摘要要:【目的】探究不同消毒方法和激素配比對(duì)龍血樹(shù)組培快繁技術(shù)的影響,為建立龍血樹(shù)組培快繁體系提供參考?!痉椒ā恳浴铡汀?8#’2個(gè)龍血樹(shù)品種的外植體為試材,探討不同的滅菌時(shí)間、激素配比及濃度對(duì)龍血樹(shù)不定芽誘導(dǎo)、增殖和生根的影響?!窘Y(jié)果】研究表明龍血樹(shù)無(wú)菌材料的獲得,適宜采用帶頂芽莖段,先用75%酒精消毒20 s,再用0.1%升汞溶液消毒8 min,消毒效果最佳。MS + 5.0 mg/L 6-BA + 3.0 g/L 花寶為最佳不定芽誘導(dǎo)培養(yǎng)基;MS + 2.0 mg/L 6-BA + 0.1 mg/L NAA為最佳增殖培養(yǎng)基,太空和68#增殖系數(shù)分別達(dá)5.35和4.87;MS + 1.0 mg/L NAA為最佳生根培養(yǎng)基,太空和68#的生根率均高于99%,生根數(shù)分別達(dá)到9.2和11.2條?!窘Y(jié)論】建立以帶頂芽莖段為外植體的龍血樹(shù)組織培養(yǎng)快繁體系,為龍血樹(shù)工廠化生產(chǎn)和遺傳轉(zhuǎn)化等研究奠定良好基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞:龍血樹(shù);植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑;組織培養(yǎng);快速繁殖
中圖分類(lèi)號(hào):S432" " " " " " " " " " " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A" " " " " " " " " " " "文章編號(hào):2095-5774(2024)03-0177-06
Tissue Culture for Rapid Propagation of Dracaena cambodiana
Abstract:【Objective】 The objective of this study is to explore the effects of different disinfection methods and hormone ratios on rapid propagation technology of Dracaena cambodiana tissue culture,and to provide references for establishing a rapid propagation system of D. cambodiana tissue culture. 【Method】 The effects of different sterilization times,plant hormone ratios and concentrations on the induction,proliferation,and rooting of adventitious buds were explored using‘Space’and‘68 #’as materials. 【Result】 The results showed that the aseptic materials could be obtained using the stem with apical bud when it was disinfected by 75% alcohol for 20 seconds and 0.1% mercuric chloride for 8 minutes,achieving the best disinfection effect. The optimal medium for inducing adventitious buds was MS + 5.0 mg/L 6-BA + 3.0 g/L Huabao;the optimal proliferation medium was MS + 2.0 mg/L 6-BA + 0.1 mg/L NAA,and the proliferation coefficients of‘Space’and‘68 #’reached 5.35 and 4.87,respectively;the optimal rooting medium was MS + 1.0 mg/L NAA and the rooting rates of‘Space’and‘68 #’were both above 99%,with rooting numbers of 9.2 and 11.2,respectively. 【Conclusion】 The establishment of tissue culture and rapid propagation system of D. cambodiana with apical bud stem as explants will lay a good foundation for the industrial production and genetic transformation of D. cambodiana.
