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An Efficient Axillary Bud Multiplication System of Acacia mangium × A. auriculiformis

马大杂种相思腋芽高效组培增殖体系


以马大杂种相思组培苗为研究对象,通过筛选最佳的增殖培养基,调整增殖时间,探讨芽体长度、继代次数对增殖的影响,增殖培养对生根的影响,建立马大杂种相思腋芽高效组培增殖体系。结果表明:将健壮的初代培养无菌芽剪成含1个腋芽的茎段,接入最佳增殖培养基(改良MS+6-BA1.5 mg·L-1+NAA0.1 mg·L-1+Ac0.04 g·L-1,添加蔗糖3%和琼脂7 g·L-1)中连续培养7代,7次继代的平均增殖倍数为2.52,增殖时间为35天,单株平均繁殖系数为14.99,且7次继代增殖倍数变化小、增殖芽质量好。将增殖芽的茎段(含2~3个腋芽)接入1/2MS+IBA1.0 mg·L-1+NAA0.5 mg·L-1(添加蔗糖3%和琼脂7 g·L-1)进行生根培养,15天生根率可达96.5%,移栽后存活率为95.0%。

To build an efficient axillary bud multiplication system of Acacia mangium × A. auriculiformis, the aseptic plantlets of A. mangium × A. auriculiformis were used to screen the optimal protocol for in vitro multiplication. The optimal multiplication medium and period, length of the sterile stems, subculture times, rooting and transplant survival rate were studied. The results showed that after being cultured 7 times on improved-MS+ 0.5 mg·L-16-BA+0.1 mg·L-1 NAA +0.04 g·L-1Ac(with combination of 3% sugar and 7 g·L-1 agar),which was the best multiplication medium screened from the trial test, the average proliferation times of the stem with one axillary bud were 2.52, and the propagation coefficient of the plantlet was around 14.99 after 35 days. Moreover, the plantlets grew well and there was no obvious variation of the multiplication ratio. The aseptic stem with 2 or 3 axillary buds was inoculated to 1/2MS +IBA1.0 mg·L-1+NAA0.5 mg·L-1(with combination of 3% sugar and 7 g·L-1 agar)for rooting culture, the rooting rate was 96.5% in 15 day and the transplant survival rate was 95.0%.


全 文 :第 50 卷 第 6 期
2 0 1 4 年 6 月
林 业 科 学
SCIENTIA SILVAE SINICAE
Vol. 50,No. 6
Jun.,2 0 1 4
doi:10.11707 / j.1001-7488.20140607
收稿日期: 2013 - 07 - 23; ; 修回日期: 2013 - 09 - 11。
基金项目: 国家“十二五”科技支撑计划项目(2012BAD01B0402)。
* 黄烈健为通讯作者。
马大杂种相思腋芽高效组培增殖体系*
施 琼1 胡 峰2 黄烈健1 詹 妮1
(1.中国林业科学研究院热带林业研究所 广州 510520; 2.厦门大学生命科学学院 厦门 361005)
摘 要: 以马大杂种相思组培苗为研究对象,通过筛选最佳的增殖培养基,调整增殖时间,探讨芽体长度、继代次
数对增殖的影响,增殖培养对生根的影响,建立马大杂种相思腋芽高效组培增殖体系。结果表明: 将健壮的初代培
