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南天竹组培快繁技术



全 文 :林业科技开发 2011 年第 25 卷第 2 期 85
26( 3) : 6-7.
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( 责任编辑 葛华忠
櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒
)
doi: 10. 3969 / j. issn. 1000-8101. 2011. 02. 022
南天竹组培快繁技术
王春,张俊林,范文锋,王越,方辉
( 浙江森禾种业股份有限公司,杭州 310032)
摘 要:对彩色园林植物南天竹组培快繁技术进行研究,结果表明: MS + 1. 5 mg /L( 质量浓度,后同) BA + 0. 1
mg /L IBA是最佳的增殖配方,增殖系数可达7. 3;将3 cm长的嫩茎经壮苗培养和 MS + 0. 25 mg /L BA 处理后,转接
到 1 /2MS + 0. 25 mg /L IBA + 0. 1 mg /L NAA + 0. 2 g /L活性炭,且 pH为6. 5生根培养基中,生根率高达87%以上。在
增殖培养基中添加1. 0 g /L的50%多菌灵可湿性粉剂能有效地抑制内生菌。
关键词:南天竹;组培;增殖; 生根
A study on tissue culture of Nandina domestica∥WANG Chun,ZHANG Jun-lin,FAN Wen-feng,WANG Yue,
FANG Hui
Abstract: Tissue culture technics of Nandina domestica was studied in this paper. The results showed that the most appropri-
ate proliferation formula was MS +1. 5 mg /L BA + 0. 1 mg /L IBA,its proliferation coefficient was 7. 3. When young stems
which were cultured in a medium( MS +0. 25 mg /L BA) reached 3 cm long,They were transferred into a rooting culture me-
dium[1 /2MS +0. 25 mg /L IBA +0. 1 mg /L NAA +0. 2 g /L AC ( pH =6. 5) ]. The rooting rate could reach over 87% . The
proliferation medium with 1. 0 g /L 50% carbendazol wettable powder added could effectively inhibit endophyte in plants.
Key words: Nandina domestica; tissue culture; proliferation; rooting
Author’s address: Zhejiang Senhe Seed Co.,Ltd.,Hangzhou 310012,China
收稿日期: 2010-11-22 修回日期: 2010-12-18
基金项目:浙江省重大科技专项重点项目( 编号: 2006C12002) 。
第一作者简介:王春( 1973 - ) ,女,高级工程师,从事苗木花卉引育繁
科研开发工作。E-mail: wangchun831@ 126. com
南天竹 ( Nandina domestica) 为小檗科南天竹属
一种,常绿灌木,高80 cm,丛生而少分枝,枝叶浓密,
树形紧凑;叶片先端钝尖,基部楔形,全缘,薄革质,冬
季整株叶色鲜艳呈中国红,给以兴旺发达之寓意;春、
夏、秋三季叶色深绿色,给以和谐舒适之美感。是观
叶、观果的优良地被和色块植物,原产中国和日本,我
国河北、陕西、山东、江苏、安徽、浙江、江西、湖南、湖
北、四川等地均有分布,喜半阴,强光下也能正常生
长,冬季阳光直射到的叶片全部变红; 喜温暖气候和
肥沃、湿润、微酸性、中性、微碱性土壤。近年来,森禾
种业有限公司从南天竹栽培群体中选育冬季叶色艳
丽,红叶期长的优株进行扩大繁殖。南天竹主要通过
播种、扦插和分株繁殖,但由于实生繁殖后代变异较
大,而扦插繁殖受到繁殖系数很小的制约,因此常规
繁殖技术便成为南天竹优株扩大繁殖、广泛应用的巨
大障碍。
目前,国内对南天竹组织培养再生植株方面的报
