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蛇皮果的组织培养研究



全 文 :中国农学通报 2011,27(28):245-248
Chinese Agricultural Science Bulletin
0 引言
蛇皮果(Salacca zalacca)是棕榈科蛇皮果属植
物。蛇皮果富含蛋白质、钙、铁、维生素,风味独特,在
国际市场上很受欢迎,是一种重要的广泛种植于东南
亚国家的热带水果 [1-2]。印度尼西亚是蛇皮果种质资
源、栽培技术和本土市场开发最成功的国家,中国华南
各地零星引进种植蛇皮果已有几十年的历史,但尚无
规模化种植。国内有关蛇皮果的研究报道很少,主要
集中于蛇皮果的引种、栽培等方面[3-4],也有少量生理方
面的研究 [5-6],但目前关于蛇皮果组织培养还未见报
道。在2007年10月底南宁举办中国东盟林业博览会
期间,中国与印度尼西亚签署了包括蛇皮果在内的农
产品进口协议,目前在国内少量经济发达地区有蛇皮
果出售,但价格昂贵,零售价高达人民币 40元/kg,而
印度尼西亚的市场零售价是人民币 7元/kg。蛇皮果
产量为每年5~15 t/hm2,种植后2~3年即结果,3~4年后
每株每年可产蛇皮果 10 kg[1]。因此,蛇皮果是一种投
产快、经济收益高、极有市场潜力的经济植物。然而蛇
皮果的新鲜种子难以储存,在室内放置一个月即完全
丧失发芽力,需随采随播[3]。因此,单以蛇皮果的种子
为材料难以满足大量栽培对种苗的需要。笔者以蛇皮
果的种胚为材料,探索其离体快繁技术,以求逐步实现
种苗的工厂化生产,扩大人工栽培,满足蛇皮果种植业
发展的需要。
基金项目:国家林业局“948”引进项目“蛇皮果栽培品种及配套栽培技术引进”(2007-4-11)。
第一作者简介:李湘阳,女,1970年出生,湖南人,副研究员,博士,研究方向:林木组培与转基因研究。通信地址:510520广州市天河区龙洞广汕一路
682号,Tel:020-87032851,E-mail:lixy713@21cn.com。
收稿日期:2011-05-26,修回日期:2011-09-13。
蛇皮果的组织培养研究
李湘阳,曾炳山,李荣生,尹光天,裘珍飞,刘 英
(中国林科院热带林业研究所,广州 510520)
摘 要:建立蛇皮果的组织培养技术平台,为大规模生产蛇皮果种苗奠定理论基础。以蛇皮果的种胚为
外植体,研究植物生长调节剂的种类和浓度对丛芽诱导及根系诱导的影响。结果表明,丛芽诱导需要6
个月,最适丛芽诱导培养基为MS+2ip 8.0 mg/L+NAA 0.25 mg/L,丛芽诱导率可达到41.7%;最适生根培
养基为1/2MS+IBA 1 mg/L+ABT 1 mg/L,生根率为46.9%。将已生根并高度大于5 cm的组培苗移植于
黄心土+珍珠岩的营养袋中,成活率可达到80%以上。
关键词:蛇皮果;组织培养;种胚
中图分类号:Q949.71+5,Q813.1 文献标志码:A 论文编号:2011-1566
Study on the Tissue Culture of Salacca zalacca
Li Xiangyang, Zeng Bingshan, Li Rongsheng, Yin Guangtian,Qiu Zhenfei, Liu Ying
(Research Institute of Tropical Forestry, Chinese Academy of Forestry, Guangzhou 510520)
Abstract: The aim was to establish the tissue culture technique of Salacca zalacca and provide the theoretical
basis for large scale propagation of Salacca zalacca. With the embryo of Salacca zalacca as explants, the effect
of plant growth regulators types and concentration on multiple shoots and root induction were studied. It took
about 6 months to induce multiple shoots. The highest shoot regeneration frequency (41.7%) was recorded on
MS medium with 8.0 mg/L 2ip and 0.25 mg/L NAA. Half-strength MS medium with 1 mg/L IBA and 1 mg/L
ABT was best for root induction where the rate of rooting was 46.9%. The in vitro-raised plantlets with roots
and height >5 cm were transplanted into polythene bags with yellow subsoil + perlite. The survival rate was
more than 80%.
