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北美红杉嫩枝的标准化离体繁殖技术研究



全 文 :基金项目:云南省科技厅“云南省人才培引项目”(2006PY04)。
第一作者简介:彭绿春,女,1981年出生,硕士,主要从事花卉病毒检测,植物繁育技术研究。通信地址:650205云南昆明北郊桃园村省农科院质标所
花卉质检中心,Tel:0871-5895021,E-mail:green315@126.com。
通讯作者:瞿素萍,女,1972年出生,云南腾冲人,副研究员,主要从事花卉标准化、遗传育种与繁育技术研究。Tel:0871-5895021,E-mail:
qusuping2002@sina.com。
收稿日期:2009-09-21,修回日期:2009-11-01。
0 引言
北美红杉 ( Sequoia sempervirens (Larnb.) Endl.),
原产于美国太平洋沿岸,又名红杉,世界爷,美国红杉
树等,为杉科北美红杉属,是世界稀有的孑遗树种。北
美红杉具有很高的观赏价值,是世界珍贵的速生用材
树种和极好的绿化树种。但种子繁殖存在种子缺乏,
发芽率低,仅为 4.5%~11.9%[1],实生苗遗传变异大;扦
插繁殖则生根情况不稳定,生根率因采穗母株不同最
低可达16%,最高可达100%,但普遍低于50%[2-4],且扦
插苗株型不佳。导致北美红杉虽早已引种成功,但其
种源还较少,种源问题一直颇受关注。植物组织培养
无疑是众多植物解决种源问题的有效途径。国内外对
红杉植株离体再生做过一些研究[5-9],笔者在此基础上,
旨在摸索一种以嫩枝为外植体的离体高效繁殖方法,
为北美红杉的标准化组培生产提供依据,推进种苗的
产业化进程。
北美红杉嫩枝的标准化离体繁殖技术研究
彭绿春 1,苏 艳 1,王丽花 1,王继华 2,瞿素萍 1
(1云南省农业科学院质量标准与检测技术研究所,农业部花卉产品质量
质量监督检验测试中心,昆明 650205;2云南省农业科学院花卉所,昆明 650205)
摘 要:以2种类型北美红杉(观赏型和用材型)的嫩枝为外植体,通过植株再生与生根条件的研究,解决
北美红杉生根的关键问题,建立起标准化的离体繁殖技术体系。结果表明:北美红杉是一种较易增殖
的木本植物,2种类型增殖的适宜培养基均是MS+6-BA 0.1 mg/L+NAA 0.1 mg/L+KT0.1 mg/L;无机盐
浓度是其生根的关键因子,基本培养基所有成分降为原来的1/4时,生根快且齐,生根的最佳培养基是
1/4MS+NAA 0.4 mg/L,但观赏型北美红杉较用材型生根效果好。
关键词:北美红杉;嫩枝;标准化离体繁殖
中图分类号:S7 文献标志码:A 论文编号:2009-1955
Study on Standardized Technology of in vitro Propagation of Sequoia sempervirens
(Larnb.) Endl. With Softwood
Peng Lvchun1, Su Yan1, Wang Lihua1, Wang Jihua2, Qu Suping1
(1Quality Standard and Testing Technology Institute of Yunnan Academy of Agricultural Sciences,
Supervision and Testing Centre for Flowers of Ministry of Agriculture, Kunming650205;
2Flower Research Institute of Yunnan Academy of Agricultural Sciences, Kunming650205)
Abstract: Take two types (watching type and wooding type) of softwood as explants, by studying the plant
regeneration and rooting condition, to establish standardized in vitro propagation technology system for
Sequoia sempervirens (Larnb.) Endl. The results showed that Sequoia sempervirens (Larnb.) Endl was a kind
of woody plant multiplication easily and the inorganic salt concentration was the key factor for its rooting; their
optimal multiplication medium was MS + 6-BA 0.1 mg/L + NAA 0.1 mg/L + KT0.1 mg/L, and the best rooting
medium was 1/4MS + NAA 0.4 mg/L, the watching type rooting better than the wooding type.
Key words: Sequoia sempervirens (Larnb.) Endl; softwood; standardized technology of in vitro propagation
中国农学通报 2010,26(4):89-92
Chinese Agricultural Science Bulletin
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
1 材料与方法
1.1 材料
北美红杉嫩枝(观赏型和用材型),分别编号S1,
S2。
1.2 方法
1.2.1 外植体处理 将红杉嫩枝剪成2~3 cm长的小段,
洗衣粉水振荡清洗后,用流水清洗干净。灭菌先用
0.15%升汞振荡浸泡 20 min,再用 2%次氯酸振荡浸泡
15 min,之后用灭菌水清洗3~4次,切去两头接入培养
基中(MS + 6-BA 1 mg/L + NAA 0.1 mg/L(以下激素单
位同))。
1.2.2 芽的诱导与增殖 将成活转绿的外植体打顶,转
接到下列3种培养基中,1:MS + 6-BA 1 + NAA 0.1;2:
MS + 6-BA 0.2 + NAA 0.2;3:MS + 6-BA 0.1+ NAA
0.1 + KT 0.1,观察其芽诱导及增殖情况。
1.2.3 生根 将生长健壮良好的增殖苗,切成 2~3 cm
高,放入表 1所列配方的生根培养基中(表 1),观察其
生根情况。
表1 诱导生根培养基
编号
基本培养基
NAA
IBA
1
1/4MS
0.8