养无菌芽剪成含 1 个腋芽的茎段,接入最佳增殖培养基(改良 MS + 6-BA1. 5 mg·L - 1 + NAA0. 1 mg·L - 1 + Ac0. 04
g·L - 1,添加蔗糖 3%和琼脂 7 g·L - 1 )中连续培养 7 代,7 次继代的平均增殖倍数为 2. 52,增殖时间为 35 天,单株平
均繁殖系数为 14. 99,且 7 次继代增殖倍数变化小、增殖芽质量好。将增殖芽的茎段 (含 2 ~ 3 个腋芽 )接入
1 /2MS + IBA1. 0 mg·L - 1 + NAA0. 5 mg·L - 1 (添加蔗糖 3% 和琼脂 7 g·L - 1 )进行生根培养,15 天生根率可达
96. 5%,移栽后存活率为 95. 0%。
关键词: 马大杂种相思; 有效增殖倍数; 单株繁殖系数; 继代次数; 腋芽增殖
中图分类号: S718. 46; S723. 1 文献标识码: A 文章编号: 1001 - 7488(2014)06 - 0055 - 06
An Efficient Axillary Bud Multiplication System of Acacia mangium × A. auriculiformis
Shi Qiong1 Hu Feng2 Huang Liejian1 Zhan Ni1
(1 . Research Institute of Tropical Forestry,Chinese Academy Forestry Guangzhou 510520;
2 . School of Life Sciences,Xiamen University Xiamen 361005)
Abstract: To build an efficient axillary bud multiplication system of Acacia mangium × A. auriculiformis,the aseptic
plantlets of A. mangium × A. auriculiformis were used to screen the optimal protocol for in vitro multiplication. The
optimal multiplication medium and period,length of the sterile stems,subculture times,rooting and transplant survival
rate were studied. The results showed that after being cultured 7 times on improved-MS + 0. 5 mg·L - 16-BA + 0. 1 mg·L - 1
NAA + 0. 04 g·L - 1 Ac( with combination of 3% sugar and 7 g·L - 1 agar),which was the best multiplication medium
screened from the trial test, the average proliferation times of the stem with one axillary bud were 2. 52,and the
propagation coefficient of the plantlet was around 14. 99 after 35 days. Moreover,the plantlets grew well and there was no
obvious variation of the multiplication ratio. The aseptic stem with 2 or 3 axillary buds was inoculated to 1 /2MS + IBA1. 0
mg·L - 1 + NAA0. 5 mg·L - 1 ( with combination of 3% sugar and 7 g·L - 1 agar) for rooting culture,the rooting rate was
96. 5% in 15 day and the transplant survival rate was 95. 0% .
Key words: Acacia mangium × A. auriculiformis; efficient proliferation rate; propagation coefficient; subculture;
axillary bud multiplication
金合欢属(Acacia)植物是一类短轮伐期多用途
山地造林速生树种(何文锦等,2007)。马大杂种相
