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“小绿萼”梅离体快繁体系的建立



全 文 :杨丽青,杨 洁,毛庆山,等.“小绿萼”梅离体快繁体系的建立[J]. 江苏农业科学,2015,43(4):62 - 64.
doi:10. 15889 / j. issn. 1002 - 1302. 2015. 04. 020
“小绿萼”梅离体快繁体系的建立
杨丽青1,杨 洁1,毛庆山2,包满珠1,张俊卫1
(1.华中农业大学园艺林学学院,园艺植物生物学教育部重点实验室,湖北武汉 430070;2.中国梅花研究中心,湖北武汉 430074)
摘要:以梅花品种小绿萼 1 年生枝条为试验材料,研究了采样时间、初代培养基、基本培养基和激素组合等对带芽
茎段离体繁殖的影响。结果表明:(1)最佳采样时间为 4—6月;(2)最佳腋芽诱导培养基为 1/2 MS +1. 0 mg/L 6 - BA +
0. 5 mg /L KT + 0. 1 mg /L NAA;(3)最佳增殖培养基 QL + 0. 5 mg /L 6 - BA + 0. 05 mg /L NAA,增殖系数为 4. 27;(4)无
菌苗在 200 mg /L IBA浸渍处理数秒后,移植到 1 /2 QL培养基中,生根率为 80%。
关键词:梅花;离体快繁;茎段;培养基
中图分类号:S685. 170. 4 + 3 文献标志码:A 文章编号:1002 - 1302(2015)04 - 0062 - 03
收稿日期:2014 - 05 - 09
基金项目:国家自然科学基金(编号:31070624);国家“863”计划(编
号:2011AA100207)。
作者简介:杨丽青(1986—),女,山西朔州人,硕士,从事园林植物遗
传育种研究。E - mail:1270063665@ qq. com。
通信作者:张俊卫,博士,副教授,从事园林植物遗传育种研究。
E - mail:zjw@ mail. hzau. edu. cn。
梅是原产中国的传统名花,有悠久的栽培历史和丰富的
栽培品种,具有极高的观赏价值和经济价值。在生产上,梅花
以扦插、嫁接等无性繁殖为主,虽然能保持品种的优良性状,
但是繁殖系数小,周期长。利用组培快繁技术,不仅可在短期
内快速大量繁殖基因型一致的优质苗木,而且可获得无病毒
苗木,大大加快了育苗进程和提高了苗木质量。自 Harada
等[1]开展梅茎段离体繁殖以来,国内外在梅的离体快繁上取
得了较快的进展[2 - 5],但目前仍存在建立快繁体系的梅花品
种少,部分品种在快繁过程中出现顶芽坏死、叶片黄化等难
题。小绿萼是武汉地区的梅花老品种,具有极高的观赏价值。
本研究旨在分析茎段采集时间、启动和增殖培养基对小绿萼
离体繁殖的影响,以期建立其快繁体系,为该品种的应用推广
提供一定的基础。
1 材料与方法
1. 1 材料
供试材料采于武汉市磨山中国梅花研究中心,除 8—9 月
份停止采样,分别在 3—11 月中旬采集梅花品种小绿萼
(图 1 - A)1 年生枝条,用冰盒带回实验室。
1. 2 方法
1. 2. 1 外植体灭菌及初代培养 采集回来的枝条剪成 1 ~
2 cm长的具节茎段,每茎段 1 ~ 2 个腋芽。用洗洁精浸泡
10 ~ 20 min,流水冲洗 30 min后在超净工作台上用 75%乙醇
浸润 30 s,转入 0. 1%HgCl2 中消毒 8 ~ 15 min,然后用无菌水
冲洗 6 ~ 7 次,无菌滤纸拭干后接种于初代培养基(1 /2MS +
1. 0 mg /L 6 - BA +0. 1 mg /L NAA);为分析不同初代培养基
对腋芽诱导的影响,以 4 月中旬采集的小绿萼枝条为材料,灭
菌后接种至 2种不同初代培养基:1 /2MS + 1. 0 mg /L 6 - BA +
0. 1 mg /L NAA和 1 /2MS +1. 0 mg /L 6 - BA +0. 1 mg /L NAA +
0. 5 mg /L KT。每处理 20 个外植体,重复 3 次,接种 30 d后统
计诱导率,污染率在接种后 10 ~ 15 d内统计。
1. 2. 2 腋芽增殖培养 将伸长到 1 ~ 2 cm的腋芽切下,分别
转入添加了 1. 0 mg /L 6 - BA 和 0. 1 mg /L NAA 的 3 种基本
培养基和添加不同浓度 6 - BA和 NAA组合的 QL培养基中,