道很少,2002 年黄一青等[1]虽通过诱导不定芽获得
再生植株,但未见有关生根率的报道; 2004 年杜永芹
等[2]成功诱导了火焰南天竹生根苗并移栽成活,但
诱导生根率只有64. 2%,炼苗成活率为70%。由于内
生菌或培养基配方等不稳定因素,南天竹一直未能实
欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗 技术开发
86 林业科技开发 2011 年第 25 卷第 2 期
现快速繁殖,这样在一定程度上限制了南天竹的大面
积推广。为此,本研究以本公司选育的优良红叶南天
竹为试材,筛选出了有效的抑制内生菌的抑菌剂和适
宜的组织培养基配方,建立了植株再生体系,为南天
竹红叶无性系快繁奠定了基础。
1 材料与方法
1. 1 外植体材料及培养条件
1. 1. 1 材料预处理
从南天竹实生苗中选取健康、冬季嫩枝和叶色鲜
红的植株作为实验材料。在采芽前 1 个月左右每隔
7 ~ 10 天整株喷洒 800 倍多菌灵,于 2009 年3—5 月
期间的晴天上午,采集新枝,剪除上面的羽状复叶,用
自来水冲洗干净,用洗洁精溶液浸泡5 ~ 10 min,再用
自来水冲洗0. 5 h,备用。
1. 1. 2 外植体消毒
将洗干净的外植体置于超净工作台上,用75%的
酒精浸泡20 ~ 30 s,倒掉酒精后加入0. 1%升汞溶液,
盖上瓶盖,其间不断摇动溶液,消毒8 ~ 10 min后倒掉
升汞溶液,然后用无菌水冲洗4 ~ 5 次。以 MS作为基
本培养基,添加3% 的蔗糖和7% 的琼脂,pH 5. 8 ~
6. 0,附加各种植物调节剂,培养温度 ( 25 ± 2 ) ℃,光
照时间为12 h /d,光强1 500 ~ 2 000 lx。
1. 2 初代培养
消毒后用无菌刀剥取5 mm左右大小的茎尖,迅
速接入 MS + 1. 0 mg /L BA + 0. 1 mg /L IBA 培养基
中,每瓶接种 1 个外植体,接种 50 瓶,重复 3 次。
1. 3 增殖培养
培养 60 天后,将小于0. 5 cm的不定芽直接转接,
大于0. 5 cm新芽 ( 梢) 切割成0. 5 ~ 1. 0 cm左右的茎
段转接,每瓶接种 15 个,接种 50 瓶,重复 3 次。培养
60 天观察增殖情况。
1. 4 内生菌抑制
植物体中的内生细菌潜伏得较深,表面消毒无法
将其消除。这种污染在外植体初期培养中( 前几代的
继代培养) 不易被肉眼察觉,随着继代次数的增加,植
株体内细菌逐渐累积,在培养基上显现出来[3]。
试验观察到,南天竹在组培过程中内生菌大体有
两种表现形式:其一为接种 20 天左右培养基表面出
现乳白色分布不均的小白点,然后逐渐干缩,与常见
的细菌污染( 脓状) 或真菌污染( 菌丝) 状表现不同,
并且不影响植株生长,仍能分割继代培养; 其二为培
养基内部接种茎段基部出现呈白色丝状或片状污染,
随培养时间延长蔓延至培养基表面,基本不影响植株
生长,但不能用于分割继代培养。
挑选培养基内部出现丝状内生菌感染的试管苗,
采用切取茎尖,培养基中添加50%多菌灵可湿性粉剂
和青霉素 G-K等措施研究内生菌抑制效果。每瓶接
种 15 个,接种 30 瓶,重复 3 次。培养 60 天,每隔 10
天观察污染情况。
1. 5 生根培养
1. 5. 1 直接生根
将培养 60 天左右的试管苗3 cm以上的嫩茎切
下,接入基本培养基为1 /2 MS 的不同激素及不同 pH
值的培养基中,进行生根培养。诱导生根培养基中添
加2%的蔗糖、0. 7%的琼脂和0. 2 g /L活性炭。培养
温度( 25 ± 2 ) ℃,光照时间为12 h / d ( 下同 ) ,光强
1 500 ~ 2 000 lx。每瓶接种 10 株嫩茎,接种 5 瓶,重
复 3 次。培养 60 天后,统计生根率。
1. 5. 2 经壮苗培养后生根培养
将增殖阶段3 cm以上的嫩茎切下接入壮苗培养
基中培养 30 天后转接到0. 25 mg /L IBA + 0. 1 mg /L
NAA + 0. 2 g /L活性炭且 pH 为6. 5的生根培养基中,
培养 60 天统计生根率,观察壮苗培养基中细胞分裂
素( BA) 对生根率的影响。每瓶接种 10 株嫩茎,接种
5 瓶,重复 3 次。培养 60 天后,统计生根率。
2 结果与分析
2. 1 外植体诱导结果
将5 mm大小的茎尖接种到 MS + 1. 0 mg /L BA +
0. 1 mg /L IBA 培养基上,25 天左右茎尖开始萌动并
生长,50 天左右有愈伤组织形成,60 天左右愈伤组织
中陆续有不定芽产生。
2. 2 芽的增殖培养
由表 1 可知,丛生芽的数量受 BA 浓度的影响明
显,随 BA 浓度增高,愈伤组织增大,丛生芽增多,植