思 (Acacia mangium × A. auriculiformis)是以马占相
思 ( A. mangium ) 为 母 本、大 叶 相 思 ( A.
auriculiformis)为父本的天然杂交种,树干通直、分枝
细小,木材性能与马占相思接近,且比马占相思有更
高的木材密度和纤维素含量,被广泛用于工业造纸
和家具装饰。马大杂种相思还具速生、涵水保土的
性能(Nor Asmah et al.,2012),能与土壤中的根瘤菌
共生,亦是城市绿化、营造高效生态混交林的优良树
种(赵亚林等,2010)。然而,马大杂种相思种子繁
殖的后代性状分化严重(Gidiman et al.,2003),不能
通过播种大量繁殖苗木。
组织培养既能实现植物个体的快速大量繁殖,
又能较好地保持植物的种质特性,在实现马大杂种
相思的工厂化育苗、加快其推广应用等方面具有重
林 业 科 学 50 卷
要意义。增殖培养是组织培养技术的关键环节,目
前,对马大杂种相思组培快繁技术的研究主要集中
在离体快繁体系的构建(Gidiman et al.,2003; 熊建
勇等,2011; 周丽华等,1996; Toda et al.,1995)、人
工种子的合成(Nor Asmah et al.,2012; 2011)等方
面。这些报导仅研究了单次继代的增殖效率,而工
厂化生产中,需多次继代培养以在短时期内获得大
量的组培苗,而关于马大杂种相思多次继代的增殖
效率相关研究未见报道。此外,马大杂种相思快繁
技术还存在增殖时间偏长、增殖苗质量偏差、增殖苗
生根率较低等缺陷。本研究通过筛选外植体茎段的
腋芽数、调整增殖培养基类型,对如何在多次继代培
养中获得高效稳定的增殖效果、健壮的增殖苗、较高
的生根率进行了系统的研究,建立了一套快速、高
效、高质的马大杂种相思腋芽增殖体系。
1 材料与方法
1. 1 供试材料
从中国林业科学研究院热带林业研究所马大杂
种相思测定试验林中单株选优,剪取 16 年生优良单
株(AMA12001)的当年新生带腋芽枝条,参考黄烈
健等(2012)对外植体的处理方法,将消毒后的含腋
芽茎段接种在 MS 培养基上初代培养。约 45 天后,
选择初代培养生长健壮的新萌芽作为试验材料。
1. 2 试验方法
1. 2. 1 增殖时间的确定及茎段腋芽数对增殖的影
响 以初代培养生长健壮的新萌芽为材料,剪取含
1 个腋芽、2 个腋芽、3 个腋芽、4 个腋芽的无菌茎段,
分别接种在 MS + 6-BA1. 5 mg·L - 1 + NAA0. 1 mg·
L - 1培养基上,共 4 个处理,每组处理接种 20 个茎
段,重复 3 次,接种第 25,35,45 天时调查增殖苗生
长情况并统计其有效增殖倍数和单株繁殖系数。
单株繁殖系数是指 1 株完整的无菌苗经过 1 次
增殖培养后,得到新的无菌苗的数目。本研究计算
方式为: 单株切取的茎段数 ×有效增殖倍数。
1. 2. 2 增殖培养基的筛选 1)激素对增殖的影响
以 MS 为基本培养基,分别添加 0. 5,1. 0,1. 5,2. 0
mg·L - 1的 6-BA,附加 NAA 0. 1 mg·L - 1,探讨细胞分
裂素对增殖的影响; 以 MS 为基本培养基,分别添
加 0. 05,0. 1,0. 5,1. 0 mg·L - 1的 NAA,附加 6-BA
1. 5 mg·L - 1,探讨生长素对增殖的影响。共 8 个处
理,每个处理接种 20 个茎段,重复 3 次,35 天后调
查增殖苗生长情况并统计其有效增殖倍数。
2)基本培养基对增殖的影响 分别以1 /2MS、
MS、改良 MS(大量元素减半)为基本培养基,附加上
一步筛选出的最佳激素,共 3 个处理,每个处理接种
20 个茎段,重复 3 次,35 天后调查增殖苗的生长情
况并统计有效增殖倍数。
3)活性炭对增殖的影响 选择步骤 2)筛选出
的最佳培养基,分别添加浓度为 0. 04,0. 1,0. 5 g·
L - 1的活性炭,共 3 个处理,每个处理接种 20 个茎
段,重复 3 次,35 天后调查增殖苗的生长情况并统
计有效增殖倍数。
1. 2. 3 继代次数对增殖的影响 以初代培养的新
萌芽(含 1 个腋芽)为第 1 次继代的材料,后 6 次继
代依次以上一次继代培养的增殖芽茎段(含 1 个腋
芽)为材料,接种在上述步骤中选出的增殖倍数最
高的改良 MS + 6-BA1. 5 mg·L - 1 + NAA0. 1 mg·L - 1 ( I
型)和芽长势最好的改良 MS + 6-BA1. 5 mg·L - 1 +
NAA0. 1 mg·L - 1 + Ac0. 04 g·L - 1 (Ⅱ型)2 种培养基
上分别进行 7 次继代培养,每 35 天继代 1 次,每个
处理接种 20 个茎段,重复 3 次,调查第 1,3,5,7 代
增殖苗的生长情况并统计其有效增殖倍数和单株繁
