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Technique of Tissue Culture of Acacia cincinnata

卷荚相思组培快繁技术研究



全 文 :林业科学研究 2016,29(4):603 609
ForestResearch
  文章编号:10011498(2016)04060307
卷荚相思组培快繁技术研究
王 鸿,黄烈健,施 琼,胡 峰
(中国林业科学研究院热带林业研究所,广东 广州 510520)
收稿日期:20151008
基金项目:国家“十二·五”科技支撑计划项目(2012BAD01B0402)
作者简介:王 鸿(1993-),女,硕士在读,研究方向为相思遗传育种.Email:wanghong1993ziyu@163.com
通讯作者:博士,副研究员,主要从事林木遗传育种研究.Email:13802987948@163.com
摘要:[目的]建立16年生卷荚相思优树组培快繁技术体系。[方法]以16年生卷荚相思优树的当年新生枝条带腋
芽茎段为材料,对卷荚相思外植体进行消毒、初代培养、增殖培养、生根培养和移植等。[结果]表明:通过对16年生
卷荚相思成年优树采条进行扦插,以扦插苗建立采穗圃,选取采穗圃中当年生健康无病虫害枝条的中段为外植体,
最佳消毒方式为75%的酒精处理0.5min和0.1%的升汞处理18min,其存活率达69.33%,芽诱导率达86.67%;
最佳初代培养基为改良MS+蔗糖40g·L-1,出芽率为91.33%。最佳增殖培养基为 MS+6BA0.5mg·L-1+
NAA0.1mg·L-1+蔗糖30g·L-1,35d增殖倍数可达3.50倍;最佳生根培养基为1/2MS+IBA0.25mg·L-1+
NAA0.5mg·L-1+蔗糖40g·L-1,15d生根率为96.11%;将生根苗移植至以沙为基质的营养杯中,存活率为
71.11%。[结论]研究解决了16年生卷荚相思成年优树外植体污染率高和芽诱导率低等问题,建立的组培快繁技
术体系对今后加快卷荚相思良种选育及优质苗木大量扩繁具有重要作用。
关键词:卷荚相思;组培快繁;外植体;选择;消毒
中图分类号:S722.3 文献标识码:A
TechniqueofTissueCultureofAcaciacincinnata
WANGHong,HUANGLiejian,SHIQiong,HUFeng
(ResearchInstituteofTropicalForestry,ChineseAcademyofForestry,Guangzhou 510520,Guangdong,China)
Abstract:[Objective]Toestablishthetechniquesystemoftissueculturefor16yearoldAcaciacincinnataelite
tree.[Method]Newbornbrancheswithaxilarybudsfrom16yearoldelitetreewerecolectedasexplantstostudy
thesterilizationstrategy,primaryculture,multiplicationculture,rootingandtransplantofA.cincinnata.[Result]
Acutingorchardwasestablishedbyusingthenewbornbranchesof16yearoldA.cincinnataelitetreesascutings.
Itwasprovedthatthemiddlepartofstemsegmentscolectedfromtheorchardwasthebest.Assterilizedwith75%
alcoholfor0.5minand0.1% HgCl2for18min,thesurvivalrateandshootingrateofexplantswere69.33% and
86.67% respectively;thebestprimaryculturemediumwasmodifyMS+sucrose40g·L-1,withgerminationrate
91.33%;thehighestmultiplicationindexwas3.50after35dculturedonMS+6BA0.5mg·L-1+NAA0.1mg
·L-1+sucrose30g·L-1;thebestmediumforrootingwas1/2MS+IBA0.25mg·L-1+NAA0.5mg·L-1+
sucrose40g·L-1withrootingrate96.11% aftercultured15d.Thesurvivalratereached71.11% afterbeing
transplantedtherootedplantletstonutritioncupwithsand.[Conclusion]Thisstudywouldhelptoresolvethe
problemsofsterilizationandshootinductionofmatureA.cincinnataelitetree,andthetissueculturetechnique
couldcontributetoA.cincinnatabreedingprogramandlargescaleseedlingpropagation.
