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柃木的组织培养与快速繁殖技术



全 文 :浙江农业学报 !#$ !%&’()#(&$* +,*-’$.%*./’/ !!(!):!! # !$,!%
柃木的组织培养与快速繁殖技术
徐孝方,梁训义!,许叶君,张银丽,吴根桃,甄益龙
(浙江丰岛股份有限公司 农业科技研发中心,浙江 新昌 &%!’&!)
收稿日期:!( ) ( ) *
基金项目:浙江省科技厅一般计划项目
作者简介:徐孝方(%($& )),男,浙江新昌人,硕士,经济师,在农
业方面主要从事柃木、杨桐和菊花、康乃馨等植物的种植、加工和
出口。
!通讯作者,梁训义,+,-./0:0/.12345 -./06 786 896 :1
摘; 要:为建立柃木的茎尖组培快繁体系,研究了 < !=>2?0! 不同灭菌时间、不同 $,@A浓度对柃木芽诱导和增
殖的影响;以及不同的 B@A浓度、糖浓度和生根法,对柃木根诱导和生根的影响。结果表明:外植体用 < !=
>2?0! 表面灭菌 !’ -/1,并以 CDE为基本培养基,芽诱导、增殖时的 $,@A 浓度为 < ’ -2 F G,HAA 浓度为 < ’
-2 F G,IA浓度为 < ! -2 F G,蔗糖为 ! 2 F G;根诱导时 B@A浓度为 < ’ -2 F G和糖浓度为 & 2 F G以及两步生根法
等,是柃木组培和快速繁殖的适宜条件。应用此方法的柃木嫩枝的芽诱导萌发率可达 %=、芽增殖系数为
!< ’$ # J< ’K F次、生根率为 (K=、组培苗成活率为 (’=以上,并已应用于生产。
关键词:柃木;组织培养;快速繁殖;增殖
中图分类号:LK%&< % M !; ; ; ; ; ; ; 文献标识码:A; ; ; ; 文章编号:%J ) %’!J(!%)! ) !! ) ’
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NO N/.P,Q.12,GBAHI NR1,4/!,NO ST,9R1,U>AHI S/1,0/,CO IT1,V.P,U>+H S/,0P12
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ZT T3[PXVT\ VP ^.[.16 B1 PX\TX VP TYV.Z0/Y7 . X.[/\ [XP[.2.V/P1 Y4YVT- P1 Y7PPV V/[ :R0VRXT PQ C< -$54.’$,V7T TQQT:VY PQ
\/QQTXT1V YVTX/0/8.V/P1 V/-T PQ >2?0! P1 [P00RVT\ X.VT PQ T3[0.1VY,V7T TQQT:VY PQ \/QQTXT1V $,@A :P1:T1VX.V/P1Y P1 Y7PPV
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4%5 6.),#:C(&;$ -$54.’$ W7R1Z;V/YYRT :R0VRXT;X.[/\ [XP[.2.V/P1;[XP0/QTX.V/P1
; ; 柃木(C(&;$ -$54.’$ W7R1Z)为山茶科柃木
属植物的一种,又称海岸柃,野生常绿灌木或小
乔木。柃木属约 %& 种,分布于亚洲的热带和亚
热带地区及西南太平洋各岛屿;我国的柃木属已
发现有 K% 种,%& 变种,J 变型,主要分布于长江
以南各省区,个别种类可达秦岭南坡,多数分布
于广东、广西及云南等省区[%];浙江省主要分布
于舟山群岛、台州、宁波、温州等沿海地区。在日
本,作为园艺植物的柃木属仅列出 & 种 % 变种,
即 C(&;$ *6$&%’.$#$ E.]/1.(滨柃木)、C< -$54.’$
