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三个枣树品种组织培养的比较研究



全 文 :生物技术通报
BIOTECHNOLOGY BULLETIN·研究报告· 2008年第1期
收稿日期:2007-07-23
基金项目:山西省科技厅攻关项目(编号:041035)
作者简介:赵娟(1977-),女,硕士,讲师,主要从事植物生理及组织培养方面的教学和研究,E-mail:sx_micele@eyou.com
枣是我国最古老的栽培果树之一,素有“木本粮食、滋补佳品”之美称,具极高的营养价值和经济价值[1]。
多年来,枣树育苗一直沿用传统的无性繁殖方法,繁殖率低,育苗速度慢,极大的限制了新品种的推广。利
用组织培养技术可以在短期内迅速繁殖大量优质苗木,为枣树良种的快速繁殖提供新的途径。对山西名
枣——交城骏枣、稷山板枣、太谷壶瓶枣进行组织培养,比较不同品种枣树离体快繁所需培养基、激素种类
和配比及培养条件的差异,为枣树工厂化育苗提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料
枣树(ZizyphusjujubaMil.)品种为骏枣、板枣、壶瓶枣。初夏枣树开始发芽时,剪取枣树正在生长的带
茎尖的茎段约 10cm,用塑料薄膜包裹,带回实验室备用。
1.2 方法
取回的枣树嫩枝,用自来水冲洗干净,剪成带 1~2个腋芽的小茎段,用 70%酒精消毒 30s,无菌水冲洗
1次,0.1%HgCl2灭菌 10min,无菌水冲洗 5次。将灭菌后的小茎段切割成 1~2cm带芽茎段接种到初代培养
基上,进行离体培养。
将初代培养分化出的小苗接种到继代培养基上进行培养,待小苗长至 3~4cm时切成单芽茎段进行增
殖培养。继代培养获得的健壮试管苗,转入适宜的生根培养基中诱导生根。试管苗生根后 35d左右,进行炼
苗移栽。
三个枣树品种组织培养的比较研究
赵娟 温银元 王育选 王玉国
(山西农业大学农学院生物技术系,太谷 030801)
摘 要: 以山西名枣——交城骏枣、太谷壶瓶枣和稷山板枣为试材,研究了在不同外源激素配比及不同培养条件
下再生植株的适宜培养基和培养条件,结果表明,BA和IBA配比的MS培养基有利于骏枣和壶瓶枣分化,BA和IAA配
比则对板枣分化有利,试管苗生根以IBA效果较好。
关键词: 枣树 组织培养 比较
ComparativeStudyofZizyphusjujubaTissueCulturein
ThreeVarieties
ZhaoJuan WenYinyuan WangYuxuan WangYuguo
(DepartmentofBiotechnology,ColegeofAgricultural,ShanxiAgriculturalUniversity,Taigu030801)
Abstract: Theexperimentstudiedthetechniquesoftest-tubeseedlingstisueculturerapidpropagationinthree
varietiesofZizyphusjujubaMil.Theoptimalculturemedium andconditionsforplantletregenerationhadbeenselected
underthevarianthormonescombinationsandcultureconditions.Theresultsareasfolow:SupplementsofBAandIBA
atachedtoMSmedium weresuitableforthediferentiationofJunzaoandHupingzao,MSmedium suppliedwithBA
andIAAwasbeneficialtothediferentiationofBanzao,IBAhadagoodresultonraisingrootculture.
