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In Vitro Culture and High Frequency Propagation of Chinese Wild Vitis

中国野生葡萄的离体培养与快速繁殖



全 文 :园  艺  学  报  2004 , 31 (1) : 90~93
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2003 - 02 - 21 ; 修回日期 : 2003 - 07 - 25
基金项目 : 国家‘863’计划课题 (2001AA24172) ; 国家“十五”科技攻关项目 (2002BA515B11) ; 国家自然科学基金项目
(30170653、30370993) ; 国家转基因植物研究与产业化开发专项 (J Y03A20 - 02)3 通讯作者
中国野生葡萄的离体培养与快速繁殖
张剑侠 王跃进 3  李沛玲 张今今 潘学军 徐 炎 唐海波
(西北农林科技大学园艺学院 , 杨凌 712100)
摘 要 : 以中国野生葡萄 12 个种 22 个株系的单芽茎段为外植体进行了离体培养与快速繁殖研究。结
果表明 , 除塘尾刺葡萄外所有株系在MS + BA 015~110 mg·L - 1 + IBA 012 mg·L - 1中均有较好的萌芽效果 , 并
在 1/ 2 MS + IBA 011~012 mg·L - 1中继代生根良好。少数株系的适宜继代与生根培养基为 1/ 2 MS + IBA 011~
012 mg·L - 1 + NAA 0102 mg·L - 1。另外 , 株系白河 - 35 - 1、华东葡萄 (株系名未定) 、留坝 - 7、左山 - 1、
安林 - 3、燕山 - 1、广西 - 1、广西 - 2 和泰山 - 1 的外植体在 1/ 2 MS + IBA 012 mg·L - 1中具萌芽和生根的双
重作用 , 可一次成苗。采用珍珠岩和营养土两步炼苗 , 成活率可达 90 %以上。
关键词 : 葡萄 ; 中国野生葡萄 ; 单芽茎段 ; 离体培养 ; 快速繁殖
中图分类号 : S 66311   文献标识码 : A   文章编号 : 05132353X (2004) 0120090204
In Vitro Culture and High Frequency Propagation of Chinese Wild Vitis
Zhang Jianxia , Wang Yuejin , Li Peiling , Zhang Jinjin , Pan Xuejun , Xu Yan , and Tang Haibo
( College of Horticulture , Northwest Sci2Tech University of Agriculture and Forestry , Yangling 712100 , China)
Abstract : Using the stem2segment with single bud as the explant , in vitro culture and high frequency propa2
gation of Chinese wild Vitis including 22 clones of 12 species were studied. The results showed that the most appro2
priate medium for producing buds to wild Vitis clones was MS + BA 015 - 110 mg·L - 1 + IBA 012 mg·L - 1 except
the clone Tangwei and for rooting was 1/ 2 MS + IBA 011 - 012 mg·L - 1 . The optimum midum for subculture and
rooting to a few clones was 1/ 2 MS + IBA 011 - 012 mg·L - 1 + NAA 0102 mg·L - 1 . In addition , the optimum
medium for producing buds and rooting of explants of Baihe23521 , Huadong ( The clone has not been named) ,
Liuba27 , Zuoshan21 , Anlin23 , Yanshan21 , Guangxi21 , Guangxi22 and Taishan21 was 1/ 2 MS + IBA 012 mg·
L - 1 , Which could develop seedling directly. As seedling domestication matrixes , pearlite and nutrient soil were
adopted and the survival percent of seedlings could reach 90 %.
Key words : Vitis ; Chinese wild Vitis ; Stem2segment with single bud ; In vitro culture ; High frequency
propagation
1  目的、材料与方法
中国野生葡萄资源丰富〔1〕, 且丰产性好 , 品质优于美洲葡萄 (Vitis labrusca) , 对主要真菌病害有较
强的抗性 , 抗逆性亦强 , 是作为抗性砧木及杂交育种的宝贵材料 , 但多数种和株系扦插生根困难〔2〕。已
有学者对野生葡萄资源进行试管苗建立的研究报道〔3 ,4〕。本研究对中国野生葡萄离体培养与快速繁殖的
适宜培养基进行了筛选 , 旨在为种质资源的试管保存及为生产上快速繁殖砧木提供技术参考。
中国野生葡萄材料取自西北农林科技大学葡萄种质资源圃 , 包括列于表 2 的材料及刺葡萄 (V .