Keywords:Acaciacincinnata;tissueculture;explant;selection;sterilization
林 业 科 学 研 究 第29卷
卷荚相思(AcaciacincinnataF.Mul)原产印度
尼西亚东部、澳大利亚昆士兰沿海和巴布亚新几内
亚南部等地[1],根系发达且具根瘤,生长迅速又耐瘠
薄,是十分重要的纸浆等工业用材树种[2]。20世纪
70年代引种入我国,目前在广东、福建、云南、广西、
海南等地逐渐受到重视,种植前景较大[3]。目前,卷
荚相思的苗木繁殖主要为种子,在树形、生长量、抗
性、纤维含量等性状上表现出较大的差异,造成人工
林生长不整齐,严重影响其林产品质量及其加工利
用。组培快繁技术在大量生产苗木的同时保持其母
株的优良性状,利于对优良性状的固定。因此,开展
卷荚相思组培快繁技术体系的研究,对其优良无性
系保持优良性状,快速繁殖及推广种植具重要意义。
周丽等[4]最早报道了卷荚相思组织培养育苗技
术,初步解决了卷荚相思种源不足的问题。汪长
水[5]、张月娇[6]以卷荚相思优树半木质化的带腋芽
茎段为外植体,通过研究外植体消毒、不定芽分化、
继代增殖和壮苗生根等过程,对卷荚相思组织培养
技术进行了研究。陈翔[7],张月娇[6]经过系统研
究,获得了较高的生根率;但已报道的卷荚相思培养
体系,存在外植体污染率高,增殖倍数低等主要问
题,阻碍了卷荚相思组培技术的推广应用,同时也影
响着卷荚相思良种选育的进度。本试验通过对外植
体选择、消毒方式等进行研究,解决成年优树外植体
芽诱导高污染率的问题,并对芽诱导、增殖培养、生
根移植进行系统研究,进一步完善卷荚相思组培技
术体系。
1 试验材料
试验材料来源于广东省江门市新会区国家重点
相思良种基地。本研究从卷荚相思试验林中通过对
比胸径、树高、干形等因子,选取16年生抗风直杆型
优良单株ACN12001(图1A),以当年新生枝条含腋
芽的茎段为试验材料。
2 试验方法
2.1 卷荚相思消毒体系建立及初代培养
2.1.1 升汞和酒精消毒时间的选择 将采集的当
年生枝条剪去叶片,洗衣粉水浸泡30min,软毛刷洗
净后流水冲洗2h,剪成长1.0 2.0cm带腋芽的
茎段,在超净工作台上用0.1%的升汞和75%的酒
精进行消毒,75%酒精处理设置0.5、1min,分别与
0.1%升汞处理15、18、25min进行组合。消毒后用
无菌水冲洗4 6次,滤纸吸干表面水分后接入初
代培养基。
2.1.2 外植体来源的选择 材料1:以 ACN12001
当年新生枝条含腋芽茎段为试验材料;材料 2:将
ACN12001当年新生长10 15cm的枝条用300mg
·L-1ABT浸泡枝条基部 30 60min后,插入经
800mg·L-1多菌灵消毒后的黄土为基质的营养袋
中,2个月后,将存活的卷荚相思扦插苗按材料来源
进行编号并建成采穗圃(图1B),以1年生采穗圃中
腋芽饱满的枝条且含腋芽的茎段为试验材料。
将以上2种材料用2.1.1节中选出的最佳消毒
方法消毒后接入初代培养基。
2.1.3 材料部位的选择 以材料2为外植体来源,
将枝条的第1 3腋芽茎段(上段)、第3 5腋芽
茎段(中段)、第7 8腋芽茎段(下段)剪成长1.0
2.0cm带腋芽茎段(图1C),按2.1.1节确定的
最佳消毒时间消毒后接入初代培养基。
A:卷荚相思优良单株;B:卷荚相思优良无性系采穗圃;
C:卷荚相思组培快繁材料的选择;D:卷荚相思外植体的
初代培养;E:卷荚相思增殖培养;F:卷荚相思生根培养;
G:卷荚相思生根苗;H:卷荚相思移植
