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罗城石楠组织培养快速繁殖技术研究



全 文 :第 4 0 卷第 3 期 江 苏 林 业 科 技 Vol . 4 0 No . 3
2 0 1 3 年 6 月 Journal of Jiangsu Forestry Science & Technology Jun . 2 0 1 3
文章编号:1001 - 7380(2013)03 - 0018 - 03
罗城石楠组织培养快速繁殖技术研究
李 峰
(江苏九久环境科技有限公司,江苏 无锡 214061)
收稿日期:2013-03-04;修回日期:2013-03-12
基金项目:无锡市现代农业(生态修复植物)科技创新中心(CMEN1002)
作者简介:李 峰(1982 -) ,男,山东济南人,助理研究员,博士,主要从事野生植物繁殖及其生态功能研究。
摘要:以罗城石楠带顶芽的茎段为外植体,进行了组织培养快速繁殖研究。结果表明,以 0. 1%升汞溶液灭菌 12 ~
14 min为宜;增殖培养基采用 MS + 6-BA 1. 0 mg /L + NAA 0. 25 mg /L,增殖系数达 5. 9;生根培养基为 MS + IBA 0. 2
mg /L + NAA 2. 0 mg /L(根部愈伤组织很少或基本无愈伤组织) ,生根率为 75%,移栽成活率最高为 93. 3%。
关键词:罗城石楠;组织培养;激素;快速繁殖
中图分类号:S687;Q943. 1 文献标识码:A doi:10. 3969 / j. issn. 1001 - 7380. 2013. 03. 006
Tissue culture and rapid propagation of Photinia lochengensis
LI Feng
(Jiangsu Jiujiu Environmental Science & Technology Co. Ltd,Wuxi 214061,China)
Abstract:This experiment was conducted to investigate in vitro micropropagation of Photinia lochengensis with the apical
buds excised from the mature elite plants. The results showed that the optimum disinfecting time was 12 ~ 14 min;and the
highest shoot proliferation rate of 5. 9 times was obtained on the medium MS supplemented with 1. 0 mg /L 6-BA,0. 25
mg /L NAA;and MS with 0. 2 mg /L IBA,2. 0 mg /L NAA was the best shoot rooting medium (there were few callus on the
roots) ,on which the highest rooting efficiency had 75% . And the highest survival reached 93. 3% .
Key words:Photinia lochengensis;Tissue culture;Hormone;Rapid propagation
罗城石楠(Photinia lochengensis)是蔷薇科石楠
属的植物,常绿植物,为小乔木或灌木;小枝细弱,幼
时疏生柔毛,紫褐色或黑褐色。原产广西,生于海拔
850 m的地区,该物种为中国特有种。罗城石楠叶
片较小,长 3. 5 ~ 5 cm,为色叶植物,尤其是冬季新
生叶片和枝条,色泽红润,颇为美观。罗城石楠根系
特别发达,故可以起到很好的水土保持作用。
罗城石楠是近年来新开发的品种,对其研究较
少。本中心前期做过有关罗城石楠扦插繁殖方面的
研究[1],但是扦插繁殖时间局限性强,12 月至次年 3
月扦插成活率最高,这对于生态修复工程需求来讲