Key words: Salacca zalacca; tissue culture; embryo
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1 材料与方法
1.1 试验时间、地点
研究田间试验于 2010年在广州热带林业研究所
苗圃进行,室内试验于2009年在广州热带林业研究所
林木组培实验室进行。
1.2 试验材料
供试验的蛇皮果种胚采自印度尼西亚。
1.3 试验方法
1.3.1 外植体表面消毒处理 将蛇皮果种子表面残余果
肉清洗干净,然后于超净工作台上用 0.1%的HgCl2消
毒40 min,再用无菌水冲洗4次,用刀片轻轻打开发芽
盖,接种到培养基上。
1.3.2 胚芽生长 种胚接种于含 6-BA 0.5 mg/L的MS
培养基上,待胚芽长出后再转入丛芽诱导培养基。
1.3.3 丛芽诱导和继代增殖 将胚芽接种于添加不同质
量浓度2ip和NAA组合的MS培养基上进行不定芽的
诱导分化,每30天转接1次。待丛芽诱导出来后,将丛
芽切分为3~5个一组,继代到新的培养基中,进行继代
增殖培养。
1.3.4 生根培养 当丛芽长至3 cm高时切分为单芽,转
至添加不同质量浓度ABT的 1/2 MS培养基上诱导生
根。用于生根的单芽分为 2种类型,一种单芽的所有
叶片仍呈包裹状,一种单芽的叶片上部已经展开。
1.3.5 移植 分别将高度>5 cm和高度<5 cm生根试
管苗移入炼苗室。炼苗 2周后,移栽至 50%黄心
土+50%珍珠岩的基质中,每周喷 1/1000的复合肥液,
每 10天喷 1/1000的多菌灵或百菌清杀菌剂,前期 20
天相对湿度控制在75%左右,自然光80%强度遮阳。
1.3.6 培养条件 外植体丛芽诱导试验每处理组合为
24瓶,每瓶接种 1个外植体。生根诱导试验每处理组
合为16瓶,每瓶接2个芽。卡拉胶8 g/L,生根培养基蔗
糖 20 g/L,其余培养基蔗糖 30 g/L,pH=5.8,培养温度
(25±2)℃,光照强度30 μmol/(m2·s),光照时间12 h/天。
1.3.7 统计分析 所得数据用SAS软件采用Duncan法
进行比较,显著水平为0.05。
2 结果与分析
2.1 胚芽生长
种子在胚芽生长培养基上 15天后胚根先长出发
芽孔,30天后胚芽长出发芽孔,50天长至 2.0~3.0 cm,
即可切下胚芽转入丛芽诱导培养基。
2.2 丛芽诱导与继代
在丛芽诱导培养基中,胚芽高生长趋于停顿,基部
开始明显膨大,约90天左右,在芽基部分化出丛芽(图
1)。丛芽诱导率随培养基中添加不同质量浓度的 2ip
而发生变化,从表1可见,在培养基中添加不同质量浓
度2ip和NAA组合对蛇皮果外植体丛芽诱导率有明显
的影响。2ip质量浓度对丛芽诱导有重要的作用,丛芽
诱导率随着2ip质量浓度的上升而增加。NAA的质量
浓度对丛芽诱导也有一定作用,尽管数据分析显示在
培养基中加入不同质量浓度的NAA对蛇皮果丛芽诱
导没有显著性影响,但随着NAA质量浓度的增加,丛
芽诱导率是呈现上升趋势的,当NAA浓度增加到一定
浓度时(0.5 mg/L)丛芽诱导率则开始下降,所以采用
适当的NAA质量浓度对诱导丛芽有良好的促进作用
(表 2),其中 8.0 mg/L 2ip和 0.25 mg/L NAA组合时诱
导效果最好,增殖倍数可达 3~4倍。但丛芽在高质量
浓度的 2ip培养基中继代多次后,增殖苗始终难以抽
高,而将培养基中的 2ip的质量浓度降为 4.0 mg/L后,
丛芽开始长高(图2)。
蛇皮果的丛芽诱导需要高质量浓度的细胞分裂素