Key words:Dracaena cambodiana;Plant growth regulator;Tissue culture;Rapid propagation
龍血樹(shù)(Dracaena cambodiana)是百合科龍血樹(shù)屬常綠灌木至小喬木,原產(chǎn)大西洋的佛得角、摩洛哥、葡萄牙(馬德拉群島)、西班牙(加那利群島),全世界共有150種,我國(guó)引種栽培的有5種,分別是劍葉龍血樹(shù)、矮龍血樹(shù)、長(zhǎng)花龍血樹(shù)、海南龍血樹(shù)、細(xì)枝龍血樹(shù),主要分布于海南、廣西、廣東、云南及臺(tái)灣等地[1-2]。龍血樹(shù)植株挺拔、素雅、樸實(shí)、雄偉,富有熱帶風(fēng)情。龍血樹(shù)極耐蔭,小型植株和水養(yǎng)植株適于裝飾書(shū)房、臥室等,盆栽長(zhǎng)期放于室內(nèi)仍郁郁蔥蔥,非常適合家庭用盆栽種植;大型植株可布置于庭院、大堂、客廳,在庭院綠化和園林綠化中廣泛應(yīng)用[3-4]。龍血樹(shù)是提煉‘血竭’的原材料,用龍血樹(shù)的紅色樹(shù)脂加工生產(chǎn)的龍血竭,是一種能活血定痛、化瘀止血、生肌斂瘡的名貴中藥[5],有“活血之圣藥”的美譽(yù)[6]。龍血樹(shù)流出的樹(shù)脂有特色的香味,可以作為油漆的原料,在古時(shí)候也可用來(lái)作防腐劑[7]。隨著人們對(duì)觀賞和藥用植物種類(lèi)更高的需求,龍血樹(shù)極具商業(yè)價(jià)值和廣闊的市場(chǎng)發(fā)展前景。但是,隨著需求的擴(kuò)大,以及人們對(duì)資源的掠奪性采伐,龍血樹(shù)野生資源已瀕危滅絕[8],現(xiàn)已經(jīng)被列為國(guó)家二級(jí)瀕危保護(hù)植物[9]。
龍血樹(shù)的繁殖方法有播種、壓條、扦插和組培。種子繁殖方法具有快速、簡(jiǎn)便、量大的優(yōu)點(diǎn),但是用播種繁殖的植株,品種性狀會(huì)發(fā)生變化,失去原有品種的優(yōu)良特性,而且由于種子一般通過(guò)雜交育種獲得,生產(chǎn)周期較長(zhǎng),結(jié)實(shí)率也較低,所以生產(chǎn)上龍血樹(shù)通常不采用種子繁殖[10]。壓條繁殖操作繁瑣,成苗規(guī)格很難統(tǒng)一,成苗時(shí)間長(zhǎng),而且受原材料少的因素影響,導(dǎo)致繁殖系數(shù)低,不能滿(mǎn)足大規(guī)模的生產(chǎn)和科研需要。扦插繁殖具有簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)、快速、大量的優(yōu)點(diǎn),但同樣存在成苗率低的問(wèn)題[11]。為了克服龍血樹(shù)野生資源的貧乏,使野生資源得到有效保護(hù),又為了解決育苗速度慢的問(wèn)題,近年來(lái),許多學(xué)者對(duì)龍血樹(shù)組培快繁進(jìn)行了研究[12-14]。龍血樹(shù)組織培養(yǎng)技術(shù)的成功實(shí)施依賴(lài)于多種因素的綜合考量,傳統(tǒng)龍血樹(shù)組培技術(shù)往往存在外植體的處理污染率高、培養(yǎng)基和植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的配比不夠優(yōu)化等問(wèn)題。本文選取海南龍血樹(shù)新品種作為供試材料,通過(guò)不同消毒處理、不同激素配比等研究方法,以期達(dá)到降低污染率,提高增殖率和成活率的目的。
1 材料與方法
1.1 材料
供試材料來(lái)自泉州市泉美生物科技有限公司,龍血樹(shù)品種為‘太空’和‘68#’(圖1),兩個(gè)品種均為海南龍血樹(shù)選育新品種,選擇植株生長(zhǎng)健壯、株型緊湊、無(wú)病蟲(chóng)害的成品苗。
1.2 方法
1.2.1 外植體消毒
選擇母本性狀優(yōu)良、生長(zhǎng)健壯的1年生枝條為外植體,剝?nèi)ト~片,切成基部莖段、中上部莖段和帶頂芽莖段3種部位材料,長(zhǎng)度1~2 cm,用軟毛刷沾肥皂水將枝條表面清洗干凈,反復(fù)用自來(lái)水沖洗 10 min,接著用75%酒精溶液消毒20 s,再用無(wú)菌水沖洗3次,然后用0.1%升汞溶液(加入適量吐溫-80乳化劑)進(jìn)行消毒,消毒時(shí)間分為8、10、12 min,最后使用無(wú)菌水沖洗8次,每隔2~3 min換1次,瀝干水分備用。
