摘" "要" "為解決微型月季小伊甸園規(guī)?;瘮U繁以及利用細胞工程進行后續(xù)品種改良等問題,對其進行組織培養(yǎng)研究。結果表明,以帶芽莖段為外植體時,合適的滅菌方式為75%乙醇消毒30 s后升汞浸泡滅菌8 min;適合腋芽萌發(fā)誘導的培養(yǎng)基為MS+6-BA 1 mg/L+NAA 0.1 mg/L+GA3 3 mg/L+蔗糖30 g/L+瓊脂6.5 g/L,pH 5.8;適合腋芽增殖繼代的培養(yǎng)基為MS+6-BA 1.5 mg/L+NAA 0.1 mg/L+蔗糖30 g/L+瓊脂6.5 g/L,pH 5.8;適宜生根的培養(yǎng)基為1/2MS+IBA 0.5 mg/L+NAA 0.2 mg/L+蔗糖30 g/L+瓊脂6.5 g/L+活性炭1 g/L,pH 5.8;組培苗合適的移栽基質為蛭石,成活率達95%,且植株長勢良好。
關鍵詞" "微型月季;組織培養(yǎng);繼代增殖;生根誘導
月季(Rosa chinensis)為世界著名鮮切花,有極高的觀賞價值。在品種繁多的月季中,微型月季(Rosa chinensis minima)植株矮小、花色繁多,非常適合盆栽,市場價值巨大。傳統(tǒng)微型月季種苗多采用扦插進行生產,相關研究集中在插穗的篩選、扦插基質、激素處理等方面。由于微型月季植株矮小,莖節(jié)較短,因此剪取插穗的量受限,制約了規(guī)?;敝?。微型月季離體培養(yǎng)是解決其規(guī)?;敝硢栴}的可行方法。微型月季“小伊甸園”株形緊湊,葉片油亮,花形標準,花期長,關于其離體培養(yǎng)技術尚未見到相關報道。對微型月季的離體培養(yǎng)雖有一定研究,但不同基因型響應培養(yǎng)條件有一定特異性,有必要對“小伊甸園”進行離體培養(yǎng)研究。我們用帶芽莖段作為外植體,探究合適的消毒滅菌方式,而后進行腋芽萌發(fā)誘導,隨后進行繼代增殖和生根誘導,進一步進行移栽種植,完善了“小伊甸園”組織培養(yǎng)體系,為種苗規(guī)?;a以及遺傳轉化研究奠定基礎。
1" "材料與方法
1.1" "試驗材料" "選擇無病蟲害、生長良好的“小伊甸園”植株,取半木質化中段枝條為外植體,去掉葉片,剪成帶1個芽的莖段,洗去表面污漬,沖洗干凈后吸干水分,置于培養(yǎng)瓶中備用。
1.2" "試驗方法
1.2.1" "外植體消毒滅菌處理" "將清洗好的莖段外植體用升汞(0.1% HgCl2溶液)浸泡滅菌(浸泡時間梯度設置為3、5、8、12 min),無菌水沖洗6次,洗去殘余升汞,避免對外植體持續(xù)毒害,即得到滅菌后的莖段外植體(處理編號為A1-A4)。同時將清洗好的莖段外植體采用75%乙醇浸泡消毒(浸泡時間30 s),無菌水沖洗3次,再用升汞滅菌(浸泡時間梯度設置為3、5、8、12 min),最后用無菌水沖洗6次,得到無菌外植體(處理編號為A5-A8)。
外植體消毒滅菌后接種至培養(yǎng)基(MS+6-BA 1 mg/L+NAA 0.1 mg/L+蔗糖30 g/L+瓊脂6.5 g/L,pH 5.8)進行培養(yǎng)。接種2周后統(tǒng)計污染率(污染率=污染外植體數(shù)/接種外植體總數(shù)×100%)和褐化率(褐化率=褐化外植體數(shù)/接種外植體總數(shù)×100%),綜合得到合適的滅菌條件。
1.2.2" "腋芽萌發(fā)誘導" "利用1.2.1中篩選得到的合適滅菌條件進行莖段外植體滅菌,得到無菌莖段外植體,然后以形態(tài)學上端向上接種至含有不同濃度6-BA、NAA和GA3的MS培養(yǎng)基(培養(yǎng)基設定為:MS+激素組合+蔗糖30 g/L +瓊脂6 g/L,pH 5.8)中,進行腋芽萌發(fā)誘導試驗。
腋芽萌發(fā)誘導培養(yǎng)基中的激素組合編號及濃度分別為:
B1:6-BA 0.2 mg/L+NAA 0.1 mg/L+GA3 1 mg/L;
B2:6-BA 0.2 mg/L+NAA 0.1 mg/L+GA3 3 mg/L;
