全 文 :巨紫荆优良新品系组织培养快速繁殖技术
张 林,刘念中 (河南四季春园林艺术工程有限公司,河南郑州 450016)
摘要 [目的]研究高效繁殖巨紫荆的途径。[方法]采用组织培养对巨紫荆进行快速繁殖。[结果]茎尖繁殖以 MS + ZT 2. 0 mg /L培
养的组培苗中褐化率和玻璃苗发生率为 0,增殖倍数为 3. 56 倍,效果最好;健壮的继代苗可显著提高苗木的生根率和移栽成活率;0. 5
mg /L TA生根效果最好,0. 5 mg /L IAA +0. 5 mg /L NAA +0. 5 mg /L TA能有效诱导根的形成,移栽成活率达 96. 6%;S-1优树组培苗的
生理状态优于实生苗。[结论]巨紫荆组织培养是一条快速有效的繁殖途径。
关键词 巨紫荆;新品系;组织培养;快速繁殖技术
中图分类号 S727. 5 文献标识码 A 文章编号 0517 -6611(2012)02 -00860 -03
Tissue Cuture Rapid Propagation Technology of New Superior Cercis gigantea Lines
ZHANG Lin et al (Henan Four Spring sSason Garden Art Engineering Co.,LTD,Zhengzhou,Henan 450016)
Abstract [Objective]The way of Cercis gigantea efficient propagation was studied.[Method]Tissue cuture was used to rapid propagate superior
Cercis gigantea lines in this experiment.[Result]The optimum medium for meristem propagation was MS + ZT 2. 0 mg /L,the incidence rate of
glass and browning seedlings were also zero and the Multiplication multiplies were 3. 56 times. Robust seedlings in the following generation could
increase significantly the rate of rooting and the transplanting survival rate. The optimum rooting power was 0. 5 mg /L TA,and the medium 0. 5
mg / L IAA +0. 5 mg /L NAA +0. 5 mg /L TA could induce effectively the formation of root. The transplanting survival rate reached 96. 6% . The
physiological state of seedlings from tissue culture was superior to seedlings from seeds of S-1 superior lines.[Conclusion]It can clearly be seen
that tissue cuture of Cercis gigantea was a fast and effective propagation method.
Key words Cercis gigantea;New lines;Tissue cuture;Rapid propagate technology
作者简介 张林(1965 - ) ,男,河南淮阳人,工程师,从事园林植物研
究,E-mail:hnsjcylgs@ 126. com。
收稿日期 2011-10-25
巨紫荆(Cercis gigantea) ,为落叶大乔木或乔木,自然生
长的大树胸径达 60 cm、高达 15 m以上,因树形巨大,又与常
见的灌木状紫荆相像而得名“巨紫荆”[1]。其冠幅大,树形
