全 文 :李 媛,侯可雷. 五莲山野生迎红杜鹃组织快繁技术[J]. 江苏农业科学,2014,42(8):55 - 56,180.
五莲山野生迎红杜鹃组织快繁技术
李 媛,侯可雷
(日照职业技术学院,山东日照 276826)
摘要:以野生迎红杜鹃幼嫩枝芽为试验材料,进行组织培养技术研究。结果表明:当年生野生迎红杜鹃嫩枝的最
佳消毒方法为,先用 0. 25 g /L多菌灵浸泡 45 min,然后用 75%乙醇溶液消毒 30 s,再用 0. 1% HgCl2 消毒 6 min;最佳
启动培养基配方为 Read + 3 mg /L ZT + 0. 1 mg /L NAA + 30 g /L蔗糖 + 6. 5 g /L琼脂粉,pH值 5. 5,该条件下诱芽率达
到 89. 73%;最佳继代增殖培养基配方为 1 /2 Read + 2 mg /L ZT + 0. 1 mg /L NAA;最适生根培养基配方为 Read +
0. 5 mg /L NAA + 20 g /L蔗糖。
关键词:迎红杜鹃;正交设计;组织培养
中图分类号:S685. 210. 4 + 3 文献标志码:A 文章编号:1002 - 1302(2014)08 - 0055 - 02
收稿日期:2013 - 11 - 06
基金项目:日照职业技术学院自然科学基金(编号:11Y165)。
作者简介:李 媛(1982—),女,山东临沂人,硕士研究生,讲师,从事
植物组织培养教学和科研工作。 E - mail:angelalee1231 @
163. com。
杜鹃花是世界著名的园林观赏植物,也是我国十大传统
名花之一,与龙胆、报春并称为世界三大高山野生花卉[1]。
我国杜鹃花栽培历史悠久,种质资源丰富,在环境绿化、园林
观赏等方面应用很广[2 - 3]。五莲山位于山东省日照市,是我
国野生杜鹃花资源的主要分布地之一,拥有迎红杜鹃(Rhodo-
dendron mucronulatum)、映山红(Rhododendron simsii)、照山白
(Rhododendron micramthum)等三大品系共 40 多个杜鹃花品
种,是长江以北地区最大的野生杜鹃花栖息地[4]。迎红杜鹃
别称迎山红、万荆子、蓝荆子、尖叶杜鹃等[5],属杜鹃花科杜
鹃花属的落叶灌木,生于山地灌丛及石砬子上,喜光、喜湿润,
稍耐阴,耐寒冷,喜酸性土壤,忌高温、干旱,花粉红绚丽,秋叶
绿、红、黄相间,娇艳优美,盛花期长达 1 个月,彩叶期长达
2 个月,是花带、花境、花丛等园林景观设计的优良素材[6]。
迎红杜鹃在长江以北地区少有推广[7],仅停留在少量野
生苗被移植应用的水平上,主要是因为常规繁殖方法下繁殖
系数较低,而且其对生长环境要求苛刻,驯化栽培有一定难
度[8 - 11]。本研究探讨了迎红杜鹃快速繁殖技术,该技术在较
短时间内凭借少量母本材料获得了较多无性系名贵苗木,以
期为该树种更好地服务于未来城乡绿化建设提供支持。
1 材料与方法
1. 1 材料
在五莲山采集野生迎红杜鹃嫩枝条。在连续晴天 3 d以
上、枝条无露水时进行取样,取样时间一般在 09:00—10:00,
剪取无病虫害、生长健壮的枝梢。
1. 2 试验方法
1. 2. 1 外植体消毒灭菌 用流水冲洗、去除外植体表面附着
物后,放入洗洁精稀释液中逐个清洗并浸泡 5 min,再置于流
水中 1 h以上,彻底洗去洗涤剂后转入超净工作台内,进行灭
菌处理。对外植体先用 0. 25 g /L多菌灵浸泡,再用 75%乙醇
溶液浸泡,最后用 0. 1% HgCl2 进行消毒。每种消毒剂的消
毒时间设 3 个水平,采用 L9(3
4)正交设计进行试验(表 1)。
每个处理重复 3 次。统计外植体污染率、褐化率、成活率。
表 1 外植体消毒灭菌正交试验因素水平
水平
因素
A:0. 25 g /L多菌灵
消毒时间(min)
B:75%乙醇溶液
消毒时间(s)
C:0. 1% HgCl2
消毒时间(min)
1 15 15 4
2 30 30 6
3 45 60 8
1. 2. 2 启动培养基配方筛选 采用 L9(3
4)正交试验探索培
养基(1 /4 MS、Read、WPM)、激素(ZT、NAA)对迎红杜鹃茎段
诱导的影响,培养基中加 30 g /L蔗糖、6. 5 g /L琼脂,pH值为
5. 5,因素水平见表 2。每瓶接种 1 个外植体,每次每个处理
接种 10 瓶,重复 3 次。
表 2 启动培养基配方筛选正交试验因素水平
水平
因素
A:培养基 B:ZT(mg /L) C:NAA(mg /L)