1.2.2 不定芽誘導(dǎo)培養(yǎng)
將帶頂芽莖段接種到4個(gè)誘導(dǎo)培養(yǎng)基(1.0 mg/L
6-BA + 0.2 mg/L 2,4-D,2.0 mg/L 6-BA + 0.2 mg/L NAA,2.0 mg/L 6-BA + 13%椰子汁,5.0 mg/L 6-BA + 3.0 g/L花寶),每個(gè)處理接種30 瓶,每瓶接種1個(gè)外植體,重復(fù)3次,培養(yǎng) 30 d,觀察叢生芽誘導(dǎo)分化情況。
1.2.3 不定芽增殖培養(yǎng)
待誘導(dǎo)的龍血樹(shù)叢生芽長(zhǎng)至 2~3 cm,分割成單芽,修剪成高約1~2 cm的芽轉(zhuǎn)接至以MS為基本培養(yǎng)基的繼代增殖培養(yǎng)基上,添加不同激素濃度:6-BA(1.0、2.0、3.0 mg/L)和 NAA(0.1、0.2 mg/L),共設(shè)置6個(gè)處理,每個(gè)處理接種15瓶,每瓶接種1個(gè)芽,重復(fù)3次。培養(yǎng) 30 d,轉(zhuǎn)瓶2次后,以芽團(tuán)統(tǒng)計(jì)增殖系數(shù),并觀察記錄再生芽的生長(zhǎng)情況。
1.2.4 生根培養(yǎng)
當(dāng)龍血樹(shù)叢生芽長(zhǎng)到3~5 cm,分割成單株接種到生根培養(yǎng)基中。生根培養(yǎng)基選用1/2 MS培養(yǎng)基,分別添加不同濃度NAA(0.1、0.5、1.0、2.0 mg/L),附加0.2%蔗糖和0.8%瓊脂。每個(gè)處理接種10瓶,每瓶接種2~3個(gè)植株,重復(fù)3次。培養(yǎng)30 d后統(tǒng)計(jì)生根率、生根數(shù)。
1.2.5 培養(yǎng)方法
將消毒過(guò)的各類(lèi)莖段,接種于誘導(dǎo)培養(yǎng)基中進(jìn)行污染率和成活率試驗(yàn),將帶頂芽莖段添加了不同的培養(yǎng)基中進(jìn)行不同激素配比試驗(yàn)。試驗(yàn)培養(yǎng)基以MS培養(yǎng)基為基本培養(yǎng)基,添加6%卡拉膠和3%蔗糖,用1 mol/L HCl或1 mol/L NaOH調(diào)節(jié)培養(yǎng)基pH為5.8左右。培養(yǎng)條件:培養(yǎng)溫度21~23℃,光照強(qiáng)度500~800 lx,光照時(shí)間14 h / d。
1.2.6 計(jì)算方法
污染率(%)=(污染的外植體數(shù)/接種的外植體數(shù))×100%;成活率(%)=(成活的外植體數(shù)/接種的外植體數(shù))×100%;不定芽誘導(dǎo)率(%)=(萌芽的外植體數(shù)/接種的外植體數(shù))×100%;增殖系數(shù)=增殖后的總芽數(shù)/接種芽數(shù);生根率(%)=(生根的無(wú)菌苗株數(shù)/接種的株數(shù))×100%;平均根數(shù)=所有植株的總根數(shù)/植株數(shù)。
1.3 數(shù)據(jù)分析
試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用 Microsoft Excel 2021 和 SPSS 26.0 軟件進(jìn)行處理分析,結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差的方式表示。
2" 結(jié)果與分析
2.1 不同消毒處理對(duì)龍血樹(shù)外植體消毒效果的影響
表1表明,隨著0.1%升汞溶液消毒時(shí)間的增加,外植體污染率和成活率均呈現(xiàn)降低的變化。在莖段部位中,基部莖段在消毒8~12 min的污染率均高于50.0%,且成活率最高為49.0%;帶頂芽莖段的污染率低于1.5%,成活率最高達(dá)到68.0%。因此,龍血樹(shù)品種不定芽外植體成活率最高的消毒處理為:先用75%酒精消毒20 s,再用0.1%升汞溶液消毒8 min,該處理下外植體生長(zhǎng)明顯,污染情況較輕。
2.2 不同激素配比對(duì)龍血樹(shù)不定芽誘導(dǎo)的影響
由表2可知,在所用4種培養(yǎng)基中,太空和68#的外植體均不同程度地發(fā)生膨大,并產(chǎn)生愈傷組織。隨著6-BA濃度增加,外植體產(chǎn)生的愈傷組織顏色逐漸變深,質(zhì)地變?yōu)橹旅埽?.0 mg/L 6-BA時(shí)產(chǎn)生白色疏松愈傷組織,2.0 mg/L 6-BA時(shí)產(chǎn)生大量淡黃色愈傷組織,5.0 mg/L 6-BA時(shí)產(chǎn)生少量愈傷組織。1.0 mg/L 6-BA + 0.2 mg/L 2,4-D處理的愈傷組織誘導(dǎo)時(shí)間最短,產(chǎn)生大量白色疏松水漬狀愈傷組織,隨著進(jìn)一步培養(yǎng)未發(fā)現(xiàn)形態(tài)的變化,并且外植體顏色逐漸變褐色,進(jìn)而失去活力。5.0 mg/L 6-BA + 3.0 g/L花寶處理的愈傷組織誘導(dǎo)時(shí)間較短,愈傷組織較緊密,芽明顯長(zhǎng)高。因此,5.0 mg/L 6-BA + 3.0 g/L花寶是太空和68#愈傷組織誘導(dǎo)的最佳培養(yǎng)基。
