全 文 :热 带 农 业 科 技 2015,38(3)
Tropical Agricultural Science & Technology
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收稿日期:2015-01-26
基金项目:德宏州科技创新计划专项“辣木优质组培苗繁育及栽培试验示范”(2014-21)
*通讯作者:287840685@qq.com
辣木组织培养与植物激素培养基筛选试验
高 燕,姜 艳*,李泽生,李桂琳,白燕冰,耿秀英,姚志军
(云南省德宏热带农业科学研究所,云南 瑞丽 678600)
摘要:以辣木种子为外植体组织培养并在各培养阶段添加不同浓度植物激素培养基的试验结果表
明:外植体消毒以脱壳种子→84 消毒液预处理→HgCl2消毒效果最佳,污染率 10%;最好的发芽诱导培
养基为Mc+6-BA 0.4 mg·L-1,发芽率达82%;继代增殖培养基为Mc+6-BA 0.5 mg·L-1+ KT 0.1 mg·L-1,
增殖倍数达 5.8 倍;生根培养基为 1/2Mc+IBA 0.5 mg·L-1+NAA 0.2 mg·L-1+AC 1.0 g·L-1 ,生根率达
80%。炼苗 20 d移栽于河沙∶珍珠岩∶刨花(1∶1∶1)混合基质的成活率最高。
关键词:辣木;组织培养;植物激素
中图分类号:S59 文献标识码:A 文章编号:1672-450X(2015)03-0023-05
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Moringa oleifera in vitro and Screening of Plant Hormones
GAO Yan, JIAN Yan*, LI Zesheng, LI Guilin, BAI Yanbing, GEN Xiuying, YAO Zhijun
Dehong Institute of Tropical Agriculture,Ruili 678600,China
Abstract: Experiment of Moringa oleifera seed in vitro supplemented with plant hormones at various concentrations was con-
ducted. The shelled seed was disinfected with disinfectant 84 for the pretreatment and put into HgCl2 solution,the contamina-
tion rate would lower to 10%. Besides,the optimum seed germination is in medium of Mc+6-BA0.4 mg· L-1,as much as 82%,
and Mc+6-BA0.5 mg· L-1+ KT0.1 mg· L-1 for proliferation,multiple as much as 5.8 times,the rooting rate can be 80% in medi-
um of 1/2Mc+IBA0.5 mg· L- 1 +NAA0.2 mg· L- 1 +AC1.0 g· L- 1. After transplanting the 20-old-day seedlings to mixture medi-
um of sand and perlite and wood shavings,the highest survival rate would obtained.
Key words: Moringa oleifera; in vitro; plant hormones
辣木(Moringa oleifera Lam.),又称奇树、鼓槌
树,原产于印度和非洲,为辣木科辣木属多年生多
功能木本植物。2012 年,国家食品药品监督管理