速度过慢;罗城石楠种子极小,一方面采集比较困
难,另一方面萌发率低,成苗速度慢。植物组织培养
具有时间短、增殖率高和全年生产等优点,其对于短
期内需要大量繁殖的植物是一种极为有效的手段,
所以采用了罗城石楠的组织培养繁殖,以满足生产
上的需求。
1 材料与方法
1. 1 材料来源
选取长势健壮的当年生罗城石楠枝条作为培养
材料。
1. 2 材料消毒与诱导培养
剪去叶片后用自来水洗净,置流水下冲洗 20
min后,浸没于 75% 酒精中消毒 1 min,然后再经
0. 1%的升汞(HgCl2)消毒 8 ~ 16 min 后,用灭菌水
冲洗 6 次,切去外植体的顶芽,将枝条切成长约 2 ~
3 cm,每段含有腋芽 2 ~ 3 个,接种于培养基中。
1. 3 外植体的分化与增殖
以 MS作为基本培养基,将茎段萌发出的嫩芽
接种到附加不同质量浓度 6-BA和 NAA的培养基上
进行基部直接再分化培养。筛选最适宜基部直接再
生植株的植物生长调节剂质量浓度配比。培养至
40 d嫩芽基部直接再生植株形成丛生芽团。选择
长势较好的丛生芽团或茎段(1 芽 1 段)切割,再接
种到再生植株诱导培养基(植物生长调节剂质量浓
度酌减)上进行继代增殖培养,每 60 d继代 1 次。
诱导与增殖培养基激素配比质量浓度为:
(1)0. 1 mg /L 6-BA +0. 1 mg /L NAA,0. 1 mg /L
6-BA +0. 25 mg /L NAA,0. 1 mg /L 6-BA + 0. 5 mg /
L NAA
(2)0. 5 mg /L 6-BA +0. 1 mg /L NAA,0. 5 mg /L
6-BA + 0. 25 mg /L NAA,0. 5 mg /L 6-BA + 0. 5
mg /L NAA
(3)1. 0 mg /L 6-BA +0. 1 mg /L NAA,1. 0 mg /L
6-BA + 0. 25 mg /L NAA,1. 0 mg /L 6-BA + 0. 5
mg /L NAA
(4)2. 0 mg /L 6-BA +0. 1 mg /L NAA,2. 0 mg /L
6-BA + 0. 25 mg /L NAA,2. 0 mg /L 6-BA + 0. 5
mg /L NAA
1. 4 生根培养
以 MS 为基本培养基,添加不同质量浓度的
IBA和 NAA,筛选适宜的生根培养基。激素配比质
量浓度为:
(5)0. 1 mg /L IBA + 0. 5 mg /L NAA,0. 1 mg /L
IBA + 1. 0 mg /L NAA,0. 1 mg /L IBA + 2. 0 mg /
L NAA
(6)0. 2 mg /L IBA + 0. 5 mg /L NAA,0. 2 mg /L
IBA + 1. 0 mg /L NAA,0. 2 mg /L IBA + 2. 0 mg /
L NAA
(7)0. 5 mg /L IBA + 0. 5 mg /L NAA,0. 5 mg /L
IBA + 1. 0 mg /L NAA,0. 5 mg /L IBA + 2. 0 mg /
L NAA
1. 5 组织培养苗移栽
1. 5. 1 炼苗 待试管苗高长至 6 ~ 8 cm、根系长 2
cm左右时准备移栽。将组织培养瓶盖打开,瓶内加
自来水深至 1 cm 即可,放于 25 ℃、光照度为
1 500 ~ 2 000 lx、相对湿度为 40% ~50%的室内 5 d
左右。然后将组织培养苗倒入准备好的清水中,将
根部的培养基清洗干净,准备移栽。
1. 5. 2 移栽基质为以下几种:
(1)等体积黄土∶泥炭土∶沙
(2)等体积黄土∶泥炭土∶蛭石
(3)等体积黄土∶泥炭土∶珍珠岩
移栽基质配制好后,用 800 倍的多菌灵溶液消
毒待用。组培苗移栽后,浇透水,上覆 1 层塑料薄
膜,保持膜内相对湿度 70% ~ 80%,温度 20 ~ 25
℃。每隔 14 d用 800 倍的多菌灵溶液喷洒 1 遍。
1. 6 数据分析
每处理接种茎段 30 个,30 d 后统计增殖系数
(增殖系数 =增殖周期结束时的芽苗数 /增殖周期
起始时的芽苗数) ,45 d 后统计生根率[生根率 =
(生根苗数 /培养总苗数)× 100%]。
2 结果与分析