一方面可能与蛇皮果的内源激素状态有关。很多棕榈
科植物在丛芽诱导过程中也需要高质量浓度的细胞分
图1 蛇皮果丛芽诱导
编号
1
2
3
4
质量浓度/(mg/L)
2ip
3
4
6
8
NAA
0.25
0.25
0.25
0.25
接种外植
体数/个
24
24
24
24
产生丛芽外植体数
/个
2
6
8
10
丛芽诱导率
/%
8.3b*
25a
33.3a
41.7a
表1 不同质量浓度2ip对蛇皮果丛芽诱导的影响
注:*代表0.05显著水平的多重比较结果,下同。
编号
1
2
3
4
质量浓度/(mg/L)
NAA
0
0.125
0.25
0.5
2ip
4
4
4
4
接种外植
体数/个
24
24
24
24
产生丛芽外植
体数/个
3
4
6
5
丛芽诱导率
/%
12.5a*
16.7a
25a
20.8a
表2 不同质量浓度NAA对蛇皮果丛芽诱导的影响
·· 246
李湘阳等:蛇皮果的组织培养研究
裂素进行处理,如Calamus flagellum的芽诱导培养基
需要添加 8.88 mg/L的 6-BA,Calamus tenuis的芽诱导
需要 22.2 mg/L的 6-BA[7],Calamus simplicifolius芽诱
导的最适合细胞分裂素浓度是8.0 mg/L的6-BA[8]。另
一方面可能与蛇皮果的形态结构也有关。蛇皮果的叶
片基部膨大成鞘状抱茎,多层叶鞘的包裹导致外源激
素渗透到茎内部被吸收的时间长、效率低,从而需要高
激素长时间的处理才能诱导出丛芽。
2.3 生根诱导及移植
蛇皮果组培单芽在生根培养基上诱导 60天左右
开始生根,生根率偏低,最高的生根率也只有 46.9%,
培养基中添加不同质量浓度的ABT对生根率有明显
的影响(表3)。生根率随着ABT质量浓度的升高而增
长,但继续增加ABT的浓度,生根率又开始下降。一
些高度达到3 cm以上,但叶片没有展开的芽虽然也可
以生根,但在生根培养基上会逐渐死亡,如图 3的B
苗;而叶片已展开的生根苗则会逐渐长高长大(图3的
A苗)。可见叶片的状态对生根苗的生长有重要的作
用。因此,在进行增殖苗的生根诱导时,除了考虑苗高
度,还应选择叶片上部已开始展开的芽苗。
苗高>5 cm的生根苗移植到基质中后成活率可
达到 80%。生根苗越高,成活率也相应提高,苗高
>8 cm生根苗(见图4)的成活率可达到90%以上。而
苗高<5 cm的生根苗则极易在移入基质两周后逐渐
烂头而死,成活率不足 10%。所以试管生根苗必须达
到5 cm时才能考虑移植。
3 结论
本研究以蛇皮果的种胚为外植体,建立了蛇皮果
的组培快繁体系,研究结果表明:(1)蛇皮果的丛芽诱导
需要较高浓度的细胞分裂素,然而进入继代增殖后,则
需要适当降低细胞分裂素的浓度,从而有利于芽苗的
长高以进入下一步生根诱导。因此,蛇皮果丛芽诱导
的最适激素组合是2ip 8.0 mg/L+NAA 0.25 mg/L,继代
增殖适宜激素组合是 2ip 4.0 mg/L+NAA 0.25 mg/L。
(2)适宜的蛇皮果生根培养基是1/2MS+ABT 1 mg/L+
IBA 1 mg/L。(3)已生根苗的高度是决定蛇皮果组培苗
移植成活率的关键因素,试管苗的高度必须达到5 cm
以上才能移植。
研究结果将为蛇皮果种苗的组培快繁及工厂化生
产提供依据。
4 讨论
4.1 细胞分裂素的浓度对蛇皮果增殖苗状态的影响
细胞分裂素对蛇皮果的增殖起决定性的作用,2ip的
浓度为8.0 mg/L时的丛芽率显著高于浓度为3.0 mg/L
图2 蛇皮果继代增殖苗
编号
1
2
3
4
质量浓度/(mg/L)
ABT
0.5
1