图1 卷荚相思组培快繁体系
2.1.4 采条季节的选择 以材料2为外植体来源,
分别于1、5、9月剪取当年生含腋芽枝条,将卷荚相
思当年生腋芽饱满枝条的第 3 5腋芽茎段(中
段),按2.1.1节确定的最佳消毒时间消毒后接入初
代培养基中。
2.1.5 卷荚相思初代培养基选择 选用上述步骤
中(2.1.2 2.1.4)最佳外植体类型,将消毒后的外
植体接种至初代培养基中。基本培养基选择 MS、
1/2MS、改良 MS,6BA浓度选择0.0、0.5、1.0g·
L-1,蔗糖浓度选择20、30、40g·L-1,设置L9(3
3)正
交试验。
以上2.1.1 2.1.5试验,除特殊说明外,均以
406
第4期 王 鸿,等:卷荚相思组培快繁技术研究
MS为基本培养基,添加琼脂7g·L-1、蔗糖30g·
L-1,pH值6.0左右。每个处理接种50瓶,每瓶接
种1个外植体,重复3次。接种30d后调查其生长
情况,统计其污染率、褐化率、存活率、出芽率。
污染率=污染数/接种数×100%
褐化率=褐化数/接种数×100%
存活率=存活数/接种数×100%
出芽率=出芽数/存活数×100%
2.2 卷荚相思增殖培养
2.2.1 增殖培养中6BA浓度筛选试验 将初代培
养获得的无菌芽接入添加NAA0.1mg·L-1的增殖
培养基,向增殖培养基中分别添加浓度为0.1、0.5、
1.0、1.5mg·L-1的6BA。
2.2.2 增殖培养中NAA浓度筛选试验 将初代培
养获得的无菌芽接入添加6BA0.5mg·L-1的增殖
培养基中,向增殖培养基中分别添加浓度为0.01、
0.25、0.75、1.00mg·L-1的NAA。
以上2.2.1 2.2.2试验,每组试验接种60株,
3次重复,接种 35d后调查生长情况并统计增殖
倍数。
2.3 卷荚相思生根培养
2.3.1 生长素对生根的影响 将增殖培养获得的
健壮无菌芽接入生根培养基中,分别添加浓度为
0.1、0.5、1.0、1.5、2.0mg·L-1的NAA、IAA、ABT。
2.3.2 生长素交相互作用对生根的影响 将增殖
培养获得的健壮无菌芽接入生根培养基中,分别添
加IBA0.25、0.50、0.75mg·L-1和 NAA0.25、
0.50、0.75mg·L-12种生长素3×3组合浓度。
2.3.3 最佳生根培养基筛选试验 基本培养基选
择MS、1/2MS、改良MS,蔗糖浓度选择20、30、40g·
L-1,活性炭浓度选择0.05、0.10、0.20g·L-1,设置
L9(3
3)正交试验。
2.3.4 茎段长度对生根的影响 将健壮的增殖芽
分别剪成含1、2、3个腋芽的茎段分别接种至2.3.3
节筛选出的最佳生根培养基中。
以上2.3.1 2.3.4试验,除特殊说明外,均以
MS为基本培养基,添加琼脂7g·L-1、蔗糖30g·
L-1,pH值6.0左右。每个处理接种60个芽,重复3
次,接种15d后调查生长情况并统计其生根率、生
根数。
增殖倍数=增殖后获得的苗数/用于增殖的接
种数
生根率=生根的株数/接种总株数×100%
平均每苗生根数 =生根苗的总根数/总生根
苗数
2.4 培养条件
将培养瓶置于温度(25±2)℃、光周期14h·
d-1、光照强度2500Lx的培养室中培养。
2.5 卷荚相思移植
于11月至次年3月进行生根苗移植试验。生
根后继续培养10 15d,移于室温25 30℃的环
境下开盖炼苗5d,洗净根部的培养基后移植到经
800mg·L-1多菌灵消毒过的营养袋中。移植基质
选择:黄心土、黄心土∶沙(3∶1)、黄心土∶沙(2∶1)、