2. 1 不同消毒处理时间对外植体污染率的影响
将不同消毒处理时间后的茎段接种于 MS 基本
培养基 2 周后,外植体材料被污染及成活的情况统
计如表 1 所示。从表 1 中可以看出,随着升汞消毒
时间的延长,外植体的污染率逐渐降低,最低为消毒
16 min,污染率 13. 3%。但是结合外植体的初步生
长状况看,随着升汞消毒时间的延长,升汞对于外植
体的伤害程度愈发严重,消毒 16 min 后外植体 2 周
内的褐化严重,存活率低。综合考虑,选择 0. 1%升
汞消毒 12 ~ 14 min,效果较好。
表 1 不同消毒处理时间对外植体污染率的影响
时间 /min 接种数 污染数 污染率 /% 生长状况
8 30 24 80 正常
10 30 17 56. 7 正常
12 30 9 30 正常
14 30 6 20 部分褐化
16 30 4 13. 3 褐化严重
2. 2 不同激素质量浓度配比对罗城石楠丛生苗诱
导的影响
以 MS为基本培养基添加 0. 1 ~ 2. 0 mg /L的 6-
BA和 0. 1 ~ 0. 5 mg /L的 NAA进行罗城石楠的丛生
苗诱导培养,结果见表 2。由从表 2 可以看出,随着
6-BA质量浓度的升高,丛生苗的诱导效率增加,1. 0
mg /L时达到最佳,为 5. 9 倍,随后诱导效率缓慢下
降。6-BA质量浓度的变化也导致丛生苗生长状态
发生改变,6-BA 质量浓度越高,丛生苗越矮、越粗
壮,在 1. 0 mg /L时达到最佳。在 6-BA为 1. 0 mg /L
时,NAA 0. 25 与 0. 5 mg /L 对丛生苗的生长影响不
91第 3 期 李 峰:罗城石楠组织培养快速繁殖技术研究
大,考虑到日后组织培养生产工厂化,所以在 MS 基
本培养基附加 6-BA 1. 0 mg /L + NAA 0. 25 mg /L 的
组合为罗城石楠试管苗最佳继代增殖培养基。
表 2 不同激素质量浓度配比对罗城石楠丛生苗诱导的影响
序号
激素配比 /
(mg /L)
6-BA NAA
生长状态
丛生苗
诱导倍数
1 0. 1 0. 1 鲜有丛生苗,有少量绿色愈伤 0. 5
2 0. 1 0. 25 鲜有丛生苗,有少量绿色愈伤 0. 7
3 0. 1 0. 5 鲜有丛生苗,绿色愈伤 0. 5
4 0. 5 0. 1 稀疏 2 ~ 3 株 2. 3
5 0. 5 0. 25 稀疏 2 ~ 3 株 2. 8
6 0. 5 0. 5 稀疏,基部有少量愈伤 2. 9
7 1. 0 0. 1 较多,5 株以上,较粗壮 4. 3
8 1. 0 0. 25 较多,5 株以上,较粗壮 5. 9
9 1. 0 0. 5 较多,5 株以上,较粗壮 5. 6
10 2. 0 0. 1 尚可,4 ~ 5 株,矮壮 5. 3
11 2. 0 0. 25 尚可,4 ~ 5 株,矮壮 5. 2
12 2. 0 0. 5 尚可,4 ~ 5 株,矮壮 5. 4
2. 3 生根培养
以 MS 为基本培养基附加 0. 5 ~ 2. 0 mg /L 的
NAA、0. 1 ~ 0. 5 mg /L的 IBA进行生根培养,结果见
表 3。由表 3 可以看出,随着质量浓度的增加,IBA
和 NAA 对根的诱导率呈现先上升后略微下降的趋
势,但根的生长状况存在明显差异。低 IBA 质量浓
度下,罗城石楠试管苗根纤细,幼苗长势较弱;高
IBA质量浓度下,根成簇生长,短而粗,苗较为矮壮,
移栽成活率同样不高。IBA 0. 2 mg /L + NAA 2. 0
mg /L条件下,根粗壮且长,试管苗长势良好移栽成
活率较高。因此,综合考虑选用 MS + IBA 0. 2 mg /L
+ NAA 2. 0 mg /L为较适宜的生根培养基。
表 3 不同激素质量浓度配比对罗城石楠试管苗生根的
影响
编号
IBA
/(mg /L)
NAA
/(mg /L)
生根率
/%
生长
状况
苗基部
状况
13 0. 1 0. 5 27. 4 叶翠绿,根少细长 无愈伤
14 0. 1 1. 0 30. 8 叶绿,根细长 无愈伤
15 0. 1 2. 0 36. 5 叶绿,根细长 少量愈伤
16 0. 2 0. 5 51. 2 叶绿,根粗壮 少量愈伤
17 0. 2 1. 0 58. 4 根粗壮 少量愈伤
