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沉水樟组织培养研究



全 文 :南 方 林 业 科 学
South China Forestry Science
第 43卷第 2期
2015年 4月
Vo1. 43, No. 2
Apr., 2015
DOI 编码:10.16259/j.cnki.36-1342/s.2015.02.004
收稿日期:2014-11-12;2015-03-08修回
基金项目:江西省科技支撑计划项目(项目编号:2009BNA05800);吉安市林业局项目“沉水樟扦插快繁及开发利用研究”。
作者简介:罗坤水,男,本科,研究员,主要从事森林培育研究。E- mail: jxlkylks@sina.com
沉水樟组织培养研究
罗坤水 1,胡 庆 2,罗忠生 2,林 洪 1,杨春霞 1
(1.江西省林业科学院,江西 南昌 330013;2.吉安市林业科学研究所,江西 吉安 343011)
摘 要:以沉水樟当年生半木质化枝条为材料,通过试验设计得到沉水樟最适诱导培养基为 MS+6-BA 0.5 mg/L+
NAA 0.2 mg/L(pH=6.0),最佳继代增殖培养基和生根培养基分别为 1/2MS+6-BA 0.8 mg/L+NAA 0.05 mg/L+ Na2S2O3 150
mg/L(pH=5.5)和 1/2MS+IBA 1.0 mg/L +NAA 0.05 mg/L,增殖系数达到 2.5,有效生根率达到 96%,且在增殖培养基中添
加一定浓度的 Na2S2O3,解决了新抽芽顶梢或叶枯顶或掉叶难题,为沉水樟快繁提供了一种有效方法。
关键词:沉水樟;组织培养
分类号:S792.23:Q813.1 文献标识码:A 文章编号:2095-9818(2015)02-0012-03
Studies on tissue culture of Cinnamomum micranthum
Luo Kunshui1, Hu Qing2, Luo Zhongsheng2, Lin Hong1, Yang Chunxia1
(1. Jiangxi Academy of Forestry, Nanchang Jiangxi 330013, China;
2. Jian City of Forestry Science of Institute, Jian Jiangxi 343011, China)
Abstract: One-year half-lignified shoots from Cinnamomum micranthum trees were used to study the optimum media for
tissue culture. The results showed that optimum induction medium for C. micranthum is MS+6-BA 0.5 mg/L+NAA 0.2 mg/L
(pH=6.0). The best proliferation medium is 1/2MS+6-BA 0.8 mg/L+NAA 0.05 mg/L+ Na2S2O3 150 mg/L(pH=5.5), and its
multiplication coefficient can reach 2.5. Rooting rate is above 96% in the optimum rooting medium that is 1/2MS+IBA1.0 mg/
L +NAA0.05 mg/L. Moreover, proliferation medium containing certain concentration Na2S2O3 can efficiently resolve the
difficult problem that the shoot top withered up or leaves fallen during the process of the proliferation culture, and provide an
effective method for rapid propagation of C. micranthum.
Key words: Cinnamomum micranthum; Tissue Culture
沉水樟(Cinnamomummicranthum (Hayata) Hayata )
为樟科樟属常绿乔木,因其叶所含的樟脑油比重大于
水,故而得名 [1],主要分布在于我国中亚热带的中南
部至南亚热带的大部分地区,包括浙江、江西、湖南的