黄心土∶沙(1∶1)、沙,每种基质栽种60株,移植2个
月后调查生长情况并统计其存活率。
2.6 数据统计分析
将生根数、增殖倍数等数据进行 P1/2转化、百
分率数据进行反正弦(y=arcsin(P1/2))转化后,再
使用Excel、SPSS18.0对数据进行处理和方差分析,
以最小显著差数法(LSD)(p<0.05)评价差异的显
著性。
3 结果与分析
3.1 外植体的消毒及初代培养
3.1.1 升汞和酒精消毒时间的选择 初代培养3
5d后,部分外植体污染,第15d调查消毒效果
(表1)。分析表明:升汞和酒精的消毒时间对外植
体的污染率、褐化率、存活率和出芽率的影响差异均
显著。随着消毒剂时间的延长,污染率呈下降趋势,
但褐化现象逐渐严重,存活率先升高后下降。升汞
和酒精处理时间分别为 18、0.5min时,污染率为
48.00%,褐化率最低,为1.33%,出芽率和存活率均
较高,分别为58.00%和50.67%,故而选择此消毒
方式。
表1 消毒时间对卷荚相思消毒效果的影响
消毒时间/min
75%酒精 0.1%升汞
染率/

褐化率/

存活率/

出芽率/

0.5 15 71.33a 2.67c 26.00 64.00a
0.5 18 48.00b 1.33c 50.67 58.00ab
0.5 25 37.37bc 15.33b 47.33 40.67b
1 15 56.67ab 15.33b 28.00 47.33ab
1 18 36.67bc 18.00b 45.33 36.67bc
1 25 29.33c 28.67a 42.00 21.33c
  注:同一列中不同小写字母代表显著差异(P<0.05)(LSD法),
下同。
3.1.2 外植体来源的选择 由表2可知:直接以优
树枝条茎段为外植体时,外植体污染率高,存活率和
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林 业 科 学 研 究 第29卷
出芽率低;优树枝条通过扦插繁殖,建立优良无性系
采穗圃,以采穗圃中当年生枝条为材料时,污染率降
低,存活率和出芽率提高。因此,材料2是较适宜的
外植体来源。
表2 外植体材料来源对卷荚相思消毒效果的影响
材料 污染率/% 褐化率/% 存活率/% 出芽率/%
1 48.67 4.67 46.67 59.17
2 33.33 5.33 61.33 71.67
3.1.3 材料部位的选择 从表3可知:选择半木质
化枝条中段时,污染率为 28.00%,存活率最高
(69.33%),出芽率也较高(86.67%)。因此,最佳
外植体材料为半木质化枝条中段。
表3 外植体部位对卷荚相思消毒效果的影响
材料部位 污染率/% 褐化率/% 存活率/% 出芽率/%
上段 26.67b 16.67a 56.67b 87.33a
中段 28.00b 2.67b 69.33a 86.67a
下段 52.00a 2.00b 46.00b 55.33b
3.1.4 采条季节的选择 表4表明:不同季节采集
的外植体的污染率等指标均差异显著。综合各指
标,最适宜的采条季节为9月,存活率和出芽率分别
为65.33%和81.33%。
表4 采条季节对卷荚相思消毒效果的影响
采集时间/月 污染率/% 褐化率/% 存活率/% 出芽率/%
1 40.67b 5.33b 54.00b 56.67b
5 49.33a 11.33a 39.33c 86.00a
9 30.67c 4.00b 65.33a 81.33a
3.1.5 卷荚相思初代培养基选择 外植体接入初
