全 文 :文章编号:1001-4829(2003)03-0065-04
收稿日期:2003-05-13
基金项目:广西壮族自治区科技厅科技三项经费资助项目
作者简介:邹瑜(1965-),男 ,副研究员 ,主要从事植物组培研究
和开发工作。
毛葡萄产业化组培育苗技术研究
邹 瑜 ,林贵美 ,张 瑛 ,牟海飞 ,何海旺
(广西农科院植物组培苗有限公司 ,广西 南宁 530007)
摘 要:毛葡萄组织培养 ,通常存在玻璃化和成本高 、成活率低等问题 ,不利于产业化生产 ,从技术路线入手 ,探索毛葡萄产业化育
苗新工艺 ,经多年研究及生产应用表明:在 1/ 2MS+BA0.01~ 0.05+IAA1.0~ 2.0培养基上 ,培养光照强度 1500~ 2000lux ,温度
27 ~ 30℃,采用组培微型扦插方式,可以实现毛葡萄组培育苗产业化。以塘泥:椰糠或河沙=2∶1为基质 ,假植成活率可达 90 %以
上。
关键词:毛葡萄;组织培养;微型扦插;产业化
中图分类号:S663.1;S604+.3 文献标识码:A
Studies on commercial application of clone propagating technology
of Vitis quinquangularis Rehd.
ZOU Yu , LIN Gui-mei ,ZHANG Ying ,MOU Hai-fei , HE Hai-w ang
(Guangxi Plant Tissue Culture Co.Ltd., Guangxi Academy of Agricultu ral Sciences , Nanning 530007 , China)
Abstract:The problems of t raditional tissue cultu re of V it is quinquangular is Rehd, including vit rif icat ion , higher cost and low er survival
rate , disadvantaged commercial applicat ion of the culture , The new propagating technology of the plant was resulted f rom the studies and
p roduction practices w ith dif ferent technology routes for years.With the medium of 1/2 MS+BA 0.01-0.05+IAA 1.0-2.0 , 1500-
2000 lux of illuminat iom and 27-30 ℃ of temperature , the commercial applicat ion of the culture could be benefited by the w ay of micro-
cut tage.The survival rate of the clone t ransfer could at tain more than 90 %in the media of pond silt:coconut cake or sand=2∶1.
Key words:Vi tis qu inquangu laris Rehd;t issue culture;microcuttage;commercial applicat ion
随着野生毛葡萄酒消费量的增加和酿酒工业的
发展 ,野生葡萄酒原材料问题越来越突出 ,为了保护
和利用有限的野生毛葡萄资源 ,迫切需要建立毛葡萄
(Vitis quinquangularis Rehd.)原料生产基地 ,使毛葡
萄从野生采摘转变为产业化生产。前人曾采取种子 、
扦插[ 2] 、嫁接等常规方法进行育苗 ,但雌雄性状分离