2
1/4MS

0.4
3
1/4MS

0.8
4
1/4MS
0.3
0.3
5
1/4MS


6
1/4MS
0.2

7
1/4MS
0.4

8
MS
0.4

9
改良1/4MS
0.4

注:1/4MS培养基为除铁盐、微量元素、有机物以外,其余成分减为原来四分之一的培养基;改良1/4MS培养基为所有成分都减为原来四分之一
的培养基。
1.2.4 培养条件 MS,1/4MS 为基本培养基,琼脂
5.5 g/L,蔗糖30 g,pH为5.8,温度(22±2)℃,光照强度
2 000~3 000 lx,光照时间12 h/天。
试验于2008年6月—2009年3月在农业部花卉产
品质量监督检验测试中心(昆明)试验室进行。
2 结果与分析
2.1 外植体灭菌效果
1.2.1中方法对观赏型和用材型两种红杉外植体
的灭菌效果无明显差异,成活率可达 50%~60%,并且
在初代培养基上培养10天后就开始转绿成活。
2.2 芽诱导与增殖
将成活转绿的两种类型红杉外植体打顶接到
1.2.2所列3种培养基中,2周后统计芽诱导率并观察增
殖情况整理于表2。
从表2可以看出3种培养基均可诱导出侧芽,且两
种类型红杉之间差异不大,其中 1号培养基的诱导芽
率最高,但虽然每个叶腋处都有芽突点,绝大多数芽突
点伸展缓慢,在两周时还不能萌出,芽点要在3周后才
表2 不同培养基对芽诱导及增殖的影响
类型
S1
S2
培养基编号
1
2
3
1
2
3
接苗数/棵
57
39
45
40
40
38
诱导芽数/个
274
138
195
154
130
162
诱导芽率/%
480
350
430
385
325
426
其他
每个叶腋处都有芽突点,但绝大多数不能萌出
大部分叶腋处有芽突点,部分萌出
每个叶腋处都有芽突点,几乎都萌出,芽伸展好
几乎每个叶腋处都有芽突点,但绝大多数不能萌出
大部分叶腋处有芽突点,部分萌出
几乎每个叶腋处都有芽突点,大部分萌出,芽伸展好
能陆续萌叶、伸展,有的甚至就不萌出。综合来看,3
号培养基:MS + 6-BA 0.1+ NAA 0.1 + KT0.1,对红杉
侧芽诱导及增殖效果最好,15天后芽突点就能萌叶、
伸展。由此可以看出,红杉是一种较易诱导出侧芽及
增殖的木本植物,高浓度激素对红杉芽的诱导及增殖
有抑制作用,低浓度生长素反而效果较好,并且几乎每
个叶腋处都能萌发侧芽,增殖率较高,所需时间也较短
(增殖效果见图1和图3)。
2.3 根诱导
生根培养 20天后,统计两种类型红杉在不同生
根培养基中的生根情况于表 3。可以看出在相同培
养基上,两种类型红杉生根效果存在一定差异,不论
从生根时间,生根率,平均根数三方面来看S1均好于
S2。另从图 2和图 4还可看出 S1每个植株生根条数
多,长度适中,利于炼苗成活;而S2生根条数较少,并
且在相同时间内较 S1长得长,这样的根反而不利于
炼苗成活。
在激素方面可以看出,NAA适宜于诱导红杉生
根,且在浓度为 0.4时效果佳,而 IBA不同浓度对红杉
生根效果都较差。另外,还发现红杉对基本培养基无
(mg/L)
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机盐敏感,无机盐浓度是影响红杉生根的关键因素之
一,当将基本培养基各成分降至原来的1/4时,对红杉
生根有较大改善。故 9号:改良 1/4MS + NAA 0.4,对