代培养基中15d后腋芽开始萌发,30d左右腋芽可
长至2 3cm。由表5、6可知:6BA和基本培养基
对卷荚相思出芽率的影响极显著,蔗糖浓度对出芽
率的影响差异不显著。多重比较(表7)表明:培养
基中不添加细胞分裂素6BA时,出芽率为82.22%,
极显著高于其他 2组,且叶片舒展,茎段粗壮(图
1D);而添加激素的培养基诱导的腋芽叶片扭曲,茎
段短粗,基部形成大量愈伤组织。基本培养基以改
良MS最佳,芽诱导率为67.78%。不同蔗糖浓度对
出芽率的影响差异不显著。综上所述,卷荚相思的
最佳初代培养基为改良MS+蔗糖40g·L-1。
3.2 卷荚相思增殖培养
表8表明:在增殖培养基中固定添加 NAA0.1
mg·L-1时,随着6BA浓度的增加,增殖倍数呈先
表5 6BA、蔗糖和基本培养基对卷荚相思初代培养的影响
6BA/
(mg·L-1)
蔗糖/
(g·L-1)
基本
培养基
出芽率/

描述
0.0 20 MS 67.33 芽健壮,但生长缓慢
0.0 30 1/2MS 88.00 芽健壮,但生长缓慢
0.0 40 改良MS 91.33 芽健壮,但生长缓慢
0.5 20 1/2MS 50.67 芽健壮,生长速度快
0.5 30 改良MS 68.00 芽健壮,生长速度快
0.5 40 MS 44.67 芽健壮,生长速度快
1.0 20 改良MS 44.00 芽丛生,玻璃化现象
1.0 30 MS 25.33 芽丛生,玻璃化现象
1.0 40 1/2MS 40.00 芽丛生,生长缓慢
表6 卷荚相思初代培养方差分析
项目 平方和 自由度 均方 Sig
6BA 9573.630 2 4786.815 0.000
蔗糖 199.407 2 99.704 0.175
基本培养基 2224.296 2 1112.148 0.000
误差 1048.296 20 52.415 -
总计 102948.000 27 - -
表7 卷荚相思初代培养3个因素出芽率的多重比较
因素 水平 出芽率/% P=0.05 P=0.01
0.0 82.22 a A
6BA 0.5 54.44 b B
1.0 36.44 c C
20 54.00 a A
蔗糖 30 60.44 a A
40 58.67 a A
MS 45.78 c C
基本培养基 1/2MS 59.56 b B
改良MS 67.78 a A
  注:同一列中不同大写字母表示差异极显著(P<0.01),不同小
写字母表示差异显著(P<0.05)。
上升后下降的趋势;当6BA为1.5mg·L-1时,芽
长势较慢,有玻璃化现象。在增殖培养基中固定添
加6BA0.5mg·L-1时,随着 NAA浓度的升高,增
殖倍数下降,但增殖苗的长势随 NAA浓度的增加明
显改善;NAA为0.01mg·L-1时,增殖倍数最高为
3.63倍,但增殖芽长势较差;NAA为1.0mg·L-1
时,增殖芽的长势达到最佳状态,但增殖倍数较低。
综上所述,卷荚相思最佳增殖培养基为 MS+6BA
0.5mg·L-1+NAA0.1mg·L-1+蔗糖30g·L-1,
增殖芽长较势好,增殖倍数高(3.50倍)(图1E)。
3.3 卷荚相思生根培养
3.3.1 生长素种类及浓度对生根的影响 由表9
可知:不同激素种类及浓度对卷荚相思生根的影响
差异显著。随IBA和NAA浓度的增加,生根率先上
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第4期 王 鸿,等:卷荚相思组培快繁技术研究
表8 植物激素对卷荚相思增殖的影响
激素
浓度/
(mg·L-1)
增殖
倍数/倍
