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西藏沙棘茎尖组织快繁技术初步研究



全 文 :42卷 3期
安徽林业科技,2016,42(3):23~26
Anhui Forestry Science and Technology
收稿日期:2016-03-16 修回日期:2016-04-26
基金项目:青海大学中青年基金项目“青海省野生西藏沙棘生物化学特性及组织快繁技术研究”(编号:2012-QNY-Z)。
第一作者简介:宋维秀(1973-),女,副教授,主要从事林木种苗理论与技术研究。E-mail:songweixiu2003@sina.com
西藏沙棘(Hippophae thibetana),胡颓子科沙棘
属小灌木,集中分布于青海、西藏、四川等地,具有
独特经济价值和水土保持作用的高寒地区乡土造
林树种[1]。因其适宜干燥寒冷风大的高原气候特点,
一般植株矮小,分布于海拔 5 000 m以上高寒地区
的植株高仅 6~8 cm,且对土壤水分要求不严,不仅
在潮湿的阴坡有分布,在土壤干旱的小阳坡地也有
分布,其水平根系发达,萌蘖力强[2]。
西藏沙棘繁育主要通过种子和枝条扦插进行繁
殖[3],而有性繁殖难以保持其种性,用无性繁殖技术
通过枝条扦插繁殖成苗率也比较低,且扦插繁育多
代后年龄效应明显,易受病毒侵染。这些繁殖技术都
成为西藏沙棘良种繁育推广的障碍[4- 5]。实践证明,组
织快繁技术已经成为苗木规模化生产、开展基因遗
传育种、保存种质资源研究的高效途径之一[6- 7]。迄今
为止,西藏沙棘组织快繁技术国内外尚未见研究报
道,因此对西藏沙棘进行组织快繁技术研究具有一
定的理论与实践意义。本文以西藏沙棘茎尖为外植
体,研究分析不同培养基种类、蔗糖浓度、生长调节
剂(6- BA)浓度与生长素(NAA)浓度配比、转接周期
等对茎尖生长的影响,为西藏沙棘组织培养提供一
定的理论和实践基础。
1 试验材料与方法
1.1 材料
试验材料来源于青海省湟源县大石崖村,2013
年 3月将野生西藏沙棘苗移栽至大田驯化,2013年
西藏沙棘茎尖组织快繁技术初步研究
宋维秀,昂毛吉,朋毛卓玛
(青海大学农牧学院,西宁 810016)
摘 要:本文以幼嫩茎尖为外植体,对西藏沙棘进行了组织培养成苗技术研究。结果表明,西藏沙棘茎尖生长最适宜
的基本培养基为 1/2 MS;茎尖生长最佳生长调节剂浓度配比为:6-BA 1.0 mg/L +NAA 0.l mg/L;蔗糖浓度为 2.0
mg/L时西藏沙棘茎尖生长苗高均值最大,达到 2.82 cm。茎尖在增殖生长过程之中,适当的转接周期能改善芽苗枯
死现象。转接周期为 15 d时,芽苗枯死率最低为 16.33%;当转接周期延长至 30 d时,芽苗枯死率明显升高,达到
52.67%。
关键词:西藏沙棘;茎尖;外植体;组织快繁
中图分类号:S793.6 文献标识码:A 文章编号:2095-0152(2016)03-0023-04
Preliminary Study on Rapid Propagation Techniques with on stem-tip tissue Hippophae thibetana
SONG Weixiu, ANG Maoji, PENG Maozhuoma
(College of Agriculture & Animal Husbandry, Qinghai University, Xining 810016, Qinghai, China)
Abstract: In this paper young and tender stem tips were used as explants to study tissue culture techniques for growing seedlings of
Hippophae thibetana. The results showed that the optimal basic culture medium is 1/2 MS; the optimal growth regulator concentration
ratio for Hippophae thibetana stem tips growth is 6 -BA1.0mg.L -l +NAA0.lmg.L -l; The mean stem -tip height increment reached
maximum of 2.82 cm with sucrose concentration of 2.0mg.L-1 ; In the stem-tip proliferation process, appropriate switching cycles could
lessen dieback of bud seedlings; The dieback rate reached minimum of 16.33% with the replanting interval of 15d and increased
significantly to 52.67% when the replanting interval extended to 30 d.
