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欧李增殖培养基的优化研究



全 文 :0 引言
欧李(Prunus Humilis Bunge),蔷薇科樱桃属[1]落叶
小灌木,植株矮小,主要分布于中国的内蒙古、山西、辽
宁、吉林等省市[2],是中国特有、世界最矮的樱桃属野
生果树。欧李结果早,坐果率高[3-4],果实中含有丰富的
糖、蛋白质、矿质元素、维生素、氨基酸等营养物质,尤
其是钙和铁含量高,鲜果中钙含量达 60 mg/100 g,铁
含量达1.5 mg/100 g,被冠以钙果美称,果实风味酸甜,
香气浓郁,适于鲜食,成为当前时尚的保健水果[5]。
欧李植株矮小、栽培用苗量较大,如何提高繁殖速
基金项目:河北省科学计划项目“欧李新品种选育与种质资源创新”(06220117D-3)。
第一作者简介:孙晓丽,女,1989年出生,河北唐山人,在读硕士生,研究方向为干果种质资源与分子辅助育种。通信地址:071000河北省保定市灵雨寺街289
号河北农业大学,E-mail:sunxiaoli_319@163.com。
通讯作者:高仪,女,1962年出生,河北石家庄人,副教授,学士,研究方向为果树生物技术。通信地址:071000河北省保定市灵雨寺街289号河北农业大学,
E-mail:gaoyi@hebau.edu.cn;王红霞,女,1976年出生,河北藁城人,副研究员,博士,研究方向为干果种质资源与分子辅助育种。通信地址:071000河北省保定
市灵雨寺街289号河北农业大学,E-mail:whx@hebau.edu.cn。
收稿日期:2013-03-11,修回日期:2013-05-21。
欧李增殖培养基的优化研究
孙晓丽 1,贾艳芳 1,高 仪 2,王红霞 1,张志华 1
(1河北农业大学山区研究所/河北省山区农业工程技术研究中心,河北保定 071000;
2河北农业大学园艺学院,河北保定 071000)
摘 要:筛选出适合欧李增殖的最适培养基,可以提高试管苗的质量和优化欧李无性繁殖体系。以欧李
2号增殖培养阶段试管苗为试材,以不同培养基、不同激素浓度、不同蔗糖浓度、不同pH为主要研究内
容,进行了增殖效果研究。MS培养基最适宜欧李2号的增殖;NAA 0.2 mg/L+6-BA 0.5 mg/L+MS处理,
其平均分化新梢数和大于2 cm新梢数最多;MS培养基中蔗糖浓度40 g/L处理,既可显著提高分化新梢
数又可提高成苗率;pH 6.0的MS培养基最适宜欧李2号生长。适于欧李2号的增殖培养基为MS培养
基+NAA 0.2 mg/L+6-BA 0.5 mg/L+6 g/L琼脂+40 g/L蔗糖,pH 6.0。
关键词:欧李;试管苗;增殖;影响因素
中图分类号:S662.3 文献标志码:A 论文编号:2013-0658
The Optimized Research on Proliferation Culture Medium of Chinese Dwarf Cherry
Sun Xiaoli1, Jia Yanfang1, Gao Yi2, Wang Hongxia1, Zhang Zhihua1
(1Mountainous Areas Research Institute, Research Center for Agricultural Engineering Technology of Mountain District, Agricultural
University of Hebei, Baoding Hebei 071000; 2College of Horticulture, Agricultural University of Hebei, Baoding Hebei 071000)
Abstract: The most suitable medium for Cerasus humilis proliferation was selected to improve the quality of
the plantlets and optimize asexual reproduction system of Cerasus humilis. The proliferation culture stage
plantlets of Chinese dwarf cherry 2 were as test materials, and different media, different hormone
concentrations and different sucrose concentrations and different pH were as the main content to study the
proliferation effect. The most appropriate medium for Cerasus humilis 2 to proliferation was MS. In the
treatment of NAA 0.2 mg/L +6-BA 0.5 mg/L+MS, the average differentiated shoots number and the number of