18 0. 2 2. 0 75. 6 根粗壮 少量愈伤
19 0. 5 0. 5 71. 3 根簇短小 无愈伤
20 0. 5 1. 0 74. 7 根簇短小 无愈伤
21 0. 5 2. 0 68. 9 根簇短小 无愈伤
2. 4 组培苗的移栽
将准备好的罗城石楠组织培养苗移入预先消毒
的栽培基质中。移栽成活率结果见表 4。由表 4 可
以看出,3 种移栽基质的成活率均比较高,且相差不
大,组织培养苗的生长状况较好。
表 4 不同栽培基质对罗城石楠组织培养苗移栽成活率的
影响
编号
移栽数
/株
成活率
/% 生长情况
1 300 90. 7 长势较好
2 300 93. 3 长势较好
3 300 89. 7 长势较好
A:嫩枝预培养;B:主芽萌发;C:主芽生长;D:试管苗增殖;E:组织培养苗生根;F:组织培养苗
图 1 罗城石楠嫩枝茎段扩繁及组织培养苗生根
( 下转第 26 页)
02 江 苏 林 业 科 技 第 40 卷
鸦椿、毛梾、水冬瓜、白蜡树、银鹊树、刺楸、槲树等树
姿优美,叶色美丽,有的还有美丽的花、奇特的果,可
散点配植、自然搭配;石楠属植物、山胡椒、乌饭树、
赛山梅等灌木类植物可做灌丛培植或成片栽植,也
可做绿篱栽培;藤本植物应用于立体绿化;乌饭树、
卫矛、丝棉木、胡颓子等株形较小,还有美丽的花果,
且耐修剪,适宜做盆景。紫金牛是一种矮小的常绿
植物,且冬季具有美丽红艳的果实,是园林上不可多
得的一种木本地被植物。
4. 3 秋色叶片色泽及观赏期与外界环境因素密切
相关
秋色叶植物变色的原因主要是由于气候的变化
引起叶片内各种色素的比例发生了变化。秋季气温
降低,叶绿素合成受阻并被破坏,因此花青素、叶黄
素、胡萝卜素等其他色素的颜色相对显现。不同的
小气候条件对秋色叶树种的叶色转变和保持有一定
的影响。一般来说,昼夜温差和夜间低温是叶片转
色的主要限制因子;而适当的低温,湿润的空气和土
壤以及背风的环境则是使秋叶保持鲜艳并延长观赏
期的关键[2]。因此为延长秋叶观赏期,在条件许可
下,可在养护措施上实行精细化管理。
4. 4 根据适地适树原则,在景点周围、道路两边、林
缘可适当补植一些彩叶树种
除枫香树、栓皮栎、山胡椒外,紫金山的大多数
彩叶树种数量较少,如鸡爪槭、黄连木、乌桕、榉树等
传统彩叶树种在紫金山都有自然分布,但分布星散,
不能形成浓郁的群体景观,因此可在某些局部地段
适当补植,以强化秋色叶景观,提高观赏价值。
4. 5 加强引种驯化工作
从调查中发现,除一些传统的彩叶树种外,紫金
山的大多数彩叶植物几乎都没有应用到园林造景
中,水冬瓜、乌饭树、珊瑚朴、糙叶树、小叶栎、槲树、
牛鼻栓、野鸦椿、南京珂楠树、山胡椒、小叶石楠、刺
楸、毛梾、菝葜属等 18 种植物都有很高的观赏价值,
但目前在南京地区园林上的应用几乎空白,因此应
重视对这些植物的引种驯化及推广应用。
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( 上接第 20 页)
3 结论与讨论
石楠属植物,尤其是红叶石楠已成为园林绿化
中不可或缺的品种,而且红叶石楠的组织培养研究
已较为成熟[2 - 3],可产业化生产。罗城石楠是石楠
属当中新近发展出的 1 个品种,其市场应用前景广
阔,但目前市场存备量极小。罗城石楠的扦插技术
不能满足全年生产的需求,故参照红叶石楠的研究
模式,希望能建立起罗城石楠的组织培养体系。
本研究以罗城石楠带顶芽茎段为外植体,通过
比较不同灭菌时间、不同质量浓度 6-BA、IBA、NAA
对罗城石楠组织培养快速繁育的影响,初步建立了
罗城石楠的组织培养快速繁育体系。结果表明,罗
城石楠外植体适宜的灭菌时间为 0. 1%的升汞 12 ~
14 min;适宜的增殖培养基为 MS + 6-BA 1. 0 mg /L
+ NAA 0. 25 mg /L;生根培养基为 MS + IBA 0. 2
mg /L + NAA 2. 0 mg /L;移栽基质为等体积的黄土:
泥炭土:蛭石。利用该技术可以满足罗城石楠产业
化生产的需求。
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62 江 苏 林 业 科 技 第 40 卷