Keywords: Hippophae thibetana; Stem tips; Explants; Rapid propagation with tissue culture techniques
安 徽 林 业 科 技 2016年
10月将其移栽至花盆,并置于实验室培养。
1.2 设计方法
1.2.1 外植体处理
经过盆栽后,选择西藏沙棘长势较好的枝条,
剪取1~2 cm带有腋芽的茎尖,放入容器杯中依次
用自来水、肥皂水、蒸馏水清洗。冲洗完毕后,将材
料置于超净工作台上,接着用 70%的酒精消毒 10 s,
再用 0.1%HgCl2溶液灭菌 5~6 min,最后用无菌水
冲洗 4~5次。
1.2.2 基本培养条件
参照相关的文献资料 [8],各试验中培养温度均
为(25±2)℃,相对湿度 70%~80%,培养基 pH值
5~6,琼脂粉 2.25 g,每日光照 12~14 h,光照强度
1 000~5 000 lx,采用完全随机区组设计,每处理 15
瓶,每瓶接种 2~3个茎尖。
1.2.3 培养基筛选
参照西藏沙棘组织培养技术,以 WPM、1/4MS、
1/2MS为基本培养基[5],每处理接种 15 瓶,25 d 后
观察西藏沙棘嫩茎生长状况。以西藏沙棘茎尖生长
均值为试验指标,采用单因素对比试验,筛选出最
适宜于西藏沙棘茎尖生长的培养基。
1.2.4 生长调节剂筛选
按西藏沙棘组织培养中比较适宜的生长调节
剂组合及浓度梯度配比 [4],在筛选出的基本培养基
中添加不同浓度的生长素组合,6- BA设置 4 个水
平,分别为:0、0.5、1.0、2.0 mg/L;NAA设置 3 个水
平,分别为:0、0.1、0.5 mg/L;20 d后观察芽苗生长状
况。每处理均为 15瓶,每瓶接种 3~5个生长健壮
的茎尖,选择出适宜的 6- BA和 NAA浓度配比。
1.2.5 蔗糖浓度筛选
蔗糖在植物组织培养基中起到能源物质和渗透
调节剂的作用,在适宜的培养基中加入不同浓度的
蔗糖(1.0、2.0、3.0、4.0 mg/L),每种处理接种 5~6瓶,
20 d后观察苗高的生长状况,统计顶芽增高均值,通
过顶芽增高生长的影响,确定最佳的蔗糖浓度。
1.2.6 转接周期试管苗生长的影响
在芽苗生长过程中,不同转接周期会对芽苗的
生长有很大影响。为了克服转接周期对芽苗枯死的
影响,试验以 1/2MS为基本培养基,将培养周期分
为 20、25、30、40 d 4个不同时间周期,每处理转接
5~6瓶,以芽苗枯死率为试验指标,观察不同的培
养周期对芽苗枯死率的影响。
芽苗枯死率(%)=枯死的芽苗个数 /接种数×100%
1.3 数据处理
采用 Excel和 DPS统计软件进行数据分析。
2 结果与分析
2.1 培养基筛选
组织培养中,培养基的筛选很重要。本试验在
参照以往沙棘组织培养基筛选实验,分别选用了
WPM、1/2MS、1/4MS 3种浓度的基本培养基 [9],不添
加任何植物生长调节物质,蔗糖浓度为 20%,20 d
后观察西藏沙棘茎尖生长状况,试验结果见表 1。
表 1 基本培养基对西藏沙棘茎尖苗高生长统计表
注:表中不同小写字母为 5%的显著水平,不同大写字母
为 1%的极显著水平,下同。
从表 1中可以看出,1/2MS培养基中沙棘茎尖
生长健壮,芽色嫩绿,茎尖高均值最大,为 2.82 cm;
1/4MS培养基沙棘茎尖生长状态一般;WPM培养基
中沙棘茎尖长势最差。1/2MS培养基中沙棘茎尖高
均值与 1/4MS培养基沙棘茎尖高均值达到了 5%显
著水平,但与WPM培养基沙棘茎尖高均值达到了
极显著差异。由此可见,西藏沙棘茎尖组织培养过
程中,1/2MS为较适宜的基本培养基。
对茎尖高生长均值进行新复极差法分析,见表
2。从表 2中可以看出,不同的培养基对茎尖生长的 F
