度25 ℃、光照強(qiáng)度2 500 lx、光照時間16 h/d 的條件下培養(yǎng)60 d后,統(tǒng)計(jì)分枝數(shù)和腋芽數(shù)[7-8]。
1.2.3 基礎(chǔ)培養(yǎng)基對H5藍(lán)莓腋芽增殖倍數(shù)的影響
配制MS、1/2 MS、White、B5、改良WPM 5 種基礎(chǔ)培養(yǎng)基,將pH 值調(diào)至5.4,添加0.2 mg/L 吲哚乙酸(IAA)和2 mg/L 玉米素(ZT)。將消毒后的外植體接種于不同的基礎(chǔ)培養(yǎng)基中,每個處理應(yīng)重復(fù)3 次,每個重復(fù)應(yīng)接種20 瓶。在溫度為25 ℃、光照強(qiáng)度為2 500 lx、光照時間為16 h/d 的條件下培養(yǎng)60 d后,統(tǒng)計(jì)分枝數(shù)和腋芽數(shù)[9]。
1.2.4 不同玉米素濃度對H5 藍(lán)莓叢生芽誘導(dǎo)率的影響
以改良WPM 為基礎(chǔ)培養(yǎng)基,pH 值調(diào)至5.4,添加0.2 mg/L 吲哚乙酸(IAA)和一定濃度的玉米素(ZT)。將繼代培養(yǎng)藍(lán)莓幼苗切成小段,每段帶有1 個腋芽,將帶有腋芽的莖段接種于不同濃度的玉米素(ZT)培養(yǎng)基中,每個處理重復(fù)3 次,每個重復(fù)接種20 瓶,每瓶接種10 段。培養(yǎng)60 d 后,統(tǒng)計(jì)叢生芽誘導(dǎo)率[10-11]。
1.2.5 數(shù)據(jù)處理與分析
不同消毒劑組合對外植體消毒效果的影響見表1。不同消毒劑組合和消毒時間對外植體消毒效果影響顯著,隨著消毒時間的延長,污染率顯著下降,同時腋芽的活力也顯著下降。綜合分析外植體的污染率和成活率,0.1%升汞消毒9 min 效果最好,消毒時間較短會導(dǎo)致污染率較高,消毒時間過長導(dǎo)致腋芽活性下降,成活率較低。與75%酒精消毒30 s 相比,1%次氯酸鈉消毒10 min 的效果更好。1%次氯酸鈉消毒10 min+0.1%升汞消毒9 min的效果最佳,污染率為6.67%,成活率為85.00%。
表1 不同消毒劑組合對外植體消毒效果的影響
不同pH 值對H5 藍(lán)莓外植體腋芽增殖倍數(shù)的影響如表2 所示。不同pH 值對H5 藍(lán)莓的分枝數(shù)量、分枝高度和腋芽數(shù)均有顯著影響,當(dāng)pH 值為5.4 時,每個外植體的分枝數(shù)和每個分枝的腋芽數(shù)最多,分別達(dá)到4.58、6.45 個,其腋芽增殖倍數(shù)達(dá)到29.54 倍。
表2 不同pH值對外植體腋芽誘導(dǎo)率的影響
不同基礎(chǔ)培養(yǎng)基對H5 藍(lán)莓分枝數(shù)和腋芽增殖倍數(shù)的影響較大,結(jié)果見表3。其中1/2 MS 和改良WPM 培養(yǎng)基對叢生芽誘導(dǎo)效果較好,每個外植體平均分枝數(shù)分別達(dá)到5.24、5.98 個,但是由于1/2 MS培養(yǎng)基營養(yǎng)相對缺乏,影響分枝正常生長,平均株高只有3.76 cm,分枝的平均腋芽只有4.21 個,在改良WPM 培養(yǎng)基中,每個分枝平均腋芽數(shù)達(dá)6.91 個,腋芽增殖倍數(shù)達(dá)41.32 倍。因此改良WPM 培養(yǎng)基適于作為H5 藍(lán)莓腋芽增殖培養(yǎng)的培養(yǎng)基。
表3 基礎(chǔ)培養(yǎng)基對H5藍(lán)莓腋芽增殖倍數(shù)的影響
不同玉米素(ZT)濃度對H5 藍(lán)莓分枝數(shù)和腋芽增殖倍數(shù)影響顯著,結(jié)果見表4。由表4 可知,在生長素濃度一定的情況下,隨著玉米素(ZT)濃度的增加,對叢生芽的分化具有顯著促進(jìn)作用,當(dāng)玉米素濃度達(dá)到2.5 mg/L 時,分枝數(shù)量達(dá)到最多,每個外植體分化形成6.14 個分枝;玉米素(ZT)濃度繼續(xù)升高,分枝數(shù)不升反降。此外,玉米素(ZT)濃度對分枝的伸長和腋芽分化也有顯著影響,當(dāng)玉米素(ZT)濃度達(dá)到2.0 mg/L 時,分枝平均腋芽數(shù)最多,達(dá)6.91 個,其腋芽增殖倍數(shù)也最高,達(dá)41.32 倍。
表4 不同玉米素濃度對H5藍(lán)莓叢生芽誘導(dǎo)率的影響
合適的消毒劑組合和消毒時間是建立植物無菌系的關(guān)鍵。不同植物、不同組織、不同成熟度的外植體,攜帶微生物的種類、數(shù)量不同,對消毒劑的敏感性也不同。本研究選用當(dāng)年生半木質(zhì)化的健康枝條作為外植體,與成熟木質(zhì)化枝條相比對消毒劑更加敏感。結(jié)果表明,H5 藍(lán)莓外植體采用1%次氯酸鈉消毒10 min+0.1%升汞消毒9 min 時,消毒效果最佳,污染率為6.67%,成活率為85.00%。這與李軍萍等(2011)[12]提出的奧尼爾藍(lán)莓外植體最佳消毒方式基本一致。
不同的基礎(chǔ)培養(yǎng)基其無機(jī)離子、有機(jī)物質(zhì)的組成和濃度存在較大差異[13]。結(jié)果表明,1/2 MS 培養(yǎng)基相比于MS 培養(yǎng)基更適合藍(lán)莓生長,這可能是因?yàn)樗{(lán)莓對氮、磷、鉀、鈣、鎂等大量元素需求較少,微量元素濃度高時反而不利于藍(lán)莓生長。改良WPM培養(yǎng)基中氮、磷、鉀等大量元素濃度介于MS 和1/2 MS 培養(yǎng)基之間,既能滿足藍(lán)莓生長對各營養(yǎng)素的需求,又避免了離子濃度過高產(chǎn)生的抑制作用[14-15]。
本研究結(jié)果表明,以當(dāng)年生半木質(zhì)化枝條為外植體時,1%次氯酸鈉消毒10 min+0.1%升汞消毒9 min 有利于建立H5 藍(lán)莓無菌系。以改良WPM 作為基礎(chǔ)培養(yǎng)基,pH 值為5.4,添加0.2 mg/L 吲哚乙酸(IAA)和2.0 mg/L 玉米素(ZT)時,對叢生芽的誘導(dǎo)和腋芽增殖最有利,培養(yǎng)60 d,腋芽增殖倍數(shù)達(dá)41.32 倍。