shoots greater than 2 cm were the largest. The treatment of MS medium with sucrose concentration of 40 g/L
could not only significantly increase the number of differentiated shoots but also improve seedling rate. The MS
medium with pH 6.0 was most suitable for the growth of Cerasus humilis 2. Suitable for Prunus Humilis 2
proliferation medium was MS +NAA 0.2 mg/L+6-BA 0.5 mg/L+6 g/L agar +40 g/L sucrose, pH 6.0.
Key words: Cerasus humilis; plantlets; proliferation; influencing factors
中国农学通报 2013,29(31):118-122
Chinese Agricultural Science Bulletin
孙晓丽等:欧李增殖培养基的优化研究
1.2.3 不同蔗糖浓度对试管苗长势的影响 以MS培养
基+琼脂 6 g/L+6-BA 0.5 mg/L+NAA 0.2 mg/L为基
质,设置 3种蔗糖浓度,分别为 20、30、40 g/L。这 3种
培养基每种配制0.5 L,分装到12个锥形瓶中,每瓶约
40 mL。
1.2.4 不同 pH对试管苗长势的影响 以MS培养基+
琼脂6 g/L+6-BA 0.5 mg/L+NAA 0.2 mg/L+蔗糖40 g/L
为基质,将培养基的 pH分别调为 5.5、6.0、6.5,这 3种
培养基每种配制0.5 L,分装到12个锥形瓶中,每瓶约
40 mL。
1.2.5 不同优系在筛选出的培养基上的增殖效果比较
优选株系2号、3号、56号、观赏。每个株系接种12瓶,
每瓶接种8段,分别接种在培养基为MS培养基+琼脂
6 g/L+6-BA 0.5 mg/L+NAA 0.2 mg/L+蔗糖40 g/L。
度是栽培和推广中的主要问题[6]。目前,生产上主要
通过播种繁殖和扦插繁殖2种方式获得。但播种繁殖
所用周期长,变异性状多、变异幅度大[7];扦插、压条、
分株等方法,成活率低、繁殖系数不高,不能适应商业
化生产的要求。组织培养的方法可以大量繁殖珍贵、
稀有、紧缺和常规繁殖方法难以繁殖的植物,并已有大
量成功实例[8]。组织培养具有繁殖速度快,整齐度高,
且不受地理环境和季节的限制、遗传背景一致、生长周
期短、成本低等诸多优点。同时,结合茎尖培养方法可
以去除植物病毒、使植物复壮、提高质量和产量,所以,
组织培养技术是欧李快速繁殖的最佳方式。参照樱桃
属其他树种的离体培养资料,发现同属其他大部分树
种的离体培养途径为:芽—愈伤组织—不定芽—扩繁
—生根—成苗[9]。在这个过程中,通过不定芽进行扩
繁出的试管苗的质量,对其后期生根非常关键。自钱
国珍等 [10]利用欧李实生苗进行组织培养获得成功以
来,赵玉军等[11]也对实生苗快繁技术进行了报道,钟士
传等[12-14]也对其进行了研究,但没有具体指出所用材料
为何品种[15],亦少有只针对欧李增殖培养基方面的详
细报道。
虽然前人对欧李快繁进行了一些研究,但欧李经
多代繁殖后变得细弱,质量差,不适宜生根培养,所以
培养出健壮的适宜生根的试管苗,对欧李繁殖体系的
优化有至关重要的作用。为此,笔者以欧李 2号的试
管材料为试材,以不同培养基、不同激素浓度、不同蔗
糖浓度、不同pH为主要内容进行壮苗培养试验,旨在
探索影响欧李试管苗长势的因素,明确适用于欧李试
管苗增殖的培养基条件,为欧李 2号试管培养体系优
化、欧李 2号试管苗的大量繁殖及欧李的其他相关研
究提供科学依据和参考。
1 材料和方法
1.1 试验材料
在进行不同培养基、不同激素浓度、不同蔗糖浓度
以及不同pH对欧李试管苗长势影响的试验中,以欧李
2号增殖培养阶段的试管苗为试验材料;在筛选出的
培养基上进行不同株系增殖效果研究的试验中,以 4
个欧李优选株系(2号、3号、56号、观赏)增殖培养阶段
试管苗为试验材料。
1.2 试验方法
选择并切取生长状况相对一致、长度约 1.5 cm的
单梢段,接种在培养基上,每个处理接种12瓶,每瓶接
种8段,并在锥形瓶上做标记,注上接种日期。培养条
件为:温度(25±2)℃,日光灯光源,光照时间14 h/d。
1.2.1 不同培养基对试管苗长势的影响 设置3种培养
基,分别为MS培养基,改良的MS培养基(铁盐含量增
加 1/4),1/2MS培养基+琼脂 6 g/L+6-BA 0.5 mg/L+
NAA 0.2 mg/L+蔗糖 40 g/L。每种培养基配 0.5 L,分
装到12个锥形瓶中,每瓶约40 mL。
1.2.2 不同激素浓度对试管苗长势的影响 培养基为
MS培养基+琼脂6 g/L+蔗糖30 g/L,不同激素浓度见
表 1。8种培养基每种配制 0.5 L,分装到 12个锥形瓶
中,每瓶约40 mL。
表1 不同处理的激素浓度
处理
1
2
3
4
5
6
7
8
NAA/(mg/L)
0.1
0.2
0.2
0.2