值等于 101.407,对应的相同概率值 P=0.000 1<0.01,
说明不同培养基对苗高有极显著差异。
表 2 基本培养基对西藏沙棘茎尖生长方差分析表
2.2 不同浓度 6-BA与 NAA的不同组合对西藏沙
棘茎尖高生长的影响
茎尖经过一段时间的生长必须要转接到新的培
养基中才能更好地继续生长,在增殖过程中,合适的
生长调节物质及其组合,可以大大提高芽的增殖数
量,扩大繁殖系数[10]。分析不同浓度 6-BA与 NAA
培养基
茎尖高 /cm
Ⅰ Ⅱ Ⅲ 均值 茎尖生长状况
1/2MS 3.00 2.83 2.65 2.82±0.18aA 芽色嫩绿,生长健壮
1/4MS 2.50 2.35 2.00 2.28±0.28bA 芽色较绿,生长较好
WPM 0.45 0.68 0.72 0.64±0.15cB 芽色发黑、长势很弱
变异来源 平方和 自由度 均方 F值 P值
处理间 7.95 2 3.978 5 101.407 0.000 1
处理内 0.23 6 0.039 2
总变异 8.19 8
24
42卷 3期 宋维秀等:西藏沙棘茎尖组织快繁技术初步研究
的不同组合对西藏沙棘茎尖高生长的影响,并进行
方差分析和多重比较,结果见表 3~表 6。
表 3 不同浓度的 6-BA与 NAA组合对西藏沙棘
茎尖高生长的影响
表 4 不同浓度 6-BA与 NAA组合对西藏沙棘茎尖高
生长的方差分析
表 5 不同浓度 6-BA对西藏沙棘茎尖高生长的多重比较
表 6 不同浓度 NAA对西藏沙棘茎尖高生长的多重比较
从表 4中方差分析结果可以看出,不同浓度的
6- BA、NAA对西藏沙棘茎尖增殖影响差异极显著,
说明 6- BA与 NAA配合有交互作用。
用新复极差法进行进一步多重比较表明,F值
等于 11.129 0,对应的相同的概率值 P=0.038 36<0.05
的显著水平,极差法测验结果表明,Alpha0.05(24)
=0.210 4,A 因素概率值 4.650 0,B 因素概率值
5.666 7,A×B均方差 4.733 3 大于临界值0.210 4。
因此得出:6- BA的适宜浓度为 1.0 mg/L;NAA的适
合浓度为 0~0.1 mg/L;两因素进行交互分析得出 1.0
mg/L 6- BA +0.1 mg/L NAA为茎尖生长调节剂的最
佳组合。
2.3 蔗糖浓度对西藏沙棘茎尖高生长的影响
从表 7可以看出,蔗糖浓度为 2.0 mg/L时,苗高
均值最大,为 7.3 cm。经多重比较得出,蔗糖浓度为
2.0 mg/L时与其他 3个蔗糖浓度存在极显著差异,
由此可见,2.0 mg/L的蔗糖浓度对苗高的生长最为
适宜。
表 7 不同蔗糖浓度对西藏沙棘茎尖高生长的影响
对苗高均值进一步进行方差分析(表 8),可以
看出,不同的蔗糖浓度对苗高生长的 F 值等于
28.330 对应的相同的概率值为 P=0.000 4<0.01,说
明不同浓度的蔗糖对苗高生长有极显著差异。
表 8 不同蔗糖浓度对西藏沙棘茎尖高生长均值方差分析
2.4 转接周期对克服芽苗枯死现象的影响
在西藏沙棘组织培养的整个过程中,不断出现
芽苗逐渐变褐、干枯、继而死亡的现象。为了尽可能
避免这一现象的发生,试验以 1/4MS为基本培养
基,将外植体的转接周期分为 15 d、20 d、25 d、30 d,
统计芽苗枯死状况,试验结果见表 9。
表 9 培养周期对西藏沙棘芽苗枯死率的影响
从表 9可以看出,转接周期为 15 d时,芽苗枯
死率最低,为 16.33%,与其他转接周期相比,存在极
蔗糖浓度/(mg·L-1)
苗高/cm
Ⅰ Ⅱ Ⅲ 均值
1.0 4.4 6.3 5.7 5.5bB
2.0 7.7 6.8 7.4 7.3aA
3.0 5.5 4.6 4.7 4.9bB
4.0 2.5 3.3 3.6 3.1cC
变异来源 平方和 自由度 均方 F值 P值