观察腋芽的增殖,每处理 10 个外植体,重复 3 次,记录植株高
度,生长情况,接种 5 周后统计腋芽增殖情况。
1. 2. 3 丛生长度对继代的影响 待腋芽增殖形成的丛生芽
伸长到不同长度(0. 1、0. 5 ~ 1、1 ~ 2 cm)时,将其从基部切
下,放入继代培养基(1 /2MS + 1. 0 mg /L 6 - BA + 0. 1 mg /L
NAA +0. 5 mg /L KT)中观察其生长,每处理 5 个外植体,重复
3 次。
1. 2. 4 生根与移栽 选择生长健壮,株高超过 2 cm 的试管
苗在 5 种生根培养基中进行生根培养。移栽时先将生根苗连
培养瓶一起置于温室内进行为期 10 d的炼苗,在此期间逐渐
松开并揭去培养瓶的盖子,而后将植株根系上的培养基洗
净,移栽到含有泥炭 ∶ 蛭石 = 1 ∶ 1 (体积比)的塑料盆中。
移栽后的第 1 周塑料盆上覆盖塑料薄膜以保湿,1 周后慢慢
揭去。
1. 2. 5 培养条件 培养室温度为(23 ± 2)℃,空气相对湿度
为 60%左右,光照度为 1 500 ~2 000 lx,光照周期为 14 h /d。
2 结果与分析
2. 1 采样时间对腋芽诱导率的影响
茎段接种 1 周后腋芽开始萌发,2 周后腋芽开始伸长,叶
片逐渐展开,叶色浓绿(图 1 - B)。不同时间采集的枝条在初
代培养时,污染率和腋芽诱导率差异显著 (表 1),4 月至 6 月
中旬是最佳采样时期,既可以保证较高的腋芽诱导率,而且污
染率相对较低,其他时期采集的枝条污染率高,腋芽诱导率
低,不适宜用作离体培养的外植体。
2. 2 初代培养基对腋芽诱导的影响
4 月采集的小绿萼枝条,接种于 2 种不同初代培养基中
(表 2),培养于添加 KT的初代培养基中的外植体,不仅腋芽
诱导率高,而且芽伸长快,叶色浓绿,无顶芽死亡、黄化问题。
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这与朱军等的结果[6]相一致,即 KT 对长蕊绿萼腋芽的伸长
生长有促进作用。
2. 3 基本培养基对腋芽增殖的影响
将伸长长度达到 1 ~ 2 cm的腋芽接种到添加了 1. 0 mg /L
BA和 0. 1 mg /L NAA的 3 种基本培养基(表 3)中,芽的增殖
和伸长表现出显著差异(表 4),QL上培养的腋芽出芽数显著
高于改良 N6 和 1 /2MS,伸长长度显著高于改良 N6。比较 3
种培养基上腋芽的生长状态以及出芽数和丛生芽平均高度,
在增殖培养中采用 QL作为基本培养基。
2. 4 激素组合对增殖的影响
将伸长长度达到 1 ~ 2 cm,且长势一致的的腋芽转入添
加不同 6 - BA和 NAA浓度组合的 QL培养中基中(表 5),在
6 - BA浓度为 0. 2 mg /L 时,丛生芽平均高度随着 NAA 浓度
的升高而下降,但没有达到显著差异,而增殖系数基本没有变
化,表明低浓度 6 - BA 不能诱导腋芽增殖;当 6 - BA 浓度为
1. 0 mg /L 时,丛生芽平均高度和增殖系数,随着 NAA 浓度的
升高先上升后下降,但丛生芽平均高度的变化没有达到显著水
平,而增殖系数达到显著差异;而当 6 - BA 浓度为 0. 5 mg /L
时,植株平均高度和增殖系数,随着NAA浓度的升高先下降
表 1 采样时间对小绿萼腋芽诱导的影响
取样时间 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 10 月 11 月
诱导率(%) 16. 70 ± 0. 15c 75. 00 ± 0. 16b 80. 00 ± 0. 06ab 95. 00 ± 0. 00a 0. 00 ± 0. 00c 3. 70 ± 0. 06c 14. 70 ± 0. 13c
污染率(%) 83. 00 ± 0. 15a 10. 00 ± 0. 08b 19. 70 ± 0. 06b 19. 60 ± 0. 06b 100. 00 ± 0. 00a 96. 30 ± 0. 06a 85. 00 ± 0. 13a
注:同行不同小写字母表示在 0. 05 水平上存在显著差异。
表 2 初代培养基对小绿萼腋芽诱导的影响
编号 培养基 萌芽率(%)
1 1 /2MS + 1. 0 mg /L 6 - BA + 0. 1 mg /L NAA 66. 70 ± 0. 08a
2 1 /2MS +1. 0 mg /L 6 - BA +0. 5 mg /L KT +
