免费文献传递   相关文献

山杏胚培养影响因素研究



全 文 :·生物技术· 北方园艺2016(03):106~108
第一作者简介:刘晓光(1980-),女,河北石家庄人,博士,讲师,现
主要从事野生植物资源开发与利用等研究工作。E-mail:zaosy126
@126.com.
基金项目:承德市财政局资助项目(CZ2014004)。
收稿日期:2015-09-24
DOI:10.11937/bfyy.201603029
山杏胚培养影响因素研究
刘 晓 光1,李 贺 丹2
(1.河北民族师范学院 化学系,河北 承德067000;2.河北农业大学 生命学院,河北 保定071001)
  摘 要:以当年生野生山杏成熟种子为试材,采用组织培养法,研究了种皮、不同浓度赤霉素
(GA3)以及光照条件对山杏种子萌发的影响。结果表明:光照16h、黑暗8h条件下,MS培养基
中添加0.16mg/L GA3能有效促进去种皮山杏种子的萌发,未去除种皮的山杏种子均未萌发;在
遮光条件下,去种皮种子在添加了0.16mg/L与0.50mg/L GA3的 MS培养基中发芽率均为
100%,幼苗比光照16h、黑暗8h培养条件下的高且生长速度快,但黄化现象严重;将幼苗移至土
壤中,能够正常生长,成活率达100%。
关键词:山杏;胚培养;GA3
中图分类号:S 662.203.6 文献标识码:A 文章编号:1001-0009(2016)03-0106-03
  山杏(Prunus sibirica L.)即西伯利亚杏,是重要的
野生资源。为生产苦杏仁的主要树种,具有很高的药用
价值和营养价值[1]。山杏适应性强,喜光,根系发达深
入地下,具有耐寒、耐旱、耐瘠薄的特点,是一种优良的
水土保持植物。国家提出了“南有油茶,北有山杏”的中
国生态经济林格局,把发展山杏产业纳入国家木本粮油
安全战略的重要组成部分,山杏在承德地区也作为重要
发展的林业经济树种。但农民对山杏的栽培管理观念
淡薄,育种采用传统方式,将成熟种子存储一冬后第2
年再进行播种育苗,一般需要3~4年,导致山杏产业进
展非常缓慢。因此,缩短山杏的育苗周期是促进山杏产业
发展的一项重要任务。对于山杏种子处理的研究报道很
少,并且年代较为久远。现以成熟山杏种子为试材,研究
了其在组培条件下最佳萌发条件,缩短了山杏种子的发
芽及育种时间,以期为山杏的种苗繁育奠定了一定的
基础。
1 材料与方法
1.1 试验材料
山杏的成熟胚取自承德市围场县,树体自然野生状
态生长。MS培养基中添加5.5g/L琼脂、30g/L蔗糖,
pH 5.8,在121℃下灭菌17min备用。
1.2 试验方法
1.2.1 种皮处理 取去除外果皮硬壳完整无损的果核,
自来水中洗干净,在无菌条件下,用75%酒精浸泡2~
3min,0.1%升汞灭菌8min,用无菌水浸泡并冲洗4~
5次。将灭菌的山杏种子分为去种皮与带种皮2种处理
分别接种到MS培养基上,置于25℃、光照16h、黑暗8h
的条件下培养。
1.2.2 不同浓度GA3处理 将灭菌的山杏种子去种皮
后接种到添加了0.02(T1)、0.10(T2)、0.16(T3)、
0.50mg/L(T4)GA3的MS培养基上(表1)。置于25℃、
光照16h、黑暗8h的条件下培养。
表1 不同浓度GA3处理
  Table 1 Diferent concentration of GA3treatment
处理
Treatment
种皮
Testa
不同培养基
Diferent media
T1 去种皮 添加0.02mg/L GA3的 MS培养基
T2 去种皮 添加0.10mg/L GA3的 MS培养基
T3 去种皮 添加0.16mg/L GA3的 MS培养基
T4 去种皮 添加0.50mg/L GA3的 MS培养基
对照组 去种皮 未添加GA3的 MS培养基
1.2.3 遮光处理 将灭菌的山杏种子做去种皮处理,分
别接种到添加了0.02、0.10、0.16、0.50mg/L GA3的MS
培养基上,分别置于遮光环境(T5~T8)与光周期16h/8h
(T9~T12)中,观察并记录发芽率及幼苗生长情况。
表2 遮光处理
  Table 2 Shading treatment
处理
Treatment
不同培养基
Diferent media
T5
T6
T7
T8
遮光处理
添加0.02mg/L GA3的 MS培养基
添加0.10mg/L GA3的 MS培养基
添加0.16mg/L GA3的 MS培养基
添加0.50mg/L GA3的 MS培养基
T9
T10
T11
T12
光照16h、黑暗8h
添加0.02mg/L GA3的 MS培养基
添加0.10mg/L GA3的 MS培养基
添加0.16mg/L GA3的 MS培养基