中南部,台湾北部、福建、广东、广西等 7省,为国家三
级重点保护植物[2-3]。 沉水樟的繁殖方法有种子繁殖
和扦插繁殖 [4-5],但由于沉水樟种子产量少,且空壳率
高,繁殖困难;采用扦插繁殖又因扦插成活率低,生根
困难等因素,限制了沉水樟的发展。 从 1980 年代开
始,学者们[6-8]就开始探索沉水樟的组织培养,以突破
沉水樟繁殖技术,实现资源培育利用。 但由于沉水樟
生物学特性的原因,没有取得明显的进展,大多仍处
于实验阶段,还未真正意义上的组培育苗。 笔者采用
当年新抽半木质化,带有腋芽的沉水樟茎段为材料,
经诱导培养后获得无菌外植体,培养一定时期后,筛
选出合适的生长素配比,提高了组培生根率,为沉水
樟扩大繁殖提供了一种有效的方法。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验材料取自于沉水樟当年生新抽半木质化枝
条。
2 试验方法
2.1 外植体消毒
剪取具有 2~3 个叶片的半木质化枝条, 去除叶
片后,置于无菌水中振荡洗涤 3~5 min,取出后再用
第 2期
70%的酒精处理 1~2 min, 然后置于 0.1%升汞 7~12
min,最后用无菌水清洗 3次。将处理好的材料接种到
含 6-BA 0.5 mg/L,NAA 0.2 mg/L 的基本培养基中
(蔗糖 3%,卡拉胶 0.8%,pH 6.0),获得无菌外植体。
2.2 培养条件
基本培养基均含蔗糖 3%,卡拉胶 0.8%,pH 5.5,
置于温度 26 ℃~28 ℃,光强 1 500~2 000 lx,光照 12
h/d培养 40~50 d后,形成愈伤组织或不定芽,用于扩
繁。
2.3 增殖培养
以下研究试验中,除试验 4每个处理 200个重复
外,其它试验每个处理 100 个重复,每个重复 1 个增
殖单位(1个 2~3 个节的茎段)。 每个增殖周期 35 d。
2.3.1 不同 pH值培养基对增殖的影响。 两种处理的
培养基,均使用 1/2MS+6-BA 0.8 mg/L+NAA 0.05 mg/
L 培养基。 但配制培养基时, 分别将 pH 值调配到
6.5,5.5,5.2,5.0,以 pH 6.0 为对照处理。 培养一个增
殖周期后调查统计新抽不定芽数量及长势情况。
2.3.2 培养基中不同浓度的 6-BA 对增殖速率的影
响。将每个增殖单位置 1/2MS基本培养基+NAA 0.05
mg/L,并配合 6-BA浓度分别为0,0.5,0.8,1.0,2.0,3.0
mg/L中,以 6-BA 0 mg/L为对照处理。 培养一个增殖
周期后调查统计新抽侧芽数量。
2.3.3 培养基中不同基本盐类浓度对增殖速率及长
势的影响。 主要采用 MS 基本培养基、1/2MS、1/4MS
和改良 MS (3/5 的 NH4NO3和 KNO3,2 倍的 KI、CoCl2
和 CaCl2,6/5 的 MgSO4、MnSO4、ZnSO4 和CuSO4),配合
6-BA 0.8 mg/L+NAA 0.05 mg/L(pH值 5.5)。以 MS基
本培养基为对照处理。 培养一个增殖周期后调查统
计新抽不定芽数量及长势情况。
2.3.4 添加不同浓度的 Na2S2O3 对组培苗生长的影
响。 继代增殖培养过程中发现,培养增殖的茎段新抽
芽顶梢或叶有不同程度枯顶或掉叶现象, 长势较差。
采用培养基 1/2MS+6-BA 0.8 mg/L+NAA 0.05 mg/L,
配合添加 Na2S2O3 150 mg/L、300 mg/L;MgSO4 800 mg/
L、1 600 mg/L 4 个处理。 以不添加 Na2S2O3或 MgSO4
为对照处理。 培养一个增殖周期后分别调查统计枯
顶或掉叶比率。
2.4 生根培养
探索不同生长素对沉水樟组培生根的影响,基本
培养基为 1/2MS,配合以 IBA、NNA、IAA 不同浓度及
其配比,调查统计 15 d、30 d生根率。
3 结果与分析
3.1 不同 pH值培养基对增殖速率的影响
从表 1可以看出,增殖培养基 pH值以 5.5 为宜。
在培养基 1/2MS +6 -BA 0.8 mg/L +NAA 0.05 mg/L
(pH=5.5)中,芽团长势好活力足,不定芽数量增多,
增殖系数最高,达 2.5,同时高度大于 2.0 cm 不定芽
数收获率最大,达 172%。 pH 值升高或降低,芽团长
势一般,增殖系数及收获率均在一般水平;pH值降低
到 5.0,还会出现新抽叶焉软现象。
表 1 不同 pH值培养基对增殖的影响
Tab. 1 Effect of different pH value medium on proliferation
3.2 培养基中不同浓度的 6-BA对增殖速率的