描述
0.1 1.74b 芽高大健壮,有少数芽生根
6BA
0.5 3.50a 芽较高,叶片较绿
1.0 2.72a 芽丛生,芽较矮小,部分叶片卷曲
1.5 3.11a 芽丛生,有效芽少,叶片黄,玻璃化
0.01 3.63a 芽丛生,矮小,有效芽少,玻璃化
NAA
0.25 2.75ab芽丛生,较高,叶片较绿
0.75 2.33b 芽较高,叶片较绿
1.00 2.50b 芽高大健壮,有多数芽生根
升后下降,IBA浓度为1.0 1.5mg·L-1时,生根
率均在90%以上,平均根数达3.5根以上;NAA浓
度为1.0 1.5mg·L-1时,生根率均达75%以上;
虽然随IAA浓度的增加生根率上升,但生根苗长势
较差,不适宜作为诱导生根的激素。
表9 生长素种类及浓度对卷荚相思生根的影响
激素 浓度/(mg·L-1) 生根率/% 根数/条
0.1 73.02b 2.88bc
0.5 81.06ab 3.23b
IBA 1.0 91.63a 3.95ab
1.5 92.78a 3.53ab
2.0 77.78ab 3.99a
0.1 55.56bc 1.94c
0.5 70.20bc 2.04c
NAA 1.0 77.78ab 2.70bc
1.5 81.11ab 3.11b
2.0 71.43bc 3.72ab
0.1 34.92d 1.66c
0.5 53.97c 1.72c
IAA 1.0 63.49bc 1.91c
1.5 76.19ab 2.24c
2.0 76.19ab 2.23c
3.3.2 生长素交互作用对生根的影响 生根培养
7d即开始生根,根和芽的生长情况均较好,比单个
激素诱导生根缩短2 3d。第15d调查结果(表
10)表明:不同激素种类及浓度诱导的卷荚相思生根
率、平均根数差异显著。当在培养基中添加 IBA
0.25mg·L-1和 NAA0.50mg·L-1,生根效果最
好,生根率最高为95.24%,平均根数为3.31;当2
种激素浓度逐渐增加时,生根率下降,根数增加。实
际观察发现,高浓度激素诱导形成的根系粗且短,在
基部有愈伤组织形成,且后续的移植试验中,此类生
根苗的移植存活率较低。因此,卷荚相思生根不宜
选用高浓度的生长素。
表10 生长素交互作用对卷荚相思生根的影响
IBA/(mg·L-1) NAA/(mg·L-1) 生根率/% 根数/条
0.25 0.25 82.54ab 2.12c
0.25 0.50 95.24a 3.31b
0.25 0.75 90.56ab 3.74b
0.50 0.25 76.59b 3.29b
0.50 0.50 82.54ab 3.26b
0.50 0.75 73.81b 4.40ab
0.75 0.25 80.95ab 3.78b
0.75 0.50 69.05b 3.98ab
0.75 0.75 64.29b 4.87a
  注:同一列中不同小写字母代表显著差异(P<0.05)(LSD法)。
3.3.3 基本培养基、蔗糖、活性炭对卷荚相思生根
的影响 由表11可知:基本培养基类型对生根率的
影响显著,以 1/2MS为基本培养基时生根效果最
佳,MS次之,改良 MS最差。在蔗糖浓度为40g·
L-1,卷荚相思生根率在90%左右;此外,生根率均
随培养基中活性炭浓度的增加而下降,当浓度为
0.20mg·L-1时,生根率仅56.11%;虽然活性炭不
利于卷荚相思的生根,但茎、叶及根系的长势均随活
性炭浓度的增加有明显改善。
表11 基本培养基、蔗糖、活性炭对卷荚相思生根的影响
因素 水平 生根率/% 根数/条 苗长势
