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西瓜组培苗嫁接技术的研究



全 文 :广 西 植 物 Guihaia 24(5):456—459 2004年 9月
西瓜组培苗嫁接技术的研究
李文兰1,秦新民2
(1.桂林市农业局,广西桂林 541001;2.广西师范大学生命科学学院,广西桂林 541004)
摘 要:西瓜组培苗往往不易移栽成活,且生长差。通过砧木嫁接的方法,可提高苗的成活率并改善苗的生
长状况。实验研究了接穗炼苗的天数、接穗叶片数、接口用不同外源激素处理与嫁接成活率的关系。条件优
化后,嫁接后成活率可达85%,为西瓜优良品种的快速繁殖以及西瓜抗虫、抗病、品质改良等基因工程的研究
奠定了基础。
关键词:西瓜;组培苗;嫁接
中图分类号:Q944.4 文献标识码:A 文章编号:1000—3142(2004)05—0456—04
Study on the grafting technique of the
regenerated plant of watermelon
LI Wen-lan ,QIN Xin-min2
(1.Guilin Agricultural Bureau,Guilin 541001,China;2.College of Life Science
Guangxi Normaf University。Guilin 541004,China)
Abstract:Regenerated plants of watermelon are usually hard tO survive after transplanting and hard tO grow
wel1.By the means of grafting on the stock can increase the survival rate and improve the growing status.The
relation between the days of cion seedling hardening—off,the number of cion leaves,the different explicit hor—
mone processing the interface and the survival rate of graft were investigated.After optimizing these factors,
85 surviving rate was obtained.The results established the foundation for the rapid propagation of water—
melon and gene engineering on insect—resistance,disease-resistance,and quality improving of watermelon.
Key words:watermelon;the plantlets of tissue culture;graft
西瓜(Citrullus vulgaris)属葫芦科西瓜属一年
生植物,原产于非洲,是世界十大水果之一。西瓜在
我国的种植面积居世界首位,是深受人们欢迎的盛
夏消暑佳品,特别是无籽西瓜 由于品质好、食用方
便,倍受人们欢迎,在国际市场上是畅销商品,创汇
率高,但由于三倍体西瓜杂交制种过程非常复杂,因
而种子价格很高,且三倍体西瓜种子发芽成苗率低,
从而限制了无籽西瓜的推广。而从国外购进大量的
杂交种子不仅价格昂贵,而且由于种子不纯基因型
差异较大,植株不整齐,产量不稳定。一些由国外引
进的新品种制种工艺复杂,国内进行不了。上述种
子繁殖的困难可以通过组培方式来解决,利用组织
培养技术进行西瓜 良种的快速繁殖近年来在国内外
已有部分报道(邵宏波,1999;Adelberg等,1990;黄
学森等,1994;Dong和 Jia,1991;刘敬梅等,2000;赵
月铃等,1999)。另外,西瓜在生长过程中很容易受
病毒感染,严重影响产量和品质(林德佩等,1993),
利用现代生物技术进行品种改良,培育西瓜抗病 良
种已日益引起人们的关注。西瓜抗虫、抗病、品质改