2.3 不同激素配比對(duì)龍血樹(shù)不定芽增殖的影響
由表3可以看出,龍血樹(shù)不定芽增殖的能力表現(xiàn)為太空優(yōu)于68#;隨著6-BA濃度的增加,太空和68#的增殖系數(shù)先升高后降低。在相同濃度 6-BA 情況下,增殖倍數(shù)隨著 NAA 濃度增加而減小,由此可見(jiàn)低濃度的 NAA 有利于增殖擴(kuò)繁。
0.1 mg/L NAA時(shí)龍血樹(shù)不定芽基部產(chǎn)生一定數(shù)量小芽,0.2 mg/L NAA時(shí)不定芽基部產(chǎn)生愈傷組織。因此,2.0 mg/L 6-BA + 0.1 mg/L NAA最有利于龍血樹(shù)的擴(kuò)繁,太空和68#增殖系數(shù)分別達(dá)5.35和4.87。
2.4 不同NAA濃度對(duì)龍血樹(shù)不定芽生根的影響
0.1~2.0 mg/L NAA對(duì)龍血樹(shù)不定芽的生根率和平均根數(shù)均有較好的促進(jìn)作用(表4)。隨著NAA濃度的增加,生根率和平均根數(shù)均表現(xiàn)為先上升后降低的變化;NAA濃度為1.0 mg/L時(shí)的生根效果最為理想,太空和68#的生根率均高于99%,平均根數(shù)分別達(dá)到9.2和11.2條;NAA濃度為0.5 mg/L和2.0 mg/L時(shí),生根率降低,但均高于92%。同時(shí),NAA對(duì)不定芽生根影響存在品種間差異,68#的生根率高于太空,而生根數(shù)低于太空。太空和68#的生長(zhǎng)情況均表現(xiàn)為低濃度NAA不利于不定芽生長(zhǎng),生長(zhǎng)速度較慢且植株長(zhǎng)勢(shì)較弱;高濃度NAA促進(jìn)不定芽生長(zhǎng),生長(zhǎng)速度較快,長(zhǎng)勢(shì)良好。因此,1.0 mg/L NAA有利于龍血樹(shù)不定芽的生根。
3 結(jié)論與討論
綜合比較得出,以龍血樹(shù)帶頂芽莖段為外植體,75%酒精消毒20 s,再用0.1%升汞溶液消毒8 min
的太空和68#的外植體成活率最高,分別為66.5%和68.0%;MS + 5.0 mg/L 6-BA + 3.0 g/L 花寶為太空和68#的最佳芽誘導(dǎo)培養(yǎng)基,其芽飽滿(mǎn)、長(zhǎng)勢(shì)好;MS + 2.0 mg/L 6-BA + 0.1 mg/L NAA為太空和68#的最佳增殖培養(yǎng)基,芽粗壯,增殖系數(shù)分別達(dá)5.35和4.87;MS + 1.0 mg/L NAA為太空和68#的最佳生根培養(yǎng)基,生根率高于99%,平均根數(shù)分別為9.2條和11.2條。
本研究發(fā)現(xiàn)不同部位的莖段對(duì)0.1%升汞溶液的敏感性以及消毒處理的效果不同。帶頂芽莖段由于是新抽嫩莖,且外面有葉片的包裹,病菌、病毒等感染率較低,易于消毒,但是由于新抽嫩莖組織結(jié)構(gòu)較為細(xì)嫩,易受升汞的傷害,升汞處理時(shí)間不宜太長(zhǎng);基部莖段雖然能耐受較長(zhǎng)時(shí)間的升汞消毒,但由于材料本身帶菌相對(duì)較多,消毒處理后污染率則明顯上升。因此,龍血樹(shù)無(wú)菌材料的獲得,適宜采用帶頂芽莖段,且0.1%升汞溶液最佳處理時(shí)間為8 min。
李克烈等[2]對(duì)海南龍血樹(shù)的組織培養(yǎng)與快速繁殖的研究表明2,4-D 對(duì)海南龍血樹(shù)種子形成愈傷組織不如 6-BA 明顯。本研究發(fā)現(xiàn)6-BA用量達(dá)到5.0 mg/L時(shí)對(duì)誘導(dǎo)芽萌動(dòng)處理效果最好,誘導(dǎo)芽萌動(dòng)添加NAA或2,4-D對(duì)愈傷組織形成不夠理想。芽分化及增殖階段,單純地提高6-BA用量不能有效提高增殖效果,此階段添加少量的NAA可以顯著提高增殖系數(shù),試驗(yàn)表明,添加NAA的量最佳是0.1 mg/L。生根階段則應(yīng)該把NAA的量控制在1.0 mg/L,能達(dá)到較高生根率,又能促進(jìn)根的生長(zhǎng),而且根數(shù)量多且健壯,非常有利于試管苗的出瓶移栽管理。
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