davidii) 塘尾、秋葡萄 ( V1 romanetii) 江西 - 1 , 共 12 种 22 个株系。生长季节取母株上半木质化枝条
或冬季取硬枝催芽萌发的嫩梢 , 剪成单芽茎段 , 常规消毒灭菌后 , 接种到诱导培养基中。诱导腋芽萌
发的基本培养基为 MS 和 1/ 2 MS , 继代与生根的基本培养基为 1/ 2 MS , 附加不同浓度的 BA、IBA、
IAA 及 NAA , 蔗糖 3 % , 琼脂 016 % , pH 610。培养过程中 , 每日光照 11 h , 光强 1500~2000 lx , 温度
26 ℃; 黑暗 13 h , 温度 23 ℃。先在珍珠岩中炼苗 , 然后移入营养土 (园土∶有机肥∶河沙为 2∶1∶2) 中
炼苗 , 最后移入大田。
2  结果与分析
211  诱导培养基的筛选
以MS 为基本培养基 , IBA 浓度为 012 mg·L - 1 , 配合 BA 浓度为 0、015、110、210、310 mg·L - 1 ,
对秋葡萄平利 - 7 进行芽的诱导试验。结果发现 , 外植体接种 12 d 后 , 以上 5 种培养基均可诱导芽的
萌发 , 但萌芽速度与长势存在较大差异。BA 为 310 及 210 mg·L - 1时 , 芽萌发后较难伸长 , BA 为 110
mg·L - 1时 , 萌芽速度及长势均较好 , 且有些腋芽的冬芽和夏芽同时萌发 , 其次是 BA 为 015 mg·L - 1。
因此 , 筛选出适宜平利 - 7 萌芽的培养基为 MS + BA 015~110 mg·L - 1 + IBA 012 mg·L - 1。
212  芽的诱导
用筛选出的诱导培养基对各野生株系进行培养。结果显示 , 除塘尾外 , 所有株系在 MS + BA 015
~110 mg·L - 1 + IBA 012 mg·L - 1培养基中腋芽均易萌发。江西 - 1、华东葡萄、留坝 - 7、山东 ( ♂) 、
泰山 - 1、甘肃 - 91、燕山 - 1、通化 - 3、广西 - 1 和广西 - 2 在 BA 015 mg·L - 1时诱导效果好 , 而渭
南 - 3、岚皋 - 2、安林 - 3、平利 - 7、左山 - 1、左山 - 2、白河 - 40、华县 - 11、白河 - 35 - 1、83 -
4 - 96 和泰山 - 11 则在 BA 110 mg·L - 1时诱导效果好。塘尾在 BA 为 015 mg·L - 1时 , 腋芽萌发约 2 cm
后不再伸长 , 且逐渐衰老 ; BA 为 110 mg·L - 1时芽未萌发 , 而在 1/ 2 MS + IBA 013 mg·L - 1中萌芽良好 ,
说明 BA 的存在不利于塘尾芽的诱导。这表明不同的野生株系对 BA 的要求存在着差异。
213  继代与生根培养基的筛选
将平利 - 7 长 3~4 cm 的无菌新梢从原茎段上
切下 , 剪成单芽小茎段 , 继续转入诱导培养基 MS
+ BA 110 mg·L - 1 + IBA 012 mg·L - 1中培养 , 经 35
d 新梢又可长高至 3~4 cm。将其一部分继续转入
该诱导培养基中 , 另一部分转入到所设计的 8 种
1/ 2 MS 继代培养基中培养 (表 1) 。结果显示 , 转
入诱导培养基中的茎段可以继续萌芽生长 , 但芽
伸长变慢 , 表明该诱导培养基已不适于继代培养。
而在 8 种 1/ 2 MS 培养基中 , 小茎段 7~10 d 开始
生根 , 30 d 时小苗可高达 3~7 cm , 叶绿且根多 ;
一般随生长素浓度的增加 , 生根数增加 , 根部产
生的愈伤组织也增大。其中 , 以 1/ 2 MS + IBA 012
mg·L - 1培养基中小茎段生长快 , 健壮 , 所发根
长、粗 , 且次级根较多 , 没有或极少产生愈伤组
织。因此 , 该培养基最适于平利 - 7 的继代与生
根培养 (图版 , A) 。
表 1  不同培养基对平利 - 7 继代与生根的影响
Table 1 Effect different media on subculture and rooting of Pingli27
培养基
Media (mg·L - 1)
试管苗长势
The condition
of test tube
sprouts growth
生根
Rooting
愈伤组织
Callus
增殖系数 3
Multiplication
coefficient 3
MS +BA110 + IBA012 + + + + + 218
1/ 2 MS + + + + + + 315
1/ 2 MS + IBA 012 + + + + + + + 514
1/ 2 MS + IBA 110 + + + + + + + + + + 516
1/ 2 MS + IBA 210 + + + + + + + + + + 314
1/ 2 MS + IAA 012 + + + + + + 318
1/ 2 MS + IAA 015 + + + + + + + 410
1/ 2 MS + NAA 0105 + + + + + + + 412
1/ 2 MS + NAA 011 + + + + + + + 4133 外植体继二代茎段培养 40 d 后统计 ; 增殖系数 = 增殖茎
段数/ 原接种茎段数 (下同) 。3 The multiplication stems are investigated after the subculture stems
are cultured for 40 days. Multiplication coefficient = No. of multiplication
stems/ No. of inoculated stems (The same below) .