影响
细胞分裂素 6-BA 对沉水樟组培增殖的作用具
体表现为:在 0~1.0 mg/L 范围内,随着 6-BA 浓度的
升高,增殖系数越高;在 1.0~3.0 mg/L 范围内趋于稳
定,增殖系数在 2.5左右。综合增殖系数、可收获率及
长势情况几个指标考虑, 从表 2 可以看出,6-BA 浓
度以 0.8~1.0 mg/L最佳。
表 2 细胞分裂素 6-BA对增殖速率的影响
Tab. 2 Effect of cytokinin 6-BA on the proliferation rate
3.3 培养基中不同基本盐类浓度对增殖速率和
长势的影响
在 6-BA 0.8 mg/L+NAA 0.05 mg/L (pH 值 5.5),
通过调整培养基中不同盐类浓度,可以发现:基本培
养基以 1/2MS 为宜,其增殖系数和收获率最高,且长
势良好。如采用全量 MS基本培养基,也会出现芽少、
活力不足及个别叶片枯掉现象。
处理
(pH 值)
处理总
芽团数
不定芽
数量
增殖
系数
H.>2 cm
不定芽收
获率/ %
长势情况
6.0(CK) 100 220 2.2 120 长势较好
6.5 100 207 2.1 118 长势一般
5.5 100 251 2.5 172 长势好,芽活力足
5.2 100 228 2.3 132 长势较好
5.0 100 224 2.2 125
长势一般,个别芽
出现新抽叶焉软
现象
处理培养基
6-BA 浓度
处理总
芽团数
不定芽
数量
增殖
系数
H.>2 cm
不定芽收
获率/ %
长势情况
CK:0 100 142 1.4 45
芽少 ,新抽芽活力
不足
0.5 100 210 2.1 120 长势良好
0.8 100 243 2.4 168 长势良好
1.0 100 248 2.5 147 长势良好
2.0 100 255 2.6 115 长势较好
3.0 100 245 2.5 109 长势较好
罗坤水等:沉水樟组织培养研究 13
南 方 林 业 科 学 第 43卷
表 3 不同基本盐浓度对增殖速率的影响
Tab. 3 Effect of different basic salt concentration on the
proliferation rate
3.4 添加 Na2S2O3可以解决枯顶掉叶的问题
在 1/2MS+6-BA 0.8 mg/L+NAA 0.05 mg/L (pH=
5.5)培养基中,沉水樟仍存在不同程度的枯顶和掉叶
现象。 由表 4 可知,在继代培养基中加入一定浓度的
Na2S2O3能有效解决不定芽的枯顶或掉叶问题, 增殖
芽团在培养基 1/2MS+6-BA 0.8 mg/L+NAA 0.05 mg/
L+ Na2S2O3 150 mg/L(pH=5.5)中,不定芽的枯顶掉叶
率降到 0.6%。
表 4 Na2S2O3对不定芽枯顶和掉叶的影响
Tab. 4 Effect of Na2S2O3 on the adventitious bud
blight and fallen leaves
3.5 生长素 IAA、IBA和 NAA对生根的影响
生长素 IAA 对沉水樟组培生根作用不明显,其
生根率最高仅 26%;IBA和 NAA对生根均起作用,但
IBA、NAA单独使用,生根率均较低,最高仅 78%。 试
验表明, 以 1/2MS+IBA 1.0 mg/L +NAA 0.05 mg/L 培
养基最佳,生根率达 96%,其根系多且细长,以此处
理的生根苗移栽成活率也最高, 达 90%以上; 而 1/
2MS+IBA 1.0 mg/L +NAA 0.1(或 0.2) mg/L,其根系虽
多,但粗短且易断,移栽后成活率低,仅 30%~45%。
3.6 移栽
将已生根的组培苗拿去练苗,练苗 20~30 d 到茎
干成深绿色,再洗去培养基移栽到 1/3 椰糠+2/3 泥炭
土的基质中,25 d 内注意温、湿度控制,成活率可达
80%以上。
表 5 诱导生根试验处理结果
Tab. 5 The processing results of rooting induction
4 结论和讨论
4.1 结论
沉水樟组织培养不定芽诱导培养基可采用 MS+
6-BA 0.5 mg/L+NAA 0.2 mg/L(pH=6.0);继代增殖培
养基可采用 1/2MS+6-BA 0.8 mg/L+NAA 0.05 mg/L+
Na2S2O3 150 mg/L(pH=5.5);诱导生根培养基以1/2
MS+IBA 1.0 mg/L +NAA 0.05 mg/L 为宜。
4.2 讨论
沉水樟组织培养中, 很难达到 98%以上的有效
生根率,仍存在部分不定芽不能生根现象。 同时,组