B3:6-BA 1 mg/L+NAA 0.1 mg/L+GA3 3 mg/L;
B4:6-BA 3 mg/L+NAA 0.1 mg/L+GA3 3 mg/L。
接種3周后統(tǒng)計腋芽萌發(fā)率(萌發(fā)率=萌發(fā)外植體數(shù)/接種外植體總數(shù)×100%),同時測量腋芽高度。
1.2.3" "叢生芽繼代增殖" "將萌發(fā)的腋芽切下接種于繼代增殖培養(yǎng)基(培養(yǎng)基設定為:MS+激素組合+蔗糖30 g/L +瓊脂6 g/L,pH 5.8)中,進行繼代增殖誘導得到叢生芽。激素濃度組合編號及濃度分別為:
C1:1 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA;
C2:2 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA;
C3:3 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA;
C4:1 mg/L 6-BA+0.3 mg/L NAA;
C5:2 mg/L 6-BA+0.3 mg/L NAA;
C6:3 mg/L 6-BA+0.3 mg/L NAA。
培養(yǎng)4周后統(tǒng)計增殖倍數(shù)和株高。
1.2.4" "生根誘導" "以1.2.3中增殖的叢生芽為外植體,待其長至2~3 cm時,切割成單苗轉接到生根培養(yǎng)基(培養(yǎng)基設定為:基本培養(yǎng)基+激素組合+蔗糖30 g/L +瓊脂6 g/L+活性炭1 g/L,pH 5.8)上誘導生根?;九囵B(yǎng)基及激素濃度組合編號及濃度分別為:
D1:MS+IBA 0.2 mg/L+NAA 0.1 mg/L;
D2:MS+IBA 0.5 mg/L+NAA 0.2 mg/L;
D3:MS+IBA 0.8 mg/L+NAA 0.3 mg/L;
D4:1/2MS+IBA 0.2 mg/L+NAA 0.1 mg/L;
D5:1/2MS+IBA 0.5 mg/L+NAA 0.2 mg/L;
D6:1/2MS+IBA 0.8 mg/L+NAA 0.3 mg/L。
生根培養(yǎng)6周后統(tǒng)計生根率(生根率=生根外植體數(shù)/接種外植體總數(shù)×100%),隨后將生根苗從培養(yǎng)瓶中取出,清洗干凈瓊脂,后統(tǒng)計測量平均生根數(shù)、平均根長及株高。
以上除特別說明外,各處理均在培養(yǎng)室內培養(yǎng),培養(yǎng)室溫度控制在25±2 ℃,空氣濕度控制在60%~70%,光照強度為2 000~3 000 lx,光照周期為12 h/d。
1.2.5" "組培苗移栽" "當組培苗在生根培養(yǎng)基中長至3~4 cm高,有兩條以上正常根時,可進行煉苗移栽試驗。先將組培瓶置于非恒溫環(huán)境、自然光照條件下煉苗2 d,后打開瓶蓋煉苗7 d,其間不定時觀察并噴水保濕。之后將長勢基本一致的試管苗取出,洗凈殘留瓊脂,移入基質中,基質設定為沙子、蛭石、園土與木屑1︰1混合基質3種類型。組培苗移栽后置于溫室中,初期每天少量多次噴水保濕,濕度保持在80%以上,遮陽網適當遮光。移栽21 d后統(tǒng)計成活率(成活率=成活組培苗數(shù)/種植組培苗總數(shù)×100%)和平均株高。
1.3" "數(shù)據處理及分析" "以上所有試驗均重復3次,所得數(shù)據用Excel及SPSS軟件進行統(tǒng)計分析,所展示數(shù)據為平均值±標準差。
2" "結果與分析
2.1" "外植體消毒滅菌處理" "不同消毒滅菌處理方式對污染率和褐化率影響如表1所示。
