全 文 ：第 5 卷 第 1 期
1 9 9 2 年 2 月
林 业 科 学研 究 V o l. 5 , N o .
FO R E S T R E S E A R C H F
e b 二 1 9 9 2
杉木离体培养中的钙 、镁盐效应 .
诸葛强 阀国宁
(中国林业科学研究院亚热带林业研究所 )
摘要 本文设计了有不同浓度氯化钙 (C a C I: ·ZH : O〕、 硫 酸镁 (M g S O ‘· 7 H ZO ) 处理的培养
基 , 对杉木离体培养体的嫩梢增殖及其对钙 、 镁吸收量的影响 , 以及培养基中钙 、 镁残留量状况
的试验 , 从中筛选出适 合于杉木大批量组培繁殖的钙 、 镁盐浓度水平 。 建议采用的浓度为 : 氯化
钙 40 。二 g / L , 硫酸镁 4 0 0 9 / L 。 此外 , 试验结果还显示 : 对衫木离体培养来说 , 钙盐的效应高
于镁盐的效应 , 高浓度钙盐对形成愈伤组织有利 , 对芽的分化不利 。
关工词 杉木 , 氯化钙 , 硫酸镁 , 组培繁殖
近年来 , 随着林木无性繁殖技术的改进 , 特别是组织培养和工厂化育苗技术的应用 , 无
性系林业将不断发展 [ ’一 3 了。 杉木作为南方重要的用材树种之一 , 多数采用传统的实生苗造林 ,
由于种子变异性与产量不足 , 迫切需要选择那些具有特高增益的优良单株进行无性繁殖 , 以
满足 日益增长的要求I’l 。
迸行大规模的杉木组织培养繁殖 , 基本培养基的选择是关系到组培苗数量 、 质量以及成
本的关键环节。 为此 , 我们 已对基本培养基中大量元素氮 、 磷 、 钾相应的三种盐类浓度水平
进行了比较筛选试验 [01 , 得到了较为理想的浓度选择 。 本试验从不同浓度钙 、 镁盐 (C a cl : ·
ZH刀 、 M g SO ‘ · 7H刀) 处理的培养基 , 对杉木离体培养 的 影响 , 以及培养体对钙 、 镁吸收
和培养墓中钙 、 镁残留状况试验中 , 确定较适合于杉木组培繁殖的钙 、 镁盐浓度范围 , 为进
一步完善杉木组培工厂化繁殖体系提供理论与实验依据 。
1 材料和方法
1
.
1 试验材料
试验材料取自杉木 (C : n o i, g ha二‘a la n ee o la ta (L a m b . ) Ho o k ) 的多次继代培养物 。 剪
取约 4 c m 长 、 不带愈伤组织块的无菌嫩梢 , 接种于设计有不同浓度氯 化钙、 硫酸镁处理的
培养基上 。 每种培养基重复 6 次。 培养物置于 25 士 3 ℃ , 光 、 暗周期为16h /s h (1 5 0 lx) 条
件下 , 培养 2 个月后 , 分别测定供试材料的培养物总重 、 嫩梢增殖总数 、 有效嫩梢数 、 平均
有效嫩梢长度、 嫩梢品质以及培养体与培养基中的钙 、 镁含量 。 钙 、 镁含量采用原子吸收光
谱法测定。 嫩梢品质分级标准如下 :
工级 : 增殖的嫩梢数量多 , 多数在 1 . s c m 以上 , 梢条粗壮 , 叶色深绿 。
1 级 : 增殖的嫩梢数量多 , 多数在 1 . s c m 以上 , 但梢条较细 , 叶色略淡 。
皿级 : 增殖的嫩梢数较少 , 多数在 1 。5 c m 以下 , 梢条较细 , 叶色淡。
本文于1 9 9 1 年元月 23 日收到 。
* 本项 目为中国林业科学研究院院基金资助课晒的研究内容之 一 。 钙 、 铁含皿 山浙江省农科院中心化脸室洲定 , 诬致
甘忱 。
1 期 诸葛强等 : 杉木离体培养中的钙、 镁盐效应
万级 : 增殖的嫩梢数极少 , 几乎无 1 . 5 c m 以上的可用嫩梢 , 多数培养体 2 个月以后渐
趋死亡。
V 级 : 无嫩芽及嫩梢增殖 , 2 个月以后培养体几乎全部死亡 。
1
.