2
3
IBA
1
1
1
1
接种芽数/个
32
32
32
32
生根芽数/个
5
15
10
8
生根诱导率/%
15.6b*
46.9a
31.3a
25a
表3 不同质量浓度ABT对蛇皮果组培苗生根的影响
A苗高3.6 cm,B苗高3.3 cm
图3 蛇皮果生根苗
图4 蛇皮果生根苗(苗高10 cm)
·· 247
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
时的丛芽率,但长时间在高激素培养基中生长,芽虽然
多高度却偏低,一般在1.5 cm以下,还有部分芽出现玻
璃化,无法进行生根诱导。前人也有类似的研究结果,
如田小霞等[9]在刺山柑的组织培养研究中指出组培苗
长期在含高浓度6-BA的培养基上继代培养,芽苗很多
却细弱,不适合做生根培养。曾炳山等[8,10-11]对棕榈藤
类植物的组织培养研究显示:在藤类植物丛芽诱导期
需要采用较高浓度的细胞分裂素,但在连续继代的过
程中必须降低细胞分裂素的浓度,否则芽易出现愈伤
组织化和玻璃化,不利于后期的芽苗伸长与生根。本
研究表明,蛇皮果的组织培养特性与藤类植物相似,在
丛芽诱导期可采用高浓度的细胞分裂素,后应逐步降
低细胞分裂素的浓度,以促进试管苗长高。
4.2 蛇皮果组培苗的形态对生根诱导的影响
前人对影响组培苗生根因素的研究多集中在激素
配比及培养基的成分等方面,关于组培苗的形态对生
根影响的研究并不多见。刘英等[12]在研究单叶省藤和
短叶省藤的生根诱导时发现只有达到一定高度的芽苗
(>2.0 cm)才适合进行生根,否则芽苗伸长难,甚至枯
顶、发黄。而黄藤的芽苗高度要达到 4.0 cm以上才适
于进行生根诱导[13]。蔡玲等[14]对香樟组培苗生根因素
的研究显示,叶片展开,叶色翠绿的单芽的生根率显著
高于叶片未展开的单芽。本研究表明适合进入生根诱
导的蛇皮果组培苗需要在 2个方面达到要求,一是芽
苗高度要达到 3.0 cm以上,二是要出现绿色展开叶。
事实上这二者是相辅相成的,只有高度>3.0 cm的芽
苗才会出现绿色展开叶。
4.3 蛇皮果组培生根苗的高度对移植的影响
组培苗的高度对移栽成活率的影响在不同的植物
差异很大。如桉树组培苗在移栽前要求苗高达到
2.0 cm以上[15],但不能超过4.5 cm[16]。一些植物的组培
苗在移栽时对苗的高度有较高的要求。许建兰等[17]研
究结果指出:大于4 cm的Damas1869李组培苗的移栽
成活率达到 91%,而小于 4 cm的组培苗成活率不足
70%。代丽等[18]的研究表明:四倍体酸枣组培苗移栽
时株高>4 cm苗的成活率显著高于<4 cm的组培
苗。藤类植物组培苗在移植时也要求高度要达到
4 cm以上,苗高是移植成活的第一关键因素[19-20]。蛇
皮果组培苗的高度对移植影响很大,只有达到一定高
度(5 cm)的组培苗才能保证较高的成活率。
4.4 蛇皮果组织培养存在的问题
蛇皮果是外来引进经济植物,种质资源非常有限。
开展蛇皮果组织培养研究就是为了解决蛇皮果推广栽培
中种苗受限的困难。目前已初步建立了蛇皮果组培快繁
体系,但蛇皮果组培苗根的诱导是其离体快繁的难点,表
现为始根期长、生根率不高,与工厂化生产种苗的要求
还有一定的距离,还需要进一步深入的研究。刘英[21]在
解决单叶省藤生根难的问题时,提出将未生根的试管苗
剪掉基部后进行第2次生根诱导,可大大提高生根率。
这也许可以为提高蛇皮果组培苗的生根率提供借鉴。
参考文献
[1] 李荣生,尹光天,曾炳山,等.印度尼西亚蛇皮果的开发利用[J].林业
实用技术,2008(6):46-48.