殖系数。
1. 2. 4 2 种类型的增殖芽对生根的影响 将在 2
种类型的增殖培养基上经过连续 7 次继代培养后的
增殖芽剪成含 2 ~ 3 个腋芽的茎段,分别接入前期预
试验筛选出的生根培养基 1 /2MS + IBA1. 0 mg·L - 1 +
NAA0. 5 mg·L - 1中,每个处理接种 20 个茎段,重复
3 次,15 天后调查生根苗的生长情况并统计生根率。
以上试验均添加琼脂 7 g·L - 1、蔗糖 3%,调节
pH 值至 5. 5 ~ 6. 5 后,培养基在 121 ℃下高压灭菌
15 min,培养温度为(25 ± 2)℃,光周期为 14 h·d - 1。
1. 3 统计分析
使用 Excel,SPSS18. 0,Origin pro7. 5 对数据进
行处理和方差分析,以最小显著差数法( LSD)评价
差异的显著性。
2 结果与分析
2. 1 马大杂种相思腋芽增殖时间的确定及茎段腋
芽数对增殖倍数的影响
无菌茎段接入培养基约 10 天后即有新叶形成;
15 天左右茎段的腋芽处开始冒出新芽; 25 天左右
新芽大量冒出,但芽长势较弱、有效芽少; 45 天后
芽的生长趋势开始下降,有效芽数目趋于稳定。方
差分析表明,腋芽数不同的茎段的平均增殖倍数未
达到显著差异水平,且 3 次调查发现(表 1),在各个
增殖阶段,4 组试验的增殖芽总体长势无明显区别。
第 35 天、45 天调查结果表明,虽然含 1 个腋芽茎段
的平均增殖倍数略低于含 2 个、3 个、4 个腋芽的茎
65
第 6 期 施 琼等: 马大杂种相思腋芽高效组培增殖体系
段,但其单株繁殖系数分别为 13. 2 和 15. 96,远远
高于其他处理,是较为理想的试验材料类型。虽然
第 45 天的有效增殖倍数比第 35 天的略高,但第 35
天的芽生长健壮足以进行下一步试验。因此,从缩
短增殖时间、提高增殖效率的角度出发,认为 35 天
是比较适宜的增殖周期。
表 1 茎段腋芽数对马大杂种相思腋芽增殖效果的影响①
Tab. 1 Effect of different axillary bud number on multiplication of Acacia mangium × A. auriculiformis
茎段腋
芽数
Number of
axillary
buds
第 25 天 The 25 th day 第 35 天 The 35 th day 第 45 天 The 45 th day
平均
增殖倍数
Average
multiplication
rate
单株
繁殖系数
Average
propagation
coefficient
芽体
长势
Growth
status of
the plantlets
平均
增殖倍数
Average
multiplication
rate
单株
繁殖系数
Average
propagation
coefficient
芽体
长势
Growth
status of
the plantlets
平均
增殖倍数
Average
multiplication
rate
单株
繁殖系数
Average
propagation
coefficient
芽体
长势
Growth
status of
the plantlets
1 1. 97 ± 0. 38 7. 88 ± 1. 52 + 3. 84 ± 0. 37 13. 2 ± 1. 48 + + 3. 99 ± 0. 37 15. 96 ± 1. 48 + + +
2 2. 24 ± 0. 38 4. 48 ± 0. 76 + 3. 88 ± 0. 13 7. 76 ± 0. 26 + + 3. 98 ± 0. 16 7. 96 ± 0. 37 + + +
3 2. 52 ± 0. 32 2. 52 ± 0. 32 + + 3. 82 ± 0. 35 3. 82 ± 0. 35 + + + 3. 87 ± 0. 39 3. 87 ± 0. 39 + + + +
4 2. 52 ± 0. 16 2. 52 ± 0. 16 + + 3. 95 ± 0. 13 3. 95 ± 0. 13 + + + 4. 08 ± 0. 11 4. 08 ± 0. 11 + + + +
① 平均增殖倍数和单株繁殖系数为 3 次重复的平均数 ±标准误。芽的生长状况以 + 表示,+ 越多表示长势越好。Average multiplication
rate and average propagation coefficient are the mean value of three replicates ( ± SE) .“ +”expresses growth status of buds; The more“ +”,the better
growth vigor.