MS 87.78a 3.63a +
基本培养基 1/2MS 96.11a 3.86a ++
改良MS 81.67b 3.06b ++
20 65.00b 2.25b +
蔗糖/(g·L-1) 30 70.56b 2.53b ++
40 90.56a 3.88a ++
0.05 70.00a 2.22a +++
活性炭/(g·L-1) 0.10 66.11a 1.96ab +++
0.20 56.11b 1.67b +++
3.3.4 不同茎段长度对生根的影响 不同茎段长
度对生根的影响差异不大,生根率均在93%以上,
生根条数均在3.6左右。含1个腋芽的茎段,生根
苗长势较差;含2个腋芽和3个腋芽的茎段,生根苗
长势均较好。因此,选择含2个腋芽的茎段作为生
根材料,在实际生产中可以提高苗木的移植效率(图
1F、G)。
表12 茎段长度对卷荚相思生根的影响
茎段长度 生根率/% 根数/条 苗长势
含1个腋芽 93.65a 3.64a ++
含2个腋芽 95.24a 3.71a +++
含3个腋芽 95.63a 3.57a +++
706
林 业 科 学 研 究 第29卷
3.4 卷荚相思移植
卷荚相思组培生根苗移植至黄心土、黄心土∶沙
(3∶1)、黄心土∶沙(2∶1)、黄心土∶沙(1∶1)、沙5种
基质的存活率分别为 63.33%、60.00%、66.67%、
70.00%、71.11%,以沙为基质时,移植存活率最高
(图1H)。
4 讨论
组培技术在优良新品种培育、筛选及良种快繁
等林木科研和生产中具有重要应用价值。目前,关
于卷荚相思组培技术的相关报道虽然较多,但仍存
在外植体污染率高、出芽率低等缺点,而有效的外植
体选择和处理,能确保降低污染率,提高芽诱导率,
是整个组培技术体系的重要环节。
前人研究多以优树腋芽为外植体建立组培技术
体系,对其消毒策略重视不够,并且优树枝条采集不
便,难以消毒,建立的技术体系存在污染率高的问
题[1,4-6]。汪长水[5]研究了卷荚相思树冠不同部位
的茎段及不同的采集季节,确定了外植体的最佳来
源部位和采集季节,但也存在出芽率较低的问题。
本试验在开展卷荚相思快繁技术体系研究时,通过
对外植体来源、采集季节、外植体木质化程度、预处
理,消毒等方面的系统研究,解决了卷荚相思外植体
污染率高、芽诱导率低的问题,并建立了较好的增
殖、生根技术,研究结果对今后的卷荚相思良种选育
具有重要意义。
研究表明,同一植株的不同部位或组织器官发
生能力各不同[8],源自不同部位的外植体对应着不
同的消毒策略,二者共同影响其器官的发生能力。
施琼等[9]和黄烈健等[10]指出,枝条中部半木质化的
茎段为最佳外植体。本试验对枝条不同部位茎段对
消毒效果和芽诱导率的影响进行研究,结果表明:最
佳外植体为中段半木质化茎段,其污染率为
28.00%,存活率最高(69.33%),出芽率也较高
(86.67%);顶端的茎段出芽率最高(87.33%),但
褐化率也最高(16.67%);底端木质化程度高的茎
段虽然褐化率最低 (2.00%),但污染率最高
(52.00%),出芽率和存活率都较低 。可能是枝条
顶端的腋芽生长旺盛,出芽率高[11-12],但其木质化
程度低,腋芽幼嫩,容易被消毒剂杀死,出现高褐化
率;而枝条底端木质化程度高,易褐化[13],且微生物
容易通过导管等组织进入枝条内部,导致高污染率。
因此,选择低污染率同时能保证高出芽率的中部半
木质化茎段作为外植体是最好的。
芽诱导的成功与否除了受茎段的木质化程度影
响外,还受茎段来源的影响。本试验中,取自优树枝
条扦插建立采穗圃的外植体,污染率为33.33%,其
