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榉树无菌播种技术



全 文 :Vol. 31 No.1
Mar. 2013
第 31卷 第 1期
2013年 3月
经 济 林 研 究
Nonwood Forest Research
收稿日期:2012-12-08
基金项目:国家林业公益性行业科研专项“榉树优良种源选择及快速繁育技术研究”(200904011);广西优良用材林资源培育重点实验室自
主课题“榉木种源遗传多样性及器官发生技术研究”(12B0301)。
作者简介:张日清(1959—),男,湖南醴陵人。教授,博士,博士研究生导师,主要从事经济林栽培育种和林业生物技术应用等方面的教
学与科研工作。E-mail:hanszhangriqing@yahoo.com.cn。
榉树 Zelkova schneideriana属于榆科榉属,落
叶大乔木,国家二级保护植物,分布于我国淮河
流域、秦岭以南的长江中下游地区。榉树木材致
密坚硬,材色鲜艳,纹理美观,耐腐性强,是生
产各类高档家具和工艺品的上等木材。同时由于
其树形优美,树冠冠幅大,叶色季相变化丰富,
也是深受人们喜爱的传统色叶园林风景树种 [1-3]。
榉树的繁殖分为有性繁殖和无性繁殖。目前
生产上常用的有性繁殖是种子繁殖。无性繁殖主
要有嫁接、扦插和组织培养 [4]。通过种子无菌播
种可以快速获取无菌活体,作为室内快繁的一条
途径,已在众多植物上得到成功应用 [5-6]。
虽然前人已在榉树组培技术上做了较多的研
榉树无菌播种技术
张日清 1a,刘海龙 1a,2,汪灵丹 1a,金晓玲 1b
(1.中南林业科技大学 a.林学院;b.风景园林学院,湖南 长沙 410004;2.广西壮族自治区林业科学研究院,
广西 南宁 530002)
摘 要:为获取榉树无菌活体,对榉树种子进行消毒处理,无菌播种在沙子和培养基中。活力较低不能萌发的
种子可通过愈伤诱导及再分化的途径获得无菌芽,活力较好的种子可直接萌发产生无菌芽。榉树无菌播种是快
速获得无菌活体的有效手段。
关键词:榉树;无菌播种;培养基;快速繁殖
中图分类号:S687 文献标志码:A 文章编号:1003—8981(2013)01—0139—04
Aseptic seeding techniques in Zelkova schneideriana
ZHANG Ri-qing1a, LIU Hai-long1a,2, WANG Ling-dan1a, JIN Xiao-ling1b
(1a. College of Forestry; b. College of Landscape Architecture, Central South University of Forestry & Technology, Changsha
410004, Hunan, China; 2. Forestry Academy of Guangxi Zhuang Autonomous Region, Nanning 530002, Guangxi, China)
Abstract: In order to obtain aseptic living explants in Zelkova schneideriana, seeds in Z. schneideriana were seeded in
sand and medium after sterilization. Aseptic shoots can be gain from seeds with low vigor and no natural germination
ability by the method of callus induction and differentiation. Aseptic seedlings from seeds with high vigor by direct
germination. Aseptic sowing of seeds in Z. schneideriana is an effective method to fastly produce aseptic living explants.
Key words: Zelkova schneideriana; aseptic seeding; medium; fast propagation
究,但是目前尚未见榉树无菌播种技术的相关研
究报道。笔者研究不同的处理方法和不同的播种
基质对榉树种子萌发生长的影响,以期找到较适
宜的榉树无菌播种方法。
1 材料与方法
1.1 试验材料
用于播种的第 1批榉树种子采集于 2011年
11月中旬,采集地点为湖南怀化,千粒质量约为
15.4 g,冰箱 4 ℃贮藏至 2012年 3月中旬进行无
菌播种,播种时种子呈咖啡色。
用于播种的第 2批榉树种子采集于 2012年
10月下旬,采集地点为广西百色,千粒质量约为