红杉生根效果最好,生根率达 95%,15天植株基部就
开始膨大发根,且生根整齐,平均每棵生根 8条,25天
左右即可达移栽标准。(生根效果见图2和图4)
表3 不同培养基对生根的影响
培养基编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
S1
接苗数
100
100
100
100
100
100
100
100
100
生根苗数
3
6
3
8
5
7
22
8
95
生根率
3
6
3
8
5
7
22
8
95
平均根数
4
3
3
5
2
3
5
4
8
生根时间
大于30
大于30
大于30
26
大于30
22
22
大于30
15
S2
接苗数
100
100
100
100
100
100
100
100
100
生根苗数
2
5
3
6
5
6
13
5
73
生根率
2
5
3
6
5
6
13
5
73
平均根数
3
2.4
2
2.5
2
3
3
3
3
生根时间
大于30
大于30
大于30
大于25
大于25
25
25
大于25
20
3 讨论
(1)试验中观赏型(S1)和用材型(S2)两种北美红
杉在相同培养基中增殖能力差异不大,但生根情况却
差异较大,S1生根所需时间短,生根率高,生根整齐,
S2这三方面均较S1差。笔者认为这一差异主要是由
于基因型不同造成的,而是否存在更适宜于用材型红
杉生根的其他培养基则有待于进一步探索。
(2)红杉虽为木本植物,但其芽诱导和增殖却较
为容易,关键是将细胞分离素 6-BA控制在一个适宜
的低浓度水平,并且增殖切割时将小枝条顶部切去。
笔者采用嫩枝为外植体,直接从叶腋处诱导出芽,芽
长成枝条后,将枝条切成段,进行增殖,可达到每个叶
腋处都能诱导出芽的效果。姜运力等 [10]的研究通过
愈伤组织途径来诱导芽,建立再生体系,也获得了较
好的效果,但笔者认为此种方法较耗时且增殖系数
低,如单以解决种源问题为目的,则直接诱导芽途径
更为高效。
(3)诱导生根是木本植物再生体系建立的一个难
点。同芽的诱导和增殖一样,红杉生根所需激素浓度
相对较低,NAA浓度只需 0.4 mg/L,而更为关键的是
红杉对无机盐敏感,完全MS反而不能诱导红杉生根,
将MS各成分降至原来的四分之一,对红杉生根效果
最好。
(4)在国内外对红杉离体植株再生做过的研究[5-9],
大多所采用激素浓度较高,且再生所需时间较长,高浓
度激素易导致种苗发生变异,因此,笔者在前人基础上
更进一步探索,建立了一套激素浓度低,所需时间短有
利于保持种质特性的标准化离体繁殖技术。当然这种
差异的形成是否是不同红杉品种基因型的差异造成
的,笔者还未研究过,还有待后续的探索验证。
(5)研究过程中,发现同一品种、同一培养基与激
素配比会出现生根率波动较大的情况,这是否与外植
体类型、切割方式、培养条件等相关联还需进一步的探
索研究。
注:生根率为生根苗数占接苗总数的百分率(单位:%);平均根数为平均每棵生根苗长根数(单位:条);生根时间为刚开始有根突出的时间(单
位:天)。
图1:S1增殖,图2:S1生根,图3:S2增殖,图4:S2生根
彭绿春等:北美红杉嫩枝的标准化离体繁殖技术研究 ·· 91
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