美;单叶互生,叶心脏形或近圆形,全缘,叶边缘透明,表面浓
绿光亮;花朵粉红色,簇生于花枝上,先叶开放;巨紫荆树体
高大,花形优美,是十分优良的园林观赏树种,比目前引进的
南欧紫荆更具推广应用前景[2 -4]。然而巨紫荆对大多数城
市而言其应用尚属空白,一方面用于园林绿化的苗木数量不
足,另一方面缺乏园林绿化应用的优良品系。因此开展这方
面的试验研究显得迫切又重要。
目前,河南四季春园林艺术有限公司已成功选育出 S-1、
S-4、S-5、S-9 等 4个优良巨紫荆新品系,为了加快新品系推广
和成果转化,笔者开展了组培快繁技术研究,旨在为繁育巨
紫荆探索快捷有效的途径。
1 材料与方法
1. 1 供试材料 以 S-1、S-4、S-5、S-9巨紫荆优良植株茎尖为
外植体。所用药品和试剂均为分析纯。
1. 2 培养基及培养条件 培养基及激素的选择直接影响巨
紫荆组培苗的生长状况。MS培养基能够提供植物所需要的
各种元素,试验证明其较适合巨紫荆组培苗的生长。
以 MS为基本培养基,附加 0. 7%琼脂和 3%蔗糖,依据
试验目的添加不同浓度(0. 5、1. 0、2. 0、3. 0 mg /L)的 6-BA、
KT、ZT、NAA、IAA、TA;培养基 pH 5. 8 ~ 5. 9,121 ℃高压灭菌
20 min。培养条件:22 ~ 25 ℃,光周期 14 h /d,光强 2 000 ~
3 000 lx。
1. 3 试验方法
1. 3. 1 外植体的消毒及培养。取巨紫荆当年生的幼嫩枝
条,在自来水下冲洗,用镊子剥离茎尖约 1 cm,75%酒精消毒
15 s,再用 1%升汞消毒 5 ~8 min,无菌水冲洗 3 ~ 5 次,用无
菌滤纸吸干表面水,切取茎尖约 0. 2 ~ 0. 3 mm。将茎尖接种
到快繁培养基(表 1)上,培养 25 d后,观察统计巨紫荆组培
苗的生长状况。
增殖倍数 = 分化出的苗数 /接种外植体数;
玻璃化苗发生率(%)=(玻璃化苗数 /接种外植体数)
×100;
褐化率(%)=(褐化苗数 /接种外植体数)×100
1. 3. 2 组培苗的生根及移栽。组培苗长到3 ~5 cm时,将其
转接到生根培养基(表 2)上进行生根培养,并计算根分化
率。待组培苗新生的根长出 3 ~ 5 条,长 3 ~ 5 cm时,即可驯
化移入培养土中进行栽植[5]。
根分化率(%)=(分化出根的条数 /接种的不定芽数)
×100
2 结果与分析
2. 1 培养基对巨紫荆快繁效果的影响
2. 1. 1 激素对组培苗生长的影响。激素能够促进植物生
长、器官分化等,其在组织培养中起着至关重要的作用。不
同的细胞分裂素对巨紫荆茎尖分化影响有很大差异[6]。随
着细胞分裂素浓度的加大,增殖倍数和玻璃苗的发生率也随
之增加(表 1) ;在含有 6-BA和 KT的培养基中,褐化苗均有
一定程度的发生,且褐化比例较大,而含 ZT的培养基中均无
褐化苗发生,且增殖培养效果明显,最高达 4. 25 倍,但出现
了 1. 03 %的玻璃苗。ZT浓度为 2. 0 mg /L时,即能保障巨紫
荆有效的增殖倍数,又能保障继代苗的质量。
随着继代次数的增加,组培育增殖倍数也随之增大,但
责任编辑 高菲 责任校对 李岩安徽农业科学,Journal of Anhui Agri. Sci. 2012,40(2):860 - 862
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2012.02.219
苗较细弱[7]。可能是继代次数越多,操作越频繁对组织的损
伤也越大,或者是激素浓度达不上继代苗生长的需要。所以
在巨紫荆的组织培养中,要摸索出适合的激素及浓度,并且
根据需要调换培养基配方或减少继代次数,最大可能地减少
玻璃化苗和褐化苗的发生率,提高其增殖倍数。
表 1 不同的细胞分裂素对巨紫荆组培苗的影响
序号
细胞分
裂素
浓度
mg /L 增殖倍数
玻璃苗发
生率∥%
褐化率
%
1 6-BA 0. 5 2. 30 0. 00 3. 00
2 6-BA 1. 0 3. 26 0. 00 7. 20
3 6-BA 2. 0 5. 41 3. 80 6. 32
4 6-BA 3. 0 5. 92 8. 92 5. 25
5 KT 0. 5 2. 03 0. 00 8. 35