2. 2 激素对马大杂种相思腋芽增殖的影响
经方差分析,不同浓度的细胞分裂素(6-BA)和
生长素(NAA)对平均增殖倍数的影响均达显著水
平(表 2)。当 NAA 为 0. 1 mg·L - 1时,腋芽分化现象
随着 6-BA 浓度升高逐渐明显,当 6-BA 浓度为 1. 0
mg·L - 1,平均增殖倍数达到 3. 53,显著高于其他浓
度诱导的平均增殖倍数,而后随着6-BA浓度升高,
芽的质量逐渐下降,有效芽数目减少(图 3A),出现
玻璃化现象; 当 6-BA 为 1. 5 mg·L - 1时,平均增殖倍
数随着 NAA 浓度的升高呈现先上升后下降的趋势,
但增殖苗的长势随 NAA 浓度的增加明显改善,NAA
为 0. 1 mg·L - 1时,平均增殖倍数最高为 3. 95。另
外,马大杂种相思增殖芽的长势(健壮程度、玻璃化
程度等) 与激素的比例还存在较大关系,6-BA 和
NAA 比例偏小时(1∶ 1 ~ 5∶ 1),苗高大健壮(图 3B),
甚至有部分芽生根,但增殖倍数较低; 当 6-BA 和
NAA 比例过高(20 ∶ 1 ~ 30 ∶ 1)时,增殖的芽弱小,叶
片卷曲,玻璃化现象严重,有效芽少; 只有当二者的
比例在合适范围内(10∶ 1 ~ 15 ∶ 1)时,诱导芽的增殖
和生长均达到最佳效果。当 6-BA1. 5 mg·L - 1,
NAA0. 1 mg·L - 1,二者的比例为 15 ∶ 1时,平均增殖
倍数为 3. 95,且芽长势较好,增殖效果最佳。
表 2 激素对马大杂种相思腋芽增殖的影响①
Tab. 2 Effect of hormone on multiplication of axillary buds of Acacia mangium × A. auriculiformis
激素
Hormone
浓度
Concentrations /
(mg·L -1)
6-BA∶ NAA
ratio
平均增殖倍数
Average
multiplication rate
芽体长势
Figure of the
plantlets
描述
Description
6-BA
(NAA
0. 1 mg·L -1)
NAA
(6-BA
1. 5 mg·L -1)
0. 1 1∶ 1 2. 07 ±0. 34c + + + + 芽高大健壮,有少数芽生根 Tall and healthy buds,few rooting
0. 5 5∶ 1 3. 13 ±0. 31ab + + + 芽较高,叶片较绿 Tall buds and green leaves
1. 0 10∶ 1 3. 53 ±0. 10 a + + 芽丛生、较矮小,部分叶片卷曲 Short clump buds,curly leaves
2. 0 20∶ 1 3. 05 ± 0. 18b + 芽丛生
,有效芽少,叶片黄,玻璃化 Few yellow clump
buds,vitrification
0. 05 30∶ 1 2. 86 ±0. 17cd + 芽丛生
、矮小,有效芽少,有玻璃化 Few short clump
buds,vitrification
0. 1 15∶ 1 3. 95 ±0. 13a + + 芽丛生、较高,叶片较绿 Tall clump buds,green leaves
0. 5 3∶ 1 3. 04 ±0. 48b + + + 芽较高,叶片较绿 Tall buds and green leaves
1. 0 3∶ 2 2. 68 ±0. 18d + + + + 芽高大健壮,有多数芽生根 Tall and healthy buds,most rooting
① 同列数据小写字母不同表示 LSD 检验差异显著(P < 0. 05)。平均增殖倍数为 3 次重复的平均数 ±标准误。芽的生长状况以 + 表示,
+ 越多表示长势越好。The different lowercase letters in the same column indicate significant difference ( P < 0. 05 ) . Average multiplication rate
represents mean values of three replicates ( ± SE) . “ +”expresses growth status of buds; The more“ +”,the better growth vigor.
