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云南野生杨梅快繁体系的建立



全 文 :第 56 卷 2015 年第 10 期 1557
收稿日期:2015-04-30
基金项目:国家星火计划诺丽良种的示范与推广 (2014GA830017) ;国家星火计划金花茶种苗繁育与茶膏加工技术的示范推广
(2014GA830016)
作者简介:孔 梅 (1990 -) ,女,云南曲靖人,硕士研究生,研究方向为森林生态学。E-mail:1229313040@ qq. com。
通信作者:蓝增全,教授,研究方向为植物生态学。E-mail:kmlanzengquan@ gmail. com;吴 田,副教授,研究方向为植物生物技术。
E-mail:2351417655@ qq. com。
文献著录格式:孔梅,蓝增全,吴田. 云南野生杨梅快繁体系的建立 [J]. 浙江农业科学,2015,56 (10):1557 - 1560.
DOI:10. 16178 / j. issn. 0528-9017. 20151008
云南野生杨梅快繁体系的建立
孔 梅a,蓝增全a* ,吴 田b*
(西南林业大学 a 环境科学与工程学院,b 园林学院,云南 昆明 650224)
摘 要:以云南野生杨梅种子为材料,在 MS培养基中添加不同浓度及配比的激素,研究杨梅无菌快繁的技
术体系。试验结果表明,用 20%的次氯酸钠处理种子,污染率较低,为 11. 11%;MS + 0. 5 mg·L -1 6-BA +
0. 1 mg·L -1 NAA + 6 mg·L -1 PVP的培养基有利于芽的增殖,丛生芽最多;MS + 2. 0 mg·L -1 6-BA + 0. 2 mg·
L -1 NAA + 6 mg·L -1 PVP的培养基有利于茎节的生长;1. 5 g·L -1的活性炭对杨梅无菌苗的防褐化效果最好,
褐化率仅为 32%;MS + 2. 0 mg·L -1 IBA的培养基有利于诱导生根,生根率达 66. 67%。
关键词:杨梅;种子;褐化;快速繁殖
中图分类号:S 667. 6 文献标志码:A 文章编号:0528-9017(2015)10-1557-04
杨梅 (Morella rubra,原名 Myrica rubra) ,为
双子叶纲杨梅科杨梅属,喜湿、耐阴寒的亚热带水
果树种。全球杨梅科植物有 60 多种,中国有 6 种,
即青杨梅 (M. edenophora Hance)、毛杨梅 (M.
esculenta)、矮 杨 梅 (M. nana)、杨 梅 (M.
rubra)、全缘叶杨梅 (M. integrifolia RRoxb)、大
杨梅 (M. ardoresceus Liet Hu)[1 - 2]。杨梅果实风味
独特,含有多种有机酸,维生素 C 含量也十分丰
富,不但是鲜食的佳果,还具有医疗保健作用[3]。
杨梅既是拥有较高生态效益和经济效益的经济、生
态林兼用的优良品种,同时也是优良的生物防火
树种[4]。
杨梅可用实生、压条和嫁接方式进行繁殖,
目前主要采取嫁接方式进行繁殖[5],但是嫁接存
活率低,周期长,效率低,难以满足大规模的生
产化需求[6 - 7],因此,建立杨梅快速繁殖技术体
系具有较高的经济价值和现实意义。云南野生杨
梅即矮杨梅,其 Vc 含量高于栽培种,含酸量也
高于栽培种,具有很高的开发价值。本研究以云
南野生杨梅为材料,研究其无菌快繁技术体系,
希望为杨梅的大规模育苗提供科学依据和切实可
行的方法。
1 材料与方法
1. 1 供试材料
杨梅种子采自云南省曲靖市会泽县矿山镇水子
树村大包山,地理坐标 103°18E,26°25N,挑选
成熟饱满种子为材料。
1. 2 处理设计
1. 2. 1 种子的发芽处理
用冷水浸种 48 h 后,去壳放入有滤纸的培养
皿中待用。在无菌条件下,将浓硫酸预处理的种子
用不同浓度的次氯酸钠 (0%,10%,20%,
25%)浸泡 4 min,再用 75%的酒精浸泡 30 s,最
后用无菌水清洗 3 次,接种于 MS 培养基上。30 d
后统计其污染率,污染率 /% =污染种子数 /接种种