DOI:10.14067/j.cnki.1003-8981.2013.01.035
140 第 1期张日清,等:榉树无菌播种技术
16.5 g,冰箱 4 ℃贮藏至 2012年 11月上旬进行无
菌播种,播种时种子呈绿色。
1.2 试验方法
种子分剥壳和不剥壳 2种处理,剥壳处理的
种子播种到培养基上,不剥壳的种子播种到沙子
中。培养过程中仔细观察,记录出现萌动的初始
时间,播种后 60 d时统计萌发率。
1.2.1 剥壳种子处理方法
将种子在纯净水中浸泡 24 h后用纯净水冲洗
3~ 4次,将种子放置在干净的培养皿上,用手小
心剥除种壳。在超净工作台内用 0.1%的升汞处理
剥壳后的种子 5 min,用无菌水冲洗干净后接种到
培养基上。培养基装在试管中,每颗种子单独接 1
根试管,每种处理的培养基播 100管,重复 2次。
培养基配方如下:
①改良MS+ 0.5 mg/L 6-BA+ 0.2 mg/L NAA+
位琼脂 4.0 g/L+蔗糖 30 g/L+抗坏血酸 0.01 g/L;
②改良MS+ 2.0 mg/L 6-BA+ 2.0 mg/L NAA+
琼脂 4.0 g/L+蔗糖 30 g/L+抗坏血酸 0.01 g/L;
③改良MS+ 2.0 mg/L 6-BA+ 1.0 mg/L 2,4-D+
琼脂 4.0 g/L+蔗糖 30 g/L+抗坏血酸 0.01 g/L;
④改良MS+ 2.0 mg/L 6-BA+琼脂 4.0 g/L+
蔗糖 30 g/L+抗坏血酸 0.01 g/L。
培养基 pH值均调整为 5.8。
1.2.2 不剥壳种子处理方法
将种子在纯净水中浸泡 24 h后用纯净水冲洗
3~ 4次。在超净工作台内用 75%的酒精浸泡 30 s,
再用 0.1%的升汞处理 15 min,用无菌水冲洗干净
后接种到沙子中。沙子为筛过的干沙,在玻璃
瓶中经高温高压(121 ℃,0.11 MPa)灭菌约
50 min。种子播种到沙子后,在超净工作台内向
瓶中倒入无菌水,将沙子淋透,再深埋种子。每
瓶播入种子 20颗,1次播种 5瓶,重复 2次。培
养条件为:温度 25 ℃,光照 2 000 lx,光照时间
为每天 12 h。
2 结果与分析
2.1 第 1批种子不同处理萌发状况
第 1批种子不剥壳播种到沙子中,60 d后观
察未发现萌发。剥壳处理后分别播种到①、②、
③ 3种培养基中约 10 d发现部分种子开始愈伤化,
30 d后统计,愈伤组织的诱导率约为 5%。种子在
3种培养基上的愈伤诱导率无显著差异,但在培养
基②、③上产生愈伤组织比培养基①上早。每间
隔 30 d将愈伤组织周转 1次,进行增殖。在培养
基①上增殖的愈伤组织不易褐化,愈伤组织呈深
黄色(见图 1a)。愈伤组织继代增殖数代后可转
入分化培养,在培养基④上可取得较好的分化效
果,愈伤组织上先出现多个白色小芽点,后转为
绿色(见图 1b),最后从芽点分化出芽,部分芽
能抽高到 1.0 cm以上(见图 1c),便可剪切出来
诱导生根。
图 1 第 1批种子的处理效果
Fig. 1 Effect of lab treatment on the fi rst batch of seeds
2.2 第 2批种子不同处理萌发状况
第 2批种子不剥壳播种到沙子中,7 d后发
现有芽萌发(见图 2a),60 d后统计,发芽率为
14%。芽抽高至3~4 cm后转接到培养基①上培养,
芽能继续抽高并展叶(见图 2b)。培养基上培养
约 1周后发现约 46.4%的芽带菌污染,其它不带
菌芽可转入继代增殖。第 2批种子剥壳处理后分
别播种到①、②、③ 3种培养基上 ,10 d后发现
种子萌动,胚乳(子叶)变绿膨大并展开(见图
2c)。培养基①上的芽可抽高展叶(见图 2d),
培养基②、③上萌动的种子仅有胚乳(子叶)膨
大变绿,但不能抽高生长,约 15 d左右发现胚乳(子
叶)愈伤化(图 2e),30 d后种子已完全变成愈
伤团(见图 2f)。60 d后统计在培养基上出现萌
141第 31卷 经 济 林 研 究
图 2 第 2批种子的处理效果
Fig. 2 Effect of lab treatment on the second batch of seeds
动的种子所占比率为 12.7%。
3 结论与讨论
前人已成功利用榉树的胚、顶芽、子叶、下
胚轴、茎段等外植体获得榉树无菌活体,并最终
形成再生植株 [7-8]。金晓玲等发现了榉树组织诱导、
继代和生根培养的最适培养基 [4]。但利用榉树种
子作为外植体,通过无菌播种的方法来获得无菌
活体尚未见报告。种子无菌播种有自身的优势,
一是可实现全年全天候的播种,二是其消毒效果
不受季节和天气的影响。结合课题组前期对榉树
优良种源选择的研究,采用优良种源的种子进行
无菌播种,则获得的组培苗可直接应用于生产。
本研究中所采用的种子发芽率仅有 14%,远
低于李铁华等报道的 80%以上,而冰箱 4℃贮藏
4个月的第 1批种子甚至未发现发芽,究其原因,
可能是种子本身的质量问题或与消毒处理对种子
的伤害有关。前人的研究结果表明:冰箱 3 ℃贮