75
林 业 科 学 50 卷
2. 3 基本培养基和活性炭对马大杂种相思腋芽增
殖的影响
基本培养基 MS、1 /2MS、改良 MS 对增殖的影响
没有达到显著差异水平,平均增殖倍数分别为
3. 95,3. 81,3. 97,差值小于 0. 2 (图 1A)。观察发
现,MS 培养基诱导的芽虽然较高大,但叶片颜色偏
黄,有玻璃化现象存在; 1 /2MS 诱导的芽矮小且叶
片颜色偏黄; 而改良 MS 则弥补了 MS 和1 /2MS的缺
陷,同时具有较高的增殖倍数和较好的芽长势。因
此,改良 MS 适宜作为增殖培养的基本培养基。
活性炭浓度对增殖倍数的影响达到了显著差异
水平,随着培养基中活性炭浓度的增加,平均增殖倍
数呈下降趋势,当活性炭浓度由 0 增至 0. 04 g·L - 1
时,平均增殖倍数下降了 1. 37。但含 0. 04 g·L - 1活
性炭的培养基上的增殖芽的质量较好,茎段较粗,苗
较高,叶片颜色较绿; 而当活性炭浓度上升至 0. 5
g·L - 1时,形成的增殖芽更加健壮,调查还发现有
52. 8%的芽有生根现象,但此时的平均增殖倍数过
低,为 1. 67(图 1B),不宜选用。
图 1 基本培养基和活性炭对马大杂种
相思腋芽增殖的影响(P = 0. 05)
Fig. 1 Effect of medium and active carbon on multiplication of
axillary buds of Acacia mangium × A. auriculiformis
( Signicantly at P = 0. 05)
2. 4 继代次数对马大杂种相思腋芽增殖的影响
图 2(上)为在 2 种培养基中 7 次继代培养的增
殖倍数的变化趋势。 I 型培养基诱导的平均增殖倍
数由第 1 代的 3. 97 倍下降至第 7 代的 2. 24,呈线性
下降,下降率为 17. 35%。观察发现,该培养基诱导
的增殖芽的长势逐次变差,玻璃化趋势增加,有效芽
数目减少(图 3C,D)。而Ⅱ型培养基诱导的平均增
殖倍数变化趋势不大,平均 7 次继代的平均增殖倍
数为 2. 52,增殖芽的质量较好,芽健壮高大,叶片舒
展(图 3E,F)。
图 2(下)为在 2 种培养基中单株繁殖系数与继
代次数的关系。Ⅱ型培养基 7 次继代的单株繁殖系
数较高,均值 14. 99,且表现较稳定。 I 型培养基单
株繁殖系数下降明显,均值 11. 66。因此,Ⅱ型培养
基是多次继代培养的最佳选择。
图 2 马大杂种相思腋芽在 I 型和Ⅱ型培养基上 7 次继代
培养的有效增殖倍数与单株繁殖系数 (P = 0. 05)
Fig. 2 The multiplication rate and propagation coefficient of 7
subculture on medium I and Ⅱ of Acacia mangium ×
A. auriculiformis ( signicantly at P = 0. 05)
培养基 Medium Ⅰ: Modified-MS + 6-BA1. 5 mg·L - 1 + NAA0. 1 mg·
L - 1 ; Ⅱ: Modified-MS + 6-BA1. 5 mg·L - 1 + NAA0. 1 mg·L - 1 +
Ac0. 04 g·L - 1。
2. 5 2 种类型的马大杂种相思增殖芽对生根的
影响
将在 2 种增殖培养基上继代 7 次的增殖芽接种
到生根培养基 1 /2MS + IBA1. 0 mg·L - 1 + NAA0. 5
mg·L - 1中进行生根培养,生根培养 7 天左右,芽的
基部及切口处开始陆续长出白色的愈伤组织,10 天
左右开始生根,15 天调查结果(表 3)。
2 种增殖培养基上的芽,生根率相差较大,I 型
增殖培养基上生长的芽生根率为 77. 14%,且根系