局批准辣木叶为新资源食品。由于辣木有神奇的
功效及良好的市场前景,种植者越来越多,已引起
各界的重视和关注。目前生产上使用的辣木种苗
主要用种子繁殖,而印度辣木种子价格高,出芽不
整齐,种苗紧缺,不能满足大面积生产种植的需
求。云南德宏最早在 1898-1904 年间就从缅甸仰光
引入辣木种植[1],留存的一株百年辣木已成为德
宏第三棵无价树。据测定,这株百年辣木的种子
比印度引进的种子大,重量超过三分之一。根据
当前生产需要和为仅存的百年辣木种质的开发利
用提供技术基础,笔者于 2014 年用印度辣木 PKM1
种子为外植体进行组织培养,对外植体消毒,在各
培养阶段添加不同植物激素培养基优选,以及炼
苗移栽技术进行了试验研究。现将结果报道
如下:
1 材料和方法
1.1 试验材料
购买云南元谋辣木栽培示范基地印度辣木
PKM1成熟、饱满、颗粒大的种子为外植体。
1.2 试验方法
(1)消毒时间选择:选择发育饱满、无畸形的
种子,去掉棱角上纸质白翼,剥壳或不剥壳,用
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DOI:10.16005/j.cnki.tast.2015.03.006
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0.1%的洗洁精水冲洗干净,再进行 0.1% HgCl2 和
2%NaClO 不同消毒时间(10、15、20 min)处理。每
个处理接 50 粒种子,比较剥壳或不剥壳种子的消
毒效果,得出最适的消毒时间。
(2)消毒方法选择:用小刀去除种子黑色的棱
角外壳,无菌水冲洗 2次,分别用不同浓度的杀菌
剂 20%H2O2,0.1%KMnO4,220 ppm×10- 6 农用链霉
素,84 消毒液 500 mg·L- 1 和 0.1%活性炭预处理
10 min,经 75%酒精浸泡 30 s,再用 0.1%HgCl2 灭菌
15 min,然后用无菌水冲洗 5~6次,过滤纸吸干水
分,接种于种子萌发培养基上,观察比较污染率。
(3)基本培养基选择:将消毒过的种子接种于
萌发培养基上,以 1/2MS、MS、MC(钙盐 1/2、钾盐
4/5)、N6、B5 为基本培养基,观察比较不同培养基
种子萌发及生长情况。
(4)种子发芽培养:将消毒好的种子接种于萌
发培养基上,每个处理 50 瓶,每瓶接种 1 粒种子,
培养基以MC为基本培养基,在培养基中分别附加
不同浓度(0.2、0.4、0.8 mg·L- 1)的 6-BA、NAA 、
GA3。先在培养温度(28±2)℃、无光条件下培养
3 d,再转入光照培养,20 d后统计发芽率和观察生
长状况。
(5)继代增殖分化培养:将萌发的幼苗切成长
约 2 cm 茎段,茎段分为茎尖、中段和下段,接种于
继代增殖分化培养基上,每个处理接种 40个茎段,
每瓶接种 2个茎段,在MC培养基中分别附加不同
浓度(0.1、0.5、1.0 mg·L-1)的 6-BA,0.1 mg·L-1 的
KT、NAA 、GA3。培养 20 d后统计增殖倍数和观察
生长状况。
(6)生根培养:将茎段分化的不定芽切成 2~
3 cm的茎段,接种于诱导生根培养基上,每个处理
接种 40 个茎段,每瓶接种 2 个茎段。生根培养基
以 1/2MC 分 别 附 加 不 同 生 长 素 IBA(0.1、0.5、
1.0 mg·L-1)与 NAA(0.2 mg·L-1、IAA 0.2 mg·L-1)组
合 以 及 NAA 0.5 mg·L- 1 、IBA 0.5 mg·L- 1 、
IAA 0.5 mg·L-1,以不附加生长素的为对照。培养
20 d后调查生根率及生长状况。
上述培养基除生根培养基附加 AC 1.0 g·L-1
外,均附加白糖 25 g·L-1、琼脂 4.5 g·L-1,pH 5.8。培
养温度为(28±2)℃,光照强度 2 000 lx,光照时间
12 h/d。
(7)炼苗处理:选取株高 4 cm以上、根长 1.5 cm