株高度呈先增高后降低变化。
表 1 不同种类、浓度的激素配比下苗的生长情况
处理
BA
/mg·L -1
IBA
/mg·L -1
平均芽
数 /个
平均株
高 / cm
玻璃化
情况
叶片
颜色
1 0. 5 0. 1 0 3. 5 无 ++
2 0. 5 0. 2 0 3. 4 无 +++
3 1. 0 0. 1 2. 3 4. 5 无 ++
4 1. 0 0. 2 2. 1 4. 4 无 +++
5 1. 5 0. 1 3. 3 4. 6 无 ++
6 1. 5 0. 2 3. 1 4. 5 无 ++
7 2. 0 0. 1 5. 5 2. 8 玻璃化 +
8 2. 0 0. 2 4. 9 2. 7 玻璃化 +
9( 对照) 0. 0 0. 0 0 2. 1 无 +++
注:“ +”、“ ++”、“ +++”分别表示叶色黄绿、鲜绿、浓绿。
技术开发 欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗
林业科技开发 2011 年第 25 卷第 2 期 87
从表 1 可见,BA 浓度为1. 5 mg /L时植株平均高
度最高为4. 6 cm,平均出芽数3. 3个;当 BA 浓度高于
1. 5 mg /L时,平均出芽数虽有提高,但植株平均高度
下降且出现不同程度的玻璃化现象,叶柄极短,叶色
变黄;当 BA 浓度为2. 0 mg /L时,愈伤呈白色球形水
渍状,愈伤表面布满芽点。表中处理 5 即 MS + 1. 5
mg /L BA +0. 1 mg /L IBA是最佳的增殖配方,植株叶
色鲜绿,无玻璃化现象,其增殖系数为7. 3 ~ 10. 3
( 图 1) 。
图 1 增殖瓶苗
2. 3 内生菌抑制效果
2. 3. 1 茎尖大小
表 2 可见,接种茎尖的大小对内生菌的抑制有一
定的影响。茎尖小于0. 2 cm时,培养数天后褐变死
亡;茎尖长度0. 2 ~ 0. 5 cm时,培养后植株生长健壮,
未观察到内生菌; 茎尖长度大于0. 5 cm时,培养时观
察到内生菌出现; 当接种茎段基部1. 0 cm长茎段时,
接种 4 天时即出现云雾状内生菌污染,10 天后蔓延
至培养基表面。试验表明,植物体不同部位的内生菌
数量不同,基部内生菌积累较多,数量较大,生活力较
强;而新梢部位生长较快,内生菌积累数量相对较少。
表 2 接种茎尖大小对内生菌的影响
处理 茎尖长度 / cm 内生菌发生情况 表现
1 ≤0. 2 - 茎尖褐化死亡
2 0. 2 ~ 0. 5 - 植株生长健壮
3 ≥0. 5 + 植株生长正常
4( 对照) 基部 1. 0 cm茎段 +++
4 天后出现内生菌,10 天
蔓延至培养基表面
注: 内生菌生长情况列中“ -”代表肉眼观察不到;“ +”代表在植株
的基部有少量丝状内生菌;“ ++”代表在植株的基部有较多丝状内生
菌;“ +++”代表在植株的基部表面的培养基里有块状内生菌。下同。
2. 3. 2 添加青霉素 G-K
选取轻微内生菌污染的试管苗,切取基部1. 0 cm
茎段接种到添加青霉素 G-K 50 mg /L、75 mg /L、100
mg /L的培养基上,60 天后观察发现,3 种不同青霉素
G-K浓度的培养基都能有效抑制内生菌的生长繁
殖,但表现有一定的差异。由表 3 可知,处理 1 即添
加 50 mg /L的青霉素 G-K的培养基是最佳的抑菌培
养基,对植株生长无影响。
表 3 添加青霉素 G-K对内生菌的影响
处理
质量浓度
/ ( mg·L -1 )
内生菌发
生情况
表现
1 50 - 生长正常
2 75 - 茎纤细
,叶柄较长,不定芽少,轻
微玻璃化
3 100 - 愈伤膨大
,矮小,不定芽极少,玻
璃化
4( 对照) 0 +++
4 天后出现内生菌,10 天蔓延至
培养基表面
2. 3. 3 添加 50%多菌灵可湿性粉剂
选取轻微内生菌污染的试管苗,切取基部1. 0 cm
茎段接种到添加1. 0 g /L、1. 5 g /L、2. 0 g /L的50%多
菌灵可湿性粉剂的培养基上,培养 60 天后观察,添加
不同浓度的50%多菌灵可湿性粉剂对内生菌的抑制
及植株生长有一定的差异。0. 5 ~ 1. 5 g /L的50%的
多菌灵可湿性粉剂对植株生长有促进作用。但低浓
度时( 0. 5 g /L) 时,不能完全抑制内生菌的发生;较高
浓度( 2. 0 g /L) 虽然能抑制内生菌发生,但抑制植株
生长。表 4 可知,添加1. 5 g /L 50%多菌灵可湿性粉
剂能有效抑制内生菌发生,并且不影响植株生长。
表 4 添加多菌灵可湿性粉剂对内生菌的影响
处理
质量浓度
/ ( g·L -1 )
内生菌发
生情况 表现
1 0. 5 + 植株生长良好
2 1. 5 — 植株生长健壮,茎段粗壮,丛生