添加0.50mg/L GA3的 MS培养基
1.3 数据分析
试验数据用SPSS软件采用LSD进行方差分析,方
差置信区间为0.01。
601
北方园艺2016(03):106~108 ·生物技术·
2 结果与分析
2.1 种皮对山杏发芽率的影响
未去除种皮的山杏胚均未萌发,去除种皮的山杏成
熟胚在未添加植物生长调节剂的 MS培养基中也能萌
发,但发芽率仅为40%。
2.2 不同浓度GA3处理对山杏发芽率的影响
由表3可知,不同浓度GA3对山杏的萌发作用不
同。添加0.02mg/L GA3的处理山杏的发芽率为55%,
添加0.10mg/L GA3的处理山杏的发芽率为65%,而添
加0.16mg/L GA3与0.50mg/L GA3对山杏种子萌发的
影响没有显著性差异,发芽率分别为80%与85%,去除
种皮的山杏成熟胚在未添加植物生长调节剂的培养基
中也能萌发,但发芽率仅为40%,远远低于添加GA3的
处理。在添加植物生长调节剂的处理中,山杏种子的发
  表3 不同浓度GA3对山杏胚培养的影响
  Table 3 Efect of diferent concentrations of GA3on
embryo culture of wild apricot
处理
Treatment
转绿率
Turn green rate/%
发芽率
Germination rate/%
T1  100  55C
T2  100  65B
T3  100  80A
T4  100  85A
对照组 100  40D
  注:不同英文字母表示差异达到显著水平(P<0.01)。下同。
Note:Diferent letters show significant diference at 0.01level.The same below.
芽率高于空白MS培养基中的种子,说明山杏种胚中也
存在抑制萌发的物质[2]。
植物生长调节剂能有效打破山杏种子的休眠。试
验结果表明,添加适宜浓度的GA3能有效打破山杏种子
的休眠达到较好的发芽效果,且随着GA3浓度的增加山
杏种子的发芽率增高。但过高的植物生长剂浓度也会
抑制植物的萌发。在去种皮处理中,添加0.16mg/L与
0.50mg/L GA3对山杏种子的发芽率没有显著的影响,可
见MS+0.16mg/L GA3培养基就能满足山杏萌发的需要。
2.3 遮光处理对山杏发芽率的影响
由表4可知,连续观察12d后,T7、T8处理下的山杏
种子发芽率能到达100%,极显著高于T12的65%,遮光
条件下生长的山杏幼苗株高、根长也都优于光照16h黑
暗8h培养下的幼苗。但如果山杏种子发芽后继续在遮
光条件下培养,幼苗植株细弱并出现黄化现象 (图1a、c),
  表4 光照对山杏萌发及生长的影响
  Table 4 Efect of light on germination and growth of wild apricot
处理
Treatment
发芽率
Germination rate/%
平均根长
Average length of root/cm
平均芽长
Average length of bud/cm
T5  50D 2.330  1.025
T6  85B 2.565  1.325
T7  100A 2.955  1.655
T8  100A 2.950  1.745
T9  40E 0.040  0.050
T10  50D 0.050  0.050
T11  60C 0.200  0.075
T12  65C 0.380  0.150
  注:a.试验第10天遮光条件下的T7处理,b.T7处理的幼苗取出转至光培养2d后转绿,c.试验第12天遮光条件下的T7处理,d.试验第12天转到
光下培养2d的T8处理,根长达到9cm,e.试验第14天转到光下培养4d的T8处理,株高达到5.5cm,f.T11处理,试验第19天。
Note:a.The T7treatment on the 10th day,b.The seedlings of T7turned to green after 2days since cultured under light,c.The T7treatment on the 12th
day in dark,d.The seedlings of T8after 2days since cultured under light,the root was 9cm,e.The seedlings of T8after 4days since cultured under light,the
height was 5.5cm,f.The T11treatment on the 19th day.