以上的生根瓶苗,分别置于荫蔽度 70%的塑料大棚
内进行不同天数炼苗。瓶苗间隔 1~2 cm,通风透
气,防止漏雨,控制好光照,观察污染及生长状况。
(8)移栽处理:将生根苗小心取出,洗净根上
附着的培养基,用多菌灵 1 000 倍液浸泡 10 min,取
出晾干后移栽于 5种不同基质中:基质A,河沙;基
质 B,河沙∶腐质土(体积比=1∶1);基质 C,珍珠
岩∶腐质土(1∶1);基质 D,河沙∶珍珠岩(1∶1);基
质E,河沙∶珍珠岩∶刨花(1∶1∶1)。移栽前用 0.1%
高锰酸钾等消毒液将基质淋湿作消毒处理,基质
厚度 5~6 cm,每个处理 50 株,栽后用白色无纺布
保湿 5 d,基质不能太湿。30 d 后统计移栽成活率
和观察生长状况。
2 结果与分析
2.1 不同处理对辣木种子外植体发芽的影响
2.1.1 种子外壳对外植体消毒的影响
种子剥壳处理比不剥壳处理的污染率低。剥
壳种子接种培养 3 d,在白色种皮处出现白色芽点
凸起,5 d 芽点伸长生长,10 d 形成枝梢茎节;不剥
壳种子发芽时间慢,15~20 d 种壳才能撑开,污染
率高达 70%。随着 0.1%HgCl2和 2%NaClO 消毒时间
延长,外植体污染呈下降、死亡率呈上升趋势,但
种子发芽率呈抛物线分布。从表 1可以看出,不同
消毒时间控制污染的效果不同,消毒时间≤10 min
处理的外植体污染率较高,消毒≥20 min 的污染率
较低但种子发芽率下降。消毒时间过长,种子芽
点容易被伤害、致死。本试验两种消毒剂均以消
毒 15 min 处理控制污染、死亡率的效果较好,发芽
率较高,长势最好;消毒剂以 0.1%HgCl2控制污染效
果较好,2%NaClO 处理的虽然萌发率也高,但污染
较严重,甚至无法转接。因此,以 0.1%HgCl2 消毒
15 min 为剥壳辣木种子外植体最佳消毒处理组合。
2.1.2 不同消毒剂和活性碳处理种子外植体
的消毒效果
试验结果(表 2)表明:参试杀菌剂和活性碳预
处理的外植体污染率均低于对照,其中 84 消毒液
500 mg·L-1 处理的污染率最低,为 10%,萌发率最
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高达 78%且长势最好;20%H2O2 次之;其它处理的
污染率低于 22%,萌发率高于 60%;对照无菌水处
理污染率高达 28%,发芽率为 58%。辣木种子若消
毒不好,3 d 后种子周围就会出现一圈乳白色不透
明的物质,选择适宜的杀菌剂进行预处理,可提高
辣木外植体消毒效果及萌发率。
2.1.3 不同基本培养基对种子发芽率的影响
试验结果(图 1):不同的基本培养基对辣木种
子发芽率的影响较大,以改良 Mc 效果较好,发芽
率高达 65%;MS 次之;B5 最差。低浓度的无机盐
浓度不利于辣木种子发芽。
2.1.4 不同浓度植物激素对种子萌芽的影响
试验结果(图 2)表明,随着培养基附加植物激
素浓度的增加,发芽率和发芽数呈抛物线分布。
当植物激素浓度为 0.4 mg·L-1时,诱导的不定芽较
多、较好,每粒种子发 1~3芽。6-BA 0.4 mg·L-1处
理的发芽率最高,为 82%,平均发芽数最多,为 1.8
芽,平均枝梢节数最多为 3.8 节,发芽快,茎节间距
较小,发芽多为不定芽,健壮;其次是 GA 30.4 mg·
L-1处理,发芽率 78%,平均发芽数 1.7 芽,平均枝梢
节数 3.5 节,茎节间距小,植株较矮小,叶片小,分
化的芽较多;较差的是 NAA 0.4 mg·L- 1,发芽率
70%,平均发芽数 1.5 芽,平均枝梢节数 3.2 节,茎节
距较大,叶柄较长,分化的芽较少。随着培养时间
的延长,枝梢由顶端往下出现软化萎蔫和落叶现
象。当激素浓度为 0.8 mg·L-1 时,畸形芽多,分化
表1 不同消毒剂对辣木种子外植体的消毒效果
消毒剂 种子处理 消毒时间/min 接种数量/粒·瓶
-1
发芽时间/d 污染率/% 死亡率/% 发芽率/%