W7R1Z(柃木)、C< -$54.’$ ‘.X6 6’&45,;))$ @0R-T
(小叶柃木变种)和 C< ;$D(/,’6*./’/ E.]/1P(屋久
岛柃木)[!]。柃木的枝叶加工品是日本传统的供
神祭祖吉祥物,并被称为“神木”,我国对日出口
的市场容量大且稳定。为此,我国的野生柃木资
源被大量开发采摘,随之产生的负面效应是柃木
产品数量和质量急剧下降。鉴于柃木天然分布
范围狭窄,野生资源有限,从实施可持续发展战
略出发,浙江丰岛股份公司早在 !! 年以前就
开始实施较大面积营造柃木人工经济林计划,但
由于种子繁殖时,自然杂交导致变异大,故考虑
通过优良选株采用扦插和茎尖组织培养方法进
行无性系选育的研究和应用。经过 !#—!$
年对外观形态优良植株的选择,采集新抽嫩枝为
外植体,用茎尖组培的方法,成功地培育出生根
植株,并将繁殖的优良单株的组培苗种植于选种
圃。此时国内外仍未见有文献报道此项研究。
虽然随后有张椿芳[#]于 !% 年报道用种子萌发
植株作为外植体进行组培,获得了生根苗,但未
种植成活;而他用野外带芽茎段进行试验,大多
因消毒不彻底受污染而丢弃,即使消毒过关,仍
有 #$&苗株发生褐变,余下 ’&左右也逐渐枯
黄,只有 ( 瓶(占接种总数 (&)出现愈伤,但一直
未见有分化,未能获得无菌材料[#]。迄今为止,
国内外均未见柃木组织培养与快速繁殖成功的
报导。为此,本文就柃木组培快繁研究过程中,
外植体选择、不同灭菌时间、不同 )*+, 浓度对柃
木芽诱导和增殖的影响,以及不同 -+, 浓度和糖
浓度以及不同生根法对柃木根诱导和根生长的
影响等方面进行了研究。
(. 材料与方法
(/ (. 材料
本试验所用的外植体采用经选择的优良柃
木母株 0 号的嫩茎。选取一年生嫩茎为外植体,
采回后将材料放在流水中冲洗,用毛刷小心刷去
茎干、叶腋处的附着物,剪去叶片(先保留叶柄并
保留部分叶片,待灭菌后再剪去,以减轻灭菌对
叶腋处的伤害)。再放在烧杯中用流水冲洗 ! 1,
然后用蒸馏水冲洗 ! 次,再置于蒸馏水 ! 23,
加 ! 23洗洁精和 $ 滴吐温的玻璃瓶中,经摇床
震荡 ( 1,取出后用蒸馏水冲洗 # 次后待用。将
供芽诱导的外植体在超净工作台上用 %&酒精
浸泡 # 4,除灭菌时间对柃木芽诱导的影响试验
外,其余试验均采用 5 !& 6789! 浸泡灭菌 !$
2:;,然后用无菌水冲洗 $ < ) 次,用消毒滤纸吸
干材料表面的水分,然后切成 ( =2 左右的小段,
每段有一个腋芽供诱导培养。
(/ !. 方法
(/ !/ (. >?@培养基
>?@ 培 养 基 配 方:A6’AB# ’ 27 C 3,
8D(AB#)!·’6!B $)) 27 C 3,E!FB’ GG 27 C 3,
8D89!·6!B G) 27 C 3,E6!?B’ (% 27 C 3,6#+B#
)5 ! 27 C 3,AD!@HB’·!6!B 5 !$ 27 C 3,@7FB’·
%6!B #% 27 C 3,@;FB’·6!B !!5 # 27 C 3,I;FB’·
%6!B 05 ) 27 C 3,8JFB’·$6!B 5 !$ 27 C 3,KLFB’·
%6!B !%5 0 27 C 3,AD!MNO, #%5 # 27 C 3,维生素
+( (5 27 C 3,维生素 +) 5 $ 27 C 3,烟酸 5 $ 27 C
3,甘氨酸 !5 27 C 3,肌醇 ( 27 C 3,蔗糖 ! 7 C
3,琼脂 ) 7 C 3。
(/ !/ !. 外植体不同表面灭菌时间对柃木芽诱导
的影响
外植体采用 5 !& 6789! 进行表面灭菌,灭
菌时间按 ($,!,!$,# 2:; ’ 个梯度,灭菌后接
种在 >?@ P)*+, (5 27 C 3 P A,, 5 $ 27 C 3 P
Q, 5 ! 27 C 3 P !5 &蔗糖培养基上,琼脂浓度