6 KT 1. 0 3. 61 0. 82 7. 46
7 KT 2. 0 4. 20 1. 56 2. 63
8 KT 3. 0 5. 72 4. 36 10. 25
9 ZT 0. 5 2. 80 0. 00 0. 00
10 ZT 1. 0 2. 97 0. 00 0. 00
11 ZT 2. 0 3. 56 0. 00 0. 00
12 ZT 3. 0 4. 25 1. 03 0. 00
2. 1. 2 激素对巨紫荆生根的影响。激素影响巨紫荆生根的
快慢和数量。单独使用 IAA、NAA和 TA均能促进巨紫荆健
壮苗生根。IAA和 TA促进生根的有效浓度为 0 ~2. 0 mg /L,
而 TA的促进浓度范围较大。影响巨紫荆组培苗生根率的大
小顺序为 TA > NAA > IAA(图 1)。
图 1 IAA、NAA和 TA对健壮巨紫荆无根苗生根率的影响
IAA和 NAA 配合使用时,对无根苗生根有协同效应。
低浓度 IAA和适量 NAA配合使用对巨紫荆生根有促进作
用,且比单独使用时生根期提前,生根率提高;而随着 IAA浓
度的加大,IAA与 NAA配合使用对生根有抑制作用(图 2)。
图 2 IAA和 NAA组合对巨紫荆组培苗生根率的影响
TA、IAA和 NAA配合使用,能有效提高巨紫荆组培苗生
根率。IAA(0. 5 mg /L)+ NAA(0. 5 mg /L)与 TA 0 ~ 2. 0
mg /L配合使用时对巨紫荆组培苗生根具有协同效应。其中
以 TA 0. 5 mg /L效果最好,生根率达96. 6%(图3)。随着 TA
浓度的加大,巨紫荆组培苗生根率降低,可能是高浓度 TA抑
制 IAA和 NAA的作用。
图3 不同浓度TA与 IAA +NAA组合对巨紫荆组培苗生根率的
影响(IAA与 NAA浓度均为 0. 5 mg /L)
IAA、NAA和 TA及其组合对巨紫荆组培苗发根部位、根
系生长状况和移栽成活率均有影响(表 2)。TA诱导巨紫荆
生根,诱导根从皮层或愈伤组织上发出。一般来说,TA诱导
巨紫荆发出的根与茎输导组织连接较好,移栽易成活[8]。该
试验结果也证实了这一点。
表 2 IAA、NAA和 TA及其组合对健壮巨紫荆无根苗生根的影响
激素及用量
mg /L
根发
生部位
愈伤
组织
平均生
根数∥条
根系
状况
移栽成
活率∥%
IAA 0. 5 愈伤组织 较大而致密 1. 3 较粗、淡黄色根尖圆纯 62. 5
NAA 0. 5 愈伤组织 大而密 1. 2 较粗、淡黄色转灰黑色,根尖圆纯 60. 4
TA 0. 5 基部表皮 无 4. 6 较细,白色根尖尖锐 89. 3
IAA 0. 5 + NAA 0. 5 愈伤组织 最大且致密 1. 3 最粗,黄白色根尖圆钝 57. 2
IAA 0. 5 + NAA 0. 5 + TA 0. 5 基部表皮 较小而膨松 4. 6 略粗,白色根尖尖锐 96. 6
2. 2 无根苗的生理状态对生根的影响 相同培养条件下,
不同生理状况的巨紫荆无根苗生根效果也不同。将无根苗
接种到生根培养基(1 /3MS +0. 5 mg /L IAA + 0. 5 mg /L NAA
+0. 5 mg /L TA)中,培养20 d后,壮苗的生根率为96. 5%,弱
苗为 63. 2%,黄化苗为 19. 5%,老化苗为 9. 3%,玻璃苗和幼
嫩苗均不生根。这充分说明生理状态良好的组培苗生根率
最高[9]。这可能与内源激素的含量、水平及营养等因素有
关。所以培养健康健壮的组培苗是提高生根率的保证。
2. 3 不同繁殖方式对巨紫荆移栽效果的影响 不同繁殖方
式培养的巨紫荆苗木其生长状态和生长速度有所差异。研
16840 卷 2 期 张 林等 巨紫荆优良新品系组织培养快速繁殖技术
究发现:同样用无性繁殖获得的巨紫荆苗,其生长速度和生
长状态不同[10]。巨紫荆组培苗每年 3 ~6月份出苗移栽成活
率较高,当年平均株高达 1. 86 m,平均地径 1. 82 cm,而同期
播种的实生苗平均株高 1. 50 m,平均地径 1. 42 cm(表 3) ,并
且新品系组培苗较实生苗均匀整齐。这可能是组培环境能
够人为调控,为巨紫荆生长提供更为营养合理的生长环境。
表 3 S-1优树组培苗与 S-1优树实生苗生长速度比较