子总数 × 100。同一处理共 3 瓶,设 3 次重复试验。
1. 2. 2 杨梅无菌苗增殖培养基筛选
待幼苗长至 3 ~ 4 cm时,在无菌条件下,切下
幼苗带腋芽的茎段,分别接种于添加不同浓度的
6-BA和 NAA的培养基上进行培养,共设计 16 个
组合,每瓶接种 4 ~ 5 个外植体,每组 5 瓶,60 d
后统计并记录无菌苗增殖情况以及长势。
1. 2. 3 活性炭处理
向筛选出的最佳培养基中添加活性炭,使培养
1558 第 56 卷 2015 年第 10 期
基中活性炭的浓度分别为 0,0. 5,1. 0,1. 5,
2. 0 g·L -1,培养 45 d 以后,观察植株褐化及生
长情况,并统计褐化率,褐化率 /% =褐化苗数 /接
种苗数 × 100。共设计 5 个组合,每个组合 3 次重
复试验。
1. 2. 4 根的诱导
向 MS 培养基中分别添加不同浓度的 IBA,
NAA和 IAA,诱导无菌苗生根。共设计 14 个组合,
每组 5 瓶,每瓶 5 ~ 6 株外植体,30 d 后统计生根
率,生根率 /% = (生根株数 /接种株数) × 100。
2 结果与分析
2. 1 不同浓度次氯酸钠处理对杨梅种子发芽的
影响
不同浓度次氯酸钠处理对杨梅种子污染率的影
响不同,由表 1 可知,次氯酸钠浓度为 20%时,
污染率最低,为 11. 11%。因此,杨梅种子发芽
中,次氯酸钠最佳消毒浓度为 20%。
表 1 不同浓度次氯酸钠处理对杨梅种子发芽的影响
处理 次氯酸钠浓度 /% 接种数 污染数 污染率 /%
1 0 30 30 100. 00
2 10 31 13 41. 94
3 20 30 10 11. 11
4 25 28 10 35. 71
2. 2 不同激素配比对杨梅无菌苗增殖的影响
不同激素配比对杨梅无菌苗增殖的影响不同,
详见表 2。当 6-BA 浓度为 0. 5 mg·L -1、NAA 浓
度为 0. 1 mg·L -1时,植株茎节较细,无菌苗长势
良好,丛生芽较多,为 20 个,芽长为 3 cm,株高
为 5 cm (图 1 中 A)。当 6-BA 浓度为 2. 0 mg·
L -1、NAA的浓度为 0. 2 mg·L -1时,丛生芽较少,
仅有 10 个,芽长为 2 cm,株高为 8 cm,叶片较
小,节间较长,茎节粗,无菌苗长势良好 (图 1
中 B)。因此,综合考虑,诱导杨梅无菌苗芽增殖
的最优培养基为 MS +0. 5 mg·L -1 6-BA +0. 1 mg·
L -1 NAA + 6 mg·L -1 PVP;诱导杨梅无菌苗茎节
表 2 不同激素配比对杨梅无菌苗增殖的影响
处理
激素浓度 / (mg·L -1) 无菌苗生长情况
6-BA NAA 丛生芽 芽长 / cm 株高 / cm 长势 叶片
1 0. 5 0. 05 多 0 ~ 2. 0 1. 0 ~ 6. 0 良好 细长且小
2 0. 5 0. 10 多 0. 5 ~ 3. 0 1. 0 ~ 5. 0 良好 宽大深绿
3 0. 5 0. 15 多 0. 2 ~ 2. 0 0. 5 ~ 5. 0 较差 较小,细长,枯叶多
4 0. 5 0. 20 多 0. 3 ~ 2. 0 1. 0 ~ 5. 0 良好 宽大,枯叶多
5 1. 0 0. 05 多 0. 2 ~ 2. 5 0. 5 ~ 4. 0 良好 较小,植株较矮
6 1. 0 0. 10 多 0. 2 ~ 3. 0 0. 5 ~ 4. 0 较差 较小,偏黄
7 1. 0 0. 15 多 0. 2 ~ 3. 0 1. 0 ~ 5. 0 良好 宽大,枯叶多
8 1. 0 0. 20 多 0 ~ 0. 2 0. 5 ~ 4. 0 较差 较小,丛生芽小
9 1. 5 0. 05 多 0. 2 ~ 2. 0 2. 0 ~ 5. 0 良好 宽大,少许枯叶
10 1. 5 0. 10 多 0. 1 ~ 0. 5 0. 5 ~ 5. 0 较差 较小
11 1. 5 0. 15 多 0. 2 ~ 0. 8 0. 5 ~ 5. 0 较差 较小,植株矮小
12 1. 5 0. 20 多 0. 5 ~ 1. 0 2. 0 ~ 4. 0 良好 宽大,枯叶多