且成活率低 。后来虽然进行了组培技术的研究[ 1] ,但
因玻璃化以及效率 、成本等问题 ,还是没能在生产上
应用。近几年我们从改进技术路线和生产着手 ,研究
开发出适用于毛葡萄产业化育苗的组培技术。
1 材料与方法
1.1 试验材料及处理
从广西罗城 、都安县等野生毛葡萄原产地采回
选定的毛葡萄优良单株 1年生成熟枝条 ,扦插到沙
床上 ,萌芽后直接取其嫩芽作为外植体消毒 ,或待其
发根后栽种到品种圃内 ,植株成活并生长到比较健
壮的时候 ,再取其嫩芽作试材。
取回嫩芽外植体 ,在自来水下冲洗干净 ,去叶剪
成 3 ~ 4cm 长的大茎段 ,用 70 %~ 75 %的酒精消毒
1 min ,然后在 0.1 %的升汞消毒 5 ~ 10 min 或在 3
%的次氯酸钠溶液中消毒 30 min ,用无菌水把药液
漂洗干净后 ,剪成约 0.5 ~ 1 cm 长带 1 个腋芽的外
植体接种到启动培养基上。
1.2 技术路线
采用组培微型扦插技术 ,即芽→茎段→芽的组
培繁殖方式 ,把从启动培养基上长出来的正常的嫩
芽切下 ,剪切成带 1个叶片(即腋芽)的单芽小茎段 ,
扦插到无菌培养基上 ,长成具多叶片和完整根系的
小植株后 ,再重复上述过程进行扩繁操作 。
丛芽路线则是从芽到芽的组培繁殖方式 ,即单
芽长成丛芽后 ,再把丛芽剪切分成单芽进行培养扩
65
2003年 16卷 3期
Vol.16 No.3
西 南 农 业 学 报
S outhwest China Jou rnal of Agricultu ral Sciences
DOI :10.16213/j.cnki.scjas.2003.03.016
繁 ,而芽无需长出根系。
1.3 培养基及培养条件
启动培养基参照[ 1] , 微型扦插培养基用 GS 、
B5 、MS 、1/2M S 、MS无机盐+[Bougin和 Nitsh(H)]
维生素[ 3]共 5 种基本培养基 ,附加生长调节剂 BA
0.01 ~ 0.1 mg/L 、IAA0.5 ~ 3.0 mg/ L 、IBA0.5 ~
3.0 mg/L 、NAA0.5 ~ 3.0 mg/L。
以上培养基均附加白糖 3 %、琼脂 0.4 %,
pH5.8 ~ 6.0 。
培养温度为 25 ~ 30 ℃,光照 300 ~ 3000 lux ,每
天光照 12 h ,培养容器有:600 mL 三角瓶 、250 mL
广口瓶 ,12 cm×14 cm的聚丙烯塑料袋 。
1.4 生根苗沙培假植
以塘泥:椰糠或河沙=2∶1作基质进行沙培假
植 ,保持空气湿度 80 %~ 90 %,盖 90 %遮阳网 , 10
d后逐渐打开 。
1.5 试验调查内容及方法
每个培养周期结束后 ,分别调查其繁殖系数(微
型扦插每周期长出的带叶茎节位数 ,而丛生芽路线
则是指长出的丛生芽数目),腋芽(或顶芽)萌动率 、
小苗产生透明水渍状的玻璃化率 ,基部长愈伤组织
百分率以及根茎叶的长势 、长相等情况 。
2 结果与分析
2.1 不同生长调节剂配比对毛葡萄组培微型扦插
的影响
把在启动培养基上长成的嫩芽取下 ,切割成带
1片小叶的小茎节或顶芽 ,接种到 1 ~ 9 号培养基
上 ,培养 30 d后 ,结果见表 1。可见 ,NAA和 IAA 可
使毛葡萄微型扦插获得较高的繁殖系数和腋芽萌发
率 ,分别超过 4.0 和 90 %,而且不易诱导玻璃化和
愈伤组织现象出现 。从表 1可看到 , IAA 与 BA 的
配比试验 ,不管另一种生长调节剂处在何种浓度下 ,
BA的浓度由 0.01 L 到 0.1 mg/L 时或 IAA由 0.5
L 到 3.0 mg/ L 时 ,玻璃化和愈伤组织发生都有加剧
加重的倾向 ,而繁殖系数和腋芽萌发率则呈现降低
的趋势 。综合几方面的表现 ,结合生产实际情况 ,我
们认为使用 BA0.01 ~ 0.05 +IAA0.1 ~ 2.0 的配
比 ,既可以获得较高的繁殖系数和理想的腋芽萌发
率 ,同时又能把小植株玻璃化和愈伤组织的发生控