1 1 /4MS 1 0. 1
2 Read 2 0. 5
3 WPM 3 1. 0
1. 2. 3 继代培养基配方筛选 以改良 Read培养基为基本培
养基,以 ZT为影响因素,ZT设 1、2、3 mg /L等 3 个水平,每个
组合 30 瓶,重复 2 次,统计增殖率。
1. 2. 4 生根培养方案 基本培养基选用 Read 和 1 /2 Read,
蔗糖浓度分别为 10、20、30 g /L。每个处理接种 10 株组培苗,
3 次重复,生长调节剂均为 0. 5 mg /L NAA,pH值 5. 5,40 d后
调查其生根率。
1. 2. 5 驯化移栽 选取根系健壮且数量多的幼苗,将其培养
瓶移出光照培养箱,放在 18 ~ 25 ℃室温下炼苗。炼苗结束后
将幼苗从培养瓶中取出,洗净根部的培养基,将其移栽到已灭
菌并完全冷却的基质 (沙、珍珠岩、营养土体积比为
1 ∶ 1 ∶ 2)中。
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2 结果与分析
2. 1 不同消毒方法对杀菌效果的影响
由表 3 可以看出,不同消毒剂、消毒时间对迎红杜鹃外植
体的杀菌效果有显著差异。从接种后的迎红杜鹃组培苗情况
来看,最好消毒方法为 A8 处理,即 0. 25 g /L 多菌灵浸泡
45 min,75%乙醇溶液消毒 30 s,0. 1%HgCl2 消毒 6min。该消
毒方式能够保证迎红杜鹃外植体褐化率最低,感染率最低,成
活率最高。对西洋杜鹃组培苗的成活率进行极差分析,同样
可以得出最佳消毒方式是 A8 处理。
表 3 消毒方法对杀菌效果的影响
处理
因素
A:0. 25 g /L
多菌灵
消毒时间
B:75%
乙醇溶液
消毒时间
C:0. 1%
HgCl2
消毒时间
褐化率
(%)
感染率
(%)
成活率
(%)
A1 1 1 1 15. 00 65. 00 20. 00
A2 1 2 2 16. 67 18. 33 65. 00
A3 1 3 3 40. 00 11. 67 48. 33
A4 2 1 2 30. 00 45. 00 25. 00
A5 2 2 3 58. 33 26. 67 15. 00
A6 2 3 1 28. 33 46. 67 25. 00
A7 3 1 3 51. 67 13. 33 35. 00
A8 3 2 2 10. 00 8. 33 81. 67
A9 3 3 1 46. 67 16. 67 36. 66
2. 2 不同培养基配方对出芽诱导效果的影响
由表 4 可见,不同基本培养基和激素配比对茎段芽的诱
导培养影响(出芽率)差异显著。极差分析和方差分析可知,
各因素对出芽率影响效果的大小依次为:培养基类型 > ZT浓
度 > NAA浓度。3 种基本培养基对出芽率的影响差异显著,
使用 Read基本培养基的出芽率最高(B6 处理);ZT浓度在高
水平时对迎红杜鹃出芽有促进作用;NAA 浓度为 0. 1 mg /L
时诱导出芽效果最佳。
表 4 芽诱导培养效果
处理
因素
A:培养基 B:ZT
(mg /L)
C:NAA
(mg /L)
出芽率
(%)
B1 1 1 1 6. 53
B2 1 2 2 12. 24
B3 1 3 3 18. 67
B4 2 1 2 62. 89
B5 2 2 3 68. 54
B6 2 3 1 89. 73
B7 3 1 3 47. 60
B8 3 2 1 55. 42
B9 3 3 2 58. 16
2. 3 ZT浓度对增殖培养的影响
由表 5 可以看出,Read + 3 mg /L ZT + 0. 1 mg /L NAA 和
Read + 2 mg /L ZT + 0. 1 mg /L NAA 处理的增殖系数较高,可
以达到 4 以上。但 ZT浓度达到 3 mg /L 时,增殖苗较细小瘦
弱,且有部分玻璃化。因此,迎红杜鹃的适合增殖培养基为
Read + 2 mg /L ZT + 0. 1 mg /L NAA。
2. 4 不同配方对生根培养的影响
由表 6 可知,基本培养基为 1 /2 Read、蔗糖浓度为 20 g /L
表 5 ZT浓度对增殖系数的影响
培养基配方 增殖系数
Read + 1 mg /L ZT + 0. 1 mg /L NAA 2. 8
Read + 2 mg /L ZT + 0. 1 mg /L NAA 4. 2
Read + 3 mg /L ZT + 0. 1 mg /L NAA 4. 6
时,迎红杜鹃组培苗瓶内生根效果最好,生根率达到