良等生物工程技术的研究首先需要建立西瓜快速、
收稿日期:2004—03—12 修订日期:2004—04-25
基金项目:广西科技攻关项目(桂科攻 0228019-2)
作者简介:李文兰(1971一),女 ,广西临桂县人 ,硕士生,农艺师。。秦新民,男,教授 ,博士,分子生物学。
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5期 李文兰等:西瓜组培苗嫁接技术的研究 457
高效繁殖的再生系统,培育出大量组培苗,并诱导生
根获得完整的试管植株。但西瓜的组培苗的移栽往
往不易成活,且长势差。若用嫁接到砧木上的方法
进行繁殖(宋吉清,1990),可提高组培苗移植的成活
率,改善组培苗的生长状况。近年来西瓜种子苗嫁
接技术的报道较多,而有关西瓜组培苗的嫁接技术
报道较少,且研究不够深人,本文在建立西瓜快繁系
统的基础上(秦新民等,2002),对西瓜组培苗嫁接技
术作进一步的研究,从组培苗质量、砧木苗龄、组培苗
炼苗天数、接穗所带叶片数及用不同外源激素处理接
口等因素对嫁接成活率的影响作了较为系统的研究,
优化嫁接条件以提高组培苗嫁接成活率,为今后西瓜
的品种改良、抗病虫等基因工程的研究奠定基础。
1 材料与方法
1.1材料
西瓜(Citrulus vulgaris)华铃品种种子和瓠瓜
(Lagenaria leucantua Rushy)种子。
1.2方法
1.2.1瓠瓜幼砧苗的培养 先将瓠瓜种子催芽,选
择芽头一致的种子点播在配土营养钵内,播种 15 d
后,瓠瓜苗生长至真叶初展即可作为嫁接用的砧木。
1.2.2西瓜组培苗的培育 选取西瓜饱满种子在超
净台上破壳取种仁,然后用 0.1 的升汞消毒 lO
min,经无菌水冲洗4次,接种于MS基本培养基中
(培养基中均添加 3O g/L的蔗糖和 l0 g/L的琼脂 ,
pH5.8,以下同),于 26℃暗培养 2~3 d开始萌发,
取 3~5 d无菌苗的子叶接种于 MS+BA 0.4 mg/L
的分化培养基中。置于 26℃培养室中培养,光照
12 h/d,光照强度为 1 000 1 500 Ix(以下同)。12 d
后开始出现不定芽,25 d左右将芽丛分割进行繁
殖,然后每 25 d左右继代 1次,可得到大量健壮的
组培苗做接穗。
1.2.3组培苗不定根的诱导 将长至 2~3 cm高的
无根组培苗接种在 172 MS+NAA 0.2 mg/L(或
IBA 0.5 mg/L)培养基中,诱导其生根,l周以后即
可长出不定根,当不定根长至 1~2 C1TI时,去掉瓶
塞,炼苗2~3 d,冲洗干净根部的培养基,移植后保
湿l周即可成活,10 d后统计自根苗的成活率。比
较嫁接组培苗与自根苗(组培苗直接诱导生根成苗)
的成活率及生长动态。
1.2.4组培苗的嫁接 嫁接在日光温室内进行。组
培苗不经生根直接进行嫁接。嫁接前,打开瓶口炼
苗,接穗采用插接法接于已培育好的瓠瓜砧木上。
选择晴天嫁接,用楔形竹签 自砧木两子叶间斜插下
去约 1.5 cm深,用刀片往接穗基部向下斜削一刀,
切口要平滑,削面长度为 1.0 cm左右,随即拔出砧
木上的竹签,立即将削好的接穗插人砧木,紧实即
可。另外嫁接前苗床要浇透水,嫁接时避免El光直
射导致接穗萎蔫,嫁接完毕后苗床上做一小拱棚覆
盖遮阳网,保证棚内相对湿度 9O 以上,可用喷雾
器向空气中喷雾增加湿度,不可向苗床喷雾,以避免
伤口感染。
嫁接后观察统计组培苗质量、砧木苗龄、组培苗
炼苗天数、接穗所带叶片数及用不同外源激素处理
接口等因素对嫁接成活率的影响。
1.2.5嫁接苗的管理 小拱棚内相对湿度保持在
9O 以上,温度保持在 2O~3O℃,嫁接 3 d后如果
温度过高,可适当于棚的两头下部揭膜通风换气。嫁
接后 5~7 d逐渐除去遮阳网炼苗,10 d后揭掉小拱
棚炼苗。据观察统计,嫁接 3 d后接口开始愈合,7 d
后接口愈合紧密,12 d后统计成活率,15 d后移植。
2 结果与分析
2.1组培苗质量对嫁接成活率的影响
在继代培养基上生长至 25~3O d左右的组培
苗高约 2~3 cm,顶端可见明显的新叶,芽体健壮,
这种组培苗生活力强,嫁接后最容易成活。组培苗
继代培养时间过短,不超过 2O d,芽体细嫩,叶片细