214  继代与生根
将筛选出的 1/ 2 MS + IBA 012 mg·L - 1培养基应用于其它株系的继代与生根 , 结果有 10 个株系新
梢生长与生根效果表现极佳 (表 2) 。但有些株系在该培养基上生根较少且细长 , 有些株系则发根粗
191 期             张剑侠等 : 中国野生葡萄的离体培养与快速繁殖                
壮而愈伤组织较大。因此我们又对生长素的浓度稍作调整 , 设计为 IBA 011~0115 mg·L - 1和 IBA 011~
012 mg·L - 1 + NAA 0102 mg·L - 1 , 获得了较好的培养效果 (表 2 , 图版 , A~T) , 唯塘尾和江西 - 1 尚
未获得生根苗。这说明不同株系的生根对生长素浓度有较精细的要求。
用 1/ 2 MS + IBA 012 mg·L - 1培养基对各野生株系进行外植体的直接诱导 , 结果显示 , 白河 - 35 -
1、华东葡萄、留坝 - 7、左山 - 1、安林 - 3、燕山 - 1、广西 - 1、广西 - 2 和泰山 - 1 的培养效果较
好 , 芽萌发的同时基部长出 1~4 条根 , 并有次级根 , 因此该培养基也可作为这 9 个株系的一次成苗
培养基。
表 2  中国野生葡萄不同株系的继代与生根培养结果
Table 2  Results of subculture and rooting of different clone of Chinese wild Vitis

Species
株系
Clones
继代与生根适宜培养基
The optimum medium for
subculture and rooting(mg·L - 1)
主根数
Number of
Main root
次生根数
Number of
secondary root
平均增殖系数
The average multip2
lication coefficient
秋葡萄 V . romanetii 平利 - 7 Pingli27 1/ 2MS + IBA012 2~7 中 Middle 514
山葡萄 V . amurensis 左山 - 1 Zuoshan21 1/ 2MS + IBA012 4~9 中 Middle 318
左山 - 2 Zuoshan22 1/ 2MS + IBA012 3~4 多 More 410
泰山 - 11 Taishan - 11 1/ 2MS + IBA012 2~5 多 More 417
通化 - 3 Tonghua - 3 1/ 2MS + IBA012 3~7 中 Middle 411
燕山葡萄 V . yeshanensis 燕山 - 1 Yanshan21 1/ 2MS + IBA0115 2~4 多 More 412
复叶葡萄 V1 piasezkii 甘肃 - 91 Gansu291 1/ 2MS + IBA012 5~14 少 Less 316
华县 - 11 Huaxian211 1/ 2MS + IBA011 2~6 中 Middle 317
秋复叶葡萄 V . spp 留坝 - 7 Liuba27 1/ 2MS + IBA012 3~6 多 More 419
华东葡萄 V . pseudoreticulata 白河 - 35 - 1 Baihe23521 1/ 2MS + IBA0115 + NAA0102 2~5 中 Middle 511
广西 - 1 Guangxi21 1/ 2MS + IBA0115 2~3 中 Middle 315
广西 - 2 Guangxi22 1/ 2MS + IBA011 2~4 少 Less 312
华东葡萄 Huadong Vitis 1/ 2MS + IBA011 2~4 少 Less 314
葡萄 V . adstricta 泰山 - 1 Taishan21 1/ 2MS + IBA011 + NAA0102 3~7 中 Middle 413
安林 - 3 Anlin23 1/ 2MS + IBA012 4~8 中 Middle 315
麦黄复叶葡萄 V . baihensis 白河 - 40 Baihe240 1/ 2MS + IBA012 3~5 多 More 413