0.1%HgCl2 剥壳 10 50 4 36 12 52
15 50 3 16 18 66
20 50 5 14 28 58
不剥壳 10 50 20 66 22 12
15 50 15 52 28 20
20 50 18 46 36 18
2%NaCIO 剥壳 10 50 4 50 20 30
15 50 3 36 22 42
20 50 5 32 36 32
不剥壳 10 50 23 70 24 6
15 50 17 60 28 12
20 50 20 58 32 10
表2 不同消毒剂活性碳处理外植体的消毒效果
消毒剂 浸泡时间/min 0.1%HgCl2消毒时间/min 接种数量/粒 污染率/% 死亡率/% 发芽率/%
20% H2O 10 15 50 12 14 74
84消毒液500 mg·L
-1
10 15 50 10 12 78
农用链霉素 220×10
-6
10 15 50 16 18 66
0.1% KMnO4 10 15 50 18 20 62
0.1% 活性炭 10 15 50 22 18 60
无菌水(CK) 10 15 50 28 14 58
图1 不同基本母液的发芽率比较
0
10
20
30
40
50
60
70
1/2MS MS Mc N6 B5
发
芽
率
/
%
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小苗叶片小,易出现玻璃化苗。因此,诱导辣木种
子萌芽培养基以Mc +6-BA 0.4 mg·L-1为最好。
2.2 不同浓度植物激素对辣木继代增殖的影响
下部茎段在增殖分化培养基上培养 3 d后基部
开始膨大,10 d 后长出大量不定芽或单芽;上部茎
段或茎尖 5 d 腋芽开始萌发;培养 20 d 后,下部茎
段分化出更多的不定芽,单芽的伸长生长快,节间
距较大;不定芽多的节间距较小而细弱。
试验结果(表 3)表明,培养基中附加不同植物
激素继代增殖倍数不同,增殖倍数高低顺序为 6-
BA+ KT>6-BA+GA3>6-BA+NAA。其中,以附加
6-BA 0.5 mg·L-+KT 0.1 mg·L-1的增殖倍数最高,达
5.8 倍,茎节间距较小,萌发的芽多且多为丛生芽,
植株生长健壮,但随着培养时间的延长,易出现顶
端由上向下软化萎蔫,当 6-BA浓度升高到 1.0 mg·
L-1时,愈伤组织块增大且硬,增殖倍数反而下降;
次之是 6-BA 0.5 mg·L-1+GA 30.1 mg·L-1,增殖倍数
为 5.4 倍,茎节距小,植株较矮小,叶片小,分化的
芽较多;最差的是 6-BA 0.5 mg·L-1 +NAA 0.1 mg·
L-1,增殖倍数较低,为 5.2 倍,茎节距较大,叶柄较
长,分化的芽较少。这与罗云霞等的试验结果较
为一致[2]。因此,诱导不定芽的培养基以 Mc +6-
BA 0.5 mg·L-1+ KT 0.1 mg·L-1为最好。
2.3 不同浓度植物激素对辣木生根率的影响
辣木茎段在生根培养基上培养 4 d产生愈伤组
织,8 d可看到切口基部产生白色不定根,20 d不定
根可伸长到 1.5~3 cm,植株也可长高到 4~6 cm。
试验结果(表 4):不同植物激素浓度处理的生
根率、生根数、根长都明显高于 CK(对照),其中
IBA 0.5 mg·L-1+NAA 0.2 mg·L-1处理的生根率最高,
达 80.2%,平均生根数最多,有 4.3 条,根最长为
2.8 cm,生根早、根多粗壮,叶片舒展、叶色浓绿;其
次是 IBA 0.5 mg·L- 1 + IAA 0.2 mg·L- 1,生 根 率
76.3%,平均生根数 4.1 条,根长 2.6 cm,但叶片较前
者小;最差为 IAA 0.5 mg·L-1,生根率 38.2%,平均生
根数 1.8 条,根长 1.6 cm,生根慢、根少细弱,随着培
养时间的延长,诱导的愈伤组织基部逐渐褐化、死
亡。添加 IBA+NAA的生根率、生根数、根长要高于
IBA +IAA,不同植物激素浓度组合使用比单独使用