6-BA/(mg/L)
0.5
0.5
0.5
1.0
0.5
0.5
0.2
1.0
IAA/(mg/L)




0.2
0.4


IBA/(mg/L)






0.1
0.5
PP333/(mg/L)


0.05





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… (1)
1.3 观察并分析
培养28天左右进行试验结果调查,调查平均分化
新梢数,大于 2 cm新梢占分化新梢的比例两项指标。
运用DPS统计软件对试验数据进行统计分析。
平均分化新梢数(个/段)=分化新梢数总和接种段数
处理
1
2
3
4
5
6
7
8
分化新梢数/(个/段)
5.91 D
6.14 CD
3.56 E
7.00 B
7.77 A
8.19 A
6.55 BC
2.81 F
大于2 cm新梢比例/%
39 B
50 A
30 CD
27 D
27 D
29 CD
31 C
20 E
生长情况
苗较高,较黄,分蘖多,叶片较小
苗较弱,较高,较绿,分蘖多
苗较壮,分蘖较多,叶片大而浓绿
苗较绿,分蘖较多,愈伤较多
苗细弱,较高,分蘖较多
苗多细弱,除极个别外,分蘖数很多
苗较绿,较高,分蘖多,愈伤组织发达
苗弱,叶片较大,分蘖数很少
培养基
MS
改良MS
1/2MS
分化新梢数/(个/段)
6.14 A
4.81 B
4.70 B
大于2 cm新梢比例/%
50 B
49 B
54 A
生长情况
苗较高,较绿,分蘖多,长势较好
苗较高,较壮,长势适中,分蘖较多
苗较弱,分蘖不是很多,叶片分化不完整,有黄化现象
表2 不同培养基对试管苗长势的影响
2.2 不同激素浓度对试管苗长势的影响
由表 3可以看出,不同激素浓度对欧李 2号新梢
的分化数影响不同,其中处理 6:6-BA 0.5 mg/L +IAA
0.1 mg/L上的欧李2号新梢分化条数最多,平均为8.19
个/段,而接种在处理 8:6-BA 0.5 mg/L +IAA 0.4 mg/L
上的枝段分化最少为 2.81个/段。各处理间差异显
著。由表3还可以看出,不同激素浓度对大于2 cm的
新梢比例的影响也不尽相同,其中,处理2的大于2 cm
的新梢比例最大为50%,而处理8仅为20%,各处理间
差异显著。处理1和处理2的比较表明,随着NAA浓
度的增高,分化新梢数和大于2 cm新梢比例都有明显
增高,欧李苗逐渐转绿,质量也有所提高。处理2和处
表3 不同激素浓度对试管苗长势的影响
理3比较表明,添加PP333抑制了新梢的分化和伸长,但
苗的质量有所提高。处理 2与处理 4比较表明,高浓
度的 6-BA虽然能显著促进分化新梢数,但大于 2 cm
新梢比例显著降低。处理 2与处理 5~6比较表明,培
养基中添加 IAA可以明显促进新梢分化,但大于2 cm
新梢比例显著降低。并且 IAA的浓度对分化新梢数
和大于2 cm新梢比例的影响没有差异。
2.3 不同蔗糖浓度对试管苗长势的影响
由表 4可以看出,不同蔗糖浓度对新梢分化个数
影响不大,对大于2 cm新梢比例的影响差异显著。促
进新梢伸长的作用随蔗糖浓度的提高呈明显增强趋
势,40 g/L蔗糖能明显促进大于 2 cm新梢比例,其排
大于2 cm新梢占分化新梢的比例=大于2 cm新梢数总和分化新梢数总和
2 结果与分析
材料转入增殖培养基3天后,基部有少量愈伤组织
形成;5~7天在基部形成丛生芽;10~20天丛生芽快速生
长,此后试管苗生长速度减慢。在增殖培养过程中,虽
然有些培养基组合可以使增殖倍数高达7~10倍,但多
数芽细弱、质量差,不能直接进行生根培养,所以在进
行生根培养和炼苗之前,应再进行增殖培养。
2.1 不同培养基对试管苗长势的影响
由表2可以看出,不同培养基对分化新梢数的影响
差异显著,MS培养基分化新梢数最多,平均为6.14个/段,
显著高于改良的MS培养基和1/2MS培养基,MS培养
基和1/2MS培养基对分化新梢数的影响差异不显著。
由表2还可以看出不同培养基对大于2 cm新梢比例的
影响差异显著,1/2MS培养基上接种的欧李2号,其大
于 2 cm新梢比例最大为 54%,显著高于MS培养基和
改良的MS培养基,MS培养基和改良的MS培养基上
的大于 2 cm新梢比例差异不明显。由表 2还可以看
出,MS培养基中的试管苗长势较好,质量最佳,是进行
欧李试管苗生根培养的最佳试验材料。所以,MS培养
基是欧李试管苗继代增殖的适宜培养基。
注:表中数据后不同大写字母表示差异达0.01显著水平。下同。