13 2. 0 0. 05 多 0. 1 ~ 2. 0 0. 5 ~ 4. 0 较差 较小,枯叶多
14 2. 0 0. 10 多 0 ~ 2. 0 0. 5 ~ 4. 0 较差 宽大,偏黄,枯叶多
15 2. 0 0. 15 多 0 ~ 0. 5 1. 0 ~ 5. 0 良好 较小,枯叶多
16 2. 0 0. 20 较少 0. 2 ~ 2. 0 2. 0 ~ 8. 0 良好 较小
图 1 不同激素配比对杨梅无菌苗增殖的影响
增高增长的最优培养基为 MS + 2. 0 mg·L -1 6-BA
+0. 2 mg·L -1 NAA +6 mg·L -1 PVP。
2. 3 不同浓度活性炭对无菌苗褐化与生长的影响
不同浓度活性炭对无菌苗褐化以及生长的影响
不同 (表 3)。当活性炭浓度为 1. 5 g·L -1时,无
菌苗褐化率最低,为 32%;当浓度为 2 g·L -1时,
褐化率又升高至 40%。说明活性炭浓度为 1. 5 g·
L -1时,抑制杨梅无菌苗褐化效果最好。
不同浓度的活性炭对外植体生长的影响也不
同,活性炭浓度为 0. 5 g·L -1时,植株丛生芽少,
仅有 3 个,株高为 8 cm,茎节长,叶片较小且偏
孔 梅,等:云南野生杨梅快繁体系的建立 1559
表 3 不同浓度活性炭对无菌苗褐化以及无菌苗生长的影响
处理 活性炭 / (g·L -1) 接种数 褐化数 褐化率 /% 植株长势
1 0 50 30 60 丛生芽少,植株较矮,叶片较小,褐化严重
2 0. 5 50 23 46 丛生芽少,节间相对较长,株高 5 ~ 8 cm,植株纤细,长势较差
3 1. 0 50 19 38 丛生芽多,0 ~ 6 个,株高 3 ~ 5 cm,叶片较小,枯叶多
4 1. 5 50 16 32 丛生芽较多,株高 2 ~ 6 cm,长势良好,叶片较大,叶色深绿
5 2. 0 50 20 40 丛生芽较多,株高 5 ~ 7 cm,叶片较小,枯叶多
黄,植株较纤细,长势较差;活性炭浓度为 1,
1. 5,2. 0 g·L -1时,植株丛生芽多,植株较矮小,
叶片较大,长势较好,其中活性炭浓度为 1. 5 g·
L -1时,叶片最浓郁茂盛,植株高,前 20 d 植株长
势较好,但后期枯叶较多。
由此可见,浓度为 1. 5 g·L -1的活性炭不仅可
以有效抑制杨梅无菌苗褐化,还能促进植株生长。
2. 4 不同激素配比对无菌苗生根诱导的影响
杨梅无菌苗植株纤细,生根较难,不同激素配
比对根诱导的影响各不相同。杨梅无菌苗生根较
慢,20 d 才开始生根,30 d 后统计生根率。结果
(表 4)表明,MS +2. 0 mg·L -1 IBA培养基中的无
菌苗生根率较高,达 66. 67%,根长且粗壮,长势
较好;MS +1. 5 mg·L -1NAA培养基中的无菌苗生
根率相对较高,为 21. 82%,根粗,无菌苗长势
好;MS + 1. 5 mg·L -1 IAA 培养基中无菌苗生根率
较低,为 8. 93%;培养基中同时添加 IBA,NAA
和 IAA时,无菌苗生根率为 47. 83%,根粗,无菌
苗长势弱。
综上所述,IBA对云南野生杨梅无菌苗诱导生
根效果比 IAA和 NAA 好,且单激素比激素组合生
根率更高。
表 4 不同激素配比对无菌苗生根诱导的影响
处理
激素浓度 / (mg·L -1)
IBA NAA IAA
生根率 /
%
根数
生长状态
根 苗
根长 /
cm
1 0 0 0 0 0 - - -
2 0. 5 0 0 29. 55 0 ~ 2 细 较壮 0 ~ 3
3 1. 0 0 0 52. 27 0 ~ 3 粗 较弱 1 ~ 4
4 1. 5 0 0 65. 96 0 ~ 5 粗 较壮 3 ~ 5
5 2. 0 0 0 66. 67 0 ~ 7 粗 较壮 3 ~ 8
6 0 0. 5 0 7. 69 0 ~ 3 细 较弱 0 ~ 2
7 0 1. 0 0 20. 83 0 ~ 5 粗 较弱 2 ~ 3
8 0 1. 5 0 21. 82 0 ~ 5 粗 较壮 3 ~ 4
9 0 2. 0 0 20. 41 0 ~ 4 粗 较弱 2 ~ 3