小复叶葡萄 V . liubaensis 岚皋 - 2 Langao22 1/ 2MS + IBA0115 2~6 多 More 518
桑叶葡萄 V . ficifolia 山东 ( ♂) Shandong( ♂) 1/ 2MS + IBA012 4~12 中 Middle 410
毛葡萄 V . quinquangularis 渭南 - 3 Weinan23 1/ 2MS + IBA012 + NAA0102 2~5 少 Less 316
83 - 4 - 96 1/ 2MS + IBA011 + NAA0102 1~3 多 More 313
215  炼苗与移栽
3~6 月份对试管苗加强光照 (2500~3000 lx) , 培养 1 周后 , 选择生长势强且根系粗壮、洁白的
壮苗 , 在超净工作台上转入盛有珍珠岩 (经灭菌) 的营养钵中 , 用 1/ 8 MS + IBA 0101 mg·L - 1营养液
浇透 , 然后用灭过菌的塑料杯盖严。在恒温 26 ℃的培养室内 , 先暗培养 1~2 d , 然后每日光照 11 h。
第 4 天浇 110 g·L - 1多菌灵 , 间隔 7 d 再浇 1 次 ; 第 7 天浇营养液 1 次 , 间隔 7 d 再浇 1 次。在此期
间 , 每日对小苗喷雾保湿。第 15 天起逐渐将塑料杯打开 , 第 25 天将塑料杯完全取掉 , 隔日喷雾保
湿 (图版 , U) ; 第 30 天移入营养土中 , 再经 10 d 后移入大田 , 盖上遮荫网。经这种方法炼苗后 ,
最终成活率达 90 %以上。但在秋冬季炼苗成活率不高 , 一般为 20 %以下 , 因此 , 秋冬季不适于炼
苗移栽。
参考文献 :
1  贺普超主编. 葡萄学. 北京 : 中国农业出版社 , 1999. 563 页
2  张剑侠 , 王跃进 , 周 鹏 , 等. 中国野生葡萄及其杂种在海南的硬枝扦插试验. 中外葡萄与葡萄酒 , 2000 , (3) : 26~28
3  彭宏祥 , 刘荣光 , 邹 瑜 , 等. 桂西岩山区野生葡萄资源与繁殖技术. 西南农业学报 , 1999 , 12 (4) : 101~105
4  蒋爱丽 , 金佩芳. 植物生长调节剂对几种野生葡萄试管苗生长的影响. 上海农业学报 , 1995 , 11 (4) : 87~89
29                  园   艺   学   报                    31 卷 
图版说明 1. 中国野生葡萄株系 (A : 平利 - 7 , B : 燕山 - 1 , C : 泰山 - 11 , D : 左山 - 1 , E : 通化 - 3 , F : 安林 - 3 , G: 山东
( ♂) , H : 甘肃 - 91 , I : 留坝 - 7 , J : 泰山 - 1 , K: 广西 - 1 , L : 左山 - 2 , M: 岚皋 - 2 , N : 白河 - 3521 , O : 白河 - 40 , P : 华
东葡萄 , Q : 8324296 , R : 渭南 - 3 , S : 华县 - 11 , T: 广西 - 2) 。2. 试管苗在珍珠岩中炼苗成活。
Explanation of plates  1. Clones of Chinese Wild Vitis (A : Pingli27 , B : Yanshan21 , C : Taishan211 , D : Zuoshan21 , E: Tonghua23 , F :
Anlin23 , G: Shandong ( ♂) , H : Gansu291 , I : Liuba27 , J : Taishan21 , K: Guangxi21 , L : Zuoshan22 , M: Langao22 , N : Baihe23521 , O :
Baihe240 , P : Huadong , Q : 8324296 , R : Weinan23 , S : Huaxian211 , T: Guangxi22) . 2. Test tube seedlings survived after transplanting to
matrix of pearlite
391 期             张剑侠等 : 中国野生葡萄的离体培养与快速繁殖