存活率和出芽率均高于直接采自优树枝条的外植
体。可能是经过扦插精心培育后的采穗圃枝条,其
内生菌较野外生长的优树枝条的少;然而,目前的研
究、生产均主要直接从优树上获取外植体[4-6,14]。
因此,采集优树枝条建立采穗圃不仅能供应质量稳
定的试验所需外植体,还能降低采集枝条的难度,提
高工作效率。
获取外植体的季节对污染率及出芽率也有显著
影响。黄骐 [14]指出,连续数日晴热干燥天气后采集
的外植体污染率较低。续九如等[15]指出,在7、8月
旺盛生长期,植物内源激素含量高,外植体的出芽率
高。本试验中,1月采集的卷荚相思枝条污染率高,
而且存活率也偏低,5月的枝条虽然出芽率高(与最
高出芽率的差异不显著),但污染率最高,而9月采
集的枝条相对污染率低、出芽率高,这可能是因为9
月高温少雨,植物生长旺盛,内生菌含量低。9月是
卷荚相思生长的旺盛时期,推测其高含量内源激素
利于外植体生长、出芽。
外植体选择对应着相应的消毒策略,在确定消
毒剂种类及消毒时间的同时,要注意观察外植体的
形态结构,不同物种区别对待。试验中,升汞和酒精
处理时间分别为 25、1min时,污染 率 最 低
(29.33%),褐化率最高(28.67%);二者处理时间
分别为18、0.5min时,虽污染率上升了18.67%,但
褐化率最低(1.33%),出芽率(58.00%)显著提高。
这是由于卷荚相思不仅木材紧实,且外植体表面密
被绒毛,不易与消毒剂直接接触作用,延长消毒时间
利于消毒,但消毒时间过长会导致褐化严重。因此,
应折衷选择消毒较充分,但褐化率较低的消毒时间。
由于卷荚相思枝条外被绒毛,容易藏纳污垢,故
消毒剂处理前做相应的预处理,使后续消毒处理更
容易。张月娇[6]在对卷荚相思组培研究中,对外植
体消毒前用5g·L-1灭菌剂浸泡,利于污染率的降
低。本试验在消毒前仔细刷洗,保证外植体的清洁
度,降低消毒难度。对枝条的预处理也是消毒的重
要环节,依外植体清洁度决定预处理策略(若清洁度
高可直接用灭菌剂浸泡,清洁度低则增加刷洗环
节),可在保证低污染率的同时提高工作效率。良好
的消毒处理是控制培养污染的源头,同时培养中需
806
第4期 王 鸿,等:卷荚相思组培快繁技术研究
严格防止交叉污染,二者结合控制污染率,提高存
活率。
5 结论
本研究结论主要如下:(1)建立了外植体选择
及消毒体系。9月份从采穗圃(优树枝条扦插建立
的)采取当年生枝条中部半木质化茎段,消毒之前预
处理(用毛刷仔细刷洗),最佳消毒时间为升汞处理
18min和酒精处理0.5min,污染率、存活率和出芽
率的综合效果最好,存活率高达69.33%,出芽率高
达86.67%。(2)最佳初代培养基为改良MS+蔗糖
40g·L-1,出芽率为91.33%。(3)最佳增殖培养
基为MS+6BA0.5mg·L-1+NAA0.1mg·L-1
+蔗糖30g·L-1,增殖芽长势好,增殖倍数为3.50
倍。(4)最佳生根培养基为1/2MS+IBA0.25mg
·L-1+NAA0.5mg·L-1+蔗糖40g·L-1,生根
率(96.11%)最高,平均根数为3.31。(5)移植以沙
为基质,其存活率(71.11%)最高。研究建立了16
年生卷荚相思完善的组培技术体系,为今后卷荚相
思良种选育及工厂化育苗奠定重要基础。
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(责任编辑:徐玉秀)
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