10 0 0 0. 5 0 0 - - -
11 0 0 1. 0 0 0 - - -
12 0 0 1. 5 8. 93 1 粗 较弱 1 ~ 2
13 0 0 2. 0 0 0 - - -
14 2. 0 1. 5 1. 5 47. 83 2 ~ 3 粗 较弱 3 ~ 4
3 小结与讨论
利用组织培养进行杨梅种苗繁殖,能够在较短
时间内获得大量优质健康种苗,为工厂化繁育种
苗、降低生产成本以及保存品种优良特性等提供了
技术支持。本研究建立了杨梅高效组培再生体系,
繁殖系数高。本研究表明,野生杨梅种子发芽的最
佳次氯酸钠消毒浓度是 20%,污染率为 11. 11%;
诱导杨梅无菌苗芽增殖的最优培养基为 MS +
0. 5 mg·L -16-BA +0. 1 mg·L -1 NAA + 6 mg·L -1
PVP,诱导杨梅无菌苗茎节生长的最优培养基为
MS +2. 0 mg·L -1 6-BA +0. 2 mg·L -1 NAA +6 mg·
L -1 PVP;能有效抑制无菌苗褐化的活性炭浓度为
1. 5 g·L -1,褐化率可降至 32%;无菌苗最适生根
培养基为 MS + 2. 0 mg·L -1 IBA,生根后植株生长
正常,叶片舒展。
目前,关于杨梅组织培养的研究报道还比较
少,杨梅属于木本植物,许多木本植物组织培养过
程中存在着难以解决的外植体褐变[8]、试管苗玻
璃化[9]和生根难[10]等问题。褐化与菌类污染和玻
璃化现象并称为植物组织培养的三大难题[11 - 13]。
木本植物含酚类物质,当外植体被切割后,切口附
近细胞受到伤害,酚类化合物和多酚氧化物向外流
出,酚类化合物被氧化成褐色的醌类物质和水,醌
类物质又在酪氨酸酶的作用下,使外植体的蛋白质
聚合,导致培养基褐变,影响外植体的正常生
长[14]。李师翁等[15]在沙棘嫩茎的愈伤组织培养中
发现,及时给试验材料转瓶、更换新鲜培养基
(周期不超过 4 周) ,可有效降低愈伤组织的褐变,
但转瓶次数不宜太多,一般 2 ~ 3 次为宜。在本研
究中,杨梅外植体褐化情况比较严重,培养基中添
加了 PVP和不同浓度的活性炭,褐化情况得到缓
解,但是仍有部分外植体褐化,要完全消除褐化的
影响,还需进一步试验研究。此外,试验中还发
现,不同浓度的活性炭对无菌苗的增殖以及生长也
有一定的影响,但是之前未见报道,有待进一步研
究证实。
本试验中,诱导杨梅无菌苗芽增殖的最优培养
1560 第 56 卷 2015 年第 10 期
基和诱导杨梅无菌苗茎节增高增长的最优培养基分
别是 MS +0. 5 mg·L -16-BA + 0. 1 mg·L -1 NAA +
6 mg·L -1 PVP和MS +2. 0 mg·L -1 6-BA +0. 2 mg·
L -1 NAA + 6 mg·L -1 PVP,所用激素的浓度与前
人研究结果有所差异[16],这可能是因为所用的起
始材料品种不同、基因不同、生理状态不同等所
致,有待进一步研究证实。此外,在根系诱导过程
中,由于培养基成分、培养环境、激素和激素浓度
等各种因素,会引起的组培苗失活,叶片顶端或整
株黄化[17],本试验中根系诱导 50 d 左右,组培苗
出现黄化及枯死现象,此时需要及时转瓶,将无菌
幼苗转接到新鲜的培养基上,才能保证植株的营养
吸收及正常生长。
在木本植物器官发生过程中,细胞分裂素和生
长素对芽的诱导和生长发育均起着重要作用,诱导
不定芽的形成时,细胞分裂素用量一般高于生长素
的用量或只用细胞分裂素[18 - 20];而诱导不定根时,
只用生长素或配合使用较低浓度的细胞分裂
素[21 - 22]。试验中对比了不同浓度不同激素对外植
体增殖及生长的影响,筛选出了促芽增殖和促茎节
生长以及诱导生根的最佳培养基,这为后续的杨梅
植株离体再生以及遗传转化试验奠定了一定的基
础,在生产上也可按条件所需添加不同的激素
浓度。
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(责任编辑:侯春晓
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