制到最低比率 ,而且小植株生长健壮 ,叶片正常 ,生
产效率高。
从表 2可以看出两条技术路线的优缺点 ,虽然
丛生芽路线繁殖系数可达 3.8 ,甚至更高 ,培养周期
比微型扦插少 10 d ,缩短 50 %的时间 ,但由于其高
玻璃化率和高愈伤组织率 ,导致组培生产效率低 、成
本高 ,因此生产应用价值不高。反之 ,微型扦插法的
各项技术指标都符合生产要求 ,能够应用于产业化
组培育苗。
2.2 基本培养基的筛选
基本培养基的筛选对毛葡萄组培微型扦插也至
关重要 ,从表 3可见 , 10 、11 、13 号培养基都存在玻
璃化现象明显 、愈伤组织发生率超高 ,植株生长不均
匀 ,不整齐问题。虽然 10号培养基有 4.1的繁殖系
数及 98 %的腋芽萌动率 ,茎杆表现粗壮 ,但由于上
述原因也不适用。只有 12号培养基表现较理想 ,愈
伤组织发生率虽稍偏高 ,但小植株生长整齐均匀 ,繁
殖系数及腋芽发芽率较高。曾经试用曹孜义的 GS
培养基[ 3]的大量元素 +1/2M S 微量元素作为基本
培养基 ,但培养 20d后 ,小植株(或外植体)叶片发
黄 ,极少萌动发芽 ,最后大部分死亡。试验结果与陈
祖玉的报道[ 4]大同小异。
表 1 不同生长调节剂配比对毛葡萄组培微型扦插的影响
Table 1 The influence of dif ferent combination of grow th regulator on microcut tage in ti ssue culture of V.quinquangu laris Rehd.
编号
S erial No.
培养基
Medium
繁殖系数
(节位数)
Multiplication
coeffi cient
腋芽萌发率
Rate of sprou t
(%)
株高
S tem heigh t
(cm)
茎粗
Stem width
(mm)
玻璃化
Rate of
vit rif icat ion
(%)
愈伤组织率
Rate of callus
(%)
1 BA0.01+NAA1.0 4.3 91.9 4.5 1.1 0.1 0.3
2 BA0.01+IAA1.0 4.2 93.4 4.5 1.0 0.1 1.0
3 BA0.01+IBA1.0 3.2 89.3 4.0 1.0 1.1 1.0
4 BA0.01+IAA0.5 3.5 92.8 3.9 1.1 0.2 0.3
5 BA0.1+IAA1.0 3.6 90.8 3.9 1.1 1.0 1.5
6 BA0.05+IAA2.0 4.2 93.4 4.7 1.2 1.0 1.0
7 BA0.1+IAA2.0 4.1 91.7 4.5 1.0 3.1 6.3
8 BA0.05+IAA3.0 3.8 93.4 4.9 0.9 2.1 4.3
9 BA0.1+IAA3.0 3.6 90.7 4.7 0.9 3.1 6.3
66 西 南 农 业 学 报 16卷
表 2 两种组培技术路线比较
Table 2 Comparison of tw o kinds of plan t tissue cultu re technique route
技术路线
Technique route
繁殖系数
M ultiplicat ion coef ficient
培养周期(d)
C ul ture cycle
玻璃化
Rate of
vi trification(%)
愈伤组织率
Rate of callus(%)
生产成本
Production cost
丛生芽 3.8 20 >50 % >60 % 高
微型扦插 3.6 30 <5 % <10 % 低
表 3 不同基本培养基对毛葡萄微型扦插的影响
Table 3 T he inf luence of diff erence medium on t issue culture of V.quin quangulari s Rehd.
编号
S erial No.