培生根苗移栽成活率也仅为 90%~92%。因此,提高有
效生根率及移栽成活率, 是下一步应研究解决的重
点。 初步设想在继代增殖和生根培养之间,进行一次
过渡增殖培养,通过减低激素水平,复壮培养不定芽,
以期能够解决此问题。
参考文献:
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处理
处理总
芽团数
不定芽
数量
增殖
系数
H>2 cm
不定芽收
获率/ %
长势情况
CK:MS 基本
培养基
100 240 2.4 126
芽少,活力不足,
个别叶枯掉
1/2MS 100 245 2.5 168 长势良好
1/4MS 100 233 2.3 148 长势良好
改良 MS 100 235 2.4 142 长势一般
处理培养基
处理总
芽团数
不定芽
枯顶数
枯顶掉
叶率/ %
增殖
系数
CK:1/2MS+6-BA 0.8 mg/L+NAA
0.05 mg/L 200 18 3.6 2.5
CK+ Na2S2O3 150 mg/L 200 3 0.6 2.4
CK+Na2S2O3 300 mg/L 200 4 0.8 2.4
CK+MgSO4 800 mg/L 200 10 2.0 2.5
CK+MgSO4 1 600 mg/L 200 8 1.6 2.5
处理培养基
处理
总数
15 d 生
根苗率/ %
30 d 生
根苗率/ %
根的长势情况
CK:1/2MS 100 0 5 生根慢,少根,根细长
1/2MS+IBA 0.2 100 1 20 根数量少,细长
1/2MS+IBA 0.5 100 2 35 根数量少,细长
1/2MS+IBA 1.0 100 5 72 根数稍多,细长
1/2MS+IAA 0.2 100 0 8 生根慢,少根,根细长
1/2MS+IAA 0.5 100 0 9 生根慢,少根,根细长
1/2MS+IAA 1.0 100 2 26 生根慢,少根,根细长
1/2MS+NAA 0.05 100 1 40 根数量少,根细长
1/2MS+NAA 0.1 100 5 75 根数稍多,根短粗
1/2MS+NAA 0.2 100 5 78 根数稍多,根短粗
1/2MS+IBA 1.0+NAA 0.05 100 8 96 根数多,根细长
1/2MS+IBA 1.0+NAA 0.1 100 9 99 根数多,根短粗
1/2MS+IBA 1.0+NAA 0.2 100 9 99 根数多,根短粗
(下转第 27 页)
14
第 2期
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(上接第 14 页)
3 结论与讨论
在植物生长发育过程中,N、P、K 是其生长所必
须的营养元素;同时氮肥、磷肥和钾肥也是植物栽培
中常用的肥料。 已有研究证明施肥方式是影响根系
吸收养分的重要因素[14],且不同的施肥方式对土壤中
营养元素的影响,对减少肥料损失、提高肥效和减少
环境污染均具有重要意义。
1)在本试验中处理 2、3能使林地表层土壤的 pH
值分别增加 0.57和 0.16,使深层土壤的 pH 值分别高
出 0.41 和 0.39;使表层土壤的含水量分别提高 0.115
6%和 1.10%, 使深层土壤的含水量分别增加 0.055%
和 1.18%;且处理 3的改善效果要优于处理 2。表明 3
种处理方式中均能调整油茶幼林林地土壤的 pH 值
与提高林地含水量。
2) 在改善油茶幼林林地容重和孔隙度的土壤结
构方面,处理 3 使表层容重较 CK 降低 0.04 g/cm3,深
层土壤容重较 CK 降低 0.06 g/cm3;土壤孔隙度较 CK
提高 4.31%,深层孔隙度较 CK 提高 5.00%,而处理 2
则降低 0.03 g/cm3, 深层土壤容重较 CK 降低 0.04 g/
cm3。
3)在对油茶幼林林地土壤化学性质的影响方面,
表层土壤的营养元素含量均高于深层的。 处理 3 对
林地土壤中的 N、P 提升最为明显,达到极显著水平;
与 CK 相比, 处理 3 在表层土中全 N、P 分别增长
23%和 21.6% ; 深层土中全 N 和全 P 分别增长
67.3%、48.7%; 速效 N、P、K 的增幅为 39.5%、55.6%、
11.3%(表层)和 42.8%、88.9%和 19.7%(深层)。
综合结果表明处理 3(水肥一体化技术)的施肥
模式能显著改善油茶幼林林地土壤的理化性质,效果
最佳,有利于油茶幼树的营养生长和树体发育,缩短
油茶幼龄期,促进高产油茶早实丰产。
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