2 培养基设计
培养基中大量元素氮、 磷 、 钾相应 盐 类 浓 度为 : 硝酸钱 (N H ‘N O s) 8 50 功g / L , 硝 酸
钾 (K N O 3 ) 2 。。0 m g / L , 磷酸二氢钾 (K H护0 4) 1 0 m g / L 。 微量元素 及维生素类 均 采 用
Mur as hi g e 和 Sko o g (M S) 基本培养基 , 附加低浓度的 B A (6一节基腺喋吟 ) 和 IBA (叫嵘
丁醉), 蔗糖浓度为3 % , 琼脂为 7. 5 9 / L 。 每号培养基总用量为 2 0 m l。 p H 值调至 5 · 8 ,
培养基均于1 21 ℃灭菌 20 m 讼 。 氯化钙 、 硫酸镁处理浓度见表 1 。
表 1 级化钙与硫酸拱对杉木离体培养的影晌
梢质幻嫩姗知级品仔物重)养. 9培总l组号
培养
基号
氯化钙浓度
Ca C I:
·
ZH : O
(m g / l)
硫酸 镁浓度
M g SO 一 7 H : O
(m g / I)
总嫩梢 数
(条 )
平均有 效
嫩梢长 度
e m )
7
8
1 4
1 0
4
1
。
9
Z
。
3
乎皿
5
。
2
4
。
4
几舀
5
b,口11,上1山nn甘八“nU几U八”n引曰口“J,4‘4
8 5 1 2
.
6 1
1 4 5
.
3 3
.
2 1
1 5 5
.
9 3
, 吐 I
1 1 4
.
5 2
.
8 1
6 3
.
6 2
.
6 皿
‘工nb八口任n‘土上,儿一.0
2 0 0
4 0 0
8 0 0
1 6 C0
n八U.内Unn比
八Un“血”跪目曰24h朽‘七4屯d吐
口上
234576801
2 结果和讨论
2
。
1 杉木离休培养中的钙盐效应
不带愈伤组织块的杉木无菌嫩梢被接种于不同浓度氯化钙处理的培养基 上 , 3 个 星 期
后 , 3 号培养基中的杉木外植体基部开始萌发小芽 , 其它培养基中的培养体也紧接着出现小
芽 , 其中 1 、 5 号培养基中的萌发最迟 。 芽的生长以 3 号培养基中的最快 , 所萌发的嫩梢平
均长度也最长 , 达 3 · 4 c m 。
对照试验 ( Cacl : · ZH : O 为 。 )和氯化钙浓度较低 ( 2 0 0 m g / L ) 的培养基中的培养体 , 虽
也能萌发芽 , 但后期生长均较差 , 其嫩梢细而短 , 增殖的有效嫩梢数也较少 , 其中 1 号培养
基中的嫩梢最终叶色变淡黄 , 生长停止。 这表明培养基中如缺钙盐或钙盐浓度较低 , 对杉木
离体培养的嫩梢生长有抑制作用 。
高浓度氯化钙 ( 8 。。m g / L 以上)处理的培养基上接种的嫩梢基部萌发的芽较少 , 并且嫩
梢切口处形成许多结实的愈伤组织 。 这可能是当培养基中氯化钙浓度较高时 , 培养物易形成
愈伤组织 。 但此种愈伤组织不易进一步分化形成芽。 还有一个引人住意的现象 , 在高浓度氯
化钙 ( 8OO m g / L 以上 ) 处理下 , 虽然接种体基部萌发的嫩梢数较少 , 但原先接种的嫩梢却伸
长了许多。
在本试验第 工组培养基中, 从不同浓度氯化钙处理对杉木离体培养嫩梢增殖的影 响 (见
林 业 科 学 研 究 5 卷
表 1 )可得出 , 当培养基中硫酸镁浓度为 40 0 m g / L 时 , 在氯化钙浓度为。~ 40 0 m g / L的范围
内 , 三种培养基中的培养体的总重量 、 萌发总芽数 、 有效嫩梢数 、 平均有效嫩梢长度均随着
氯化钙浓度的提高而增加 , 并在氯化钙浓度为 4 0 m g / L 时出现最高值 , 以后则随着氯化钙
浓度的升高而下降 , 其变化趋势类似于一抛物线 。
2
.