质量较差,基部有大块的愈伤组织形成(图 3G),移
栽存活率为 89% ; 而Ⅱ型增殖培养基上生长的芽生
根率为 96. 56%,且根系较长,部分有须根形成,芽
长势较好(图 3H),移栽存活率为 95% (图 3I)。
85
第 6 期 施 琼等: 马大杂种相思腋芽高效组培增殖体系
表 3 2 种类型的马大杂种相思增殖芽的生根和移栽效果
Tab. 3 Effect of two different multiplication buds on rooting and transplantation of Acacia mangium × A. auriculiformis
增殖培养基类型
Type of medium
生根率
Rooting
rate(% )
移栽存活率
Transplanting
survival rate(% )
平均根长
Average length
of the roots / cm
描述
Description
modified-MS + 6-BA1. 5 mg·L - 1 +
NAA0. 1 mg·L - 1
77. 14 89. 0 4 ~ 5
根较细,无须根,苗矮小,基部大量愈伤组织
Tiny roots,no fibrous roots,short and small buds,
massive callus at the stem base
modified-MS +6-BA1. 5 mg·L -1 +
NAA0. 1 mg·L -1 +
Ac0. 04 g·L -1
96. 56 95. 0 6 ~ 7
根粗,有须根,苗健壮,基部愈伤组织较少
Thick roots,fibrous root,stronger buds,
less callus at the stem base
图 3 马大杂种相思增殖、生根及移栽
Fig. 3 The multiplication,rooting and transplantation of Acacia mangium × A. auriculiformis
A,B: 分别为含高浓度 6-BA(2. 0 mg·L - 1 )和低浓度 6-BA(0. 5 mg·L - 1 )的培养基诱导的增殖芽; C,D: 分别为在Ⅰ型培养基上第 1 次和第
7 次继代的增殖芽; E,F: 分别为在Ⅱ型培养基上第 1 次和第 7 次继代的增殖芽; G,H: 分别为在 I 型和Ⅱ型培养基上 7 次继代后的增殖芽
生根情况; I: 移栽 30 天后的马大杂种相思组培苗。
A,B: Multiplication plantlets induced by the medium containing 6-BA with higher concentration (2. 0 mg·L - 1 ) and lower concentration (0. 5 mg·
L - 1 ) respectively; C,D: Multiplication plantlets induced by medium I after being subcultured 1 and 7 times respectively; E,F: Multiplication
plantlets induced by medium Ⅱ after being subcultured 1 and 7 times respectively; G,H: Rooting of multiplication plantlets induced by medium I and
medium Ⅱ respectively; I: Plantlets of Acacia mangium × A. auriculiformis after being transplanted 30 days.