由表1可見,對比A1-A4處理,隨著升汞處理時間的增加,污染率逐漸降低,褐化率則有上升趨勢。同時對比A5-A8處理,也有相應的趨勢。在相同升汞處理時間下,預先經過75%乙醇消毒處理,污染率低于單用升汞滅菌,而在褐化方面無顯著差異。由此可見,先用75%乙醇消毒處理,再經升汞滅菌效果更好,不但污染率更低,而且對褐化率沒有顯著影響。綜合考慮,A7處理,即75%乙醇消毒30 s后升汞浸泡8 min滅菌,在污染率低的同時褐化率控制得也較好,是合適的消毒滅菌處理方式。
2.2" "腋芽萌發(fā)誘導" "接種后每天觀察腋芽萌發(fā)情況。接種培養(yǎng)3 d后,腋芽部位膨大,5 d后腋芽開始萌發(fā)。接種培養(yǎng)21 d后,由表2可知,處理B3的誘導率優(yōu)于其他處理,達到100%,差異顯著,且腋芽高度也顯著高于其他處理。因此在腋芽誘導時可使用處理B3培養(yǎng)基,即MS+6-BA 1 mg/L+NAA 0.1 mg/L+GA3 3 mg/L+蔗糖30 g/L+瓊脂6.5 g/L,pH 5.8。
2.3" "叢生芽繼代增殖" "由表3可知,6種激素配比下增殖倍數(shù)有顯著差異,其中C2增殖倍數(shù)最高,達4.49,顯著高于其他處理,同時在株高方面表現(xiàn)最好??梢?-BA與NAA濃度比值在一定范圍內可達到較好效果。在繼代增殖時可選用C2培養(yǎng)基,即MS+6-BA 2 mg/L+NAA 0.1 mg/L+蔗糖30 g/L+瓊脂6.5 g/L,pH 5.8。
2.4" "生根誘導" "生根誘導培養(yǎng)9 d后,D5培養(yǎng)基中的組培苗最先生根,之后其他處理陸續(xù)生根。6周后生長情況見表4。
由表4可知,當基本培養(yǎng)基為1/2MS時,同時添加IBA和NAA,均可達到較好的生根效果;當基本培養(yǎng)基為MS時,在IBA和NAA濃度較低時生根效果更好,可見基本培養(yǎng)基和激素濃度對生根均有一定影響??傮w來看,當基本培養(yǎng)基為1/2MS時,生根率要顯著優(yōu)于MS。此外,平均根數(shù)和平均根長均有類似趨勢。
株高則有相反趨勢??赡苁且驗榛九囵B(yǎng)基為1/2MS時,較低的離子濃度有利于生根誘導及根部生長,而MS培養(yǎng)基有較高的離子濃度,有利于植株上部生長。
以生根率和生根情況考察,誘導生根合適的培養(yǎng)基為D5,即1/2MS+IBA 0.5 mg/L+NAA 0.2 mg/L+蔗糖30 g/L+瓊脂6.5 g/L+活性炭1 g/L,pH 5.8,此條件下生根率及根數(shù)根長表現(xiàn)最好,株高也表現(xiàn)不錯。
2.5" "組培苗移栽" "由表5可知,成活率方面,蛭石為栽培基質時達95%,顯著高于其他基質,沙子為基質時次之,土壤與木屑(1︰1)混合基質移栽成活率最低,僅有70%。此外在株高方面,蛭石為基質栽培時最高,因此在組培苗移栽時適宜選用蛭石為栽培基質。
3" "小結與討論
以帶芽莖段為外植體,得到合適的滅菌方式為75%乙醇消毒30 s后升汞浸泡滅菌8 min。同樣以莖段為外植體,有研究稱只需升汞滅菌3 min,還有研究稱需10 min。因此,實際處理時可根據污染情況采用不同的滅菌方法。
有報道表明,6-BA、NAA和 GA3組合對腋芽萌發(fā)誘導有良好效果,本研究結果與現(xiàn)有報道一致。有研究表明,低溫有利于腋芽萌發(fā),而本研究在常溫下得到了100%的誘導率,可見低溫對“小伊甸園”腋芽萌發(fā)不是必需條件。
不同品種增殖倍數(shù)差異較大,有的只有2.1左右,有的則高達9.8,本試驗得到的結果為4.49,為比較合適的增殖倍數(shù)。
本試驗在同時添加IBA和NAA情況下,生根效果較好,與現(xiàn)有報道一致。
當基本培養(yǎng)基為1/2MS時,生根率總體顯著優(yōu)于MS時,有報道表明基本培養(yǎng)基為1/4MS或WPM時生根效果較好,與本試驗結果有出入,后續(xù)可進一步研究。
本研究顯示合適的移栽基質為蛭石,成活率高、長勢好,與現(xiàn)有報道一致。
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