Keywords: ZizyphusjujubaMil Tisueculture Compare
生物技术通报Biotechnology Buletin 2008年第1期
试验所用基本培养基为 MS培养基,琼脂 7%~7.5%,蔗糖 30%~40%,pH为 5.6~5.8,培养温度为 25~
30℃,光照强度为 3000~4000Lx,每天光照时间为 16h。
2 实验结果
2.1 初代培养
将枣树带芽茎段分别接种到初代培养基中培养 20d后,茎段膨大,腋芽开始萌动。培养 40d后(表 1),
在附加 6-BA和 IBA的 MS培养基中三个品种的枣树茎段腋芽处均分化出约 3~4cm的小芽,叶色和叶形
正常。三个品种的分化率存在明显差异,其中壶瓶枣分化率最高,其次为骏枣,而板枣分化率最低;同一品
种,激素配比高的,分化率也高。结果还表明,从 1年树龄母株上取回的外植体其分化和存活率高于从 8~
10树龄上取回的。从整个试验过程中来看,在继代培养中,母株树龄较大的枣树组培幼苗分化率低,极易
枯萎死亡。这表明在获取外植体材料时,要选择母株树龄较小且离枣头较近的幼年态外植体,有利于芽的
分化和生长。
表 1 初代培养中不同枣树品种茎段芽的分化
2.2 茎段的继代培养和芽的增殖
2.2.1 BA与不同生长素配比对三种枣树茎段腋芽分化及生长的影响 在附加相同浓度 6-BA和不同浓
度各种生长素的 MS培养基上接种初代培养获得的带芽茎段。培养 30d后发现(表 2),壶瓶枣、骏枣在附加
6-BA1.5mg·L-1、IBA0.5mg·L-1的 MS培养基中幼苗生长健壮,平均苗高可达 3.5cm和 3.8cm,芽增殖率可
达 2.18倍和 2.8倍。板枣在附加 6-BA1.5mg·L-1、IAA0.5mg·L-1的 MS培养基中幼苗生长正常,芽增殖率也
较高,达 2.05倍。可见,培养基中附加 IBA适合壶瓶枣、骏枣腋芽的分化和生长,而附加 IAA的培养基适合
板枣腋芽的分化和生长,附加 NAA的培养基,三个品种的分化率均低于其它激素配比条件。
表 2 BA和不同生长素配比对茎段腋芽分化和生长的影响
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2.2.2 BA与 IBA、IAA不同浓度配比对三种枣树茎段腋芽增殖的影响 由表 3可知,壶瓶枣在附加 6-
BA2mg·L-1、IBA0.2mg·L-1的 MS培养基中芽增殖率最高,可达 2.13倍(图 1),且生长健壮,叶片很少有脱落
现象。板枣在附加 6-BA1.5mg·L-1、IAA0.2mg·L-1的 MS培养基中幼苗分化长势较好,且可有效减少板枣叶
片的脱落,增加幼苗的成活率(图 2)。骏枣以 MS培养基附加 6-BA2.0mg/L、IBA0.2mg·L-1最为有利于芽分
化和增殖,增殖率为 2.78倍,没有叶片黄化和脱落现象(图 3)。可见三种枣树中壶瓶枣和骏枣腋芽增殖要
求的激素种类和水平相同。
表 3 不同浓度配比的 BA、IBA、IAA对三种枣树幼苗增值的影响
图 1 壶瓶枣腋芽的分化 图 2 板枣腋芽的分化 图 3 骏枣腋芽的分化
2.2.3 碳源对三个枣树品种幼苗生长和增殖的影响 试验结果表明(表 4),在适宜激素配比条件下,三个
品种在高糖浓度(40g·L-1)下,芽增值率略高于低糖浓度(30g·L-1),幼苗生长健壮。在 30g·L-1条件下,试管
苗高度普遍增加,叶片较大,随着培养时间延长,叶片容易衰老脱落,尤其是下部叶片表现最明显,而高糖
浓度下则不易出现此种现象。品种间比较表明,板枣提高糖浓度时,不仅芽增值率降低,而且部分茎段腋芽
还没有生长叶片就开始枯黄,可见板枣只有在较低的糖浓度下才能正常生长。提高糖浓度对壶瓶枣和骏枣
没有太大的影响。
表 4 碳源对壶瓶枣、板枣和骏枣生长的影响
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2.3 试管苗的生根和移栽
将增殖的试管苗转接于生根培养基中,两周左右即有根原基产生,40d左右形成完整的根系。三个品