类别
随机株
数∥株
平均株
高∥m
平均地
径∥cm
S-1优树组培苗 100 1. 86 1. 82
S-1优树实生苗 100 1. 50 1. 42
注:试验材料均为 4月中旬定植 4 ~5 cm穴盘苗。
3 结论与讨论
(1)巨紫荆组织培养受所取材料的生理状态、培养基种
类、所添加激素的种类和浓度影响。通过研究发现,巨紫荆
组培快繁培养过程中加入2. 0 mg /L ZT时,增殖倍数较高,且
玻璃苗发生率、褐化率为 0。生根剂以 0. 5 mg /L的 TA生根
效果最好,也可以将 0. 5 mg /L IAA + 0. 5 mg /L NAA + 0. 5
mg /L TA组合使用作生根剂。健壮的继代苗可显著提高巨
紫荆组培苗的生根率和移栽成活率。在以后的研究中,应该
综合遗传因素和生理状态选择优良性状的幼嫩组培材料,依
据不同目的选择合适的激素比例,人工调控温度、湿度、光照
等环境,为巨紫荆的快速无性繁殖奠定基础。
(2)笔者对 S-1优树实生苗和组培苗的生长状态进行比
较,发现巨紫荆组培苗的生长速度快于实生苗,说明组织培
养能够为巨紫荆生长提供更适宜的环境,大大提高巨紫荆经
济和社会价值,因此,组织培养快繁技术是一种高效的繁殖
巨紫荆的途径。
参考文献
[1]DIRR M A. Manual of Woody Landscape Plants[M]. 5 th Ed. Champaign,
IL:Stipe Publishing,1998.
[2]姚永平.优美观赏乔木新品种———巨紫荆[J].农业科技与信息,2005
(4):27.
[3]贺晓敏.巨紫荆在园林绿化中的推广应用[J].江苏建筑,2010(S1):87
-88.
[4]王展,周改玲.新优树种巨紫荆速成培育[J].林业实用技术,2005(12):
23 -24.
[5]笪红卫.巨紫荆的育苗及栽培技术[J].林业科技开发,2006,20(6):94.
[6]DILLION D,KLINGAMAN G. Hormone concentration and cutting maturity
influences on rooting of redbud[J]. Hort Science,1992,27:634.
[7]GENEVE R L,KESTER S T,YUSNITA S. Micropropagation of eastern red-
bud (Cercis canadensis L.) [J]. Proc Intl Plant Prop Soc,1992,42:417 -
420.
[8]TIPTON J L. Vegetative propagation of Mexican redbud,larchleaf golden-
weed,littleleaf ash,and evergreen sumac[J]. Hort Science,1990,25:196 -
198.
[9]MACKAY W A,TIPTON J L,THOMPSON G A. Micropropagation of Mexi-
can redbud,Cercis canadensis var. mexicana[J]. Plant Cell,Tissue Organ
Culture,1995,43:295 -299.
[10]DIRR M A,HEUSER C W. Reference manual of woody plant propagation:
from seed to tissue culture[M]. Athens,GA:Varsity Press,1987:239.
[11]SONG X D,ZHANG Z X,WANG W W,et al. Determination of isoflavone
from soybean lines cultivated in Jilin Province and correlation analysis be-
tween isoflavone content and soybean quality[J]. Agricultural Science &
Technology,2010,11(1):48 -50.