藏能较好地保持榉树种子活力,贮藏 18个月,仍
能保持 77.5%的发芽率 [9]。而用质量浓度为 150 g/L
的 PEG处理已常温贮藏 12个月的榉树种子 36 h,
还可大幅恢复和提高种子活力 [10]。这些研究结果
对于指导如何储存和处理榉树种子有重要意义,
笔者将继续优化种子处理、储存、消毒等各个环节,
以获得更高的无菌播种发芽率。
第 1批种子与第 2批种子在相同的处理条件
下,发芽率存在较大差异,表明 2批种子的质量
存在较大差异。第 2批为新采集的种子,种子活
力强,及时播种能获得较高的发芽率,放置过一
段时间的第 1批种子活力明显下降。
第 1批种子剥壳后播种到 3种不同培养基上,
愈伤组织的诱导率并无显著差异。表明愈伤组织
的产生不仅受培养基的影响,还与种子本身的状
态有较大关系。种子活力的下降或者种胚的发育不
142 第 1期张日清,等:榉树无菌播种技术
全或许是导致种子不萌发而直接产生愈伤组织的原
因。培养基①上的愈伤组织不易褐化,表明含有较
低浓度激素的培养基有利于愈伤组织的增殖。
第 2批种子在沙子中和在培养基中可以获得
相似的发芽率,但是播种在沙子中的种子萌发时
间要早 2~ 3 d。同时还发现沙子中萌发出的芽,
其真叶在种子萌发后 15 d就能迅速展开,而在培
养基中萌发的芽,其真叶在种子萌发后 40 d后仍
然较小,未能展开生长。表明沙子比培养基也许
能提供更为合适的温湿等条件,有利于种子的萌
发和芽的生长。
第 2批种子剥壳后播种到 3种不同培养基上
均出现芽的萌动。在培养基①上,萌动出的芽能
抽高展叶。而在培养基②、③上种子出现先萌动
后愈伤化的现象。表明含有高浓度激素的培养基
易诱导愈伤的产生,但作用发生在种子萌动以后,
种子在前期仍受自身内源激素调节。
参考文献:
[1] 张日清 , 杨 婕 , 金晓玲 . Dynamic activity of endogenous
plant hormones in Zelkova schneideriana during the growth of
seedlings[J]. 经济林研究 ,2011,29(4):1- 5.
[2] 汪灵丹 ,张日清 . 大叶榉组培苗生根诱导和移栽试验 [J]. 经
济林研究 ,2008,26(3):59- 63.
[3] 汪灵丹 ,张日清 ,金晓玲 . 外植体的选择和消毒对大叶榉组织
培养的影响 [J]. 湖南林业科技 ,2008,35(2):21- 23.
[4] 钟飞霞 ,金晓玲 ,康 睿 . 榉树无性繁殖技术研究进展 [J]. 现
代农业科技 ,2012,(7):217,220.
[5] 钟雨薇 . 春兰无菌播种技术研究 [J]. 安徽农学通报 ,2007,
13(20): 87- 88.
[6] 梁称福 . 4种野菜种子的发芽特性及无菌播种培养研究 [J].
广东农业科学 ,2008,(3):15- 17.
[7] 汪灵丹 ,张日清 ,金晓玲 . 大叶榉顶芽诱导与增殖培养 [J]. 中
南林业科技大学学报 ,2010,30(6):75- 79.
[8] 金晓玲 ,何 平 . 大叶榉愈伤组织诱导与继代培养的影响因
素 [J]. 中南林学院学报 ,2003,23(1):32- 36.
[9] 李铁华 ,文仕知 ,喻勋林 ,等 . 榉树种子贮藏过程中的活力变
化研究 [J]. 林业科技 ,2008,33(2):4- 7.
[10] 李铁华 ,文仕知 ,喻勋林 ,等 . 聚乙二醇 (PEG)渗调处理恢复
和提高榉树种子活力的研究 [J].安徽农业科学 ,2008, 36(3):
887- 888.
[本文编校:闻 丽 ]
参考文献:
[1] 雷小林 ,李 猛 ,文 娟 ,等 . 日本野漆树嫁接繁育技术初探
[J]. 经济林研究 ,2006,24(3):53- 55.
[2] 刘 伟 ,谢碧霞 ,余江帆 ,等 . 日本野漆树漆蜡萃取技术 [J].
经济林研究 ,2008,26(1):58.
[3] 王 芳 . 紫色土丘陵区日本野漆树幼林地套种农作物效应试
验 [J]. 湖南农业科学 ,2011,(3):38- 44.
[4] 杨艳生 ,刘柏根 ,丁根生 . 南方水土流失区开发治理的思想
[J]. 长江流域资源与环境 ,1996,5(1):54- 59.
(上接第 114页)
[5] 谢庭生 ,魏 晓 ,谢树春 ,等 . 紫色土山丘区水土流失治理技
术 [M]. 长沙 :湖南科学技术出版社 ,2008:35- 155.
[6] 郑育桃 ,李松林 ,雷小林 ,等 . 日本黄栌栽培技术 [J]. 经济林
研究 ,2006,24(4):67- 70.
[7] 谢庭生 ,魏 晓 ,谢树春 ,等 . 中国南方经济植物土地适宜性
研究 [M]. 长沙 :湖南科学技术出版社 ,2006:174- 188.
[8] 余江帆 ,谢碧霞 ,胡亿明 ,等 . 漆树果实性状研究(Ⅱ)——
漆籽的含油率 [J]. 中南林业科技大学学报 ,2009,29(1):10- 14.
[本文编校:闻 丽 ]