0. 1 mg /L NAA
78. 30 ± 0. 10a
注:同列不同小写字母表示在 0. 05%水平上存在显著差异。
表 3 基本培养基对小绿萼腋芽增殖的影响
基本
培养基
平均芽个数
(个)
丛生芽平均
高度(cm) 生长状态
改良 N6 1. 17 ± 0. 29b 0. 63 ± 0. 12b 叶嫩绿,簇生在基部,茎极
度短缩
1 /2MS 1. 50 ± 0. 50b 1. 20 ± 0. 08a 叶黄绿,愈伤团褐化
QL 3. 16 ± 0. 77a 1. 38 ± 0. 43a 叶嫩绿,平展,生长势很强
注:同列不同小写字母表示在 0. 05 水平上存在显著差异。
后上升,且变化值均达到显著差异。最终选用 QL + 0. 5 mg /L
6 - BA + 0. 05 mg /L NAA 作为小绿萼增殖培养基,在此培养
基上丛生芽的数量多,且生长正常(图 1 - C)。
2. 5 丛生芽长度对继代培养的影响
将腋芽增殖培养后不同伸长长度的丛生芽,从基部切离
后接种于继代培养基,生长表现出显著差异(表 3),长度为
1 ~ 2 cm的腋芽伸长长度最大,生长健壮,叶片平展;而长度为
0. 1 ~ 1 cm的腋芽生长瘦弱,叶片黄化脱落,最后死亡。
2. 6 试管苗的生根培养和移栽
切取高度 2 ~ 3 cm 的试管苗,转入不同生根培养基(表
6)中生根,培养 30 ~ 40 d 后形成根系(图 1 - D、图 1 - E)。
植物生长调节剂的种类和浓度对试管苗生根有显著影响,只
表 4 BA和 NAA组合对腋芽增殖的影响
编号
6 - BA浓度
(mg /L)
NAA浓度
(mg /L)
丛生芽平均长度
(cm) 增殖系数
1 0. 2 0. 05 0. 96 ± 0. 27cd 1. 00 ± 0. 00d
2 0. 2 0. 1 0. 85 ± 0. 10de 1. 04 ± 0. 00d
3 0. 2 0. 2 0. 63 ± 0. 08d 1. 00 ± 0. 00d
4 0. 5 0. 05 2. 02 ± 0. 25a 4. 27 ± 0. 64a
5 0. 5 0. 1 0. 95 ± 0. 05d 1. 13 ± 0. 06d
6 0. 5 0. 2 1. 28 ± 0. 14cb 1. 50 ± 0. 35c
7 1 0. 05 1. 26 ± 011cb 1. 00 ± 0. 00d
8 1 0. 1 1. 52 ± 0. 27b 1. 90 ± 0. 50b
9 1 0. 2 1. 43 ± 0. 03b 1. 00 ± 0. 00d
注:同列不同小写字母表示在 0. 05 水平上存在显著差异。
表 5 丛生芽长度对继代培养的影响
编号
丛生芽长度
(cm)
继代培养后丛
生芽长度(cm) 生长状况
1 0. 1 0. 44 ± 0. 12a 叶极度卷曲,生长势差
2 0. 5 ~ 1 1. 76 ± 0. 53b 叶嫩绿,平展,有轻微玻璃化,
边缘黄化
3 1 ~ 2 2. 70 ± 0. 56c 叶嫩绿,平展,生长势极好
注:同列不同小写字母表示在 0. 05 水平上存在显著差异。
添加了生长素 IBA 的培养基生根率很低,仅为 3. 33%,且愈
伤组织多。同时添加 NAA和 IBA 的培养基以及添加 IBA 和
活性炭的培养基,生根率、平均生根数和平均根长显著增加,
但生根效果最佳的是试管苗先用 200 mg /L IBA 浸渍,再培养
于 1 /2QL 培养基的处理,生根率达到最高(80%),与其他处理
相比差异显著,且平均根长和根数也显著增加。生根后的植株
先在温室炼苗 10 d左右,然后移栽入塑料盆中(图 1 - F),移
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表 6 生根培养基对小绿萼试管苗生根的影响
编号 生根培养基 生根数(条) 根长(cm) 生根率(%)
1 1 /2QL + 0. 2 mg /L IBA + 0. 3 mg /L NAA 1. 60 ± 0. 17b 5. 88 ± 2. 42a 36. 67 ± 0. 15b
2 1 /2QL + 0. 5 mg /L IBA 0. 33 ± 0. 58b 0. 84 ± 1. 46b 3. 33 ± 0. 06c
3 1 /2QL + 0. 05 mg /L IBA 0. 33 ± 0. 58b 0. 67 ± 1. 16b 3. 33 ± 0. 06c