2 杉木离体培养中的镁盐效应
硫酸镁处理对杉木离体培养的影响不同于氯化钙处理 , 在所设计的各培养基中 , 培养体
萌芽时间变化不大 , 并且 6 、 7 、 8 号培养基中的培养体的各项测定值变化不很明显。 在对
照 (M g SO ‘· 7H 2 0 浓度为 0 )、 低浓度 (M g so ‘· 7 H : 0 为 2 0 0 mg / L ) 和中等浓度 (M g 争0 ‘·
7 H zo 为 4 0 m g / L )处理试验中 , 虽浓度为 4 0 m g / L 时出现了最高值 , 但与其余两者的结
果相近 , 而高浓度 (8 0 0 m g / L 以上 )硫酸镁处理对杉木离体培养的影响却相对好 于高浓度氯
化钙处理 。 这说明 : 对杉木离体培养来说 , 镁盐的影响要弱于钙盐的影响。
试验结果 (表 1 )也表明 , 在本试验第 l 组培养基中 , 不同浓度硫酸镁处理对杉木离体培
养影响的变化趋势也类似于一抛物线 , 在氯化钙浓度固定为 40 0 m g / L 的条件下 , 当培养基
中硫酸镁浓度为 40 0 m g / L 时 , 各项测定值均出现最高值 , 这与氯化钙处理试验中出现最高
值的浓度 区域是相吻合的 。 另外 , 在高浓度 (8 0 0 m g / L 以上 )硫酸镁处理下 , 同 样 , 是原先
接种的嫩梢伸长了很多 , 其相对萌发的芽数不多。
2
.
3 钙 、 镁的吸收与残留状况
从图 1 、 图 2 可看出 , 由于杉木培养体在其生长和增殖过程中 , 从培养基 中吸收 Ca 、
M g
, 使培养基中的 Ca 、 M g 含量在培养前后发生了明显变化(图 1 )。 在培养基中硫酸镁的
含量一定而氯化钙的含量变化的条件下 (表 1 中 工组) , 杉木培养体所吸收的钙量是与培养墓
中氯化钙的含量成正比的 ; 而培养体对镁的吸收量也随着培养基中氯化钙浓度的提高而稍有
增加 , 当氯化钙浓度为 8 0 m g / L 时达到最大值 , 但是 , 当氯化钙浓度达到最大 浓 度 处 理
( 1 60 0 m g / L )时 , 培养体所吸收的镁量反而下降(图 2 一A )。 这可能是当培养基, 中氯 化 钙
的浓度较高时 , 杉木培养体的生长受到抑制 , 使其对镁的吸收量也相应地减少了 。
在培养基中氯化钙的含量一定而硫酸镁的浓度变化的条件 下 (表 1 中 1 组 ) , 杉 木 培养
体吸收镁的量也是随着培养基中硫酸镁浓度的提高而增加 (图 2 一 B ) , 这与在硫酸镁的 含 量
一定而氯化钙的含量变化的条件下培养体对钙的吸收状况相类似 。 而杉木培养体对钙的吸收
状况却出现了与 工组试验不同的结果 (图 2 一 B ) , 即当硫酸镁 处 理 浓 度为 2 0 m g / L ( 7 号
培养基 )时 , 培养体对钙的吸收出现最大值 , 而当硫酸镁 浓 度为 4 0 m g / L ( 8 号培养基 )时
为最小值 , 其原因有待进一步探讨 。
碱土金属中的钙 、 镁是植物生长必需的矿质元素 , 对植物一系列的生理活动起着重要的
作用 。 从本试验可初步得出以下几点。
(1 ) 当培养基中氯化钙浓度为 40 0 m g / L 、 硫酸镁浓度为 4 0 m g / L 时 , 杉木 离体培养
嫩梢增殖多且生长健壮 , 适合于进行大批量组培繁殖 。
(2 ) 在培养基中硫酸镁浓度为 4 0 m g / L 的 条件下 , 如 氯 化钙 浓 度 为 o 或较低 (2 0 0
m g / L) 时 , 杉木培养体嫩梢增殖效果差 , 并且后期嫩梢生长受抑制 ; 如氯化钙浓度过高 (8。。
m g / L 以上 )时 , 对形成愈伤组织有利 , 对芽的分化无促进作用 。
(3) 在培养基中氯化钙浓度为40 m g / L的条件下 , 当硫酸镁浓度为。或较低 (2。。m g / L)
1 期 诸葛强等. 杉木离体培养中的钙、 镁盐效应
朽(Ca ) 卜 - -. - - 一 钱(Mg )
培养前
一- - “‘. .一. . . 叫卜. .尹声尹洲户
z l
护 尹 产
八切日)叫却灿芝少‘ 目。 ‘os02(切日)喇初灿盆,.Q 孟
后
培葬
.r,LF.
.
201
八场日),初怕罢,乙培葬后(扭日).魂妞昙
一洲/ A,
: 二一 ~ . . . - . 怕. , . ~ 卜, ~ ~ - .