基本培养基
Medium
繁殖系数
Multiplicat ion
coeffi cient
萌芽率
Rate of
sprout(%)
玻璃化率
Rate of
vit rification(%)
愈伤组织率
Rate of
callus(%)
长势和长相
Grow th vigour
and grow th feature
10 B5 4.1 98.3 5.7 15.0 根多 ,植株高 ,但小植株生长不均匀
11 MS 3.7 89.0 3.8 14.7 根多 ,小植株生长不均匀
12 1/ 2MS 4.2 93.3 1.7 5.1 根多 ,植株高 ,生长均匀 、整齐
131) 3.4 83.3 4.3 25.0 根细 ,植株矮 ,生长不均匀
注:1)13号培养基是:MS无机盐+(Bougin和Nitsh(H))维生素。
2.3 光温条件对毛葡萄组培的影响
光照强度对毛葡萄组培的影响也较大 ,从表 4
可见 ,当光照低于 1000lux 时 ,繁殖系数及腋芽萌芽
率均较低 。光照过弱 ,小植株矮小细弱 ,叶片黄化卷
曲 、植株徒长现象严重 ,比例大于 10 %;当光照超过
1000lux ,特别是达到 1500lux 以上时 ,繁殖系数及腋
芽萌芽率呈上升之势 ,小植株长势快 ,根系发达 ,健
康粗壮 ,无徒长现象 ,叶片厚大 、青绿舒展 、有光泽 ,
腋芽发育良好。玻璃化现象和愈伤组织发生似乎与
光照强度关系不大 ,始终处在 3 %以内。但是光照
强度过大(达到 3000lux 以上),特别是在散射的自
然光下培养时 ,小植株表现出茎杆粗壮坚韧 ,叶片深
绿宽大 ,玻璃化现象消失 ,但小植株生长不均匀 、不
整齐 、愈伤组织发生率增加(超过 30 %),愈伤组织
比光照弱时小得多 ,但对假植移栽影响不大 。由于
叶片宽大和茎杆坚韧 ,不利于接种操作 ,影响生产的
效率。
温度对繁殖系数影响较大(表 5),温度高不但
不徒长 ,还有利于提高外植体萌芽率 , 促进小植株
根 、茎 、叶的生长发育 ,有利于降低玻璃化发生率 ,缩
短培养周期 。温度低时 ,小植株有徒长现象 ,茎细 、
节长 ,叶子稍卷曲不平整 ,生长不均匀。25 ℃时培
养周期约需 40 d ,而 30 ℃时 30 d即可完成。
表 4 不同光照强度对毛葡萄组培的试验效果
Table 4 The inf luence of di fferent intensity of illumination on V .quinquangular is Rehd.tissue culture
光照
Intensi ty of
illumination
(lux)
繁殖系数
Multiplication
coef ficien t
腋芽萌发率
Rate of
sprout(%)
株高
Stem height
(cm)
茎粗
S tem w idth
(mm)
玻璃化率
Rate of
vit rification
(%)
愈伤组织率
Rate of callus
(%)
叶片黄化率
Rate of
yellow ed leaf(%)
300 3.0 86.7 3.6 0.8 1.3 0.4 30.0
846 3.4 71.1 3.9 0.8 1.7 2.2 12.8
1000 3.6 80.0 4.2 1.1 1.0 2.7 6.3
1580 3.5 91.2 4.0 1.0 0.4 1.2 6.3
1790 3.6 93.2 4.7 1.0 3.0 0.7 2.2
表 5 毛葡萄组培微型扦插的最适温度试验
Table 5 The optimum temperature test of microcut tage in V .quinquangu laris Rehd.tissue culture
温度
Tem peratu re
(℃)
繁殖系数
Multiplication
coeff icient
腋芽萌发率
Rate of sprout
(%)
株高
Stem height
(cm)
茎粗
S tem w idth
(mm)
玻璃化发生率
Rate of vit rif icat ion
(%)
愈伤组织率