3 结论与讨论
3. 1 结论
马大杂种相思以含 1 个腋芽的茎段为增殖试验
材料时,其增殖倍数和芽体长势效果均较好,单株繁
殖系数高,增殖时间短,能有效缩短生长周期,节约
生产成本。改良 MS + 6-BA1. 5 mg·L - 1 + NAA0. 1
mg·L - 1 + Ac0. 04 g·L - 1,多次继代的增殖效果稳
定,7 次继代的平均增殖倍数为 2. 52,单株繁殖系数
高达 14. 99,且芽的长势较好。此外,将该增殖培养
基诱导的芽进行生根培养时,生根率可达 96. 56%,
是马大杂种相思腋芽增殖体系的最佳增殖培养基。
3. 2 讨论
3. 2. 1 影响马大杂种相思腋芽增殖的相关因子
植物对激素种类、浓度存在感受性差异(张国裕等,
2004),如 TDZ 和 IBA 利于尖叶相思(Acacia caesia)
的不定芽的诱导 ( Thambiraj et al.,2012),6-BA 和
IBA 诱导辣椒 (Capsicum annuum)增殖和生根效果
较佳(Otroshy et al.,2011),6-BA 和 KIN 对大果刺柏
(Juniperus oxycedrus)组培苗的高效增殖和芽长势有
利(Gómez et al.,1995),而6-BA和 NAA 则常用于相
思类树种的增殖。提高细胞分裂素浓度增殖倍数会
增加,同时芽的长势下降,玻璃化现象加重,从而导
致有效芽减少(沈海龙,2005)。因此,选择合适的
激素浓度对保证较高的增殖倍数和较好质量的芽极
为重要。Signe 等 (2007)的研究表明,芽体的长势
是受细胞分裂素和生长素共同刺激的。青钱柳
(Cyclocarya paliurus)腋芽的诱导不仅受 6-BA 和
NAA 的绝对值影响,还受二者的比值影响,当比值在
6 ~ 50 时,增殖倍数最高(谢寅峰等,2011)。本研究
95
林 业 科 学 50 卷
表明: 对马大杂种相思而言,细胞分裂素与生长素比
为 10∶ 1至 15∶ 1时,增殖效果较好,以6-BA1. 5 mg·L - 1
和 NAA0. 1 mg·L - 1诱导芽效果最佳。
继代次数也是影响平均增殖倍数的重要因子。
马占相思的研究结果表明: 随着继代次数增加,增
殖倍数逐渐提高 (裘珍飞等,2002 )。而杨增海
(1987)认为,多次继代的增殖芽长期受高浓度激素
的刺激,组织细胞发生遗传性的改变,在培养过程中
逐渐消耗了原有母体组织中存在的与器官形成相关
的特殊物质,从而使细胞分化能力下降,多次继代的
增殖倍数下降、增殖芽长势变弱。本研究结果表明:
马大杂种相思在增殖培养基上进行多次继代培养
时,随着继代次数增加,增殖倍数呈下降趋势,这结
果与杨增海(1987)的结论相一致。
3. 2. 2 如何提高增殖倍数、提升苗木质量、节约生
产成本 通过茎段先诱导出不定芽团,再进行芽的
伸长 这 一 途 径 可 以 有 效 地 加 快 银 条 ( Stachys
floridana)的繁殖速度(张国裕等,2004),但此途径
诱导出的不定芽团矮小,易玻璃化,不便操作。
Signe 等(2007)认为含 1 个腋芽的茎段增殖效果与
含多个腋芽的茎段差别不大。本研究将不定芽按腋
芽数分节进行增殖诱导,操作简便,单株繁殖系数大
大提高,且芽长势好,利于多次继代和工厂化生产。
增殖培养不能片面地追求单次继代中的增殖倍
数,忽略了植物的自然生长需求,可通过添加一类物
质,在保持较高的增殖速度同时,保证芽的健康生
长。活性炭作为一种添加剂,具有促进生根(George
et al.,1997)、促进根茎生长(Kim et al.,1992)、吸收
培养基内的有害物质( Fridborg et al.,1978)等作用。
本研究证明,添加 0. 04 g·L - 1活性炭,马大杂种相思
多次继代的倍数稳定,增殖芽的玻璃化趋势减缓、生
根率和生根苗的移栽存活率明显提高。另外,有关
研究表明,在培养基中添加生物素 (石大兴等,
2003)、赤霉素(顾地周等,2009)等也能有效提高增
殖倍数、改善组培苗的质量。
缩短生产周期和提高苗的移栽存活率是节约生
产成本的有效方法之一。本试验在增殖 35 天时有
效芽即可进行下一次继代培养。因此,从缩短生产
周期的角度考虑,35 天为最佳培养周期。选择有效
增殖倍数不是最高但芽体较好的增殖培养基,并添
加一定量的活性炭,多次继代后,有效增殖倍数保持
稳定,组培苗质量未出现退化现象,有效改善了组培
苗品质,提高了组培苗的生根率和移栽存活率,一定
程度上缩减了生产成本,提高了生产效率。
参 考 文 献
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(责任编辑 徐 红)
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