………………………… (2)
·· 120
孙晓丽等:欧李增殖培养基的优化研究
pH的升高,新梢分化数逐渐增加,pH 6.0的处理能
明显促进大于 2 cm新梢比例,其排序为:pH 6.0>pH
6.5>pH 5.5。由表 5还可以看出,pH 6.0时,苗的质量
较好。所以,欧李增殖培养的培养基,其最佳
pH 6.0。
2.5 4个优选株系增殖效果比较
从表 6可以看出:在相同培养基上 4种试材分化
新梢数和大于 2 cm新梢比例均有显著差异。欧李 2
号的分化新梢数显著高于其他 3个优系,欧李 3号与
欧李 56号差异不显著,观赏分化新梢数最少。由表 6
序为:40 g/L>30 g/L>20 g/L。蔗糖浓度较低时幼苗增
殖系数较低,生长势弱,叶片小,易出现顶端黄化现
象。蔗糖浓度为 30 g/L~40 g/L时,幼苗生长势较强,
植株粗壮,培养效果较好。从促进新梢分化和新梢伸
长方面看,40 g/L处理增殖效果优于其他2个处理。
2.4 不同pH对试管苗生长势的影响
由表 5可以看出,不同 pH对新梢分化个数影响
不大,对大于 2 cm新梢比例的影响差异显著。随着
表4 不同蔗糖浓度对试管苗长势的影响
蔗糖浓度/(g/L)
20
30
40
分化新梢数/(个/段)
6.00 A
7.09 A
6.14 A
大于2 cm新梢比例/%
9.0 C
32 B
50 A
生长情况
苗长势适中,分蘖较少,较绿,较低矮
苗细弱,但较高,分蘖较多,愈伤组织较多
苗较高,较绿,分蘖多,长势较好
表5 不同pH对试管苗生长势的影响
pH值
5.5
6.0
6.5
分化新梢数/(个/段)
6.13 A
6.22 A
6.75 A
大于2 cm新梢比例/%
28 C
48 A
33 B
生长情况
苗较细弱,较高,分蘖较多
苗较壮,较黄绿,分蘖较多
苗较弱,较黄,较低矮,分蘖多
优选株系
2号
3号
56号
观赏
分化新梢数/(个/段)
6.14 A
5.55 B
5.48 B
5 C
大于2 cm新梢比例/%
50 A
35 C
47 AB
42 B
生长情况
苗较细,分蘖多,较高,长势适中
苗较细,长势适中,分蘖较多
苗较粗壮,分蘖较多,较绿,长势强
苗较细,分蘖较多,长势适中
表6 4个优选株系增殖效果比较
还可知,欧李 2号大于 2 cm新梢比例显著高于欧李 3
号和观赏,与欧李 56号差异不显著。同时,由生长情
况可知,欧李2号分蘖最多,长得高;56号苗长得最壮。
3 讨论
从不同培养基对增殖的影响试验结果,可以看出
1/2MS培养基能够提高大于 2 cm新梢比例,比例越
大,相对用于生根的枝段数越多,但 1/2MS培养基分
化新梢数较少,不适宜用于欧李 2号的增殖。可以考
虑在生根前一代采用 1/2MS培养基进行培养以提高
试管苗成苗比例。
植物生长调节物质在试管苗增殖过程中起决定
性作用[15]。由于植物内源激素难以测定,所以,外源激
素的加入靠一系列的试验来修正[16]。从不同激素浓度
对增殖的影响试验结果可以看出,随着NAA浓度的增
高,分化新梢数和大于 2 cm新梢比例都有明显增高;
由于PP333抑制了植株顶端分生组织合成赤霉素[17]的作
用,所以添加了PP333会抑制新梢的分化和伸长;6-BA
和生长素配合使用比单独使用更有利于分化和增
殖[12],高浓度的 6-BA虽然能显著促进分化新梢数,但
大于 2 cm新梢比例显著降低。培养基中添加 IAA可
以明显促进新梢分化,但大于 2 cm新梢比例显著降
低,并且 IAA的浓度对分化新梢数和大于2 cm新梢比
例的影响没有差异;一定范围内,随 IBA浓度的增加,
分化新梢数和大于 2 cm新梢的比例降低。从不同蔗
糖浓度对增殖的影响试验结果可以看出,40 g/L的蔗
糖对欧李试管苗的分化和伸长效果最好。从不同 pH
对增殖的试验结果可以看出,pH为 6.0的培养基对增
殖和伸长效果最好,且对分化新梢数的影响,差异不
显著。
4 结论
通过组织培养的不同培养基、不同激素浓度、不
同蔗糖浓度、不同 pH的筛选,确定适于欧李 2号的增
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殖培养基为 MS 培养基 + NAA 0.2 mg/L + 6-BA
0.5 mg/L+6 g/L琼脂+40 g/L蔗糖,pH 6.0。该配方同
时也适合欧李的其他品系的增殖培养。
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