Rate of callus
(%)
25 3.8 92.5 3.6 1.0 3.7 2.0
27 4.6 97.5 4.7 1.1 2.5 0
30 5.0 95.5 4.9 1.3 1.3 2.5
673期 邹 瑜等:毛葡萄产业化组培育苗技术研究
2.4 炼苗及假植
为了方便运输及降低生产成本 ,我们曾对各种
培养容器进行比较试验 ,结果表明 , 12 cm ×14 cm
的聚丙烯塑料袋可以取代玻璃培养瓶 ,在最后的假
植移栽前阶段使用 ,在散射的自然光下培养 ,外植体
萌芽率高 ,小植株粗壮 ,韧性好 ,叶片浓绿宽厚 、亮
泽 ,根系发达 ,效果比较理想 ,为假植成活打下基础 。
假植时 ,可使用塘泥:椰糠或河沙=2∶1或其它
疏松透气基质 ,要注意对基质进行消毒 ,防治根线虫
和病菌处理。假植后的 10 d内保持空气和基质湿
度 ,并注意通风 ,成活率即可达 90 %以上。植株长
大后要注意疏苗或降湿 ,预防霜霉病或茎腐病等病
害感染 ,以免造成死苗损失。
3 结论与讨论
通过试验及生产应用说明 ,以微型扦插技术取
代丛生芽或其他方法 ,是目前毛葡萄产业化组培育
苗的最基本的技术路线 ,同时也是防止变异产生 ,保
证种质遗传稳定性最可靠的方法。相应的组培技术
措施是:培养基使用 1/2M S +BA0.01 ~ 0.05 +
IAA1.0 ~ 2.0 ,培养光照强度 1500 ~ 2000lux ,培养
温度 27 ~ 30 ℃,以 250mL 广口瓶作为扩繁容器 ,以
12 cm ×14 cm 聚丙烯塑料袋作为最后炼苗培养容
器。繁殖系数可达 3.6 ~ 4.0 ,腋芽萌芽率达 92 %
以上 ,玻璃化和愈伤组织发生率可控制在 5 %和 10
%以内 ,培养周期 30 d以内 ,小植株生长健壮 ,根系
发达 ,叶片舒展青绿 。假植基质为塘泥:椰糠或河沙
=2∶1 ,假植成活率可达 90 %以上 。
玻璃化现象曾是困挠着毛葡萄产业化组培育苗
的重大难题[ 1] ,不但导致扩繁速度慢 、效率低 、成本
高 ,同时对下一步的假植移栽成活造成影响。通过
以上试验发现 ,玻璃化现象发生 ,首先主要是与生长
调节剂特别是 BA 的使用浓度过高有关 ,因此 ,当
BA 使用浓度超过 0.1 mg/ L 、IAA超过3.0mg/L 都
有可能加剧玻璃化发生率。其次是与基本培养基及
培养环境因素有关 ,1/2MS 即低无机盐培养基可能
抑制玻璃化发生 , 27 ~ 30 ℃的适当高温及使用有一
定透气性的培养容器也有利于降低玻璃化现象 ,使
用橡皮塞与使用棉花塞的三角瓶作培养容器相比 ,
前者玻璃化现象严重得多 ,甚至达 30 %以上。
组培生产的毛葡萄种苗 ,假植成活后生长迅速 ,
叶片抽生快 ,特别是下地种植后 ,在雨水高温季节 ,
迅速抽蔓长叶 ,节间长 ,叶片宽 ,呈现出旺长势头 ,而
扦插苗则生长要缓和一些 ,这与东北山葡萄(V .a-
murensis Rupr.)组培苗种植表现相反[ 5] 。利用其生
长特点 ,可以在 1年内 ,完成上架整形工作 ,为早成
形早结果打下基础 。但是 ,营养生长过旺也带来一
些弊端 ,如易感霜霉病 、结果枝芽眼发育受阻 、加大
打顶整形工作量等 。最坏的是易导致落花落果 ,产
量减少 ,这可能与毛葡萄的野生习性及组培繁殖育
苗方法有关 。
参考文献:
[ 1] 邹 瑜 ,莫磊兴 ,林贵美 ,等.野生毛葡萄茎段离体培养和生产应
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[ 3] 曹孜义 ,刘国民.实用植物组织培养技术教程[ M] .兰州:甘肃科
学技术出版社 , 1999.
[ 4] 陈祖玉 ,石雪晖 ,杨梦玲 ,等.野生葡萄离体培养研究[ J] .中外葡
萄与葡萄酒 , 2000(2):22-24.
[ 5] 宋润刚 ,张亚凤 ,路文鹏 ,等.山葡萄“左山一”茎尖组培苗的遗传
稳定性及生产性能[ J] .葡萄栽培与酿酒 , 1996(3):18-20.
(责任编辑 廖振钧)
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