5 $&,R6 $5 )。培养室温度(!) S !)T,光照时
间 (’ 1 C U,光照强度 ’ < ) !2H9 C(2!·4)。观察
不同灭菌时间下外植体的污染率以及对柃木芽
诱导的影响。
(/ !/ #. 不同 )*+, 浓度对柃木芽诱导及增殖的
影响
采用>?@ P A,, 5 $ 27 C 3 P Q, 5 ! 27 C 3
为基本培养基,添加 )*+, 5 (,5 $,(5 ,(5 $,
!5 ,#5 27 C 3 ) 个浓度梯度,# 次重复,探讨不
同 )*+,浓度对柃木芽诱导及增殖的影响。培养
条件同 (5 !5 ! 节。
(/ !/ ’. 不同 -+,浓度对柃木根诱导的影响
以 >?@为基本培养基,添加 5 $ 和 5 0 27 C
3 ! 个浓度梯度的 -+,,设 # 次重复,观察不同
-+,浓度对柃木生根时间、根系生长情况及生根
率的影响。培养条件同 (5 !5 ! 节。
(/ !/ $. 不同生根方法对柃木生根的影响
试验采用两步生根法和一步生根法 ! 种不
同的方法,设 # 次重复,观察其对柃木生根时间
·#!·徐孝方等:柃木的组织培养与快速繁殖技术
及生根率的影响。两步生根法即植株在含有激
素的生根培养基上生长 ! #后,再转接到无激素
的过渡培养基中生长;一步生根法是指根诱导和
生根阶段的植株,一直生长在含有激素的培养基
中。培养条件同 !$ %$ % 节。
!& %& ’( 不同糖浓度对柃木生根的影响
两步生根法的生根阶段,在无激素培养基中
添加 %)或 *)的蔗糖,观察不同蔗糖浓度对柃
木生根率的影响。培养条件同 !$ %$ % 节。
!& %& +( 生根、炼苗与移栽
将生长健壮、具 * , - 片叶子的幼嫩分枝从
基部切下转接到 ./0 1 234 5$ 67 8 9培养基中
进行根诱导。一般在接种后 # 左右形成根原
基,!5 #左右开始生根,此时再将其转接到不含
激素的 ./0培养基中,%5 #左右形成发达根系,
每株生根 * , - 条,根长 !$ , %$ :6,生根率达
;<)。生根阶段培养约 *5 #、苗高 * :6 左右时,
移至种植大棚或温室的自然条件下,炼苗 % , *
#,再松开瓶口炼苗 % , * #即可进行移栽。
移栽苗床设在温室或大棚内,采用熟化的疏
松红壤作苗床基质,移栽时先洗净苗根部的培养
基,然后将组培苗种植在疏松的红壤基质中并立
即浇水。移栽后覆盖塑料薄膜以控温保湿 % 个
月左右,控制温度在 %5 , %=>,并适度遮荫,在夏
季高温季节,必需覆盖遮阳网遮荫。移栽成活
后,结合浇水,加很少量复合肥(5$ %) , 5$ )),
以促进更快生长。
%( 结果与分析
%& !( 不同 ?7>@% 灭菌时间对外植体污染率和芽
诱导的影响
随着 5$ %) ?7>@% 灭菌时间的延长,外植体
的污染率逐渐下降(表 !)。!,%5 6AB 处理的污
染率分别为 ’$ 5)和 ’’$ 5),当灭菌时间延长到
*5 6AB时,污染率下降到 -%$ ),灭菌效果较好。
但在后期的生长发育过程中我们发现,消毒时间
为 *5 6AB 时,虽然对外植体腋芽的萌发没有影
响,但萌发后生长明显减慢;灭菌时间为 % 6AB
时,污染率为 ’$ 5),较灭菌时间为 *5 6AB 的污
染率要高,但腋芽萌发和后期的生长发育均较正
表 ! 5$ %) ?7>@% 不同灭菌时间对外植体污染率的影响
#$%&’ ! ( CDDE:FG HD #ADDEIEBF GFEIA@AJKFAHB FA6E HD 5$ %)
?7>@% HB ELM@KBFG MH@@NFE# IKFE
灭菌时间 8 6AB 接种的外植体数 污染外植体数 污染率 8 )
! *- %% ’$ 5
%5 *< % ’’$ 5
% -5 %* ’$ 5
*5 -5 !+ -%$