尹时
, , , 了
即如。召
1 2 吕
幼井月兮 “ 6 7 8培养基号田 1 培养前后各堵养基中的钙 、 镁含l 变化
钙(ca ) 如 - -. - - 一 镁(M g )
(场口,如姗昌
j
2
‘止几- 一 - 一‘ 、一 。A一占 - ~ - - ~ ~ ~ ~ ~ 口曰以一~ ‘. ~ ~ ~ . 二~ ~ ~ . ~ ~ ~2 3 魂 5培养基号
_ _ _ 一 /
~ 护, 一 一目p 月
了产
妞日),她芝户己
6 7 8
培养基号
图 2 各培养若中衫木培养体吸收的钙 、 镁含皿差异
时 , 杉木离体培养繁殖仍取得了较好的结果 , 当硫酸镁浓度较高 ( 8 0 0 m g / L 以上 ) ,
结果也稍好于相应高浓度的氯化钙处理。 其培养
(4 ) 高浓度的氯化钙( 8。。功g / L
看来在杉木离体培养中钙盐效应高于镁盐效应 。
杉木嫩梢增殖产生了抑制作用 ,
以上 )和高浓度的硫酸镁 (S OO n 】g / L 以上 )处理 , 虽然对
但却使原先接种的嫩梢外植体本身伸长了很多。
6 4 林 业 科 学 研 究 S卷
今 考 文 欲
〔1 〕马常桥 , 1 9 8 9 , 无 性系林业 . 工 业人工林世界湘流新胃林体 系 , 世界林业研究 , (1 ) : 1。~ 19 。
〔2 〕 Fr a n c le t , A . , 1 0 5 5 , R e ju v e n a tio n : T he o r y a n d P r a e t ie a l E x Pe r ie n e e s in C lo n a l S ilv ie u lt u r e ,
Pr o e e e d in g s o f t he l日th M e e tin g o f t he Ca n a d ia 几 T r e e Im p r o v e m e n t A ss o e ia t io n , T o r o n to ,
O n ta r io
,
9 6 ~ 1 3 4
.
二3 〕 L ibby , 入1 . J . e t a l. , 1 0 5 4 , A d v a n ta g e s o f e lo n a l fo r e s tr y , T 人e F o r e s t r夕 C h r o , fe le , (3 ) : i峨5~
1 4 9
.
〔4 〕 洪 菊生等 , 1 9 9 0 , 营造速生丰产林 的关健技术 , 世界林业研究 , ( 4 ) : 27 ~ 40 。
〔5 〕 诸葛强等 , 19 9。, 氮、 礴 、 钾对若干种木本植物离体堵养策班的形响 , 林 业科学研究 , 3 (1 ) : 41 ~ 4 6.
E ff
e c ts o f C a lc iu o C hlo r id e a n d M
a g n e s fu o S u lPha te
o n the Pr
o Pa g a tfo , in V ftr o o f C hi
n e s e F fr
Zh娘e Q ia n g Qu e G uo n in g
(T h e R , s e a r c h l , s t‘ru r e o f s “6tr o p fe a l F o re s *r夕 C A F )
A 加 tr a et T h e e ffe e ts o f e a le iu m eh lo r id e (Ca CI: 一ZH : 0 ) a n d m a g n e siu m
s u lp h a t e (M g S O二 7H zo ) o n sho o t m u ltip lie a tio n in v it r o o f Cu n ”in g ha沉ia
la 泥e eo la ta (L a m b
。
) H o o k
,
the a bso rPtio n o f e a le iu m a n d m a g n e siu m by the
sh o o t s in th e e u ltu r e s
, a n d th e a mo
u n t o f r e m a in s o f e a le iu m a n d m a g n e
·
s iu m in the m e d ia w e r e s tud i
ed t o eh o o s e the e o n e e n tr a t io n le v e l o f e a l
-
c iu m eh lo r id e a n d m a g n e s iu m s u lPha te su itab le fo r m a ss
一
P ro Pa g a tio n in
v it r o o f C hin e s e Fir
。
4 0 0 m g / L e a le iu m eh lo r id e (Ca CI
: ·ZH : 0 ) a n d 4 0 0 m g / L
m a g n e s iu m s u lp h a t e (M g SO
‘· 7H : 0 ) w e r e r e e o m m e n d e d
.
It a p Pe a r s th a t fo r
t he tiss u e e u ltu r e o f C hin e s e Fir
,
th e e ffe e t o f e a le i往m e hlo r id e 15 hig he r
th a n t h a t o f m a g n e s iu m su lPh a te
.
In a d d it io n
,
the r e s u lt s sh o w th a t the
li ig h e o n e e n tr a tio n o f e a le iu m e hlo r id e 15 fa v o u r a b le to th e e a llu s fo r m a
-
t io n
,
b u t it 15 a d v e r s e to the d iffe r e n tia tio n
.
K e v w o r d s Chin e s e Fir ; c a le iu m e hlo r id e : m a g n e siu m s u 1Ph at e : P ro Pa
-
g a tio n in v itr o