4 1 /2QL + 200 mg /L IBA 浸渍 3. 81 ± 1. 78a 4. 82 ± 1. 10a 80. 00 ± 0. 10a
5 1 /2QL + 0. 1 mg /L IBA + 1 g /L活性炭 1. 00 ± 0. 00b 3. 29 ± 1. 14ab 36. 67 ± 0. 06b
注:同列不同小写字母表示在 0. 05%水平上存在显著差异。
栽存活率可达 90%。
3 讨论
3. 1 外植体生理状态对启动培养的影响
3 月份梅花枝条上的叶芽开始膨大,萌发抽生新枝,但此
时的枝条过于幼嫩,容易受灭菌剂的影响而褐化死亡,同时污
染率也较高,因此本试验中 3 月取样的茎段萌芽率低;4—6
月为梅新梢生长旺盛期,本试验在此阶段取样的茎段萌芽率
最高可达 90%,且新叶嫩绿,生长强健。这一结果与傅萼辉
等、曲春苗等的研究相一致,即早春萌动的腋芽是比较理想的
离体培养外植体,因为此时内源 IAA浓度较高[7 - 9],有利于腋
芽的萌发与生长。但与 Yonemitsu 等的试验结果相反,他们
认为当年 11 月到翌年 2 月在休眠枝上采集的冬芽,离体繁殖
的成功率高,造成这种差异的具体原因尚需进一步的
分析[10]。
3. 2 基本培养基对增殖培养的影响
在其他培养条件相同的情况下,果梅品种 Nanko 早春萌
发的新芽,在 WPM培养基上离体微繁时能增殖且生长健壮,
而在 MS培养基上的芽会逐渐褐化死亡[1]。而吕英民等离体
培养铁骨红 1 年生枝具节茎段时,通过比较外植体在 6 种基
本培养基(QL、MS、WPM、M1、M2、M3)上腋芽增殖系数、平均
伸长长度等指标的差异,认为 QL 是适合铁骨红生长的最佳
基本培养基[4,11]。本试验在小绿萼腋芽的增殖培养时,比较
了改良 N6、1 /2MS和 QL基本培养基对其增殖和生长的影响,
也发现 QL基本培养基显著优于改良 N6 和1 /2MS。
3. 3 KT和 BA对腋芽萌发和伸长的影响
组织培养中常用的细胞分裂素有 6 - BA、KT和 ZT,对梅
花的增殖有不同的效果。从铁骨红试管苗增殖培养的结果
看,6 - BA和 ZT优于 KT,而且增殖系数差异显著。但增殖培
养基中不添加 IAA、IBA 或 NAA 等生长素,增殖芽的伸长生
长慢,影响试管苗正常生长。细胞分裂素浓度过高,增殖芽数
量虽然明显增加,但多呈丛生状,茎难以伸长,且生长细弱,叶
小且叶色异常,甚至出现玻璃化苗[12]。为克服增殖苗生长瘦
弱,不得不采用壮苗培养基[7]。本试验在小绿萼腋芽增殖培
养中所选用的 3 个 6 - BA 浓度中,最适的浓度为 0. 5 mg /L,
在添加此浓度 6 - BA 的培养基中,不仅增殖系数最大,且丛
生芽平均伸长长度也较大,当 6 - BA 浓度提高到 1. 0 mg /L,
虽然产生了大量的丛生芽,但是继代培养时丛生芽往往发生
严重的褐化和黄化,渐渐死亡,同时玻璃化或畸形现象也逐渐
加强,因此,在增殖培养中 6 - BA的浓度选定为 0. 5 mg /L。
3. 4 浸渍法对生根培养的影响
在诱导梅试管苗生根时,既有单独使用 IBA或 NAA的报
道,也有同时使用 IBA 和 NAA 的报道[1,4,6,11]。Harada 等在
研究生长素对 Nanko试管苗生根影响时发现,高浓度的 IBA
(1 ~ 2 mg /L)或 NAA(0. 9 ~ 1. 9 mg /L)容易使试管苗基部形
成愈伤,本试验在生根培养基中添加 0. 5 mg /L也易导致小绿
萼试管苗形成大团愈伤。吕英民等在进行铁骨红试管苗生根
培养时,观察到生长素种类对生根影响显著,其中 NAA 生根
率较高,并且试管苗须根较多,但是根系比较细弱;添加 IBA
的试管苗根比较粗壮,但是根系较少;同时使用 2 种植物生长
调节剂时不仅发根多,而且生长粗壮。但在本试验中,IBA 和
NAA同时使用虽然生根数和生根率较单独使用有所增加,但
生根率偏低,而用 200 mg /L IBA 浸渍试管苗后培养于
1 /2QL,其生根率可达 80%,且平均生根数有显著增加,此结
果与新疆野生巴旦杏的生根试验相似[13],其试管苗用
100 mg /L IBA浸渍处理 60 min后转入 1 /2MS培养基中培养,
暗培 2 周后生根率可达 100%。
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