少,这种组培苗生活力弱,嫁接后容易萎蔫致死。继
代培养时间过长超过 4O d以上的组培苗,叶片大且
密,顶端生长缓慢,已趋向老化,嫁接后生长缓慢,成
活率不高。
2.2砧木质量对成活率的影响
组培苗长至 2~3 cm,炼苗 2~4 d,选择健壮、
长势一致的组培苗做接穗,带 4片叶片。在砧木苗
龄 15~20 d时嫁接,经统计成活率达 8O ,苗龄 3O
d时嫁接成活率为 45 。试验证明,砧木以一叶一
C-,即苗龄 15~2O d时嫁接为宜,苗龄过老,下胚轴
容易形成空心,影响嫁接成活率。所以培育健壮的
砧木、砧木和接穗适时嫁接是提高成活率的基础。
2.3组培苗炼苗时间对嫁接成活率的影响
组培苗从无菌的人工状态到 自然状态,从培养
室到室外,环境条件发生了巨大变化,如温度、湿度、
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光照等。所以在嫁接前必须经过炼苗,以提高其对
外界 自然条件的适应能力,增强其抗性,提高嫁接的
成活率。试验结果表明(表 1),嫁接成活率与炼苗
天数有关,不经过锻炼的组培苗嫁接时对突变的外
部环境条件适应性差,成活率很低。但如果炼苗时
间过长,由于杂菌在培养基中大量繁殖,组培苗受到
污染生活力下降,嫁接后成活率反而会下降。试验
表明在其他因素相同的情况下,以炼苗 2~4 d嫁接
成活率最高。
表 1 组培苗炼苗天数对嫁接成活率的影响
Table 1 Effect of the days of the plantlets of tissue
cul ture on the survival rate of graft hardening-off
2.4接穗所带叶片数对嫁接成活率的影响
用炼苗 2~4 d的健壮的组培苗做接穗,嫁接到
苗龄 2O d的砧木上 ,观察接穗所带叶片数对嫁接成
活率的影响。试验结果表明,接穗所带叶片数对嫁
接成活率有较大的影响,由表 2可知,带 4~6片叶
片的接穗嫁接成活率最高,接穗所带叶片太多或太
少其嫁接成活率均不高。
表 2 接穗所带叶片数对嫁接成活率的影响
Table 2 Effect of the number of cion leaves
on the survival rate of graft
2.5不同外源激素对嫁接成活率的影响
用炼苗 2~4 d的健壮的组培苗做接穗,接穗保
留4~5片叶片,嫁接到苗龄 2O d的砧木上,嫁接苗
数均为2o株,接口处滴加浓度为 2O mg/L(韦志扬
等,2000)的三种不 同的外源激素 6一BA、2,4-D和
NAA,同时以无菌水处理做对照(CK)。结果表明,三
种激素中以2,4一D处理效果最理想,成活率为 85 ,
6一BA次之,成活率为8O ,NAA与对照效果相当,成
活率为 7O 。
2.6嫁接苗与自根苗成活率及生长动态比较
砧木和接穗都在适时嫁接,同时选择健壮的自
根苗移栽,试验苗数为嫁接苗 6O株、自根苗 33株,
结果显示,组培苗的嫁接苗与 自根苗的成活率分别
为 75 和45 。
经过多次试验,西瓜组培苗的移栽成活率很低,
且移栽成活后生长缓慢,长势弱,采用嫁接的方式不
仅能提高其成活率,且嫁接苗发达的根系能促进其
地上部迅速生长。组培苗从嫁接到成活后 2O d,苗
高约 10 cm(4~5片真叶)即可定植。从表 3可以看
出,3~4叶期嫁接苗与自根苗叶数和株高差异不显
著,3~4叶期后的嫁接苗生长速度加快,嫁接苗的
最大叶长、叶宽以及最大叶节位茎粗显著高于自根
苗,5~6叶期后茎蔓节间长度和茎蔓长度均显著高
于自根苗,表明嫁接可促进西瓜茎蔓的伸长和增粗及
叶面积的扩大。第一雌花开放时间嫁接苗比自根苗
平均早 2~3 d,节位高4~5节。
3 讨 论
现代生物技术为培育高产优质和抗病、抗逆品
种提供了一条十分广阔的新途径,通过生物技术手
段达到改良育种 目的首先要建立一个高效快繁系
统。西瓜组培苗的获得及嫁接整个过程包括种子的
消毒、外植体的芽分化及继代增殖、炼苗、嫁接、田间
栽培等技术环节。而组培苗能否移植成活则是其中
关键之一。近年来,虽然西瓜种子苗嫁接技术的报
道较多,但组培苗的嫁接研究较少。同时,组培苗的
生理特性与种子苗有较大差异,影响嫁接成活率的