芽多
3 2. 0 — 植株生长缓慢,愈伤膨大,叶柄较
长,叶片张开
4( 对照) 0 +++ 培养
4 天出现内生菌,10 天蔓延
至培养基表面
2. 4 生根培养
2. 4. 1 直接生根效果
由表 5 可知,南天竹试管苗的生根率和生根数与
培养基中的激素浓度,激素配比及培养基 pH 有一定
的关系。培养基 pH较高时,有利于提高生根率和生
根条数;低浓度的 IBA 和 NAA 配合使用更加利于生
根;随 IBA浓度升高,生根率及生根数呈先升高后下
降的趋势,较高浓度的 IBA( 0. 5 mg /L) 促进愈伤组织
的发生,诱导出的根短而脆,着生在愈伤组织上,不利
于移栽成活。结果表明,当 IBA 浓度为0. 25 mg /L,
NAA浓度为0. 1 mg /L,培养基 pH为6. 5时,直接生根
效果最好,愈伤组织少,生根率74. 66%,平均生根数
3. 02条。
欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗 技术开发
88 林业科技开发 2011 年第 25 卷第 2 期
表 5 不同生根培养基配方对南天竹生根率的影响
处理
IBA /
( mg·L -1 )
NAA /
( mg·L -1 )
接种数
/株
培养基
pH
生根率
/%
平均生根
数 /条
1 0. 0 0. 0 50 5. 8 0 0
2 0. 0 0. 0 50 6. 5 0 0
3 0. 25 0. 0 150 5. 8 35. 33 2. 02
4 0. 25 0. 0 150 6. 5 40. 00 2. 28
5 0. 25 0. 1 150 5. 8 70. 66 2. 82
6 0. 25 0. 1 150 6. 5 74. 66 3. 02
7 0. 5 0. 0 150 5. 8 54. 66 2. 67
8 0. 5 0. 0 150 6. 5 57. 33 2. 88
9 0. 5 0. 1 150 5. 8 60. 66 3. 22
10 0. 5 0. 1 150 6. 5 64. 00 3. 48
2. 4. 2 壮苗培养后对生根率的影响
将增殖阶段3 cm以上的嫩茎切下转接到添加 0、
0. 25和0. 5 mg /L BA的壮苗培养基上,培养 30 天后,
转接到0. 25 mg /L IBA + 0. 1 mg /L NAA + 0. 2 g /L活
性炭且 pH为6. 5的生根培养基中,培养 60 天后,调
查生根率见图 2。图 2 可见,BA 浓度为 0 和0. 5
mg /L的壮苗培养效果对生根率及生根条数的影响差
异不大,但优于直接生根法; BA 浓度0. 25 mg /L时的
壮苗培养获得了最高的生根率 ( 87. 33% ) 和最佳的
生根数( 3. 48条) 。图 3 可以看出,经壮苗培养后,生
根率及生根数比直接生根法都有所提高。经低浓度
BA刺激后,嫩茎木质化程度有所提高,叶片舒张,叶
色深绿。
图 2 BA浓度对植株生根的影响
图 3 低浓度 BA处理生根瓶苗
3 讨 论
内生菌不能被一般的表面消毒方法所消除,它将
随着材料进入培养过程,引起不同程度的污染,产生
程度不一的危害,在早期往往会导致培养失败,增殖
率降低,培养物生长减缓,玻璃化苗增加等;后期则导
致试竹苗移栽困难和死亡[4]。南天竹为常绿灌木,
在外植体接种时往往因为消毒不彻底而将内生菌带
入培养体系。试验中,笔者采用添加青霉素 G -K 来
抑制内生菌,虽有一定的抑制效果,但因青霉素不能
高温灭菌而不能直接添加到培养基中,这为种苗工厂
化繁殖生产带来了不便; 50%的多菌灵可湿性粉剂能
直接添加到培养基中进行高温灭菌,对南天竹的内生
菌抑制有显著作用,且成本低廉。本结果与许婉
芳[5]等在对金线莲培养中使用多菌灵抑制微生物污
染的结果相一致。
培养基 pH值及 BA浓度对南天竹试管苗生根有
一定的影响。本试验发现,较高的培养基 pH 值,有
利于南天竹的生根,这与李万方[6]和杜永芹[2]等的
研究结果相一致,而与李慧[7]的试验结果差异较大,
这可能是因为南天竹基因型间的差异而产生的。壮
苗培养后较直接生根能对生根率有较大程度的提高,
说明植物体内吸收的高浓度植物分裂素 BA 会对生
根有一定的抑制作用; 在壮苗阶段设置的 BA 3 个浓
度梯度后,试验结果也存在一定的差异,说明南天竹
嫩茎的生根需要一定浓度比例的植物分裂素协同植
物生长素才能更好地刺激生根。
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( 责任编辑 吴祝华)
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