效果好,这与黎国运的试验结果较为一致[3]。植
表3 不同植物激素对辣木继代增殖的影响
激素配比/mg·L
-1
接种数量/节 增殖倍数/倍 茎节长/cm 生势情况
6-BA 0.1+NAA 0.1 40 3.1 1.4 愈伤组织明显、生长较慢、节间距较大
6-BA 0.5+NAA 0.1 40 5.2 1.6 愈伤组织明显、生长快、健壮、节间距较大
6-BA 1.0+NAA 0.1 40 4.5 1.5 愈伤组织明显且硬、生长较快、细弱、节间距较大
6-BA 0.1+GA 30.1 40 3.3 1.1 愈伤组织明显、生长较慢、节间距小
6-BA 0.5+GA 30.1 40 5.4 1.2 愈伤组织明显、生长快、健壮、节间距小
6-BA 1.0+GA 30.1 40 4.6 1.0 愈伤组织明显且硬、生长较快、细弱、节间距小
6-BA 0.1+KT 0.1 40 3.7 1.2 愈伤组织明显、生长较慢、节间距较小
6-BA 0.5+KT 0.1 40 5.8 1.4 愈伤组织明显、生长快、健壮、节间距较小
6-BA 1.0+KT 0.1 40 4.9 1.3 愈伤组织明显且硬、生长较快、细弱、节间距较小
0
1
2
3
4
6-BA NAA GA3
平
均
节
数
/
节
0.2 0.4 0.8
0
0.5
1
1.5
2
6-BA NAA GA3
平
均
发
芽
数
/
个
0.2 0.4 0.8
图2 不同浓度植物激素对种子萌芽的影响
0
20
40
60
80
100
6-BA NAA GA3
发
芽
率
/
%
0.2 0.4 0.8
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物激素单独使用诱导辣木生根率高低依次为
IBA>NAA>IAA。因此,诱导辣木生根培养基以
1/2 Mc+IBA 0.5 mg·L-1+NAA 0.2 mg·L-1+AC 1.0 g·L-1
效果最好。
2.4 不同炼苗天数的污染率、成活率比较
从图 3可以看出,瓶苗污染率随炼苗天数增加
而增加,成活率呈抛物线分布。炼苗 20 d 的移栽
成活率最高,污染率较低,瓶苗长势好,叶片舒展、
转深绿色,生根数增加,根增长变粗,根基部无褐
化,无落叶萎蔫现象,茎干伸长、半木质化,为最佳
移栽时期。炼苗≤10 d,移栽 5 d 后根基部开始软
腐,成活率极低;炼苗≥20 d,根基部易出现褐化死
亡,污染率增加,成活率亦呈下降趋势。
2.5 炼苗移栽
从移栽 30 d 后的调查结果(图 4)看出,各处理
的成活率与不同栽培基质配比的透气、保水性有
关,这与杨焱的试验结果较为一致[4]。炼苗移栽
基质以处理E,即河沙∶珍珠岩∶刨花(1∶1∶1)的混
合基质最好,透气适宜,保水持续时间较短,移栽
成活率最高。移栽基质成活率高低依次为处理
E>D>C>B>A,各处理间差异较大,混合基质比
单一的基质好。
3 讨论
辣木种子组织培养试验表明:(1)辣木带壳种
子在剥壳过程中,种仁易被划伤分泌出白色黏液,
导致污染率较高,而种子剥壳后采用预处理消毒
的,污染率低,发芽率高,且小苗粗壮,继代增殖系
数高,有利于诱导生根。(2)Mc 基本培养基对不定
芽诱导和增殖分化效果最好,高无机盐有利于继
代增殖分化,低无机盐有利于辣木生根,1/2Mc 对
生根培养效果最好。(3)辣木种子组培成功的关键
之一是诱导生根,而在增殖分化培养过程中褐化
和玻璃化苗是影响快繁的重要因素,本试验采用
培养基中加入不同配比的植物激素,有效解决这
些问题,即加入 6-BA 0.4 mg·L-1的培养基诱导辣木
外植体不定芽效果最佳;继代增殖(下转第 32 页)
图3 不同炼苗天数瓶苗污染率、成活率变化
0
20
40
60
5 10 15 20 25 30
炼苗天数/d
百
分
率
/
%
污染率 成活率
图4 不同炼苗天数、不同基质移栽成活率比较
0
20
40
60
80
100
5 10 15 20 25 30
炼苗天数/d
成
活
率
/
%
A
B
C
D
E
表4 不同植物激素对瓶苗生根的影响