因素更多,难度也更大,需要从炼苗时间、接穗的叶
片数以及外源激素的使用等方面进行实验。
组培苗的炼苗可以使其从人工的环境条件向外
界的自然条件逐渐过渡,增强其 自我调节能力和适
应能力,提高其抗性,从而提高嫁接成活率。但是炼
苗时间过长,在培养基中容易滋长大量杂菌,组培苗
受到污染生活力下降,嫁接后成活率反而会下降。
接穗所带叶片能通过光合作用为嫁接苗提供营
养,但叶片的存在增加了嫁接苗的蒸发面积,叶片过
多会由于水分的过度蒸发而导致接穗萎蔫死亡,叶
片太少,接口愈合后,其光合作用提供的营养不能满
足嫁接苗生长的需要,也会造成死苗现象,因此接穗
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5期 李文兰等:西瓜组培苗嫁接技术的研究 459
要保持适当的叶片数。
激素处理可促进细胞分裂,促进形成层活动,产
生新的疏导组织,进而促进接口的愈合过程,使得接
穗和砧木接合更加紧密。用激素处理的愈伤组织形
成早且多,愈合速度比不用激素处理的快。有人认
为,成功的嫁接接穗上必须保留叶片或芽,这些叶片
可以提供一定量的植物激素,促进形成层活动产生
愈伤组织。
表 2 嫁接苗与自根苗生长动态比较
Table 3 The comparison of growth trends between grafted and non-grafted seedlings
项目
Items
3~4叶期 5~6叶期 伸蔓期
3~4 Leaves stage 5~6 Leaves stage

S
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p
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r
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o
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a
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— —
e
I Ⅱ
开花坐果期

B
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1

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e
I Ⅱ
株高 Plant height(em)
最大叶长×宽
Area of the biggest leaf
叶片数(片) 4 4 6 5
Number of leaves
最大叶节位茎粗
Diameter of stem on the
biggest leaf position
最大节间长度 Length be—
tween the biggest stem
第一 雌 花 节位 Position of
the first female flower
40.6 27.1 216.4 138.5
15.0。12.8 11.7。9.5 15.5。14 12.9。12.1
注 :I’嫁接茁 Grafted seedingsIⅡ一自根菌 Non—grafted seedings.
嫁接苗与自根苗在生长发育的各个时期叶数差
异均不显著,这表明嫁接苗茎蔓长度显著高于自根
苗不是通过增加叶数而是通过节间的伸长。这与
Atsushi(1994)的研究结果一致。
在长势方面,嫁接苗之所以比自根苗长势强劲,
与嫁接苗有较发达的根系和较大的叶面积有关,发
达的根系使得其从土壤中吸收营养元素的能力增
强,叶面积的增大使得光合作用增强从而为嫁接苗
提供充足的营养。
有关西瓜嫁接苗开花结果习性的研究报道很
少,本试验结果中嫁接苗第一雌花开放时间比自根
苗平均早 2~3 d,这与苏胜举(1991)的试验结果一
致。嫁接苗第一雌花节位比自根苗高4~5节,这与
Atsushi(1994)研究结果不一致,可能与品种和气候
条件的差异有关。而嫁接对西瓜雌花发生节位的影
响的内在机理有待于进一步研究。
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