[12]刘建霞,贺润丽,畅志坚,等.源于中间偃麦草的小麦新品系 CH5026
白粉病抗性的遗传[J].华北农学报,2008(1):194 -198.
[13]SUN J J,ZHANG Q A,JIANG L,et al. Study on physiological characteris-
tics of three different cold - resistant tomato strains[J]. Agricultural Sci-
ence & Technology,2010,11(1):113 -116.
[14]李红,唐明凤,喻凤,等.抽穗后不同时期去除旗叶对小麦产量的影响
[J].华北农学报,2010(S2):93 -97.
[15]WANG F,JIANG S J,LI Z C,et al. Study on explants sterilization and
callus induction of Aquilegia oxysepala[J]. Agricultural Science & Tech-
nology,2010,11(7):25 -28.
[16]宋永骏,杨延杰.亚低温对茄子幼苗叶片渗透调节物质含量及活性氧
清除物质的影响[J].华北农学报,2011(4):
檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪
228 -231.
(上接第 831 页)
异不显著,说明吉富罗非鱼温度决定性别敏感期大概在 10 d
左右,在敏感期之外再持续处理时间较难改变逆转性腺分化
的方向,与李莉萍等[9]报道吉富罗非鱼药物转性的结果
相似。
上述结果表明,吉富罗非鱼的性腺分化属于温度依赖性
决定类型,36. 0 ℃持续诱导第 0 天的卵黄囊鱼苗 10 d以上
能够显著提高吉富罗非鱼苗的雄性率。研究结果为大规模
通过温度诱导生产高雄性率吉富罗非鱼商品苗提供了技术
指导,也为鱼类单性苗种培育提供了简便、安全、有效的性控
新途径。
参考文献
[1]朱佳杰,林勇,陈忠,等.不同温度诱导对吉富罗非鱼仔鱼生长与发育
的影响[J].华北农学报,2010,25(S1):170 -173.
[2]朱佳杰,林勇,李莉萍,等.吉富罗非鱼雌雄群体遗传差异的 SSR分析
[J].基因组学与应用生物学,2010,29(1):57 -62.
[3]CONOVER D O,KYNARD B E. Environmental sex determination:Interac-
tion of temperature and genotype in a fish[J]. Science,1981,213(31):577
-579.
[4]DESPREZ D,MELAND C. Effect of ambient water temperature on sex de-
terminism in the bule tilapia[J]. Oreochromis Aureus,Aquaculture,1998,
162(1):79 -84.
[5]陈兴汉.尼罗罗非鱼仔鱼生长发育和温度调控与雄激素诱导雄性化的
研究[D].广州:中山大学,2005.
[6]程晓春,林丹军,尤永隆.温度对江黄颡鱼性分化的影响[J].动物学研
究,2007,28(1):73 -80.
[7]PATINO R,DAVIS K B,SCHOORE J E,et al. Sex differentiation of chan-
nel catfish gonads:normal development and effect of temperature[J]. Jour-
nal of Experimental Zoology,1996,276(3):209 -218.
[8]邓思平,陈松林,田永胜,等.半滑舌鳎的性腺分化和温度对性别决定
的影响[J].中国水产科学,2007(14):714 -719.
[9]李莉萍,林勇,朱佳杰,等.不同浓度药物与不同天数鱼苗对吉富罗非
鱼雌性诱导效果的影响[J].安徽农业科学,2011,39(6):3627 -3629.
[10]岳敏娟.温度对卿鱼性别决定的影响及分子机制探讨[D].福州:福建
师范大学,2009.
[11]ITO L S,YAMASHITA M,TAKASHIMA F,et al. Dynamics and histologi-
cal characteristics of gonadal sex differentiation in pejerrey(Odontesthes
bonariensis)at feminizig and masculinizing temperatures[J]. Journal of
Experimental Zoology Part A:Comparative Experimental Biology,2005,
303(6):504 -514.
268 安徽农业科学 2012 年