81. 72%,与其他组合处理差异较大,说明迎红杜鹃组培苗瓶
内生根所需的基本培养基和蔗糖浓度均较低。
表 6 不同配方对生根效果的影响
基本培养基 蔗糖浓度(g /L) 生根率(%)
Read 30 31. 83
20 59. 24
10 42. 89
1 /2 Read 30 56. 73
20 81. 72
10 67. 34
3 结论
野生迎红杜鹃外植体表面携带各种污染微生物,消毒较
困难,仅靠提高消毒剂浓度和消毒时间,虽然在一定条件下能
将细菌、真菌等污染微生物全部杀死,但同时会将植物外植体
细胞杀死或损坏大部分外植体从而引起褐变,最终会导致外
植体死亡。消毒时间过短又无法完全清除外植体上的真菌、
细菌等。因此,如何在外植体污染率、成活率、褐变率间找到
动态平衡点,选择合适的消毒剂种类、浓度和消毒时间是关
键。多菌灵是一种广谱、低毒、内吸性杀菌剂,虽然不能防止
细菌污染,但对多种霉菌生长有强烈抑制作用,具有较好的防
霉效果,它和 HgCl2、乙醇溶液联合组成的复合消毒剂的效果
明显好于单一使用某种消毒剂。本研究表明,先用 0. 25 g /L
多菌灵浸泡 45 min,然后用 75%乙醇溶液消毒 30 s,最后用
0. 1% HgCl2 消毒 6 min,是最好的迎红杜鹃外植体消毒方式,
该方式能保证较高的外植体成活率以及较低的褐化率、污
染率。
迎红杜鹃的最佳启动培养基是 Read + 3 mg /L ZT +
0. 1 mg /L NAA。迎红杜鹃是一种对培养基渗透压反应敏感
的植物,盐分浓度低及 NH +4 /NO
-
3 高的基本培养基对迎红杜
鹃的培养效果较好,如本研究使用的 1 /4 MS、Read、WPM。
Read培养基减少了 NH4NO3、KNO3 用量,加入(NH4)2 SO4 使
NH +4 ∶ NO
-
3 为 1 ∶ 1,同时去除碘化钾(KI),将培养基 pH 值
降至 5,更适于耐寒落叶杜鹃的培养[12]。高浓度的 ZT 能够
很好地刺激杜鹃组培苗诱导出芽,增殖系数高;但其浓度过高
时,培养的试管苗细弱,容易形成玻璃苗。
为了获得大量组培苗,须要对芽诱导培养后获得的芽体进
行增殖培养。使用较高浓度的细胞分裂素和一定浓度的生长
素能有效提高芽体的增殖速率,并获得较高品质的新芽,但此
过程中必须控制好二者间的浓度关系。细胞分裂素浓度过高
将会降低芽体质量,从而抑制芽体的增殖效果。适合迎红杜鹃
增殖的培养基配方为 Read +2 mg /L ZT +0. 1 mg /L NAA。
杜鹃花是木本植物,瓶内生根培养困难,生根率较低,需
(下转第 180 页)
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引起,48. 9%由环境差异和试验误差等其他因素引起,说明生
殖构件穗长的表型可塑性比较大。
3 结论与讨论
影响植物种群生殖分配的因素非常复杂,遗传特性、自然
环境、生长年限、栽培管理等方面都制约着植物种群的生殖分
配,其存在的差异也很可能受多重因素的交互作用影响而不
容易被发现。生殖生长分配 =平均穗长 /平均株高 × 100%;
生殖分配 =繁殖器官生物量 /地上植株总生物量;用各构件的
生物量占地上全株总生物量的比例作为生物量分配的数量指
标,即叶生物量分配 = 叶 生 物 量 /地 上 全 株 总 生 物
量 × 100%[9]。
本试验结果表明,在华北剪股颖种群生殖分配格局中,生
殖分配与叶生物量分配、秆生物量分配呈明显的负相关,说明
营养元素在植株体内按一定比例流动;生殖生长分配与秆生
长分配呈明显的负相关,说明在生殖生长过程中植株体内的
营养元素从各构件流向繁殖器官。
在生殖构件穗长与株高的线性函数中,a值为 - 4. 151 6,
可见当株高达到 13. 62 cm时才有生殖构件穗生长,说明植株
的营养生长和生殖生长具有按比例生长的高度协调性。
在穗生物量与地上全株生物量的线性函数中,a 值为
- 0. 007 8,说明华北剪股颖地上全株生物量积累到 0. 029 g
时,才开始有生殖构件穗的物质积累。
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12031 - 12034.
(上接第 56 页)
要较低的培养基浓度和蔗糖浓度;也可采用组培苗瓶外微条
扦插生根的方法,不仅能够迅速扩大繁殖系数,而且能省去生
根培养时间,提高商品化生产效率。
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