图1 光照对山杏萌发及生长的影响
Fig.1 Efect of light on germination and growth of wild apricot
701
·生物技术· 北方园艺2016(03):106~108
将其取出置于光照16h、黑暗8h条件下培养,叶片会在
1~2d内转绿且植株能够正常生长(图1b),植株最高能
到达5.5cm,根最长能到达9cm(图1d、e)。而光照
16h、黑暗8h条件下萌发的山杏幼苗节间短、子叶全数
转绿 (图1f),但其平均株高与根长都低于遮光条件下的
幼苗。
植物对光的喜好程度不同,光照条件对其生长影响
差异较大,适度遮光处理对某些植物的生长非常有
利[3]。遮光处理对山杏种子的萌发也有影响,试验证实
遮光条件下的山杏种子发芽率比光照16h、黑暗8h条
件下的要高。但是因遮光条件下叶片无法进行光合作
用使得幼苗细弱、黄化现象严重。将发芽的山杏幼苗移
到光下培养,幼苗在1~2d转绿,后期生长良好根茎都
有加粗现象。故可将2种方法结合起来,先将山杏种子
置于遮光条件下培养,当到达发芽高峰期后将山杏幼苗
取出置于光照16h、黑暗8h的条件下培养,可快速获得
生长情况良好的幼苗。
3 结论与讨论
去除种皮的山杏种子在未添加植物生长调节剂的
MS培养基中能萌发,而未去除种皮的山杏种子均未萌
发,这表明山杏种皮中确实含有抑制胚生长的物质,与
前人研究结果一致[4]。去种皮处理能有效打破种子的
休眠促进当年生山杏种子的萌发。
在果树育种育苗中通常采用低温处理的方法促进
萌发,一般低温处理的温度为0~5℃,最佳时长为80~
100d,但是低温处理所需时间长且效果不甚理想[5-7]。
休眠的种子中脱落酸的含量高,而萌发中的种子赤霉素
含量高,因此用适宜浓度的外源GA3处理能有效打破种
子的休眠[7-10]。该研究表明,添加0.16mg/L GA3的MS
培养基能有效打破山杏种子的休眠。
此外,光照对植物的生长也有重要作用,不同植物
的萌发对光的需求差异较大。有些外植体在培养前期
需进行遮光培养,尤其是在叶片培养、生根培养和愈伤
诱导等试验[11-13]。不同植物萌发对光的需求不同,遮光
处理有利于山杏幼苗的生长。因此,先将山杏种子置于
遮光条件下培养,当到达发芽高峰期后将山杏幼苗取出
置于光照16h、黑暗8h的条件下培养,可快速获得生长
情况良好的幼苗,将幼苗转移至土壤中,成活率达到
100%,并且生长状况良好。该研究为山杏的种苗繁育
和快速繁殖奠定了基础。
参考文献
[1] 刘桂森,张立彬,陈玉林,等.山杏种胚培养和快速繁殖[J].植物生理
学报,1989(3):43.
[2] 刁永强,廖康,许正,等.影响野生山杏种子萌发的相关因素研究初
报[J].北方园艺,2008(4):27-30.
[3] 王鸿,马锋旺,郝燕,等.山杏下胚轴再生植株的研究[J].西北农林科
技大学学报,2005,33(5):127-129.
[4] 于希志,陈秋萍.杏当年种子育苗实验[J].山东果树,1984(1):35-37.
[5] 柴菊华,赵习平.我国极早熟杏研究进展[J].园艺学报,2002,29(增
刊):635-638.
[6] 韩明玉,张满让,田玉命,等.植物激素对几种核果类种子休眠破除
和幼苗生长的效应研究[J].西北植物学报,2002,22(6):1348-1354.
[7] 马锋旺,韩清芳,张桂绝,等.山杏种子休眠与萌发的研究[J].园艺学
报,1995,22(1):91-92.
[8] 何淼,常进,刘娇.香蓼种子休眠与萌发特性[J].东北林业大学学报,
2015,43(1):17-23.
[9] 苑克俊,王长君,王培军,等.赤霉素处理日光温室杏种子对加速育
苗进程的效果研究[J].山东农业科学,2013,45(10):76-78.
[10]王蕾,海利力,库力班,等.野生杏种子对外源赤霉素的生理响应[J].
干旱研究,2009,26(5):708-712.
[11]李梦玲,李嘉瑞,陶正平,等.杏叶片离体培养[J].中国农学通报,
2001,17(2):8-10.
[12]孙青荣,李勃,张力思,等.甜樱桃品种吉列玛叶片再生不定梢的研
究[J].落叶果树,2001(1):10-11.
[13]袁小环,彭向勇,李青,等.甜樱桃组培苗生根的研究[J].西北农林科
技大学学报,2004,32(4):71-78.
Study on Influence Factors of Embryo Culture of Prunus armeniaca
LIU Xiaoguang1,LI Hedan2
(1.Department of Chemistry,Hebei Normal University for Nationalities,Chengde,Hebei 067000;2.Colege of Life Science,Agricultural
University of Hebei,Baoding,Hebei 071001)
Abstract:The mature seeds of prunus armeniaca was used as material to study the influence factors of embryo culture,
including the seed testa,shading conditions and diferent concentration GA3.The results showed that the MS medium
added 0.16mg/L of GA3could increase the germination of embryo removed testa under light period 16h/8h.Under the
shading condition,the germination rate of embryo removed testa was 100%in MS medium added of 0.16mg/L and
0.50mg/L of GA3.The seedlings growth was faster than that of under light period 16h/8h,but the etiolation was
obvious.The seedlings which were transplanted to soil were normal with rival rate 100%.
Keywords:Prunus armeniaca;embryo culture;GA3
801