[2] Redaksi Agromedial. Budi Daya Salak[M].Jakarta: AgroMedia,
2007:1-121.
[3] 胡建湘,郑玲丽.西双版纳引种栽培蛇皮果初报[J].亚热带植物科
学,2004,33(3):48-50.
[4] 曹红星,孙程旭,陈思婷,等.蛇皮果栽培技术及效益分析[J].江西农
业学报,2009,21(3):86-87.
[5] 孙程旭,曹红星,陈思婷,等.应用电导率法及Logistic方程测试蛇皮
果抗寒性研究[J].江西农业学报,2009,21(4):33-35.
[6] 曹红星,孙程旭,陈思婷,等.蛇皮果不同品种幼苗耐寒性比较的初
步研究[J].热带作物学报,2009,30(6):751-755.
[7] 高志民,范少辉,蔡春菊,等.世界棕榈藤离体快速繁殖研究与发展
趋势[J].世界竹藤通讯,2005,3(3):1-4.
[8] Xu H C, Rao A N, Zeng B S, et al. Research on rattans in china[M].
Serdang: Published by the Regional Office for Asia, the Pacific and
Oceania,2000:1-148.
[9] 田小霞,姜春前,陈祥义,等.刺山柑腋芽的组织培养快繁技术研究
[J].林业科学研究,2009,22(4):521-525.
[10] 曾炳山,刘英,许煌灿,等.长嘴黄藤离体快繁研究[J].福建林学院学
报,2002,22(2):159-171.
[11] 曾炳山,刘英,许煌灿,等.6-BA、IBA、2,4-D对杖藤组培增殖的影响
[J].广西植物,2003,23(1):49-51.
[12] 刘英,曾炳山,尹光天.两种省藤组培成苗芽的选择[J].林业科学研
究,2000,13(6):679-683.
[13] 刘英,曾炳山,尹光天.黄藤继代增殖培养和成苗的繁殖体选择[J].
林业科学研究,1998,11(2):152-155.
[14] 蔡玲,王以红,黄金使,等.影响香樟单芽组培苗生根的 4个因素效
应评选试验[J].西部林业科学,2009,38(4):1-4.
[15] 刘建美.桉树组培瓶苗移植管理技术总结[J].福建林业科技,2006,
33(3):144-147.
[16] 曾炳山,徐大平,裘珍飞,等.LY/Y 1770-2008,桉树无性系组培快繁
技术规程[S].北京,中国标准出版社,2008:5.
[17] 许建兰,韦军,俞明亮,等.Damas1 869李组培苗移栽技术研究[J].江
苏农业科学,2009(2):143-144.
[18] 代丽,赵锦,刘孟军.四倍体酸枣组培苗移栽研究[J].中国农学通报,
2011,27(3):159-163.
[19] 曾炳山.短叶省藤离体快繁研究[J].中南林学院学报,1997,17(4):
37-43.
[20] 曾炳山,许煌灿,刘英,等.棕榈藤组培苗移植技术研究[J].林业科学
研究,1997,10(2):563-569.
[21] 刘英,曾炳山,许煌灿,等.棕榈藤继代培养增殖和成苗特性的研究
[J].林业科学研究,1996,9(6):579-585.
·· 248