6-BA 2.531 7 2 1.265 8 11.129 0 0.038 36
NAA 18.429 2 3 6.143 1 51.478 0 0.037 4
误差 6.728 3 6 1.121 4
总变异 27.689 2 11
变异来源 平方和 自由度 均方 F值 P值
处理间 27.532 4 3 11.823 28.330 0.000 4
处理内 3.590 0 8 0.490 0
总变异 29.504 3 11
转接周期 /d
芽苗枯死率 /%
平均芽苗枯死率 /%
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
15 15 16 18 16.33aA
20 20 21 23 21.33bB
25 45 46 48 46.33cC
30 51 52 55 52.67dD
NAA/(mg·L-1)
6- BA/(mg·L-1)
0.0 0.5 1.0 2.0
0.0 2.9 cm 3.8 cm 4.5 cm 3.9 cm
0.1 3.9 cm 5.5 cm 6.9 cm 2.3 cm
0.5 1.3 cm 4.9 cm 5.6 cm 2.6 cm
6-BA//(mg·L-1) 芽苗均值/cm 5%显著水平 1%极显著水平
1.0 5.67±0.16 a A
0.5 4.73±0.20 ab A
2.0 2.93±0.48 b A
0.0 2.70±0.51 b A
NAA/(mg·L-1) 芽苗均值/cm 5%显著水平 1%极显著水平
0.1 6.65±0.11 a A
0.0 3.77±0.13 ab A
0.5 3.60±0.23 b B
25
安 徽 林 业 科 技 2016年
显著性差异。用 Duncan新复极差法对转接周期对
西藏沙棘芽苗枯死率进行方差分析(见表 10),结果
表明,不同的培养周期对芽苗枯死率的 F 值
343.412 0对应的 P=0.000 1<0.01,存在极显著性差
异,由此可见,缩短转接周期,加快转接频率有助于
改善芽苗的生长状况,能够在一定程度上克服芽苗
的枯死现象。
表 10 西藏沙棘芽苗枯死状况方差分析表
3 结论与讨论
3.1 结论
西藏沙棘茎尖生长最适宜的基本培养基 1/2
MS;茎尖生长中生长调节剂 6- BA与生长素 NAA
浓度配比最佳组合为:6- BA 1.0 mg/L+NAA 0.l
mg/L;当培养基中蔗糖浓度为 2.0 mg/L时西藏沙棘
茎尖生长高均值最大,达到 2.82 cm;茎尖的转接周
期为 15 d时,芽苗枯死率最低;转接周期超过 30 d
时,芽苗枯死率最高,达到 52.67%。
3.2 讨论
沙棘组织快繁技术已经很成熟,运用也很广
泛,但对于青海省野生西藏沙棘组织培养技术研究
国内外尚未见报道,西藏沙棘的组织培养技术还在
摸索阶段,还有大量的工作要做。
西藏沙棘作为高寒地区经济树种之一,虽然资
源丰富,资源品质优良,但野生资源引种开发难度
大。因此在西藏沙棘组织培养中外植体的选取显得
至关重要,不同时间取材对外植体的诱导效果不
同。从各种研究中可以看出,沙棘组织培养中外植
体的取材时间最好选择在萌动和发育早期[10]。在适
当的时期选择适当的外植体,才能培养出更好的幼
苗,从而进行大规模繁育,在西藏沙棘茎尖的组织
培养过程中,消毒和灭菌环节也很重要,它们是组
织培养中的重要环节[11],关系到芽苗的正常生长。
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(责任编辑:杨婷婷)
变异来源 平方和 自由度 均方 F值 P值
处理间 2 919.00 3 973.000 0 343.412 0 0.000 1
处理内 22.66 8 2.833 3
总变异 2 941.66 2
26