种枣树在附加 IBA1.0、1.5和 2.0mg·L-1的 1/2MS培养基中生根率几乎均可达到 100%(图 4)。IBA在较低
浓度时,根分化数相对少,但根长增加;而随 IBA的增加,根分化数增加,根长变短。IAA对枣试管苗生根效
果也较明显,但根生长情况次于 IBA;NAA也能诱导枣苗生根,但根分化率低,并易形成愈伤组织,不利于
根的发育。另外,试管苗生根时光照强度降低为 1000~2000Lx。生根培养前 10d培养温度为 28~30℃,以后
转入 25℃下培养,生根率较高,表明培养后期降低温度有利于根的形成和生长。
试管苗在生根培养基上生长约 40d后,选择生根良好的试管苗进行移栽。移栽前要光培炼苗 10~20d,
移栽到苗床上(河沙︰大田土,1︰1)后保持较高的湿度,移栽成活率可达到 90%以上(图 5、图 6),成活后
定植于大田。
图 4 生根培养 图 5 移栽 图 6 移栽后
3 讨论
尽管所有的植物细胞都具有重新形成完整植株的能力,但不是任何细胞都能表现出来的,同一植物不
同部位的细胞、组织和器官,其形态发生的能力,因母株的年龄、生理状态及取材季节而异。因此,选择适宜
的外植体对组织培养十分重要,是培养能否成功的关键之一[2,3]。由试验结果来看,从较幼龄母株上获取外
植体更有利于器官的分化和生长。另外,获取外植体的季节一般在植物生长期适宜。试验取材季节为初夏,
当枣树茎端刚刚萌发出幼嫩枣头时取材,获得了很好的培养效果。
三个枣树品种均在附加 6-BA、IBA的 MS培养基上启动培养成功,表明这三个品种对启动培养基的
要求无明显差异。在继代培养中,三个品种枣树腋芽分化和增殖时所需的激素种类和浓度明显不同。IBA
比 NAA、IAA更有利于壶瓶枣和骏枣茎段腋芽分化,生理作用更强,芽分化率最高,最适激素配比为 6-
BA2.0mg·L-1、IBA0.2mg·L-1;而 IAA更适合板枣茎段腋芽的分化。试验还表明,增加蔗糖浓度有利于骏枣和
壶瓶枣的分化,植株生长健壮,但植株的生长和叶片的展开受到一定程度的抑制。
诱导生根的培养基一般需降低无机盐浓度,以利于根的分化。采用 1/2MS培养基为生根培养基,蔗糖
也相应减半,试管苗生根效果良好。对于枣树试管苗生根诱导,普遍认为 IBA为最好的外源激素[4~8],但使
用的浓度有所不同。以 IBA对三个品种枣树试管苗生根作用效果较好,IAA次之,NAA容易诱导形成愈伤
组织,不利于移栽。
试管苗在人工控制条件下生长,移出试管后即由异养转为自养,环境条件的剧烈变化,影响着试管苗
移栽的成活率。对枣树试管苗的移栽进行了积极的探索,采用试管苗分级的方法对试管苗进行分类移栽,
这样既可以根据幼苗的具体情况采用不同的管理方法,又可以在幼苗成为商品苗时保持苗木的整齐一致
性,便于工厂化操作。移栽前进行光培炼苗,移栽后保持湿度对试管苗成活起着决定性作用。将炼苗后的试
管苗移栽到事先做好的苗床上,取得了较好的效果,移栽成活达 90%以上。
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同[7]。在研究中,两种外植体产生愈伤组织的能力不同,叶片比叶柄愈伤诱导能力强,表现在叶片出愈时间
早,且产生的愈伤组织多、质量也好,这与许多植物的表现一样[8,9]。植物生长调节剂的种类对愈伤组织的
诱导具有十分复杂而重要的影响,本研究表明 IBA和 NAA两种生长素促使叶片和叶柄以器官型进行分
化,而 2,4-D使两种外植体以器官发生型进行分化。通常条件下,生长素和细胞分裂素对诱导和保持愈伤
组织的高速生长是必要的,尤其是当生长素和细胞分裂素配合使用时效果更好,在本实验中也同样证明了
这一点。但在只含有 2,4-D的培养基上,愈伤组织的诱导率较低,产生的量也较少,愈伤的增殖倍数低,并
且不利于干物质的积累。当和一定浓度的 6-BA一起使用时,愈伤组织的诱导率大大提高,产生的愈伤组
织较多且质量好,而且有利于愈伤组织的增殖和干物质的积累。
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