激素种类/mg·L
-1
接种瓶数/瓶 生根率/% 平均生根数/条 平均根长/cm
IBA 0.1+NAA 0.2 20 58.6 3.2 2.2
IBA 0.5+NAA 0.2 20 80.2 4.3 2.8
IBA 1.0+NAA 0.2 20 74.7 3.8 2.4
IBA 0.1+IAA 0.2 20 54.5 2.6 2.1
IBA 0.5+IAA 0.2 20 76.3 4.1 2.6
IBA 1.0+IAA 0.2 20 72.4 3.4 2.3
NAA 0.5 20 46.8 2.7 1.8
IBA 0.5 20 68.7 3.6 2.5
IAA 0.5 20 38.2 1.8 1.6
CK 20 15.6 1.1 1.5
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充实技术员队伍,要保证人员数量、业务水平
能与发展要求相适应。从实际出发,制定合理的
管理制度,使之规范化、制度化。建立奖励制度,
充分调动员工工作积极性,提高工资待遇及相应
的生活保障。建树公司企业文化,提高基层员工
对公司的归属感、向心力,提升员工责任心及执
行力。
3.4 生产技术整改
(1)育苗阶段:选择最佳育苗场地,要靠近水
源,远离村庄及主干道路;提前准备,合理安排物
资就位;提前规划和准确把握育苗时间;强化业主
责任制,实现标准化、商品化育苗;做好育苗地田
间卫生;各项育苗技术措施均要落实到位。
(2)移栽阶段:分析当地的烟草生产气候条
件,适时移栽;指导农户掌握技术规范,实现移栽
标准化。
(3)大田管理阶段:加强大田管理技术的宣传
和监督执行的力度,特别要做到移栽后 3~5 d 及
时查塘补缺、补水,保证烟苗成活率;良好的田间
肥水管理,预防病虫害;严格执行封顶打杈技术
措施。
(4)鲜烟叶采烤阶段:加强对烟农采烟、编烟
技术标准的培训和现场指导,保证烟叶采、编质
量;指导农户正确摆放烟叶,防止阳光直射导致堆
蒸和运输中的不当造成损伤;根据烟叶成熟度和
叶片大小做到分类编烟,排队入炉,科学烘烤。
(5)干烟叶分级保管阶段:对烟农进行干烟叶
分级等级培训;指导农户按炉次、按部位、按标准
分级;指导烟农正确堆捂保管烟叶,防止烟叶变色
或霉变。
(6)检级收购阶段:强化预检员对国家等级标
准的认知和对预检员分检考核的管理;规范收购
秩序,严格按预约排队交售;改善收购场地条件,
完善收购工序。
(7)仓储调运阶段:完善标准站点基础设施建
设,明确管理人员责任,严格按照合理的等级比例
及时、有序调运,做到不错调、不多调、不少调。
3.5 基础设施建设整改
加强对烤房、基层综合服务站点附属设施和烟
水烟路工程建设的质量监管。
3.6 业务操作的整改
加强业务人员的专业培训,提升业务能力及工
作效率,完善信息化网络建设,提高整体业务
效率。
参考文献:
[1]黄帮全.关于云南德宏州烟草产业发展趋势的浅见
[J].热带农业科技,2012,35(4):31.
[2]李绍明,曾滨.德宏崛起中的中国香料烟之乡[N].云
南日报,2010-08-10.
(上接第 27 页)培养基中以加入 6-BA 0.5 mg·L-1+
KT 0.1 mg·L- 1 增殖倍数最高,生根培养基以加
入 IBA 0.5 mg·L-1+NAA 0.2 mg·L-1的诱导生根效果
最好。(4)辣木组培苗在自然光下炼苗 20 d,叶片
大而舒展、叶色浓绿,根系发达,茎干伸长,幼茎半
木质化,移栽成活率较高;若炼苗天数太短,不定
芽根基部易腐烂;炼苗天数过长,不定芽根基部易
褐化至死亡,成活率较低。(5)植物激素单独使用
以 IBA 诱导辣木外植体生根的效最好,而 NAA 和
IAA 的诱导率较低。本试验 IBA 和 NAA 激素配比
的生根效果好,但根系细弱易脱落,这可能与生根
阶段存在根与茎的维管束不相通,或联系差有关,
这一问题还有待进一步探索。
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