常。因此认为,采用 5$ %) ?7>@% 处理 % 6AB,是
柃木外植体较为理想的表面灭菌时间。
%& %( 不同 ’O34浓度对柃木芽诱导及增殖的影响
’O34浓度影响柃木腋芽诱导的萌发率和增
殖系数。从表 % 可以看出,本试验所采用的 ’ 个
’O34浓度梯度中,浓度为 5$ !,5$ ,!$ 5 67 8 9时,
腋芽的萌发率均达到了 !55),但几乎每个外植
体只诱导出一个芽,而 !$ 5 67 8 9 的处理,出现有
一个外植体诱导萌发 * 个芽。随着 ’O34 浓度继
续升高,腋芽诱导的萌发率逐渐下降,当浓度提
高到 *$ 5 67 8 9,萌发率下降到 +5),较 5$ ! , !$ 5
67 8 9的 * 个浓度处理下降了 *5)。当 ’O34 浓
度为 5$ ! , !$ 5 67 8 9 时,一个月以后,芽的生长
高度达到 !$ :6以上,且叶片大而浓绿,苗的长
势良好;当 ’O34浓度为 !$ , *$ 5 67 8 9 时,一个
月后芽的生长高度仅为 !$ % :6 左右,苗较小,且
叶片小而皱褶,对日后的增殖及生根不利。因此
认为,芽诱导时 ’O34 浓度 5$ ! , !$ 5 67 8 9 均可
采用,但从后期的生长发育中我们发现,5$ 67 8
9浓度的 ’O34更有利于生根。
从表 * 可以看出,在 ’O34 浓度 5$ ! , %$ 5
67 8 9范围内,随着’O34浓度的提高,柃木腋芽
表 (( 不同 ’O34浓度对柃木腋芽诱导的影响
#$%&’ ( ( CDDE:F HD #ADDEIEBF ’O34 :HB:EBFIKFAHBG HB GPHHF
GNQ:N@FNIE HD ! #$%&’()$
处理浓度 8
(67·9 R!)
接种外植
体数
诱导成功外
植体个数
诱导成功率 8 )
5$ ! %* %* !55$ 55 K4
5$ %+ %+ !55$ 55 K4
!$ 5 %5 %5 !55$ 55 K4
!$ %% %5 ;5$ ;5 KQ43
%$ 5 !; !+ <;$ 5 Q43
*$ 5 !+ !% +5$ !5 :3
注:同一列不同行数据后没有相同小写字母代表差异显著(* S
5$ 5);没有相同大写字母代表差异极显著(* S 5$ 5!)。下同
·-5%· 浙江农业学报( 第 %% 卷( 第 % 期(%5!5 年 * 月)
的增殖系数亦随之提高,说明高浓度 !#$ 对柃
木的腋芽增殖有促进作用。但在观察中发现:当
!#$浓度为 %& ’ 和 (& ’ )* + , 时,萌发的叶子较
’& - )* + ,时明显要小,且玻璃苗数量明显增多。
而较 %& ’ 和 (& ’ )* + ,而言,!#$浓度为 ’& - )* +
,时,植株的长势好,个体大,增殖时间短,且对后
期的生根较为有利(图 %$)。
表 ! 不同 !#$浓度对柃木腋芽增殖的影响
#$%&’ !. /00123 40 560017183 !#$ 2482183793648: 48 ;74<60179
3648 40 ! #$%&’()$
!#$浓度 +()*·, =%)接种外植体数 增殖后苗数量 增殖系数
’& % (’ (- %& (- 9$
’& - -- %(> (& -! ?#
%& ’ -- %>- @& @! 2A
(& ’ (’ BC D& >- 5E
(F @. 不同 G#$浓度对柃木生根的影响
表 D 表明,( 个 G#$浓度对根系出现的时间
影响不大,接种后经 - 5左右形成根原基,%’ 5左
右开始生根,开始生根时间较短,愈伤小,根系生
长正常;但 G#$ 浓度影响生根率,随着 G#$ 浓度
的升高,生根率从 B@& @@H下降到 >%& D>H,可见
较低的 G#$浓度有利于柃木生根(表 D)。
表 ( 不同 G#$浓度对柃木生根的影响
#$%&’ ( . /00123 40 560017183 G#$ 2482183793648: 48 744368*
7931 40 ! #$%&’()$
G#$浓度 +()*·, =%) 供试株数 生根株数 生根率 + H
’& - @’ (> B@& @@
’& > -D DD >%& D>
(F D. 不同生根法对柃木生根的影响
一步与两步生根法,在生根率上存在明显差
异(表 -):一步生根法的生根率仅为 !!& !CH,而
两步生根法的生根率可达 B@& @@H,提高 (’H以
上,且生根苗移栽到土壤中后恢复生长快。由此
表 ) 不同生根法对柃木生根率的影响
#$%&’ ). /00123 40 560017183 744368* )13I45: 48 744368* 7931 40
! #$%&’()$
生根方法 接种株数 生根株数 生根率 + H
两步生根法 @’ (> B@& @@
一步生根法 %! (D !!& !C
可以看出,柃木适合采用两步生根法,经过含有
激素培养基中诱导生根阶段,再转到无激素培养
基中进行生根培养,能提高生根率和组培苗的移
栽成活率。
(F -. 生根阶段培养基糖含量对柃木生根的影响
在采用的 ( 个糖浓度梯度中,表现出随着蔗
糖含量从 (H提高到 @H,生根率从 >!& !CH提高
到 B%& !CH(表 !)。因此,在柃木的生根阶段,适
当提高蔗糖浓度对柃木生根有一定的促进作用
(图 %#)。
表 * 生根阶段培养基糖含量对柃木生根的影响
#$%&’ *. /00123 40 560017183 :J274:1 2482183793648: 48 744368*
7931 40 ! #$%&’()$
糖浓度 +(*·, =%) 接种数 生根数 生根率 + H
(’ !’ -( >!& !C
@’ D> DD B%& !C
图 +. 柃木的生根培养($)和增殖培养(#)
,-./ + K44368* 985 ;74<601793648 2J<3J71 40 ! #$%&’()$
(F !. 组培苗的移栽成活率
通过所采用本研究的炼苗和移栽技术,组培
苗的成活率可达 B-H以上(图 ()。
·-’(·徐孝方等:柃木的组织培养与快速繁殖技术
图 !! 柃木组培苗移栽后的苗床生长情况
#$% ! #$%&’ $( &)**+, -+.&+#, *,,/.)01* $( ! #$%&’()$ )0 (),./ 2(&,# *3.20&)01
4! 讨论
目前国内对柃木属植物的研究,主要集中在
经典植物分类学以及柃木属植物作为优质蜜源
植物和药用植物的研究上[5 6 7],而有关繁殖、栽
培及抗性生理的研究较少。国内柃木主要采用
种子繁殖和扦插繁殖的方法。而种子播种育苗
往往存在苗木的粗细、高矮差别大,生长相对缓
慢,而且一年只能繁殖一次,远不能弥补资源快
速扩繁需要的缺点[4]。采用茎尖组织培养,材料
来源单纯,无性系的遗传背景一致,生产快、周期
短、重复性强,生产不受季节限制[8,9]。尤其是选
择优良柃木母株,采用组培快繁的方法,可以迅
速扩大优株群体,弥补其他繁殖方式的不足之
处,这一方法现已开始应用于大田生产。
从 :;;4 至 :;;< 年先后完成了从柃木外植体
芽诱导到组培苗生根及移栽的整个过程,建立了
柃木的组培快繁体系。本试验表明,柃木外植体
表面灭菌用 ;= :> ?1@.: 处理 :< A)0左右较为理
想,在适宜的培养基和培养条件下柃木芽诱导的
萌发率可达 B;;>,增殖系数达 5= <9,生根率达
C9>,且移栽成活率可达 C<>以上。为柃木的组
织培养和规模化生产提供了可靠的基础资料。
参考文献:
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·7;:· 浙江农业学报! 第 :: 卷! 第 : 期(:;B; 年 4 月)