全 文 : 青海农林科技 ·实用技术与科普· 2001年第 1 期
苹果属植物组织培养快速繁殖技术
查仁明
(重庆师范高等专科学校生物系 ,重庆 永川市 402168)
摘 要:通过对珠美海棠 、小金海棠 、八棱海棠、山丁子等苹果砧木的组织培养的研究 ,参考其它研究成果 ,提
出了苹果属植物组织培养技术 ,并较为详细地阐述了苹果组织培养应当注意的问题。
关键词:组织培养;苹果属;珠美海棠;小金海棠
中图分类号:S661.103.6 文献标识码:A 文章编号:1004-9967(2001)01-0058-02
果树茎尖培养是本世纪六十年代发展起来的一
项技术 ,七十年代发展较快。特别是苹果 , 采用组织
培养快速繁殖的技术来大量繁殖苹果矮化砧 , 生产
无病毒苗 , 及用于突变或有性杂交育种得到的无性
系的快速繁殖。随着“草地果园”高密度栽培方式的
发展 ,每公顷需要 30 , 000 ~ 100 , 000 株苹果苗 , 这样
依靠传统的芽接和枝接方法是无法保证需要的 , 只
有通过组织培养才可能大量生产供应〔1〕。作者对珠
美海棠(Malus zumi Mats)、小金海棠(M.Xiaojinensis
Cheng et J iang)、八棱海棠(M.micromalus Makino)、山
丁子(M.baccata(L.)Borkh)等苹果砧木进行了组织
培养 ,并结合其他从事苹果组培同志的实验 , 一并介
绍。
1 无菌外植体的获得
苹果组织培养十分广泛 , 涉及的种 、品种很多 ,
并大多培养获得成功 , 如砧木 、M7、M9、M26等 M 系 、
SH 系 、山丁子 、八棱海棠 、小金海棠 、珠美海棠等砧
木;元帅 、红富士 、金矮生 、长富二号 、早富士 、王林 、
丽红 、乔纳金 、新世界 、嗄拉 、金冠 、秦冠等等品种。
但是 ,不同种 、品种组织培养诱导出芽率存在差异 ,
元帅系 、新红星较难分化〔2〕。赵政阳等研究了苹果
部分品种叶片再生能力强弱 , 认为叶片再生能力北
斗>嘎拉>岩富 10号>乔纳金>长富2 号>秋富 1
号>金矮生〔3〕。
培养材料采取时期影响组织培养芽诱导。何松
林等报道 ,新梢停止生长以前的 6 月份和冬季休眠
期 ,是最佳取材时期 , 这时茎尖成活率 、芽状体形成
体 、试管苗形成率较高 , 试管苗叶数较多 , 最长叶叶
长较长〔4〕;马宝琨等认为 , 难咽外植体接种最适期为
4—6 月 ,最好在展叶 4—5 片时接种生长点 , 污染率
低 ,成活率较高 , 易于生长分化〔2 、5〕 , 另外 , 茎顶启动
萌发率和萌发时间与外植体来源的母本材料年龄有
关 ,试管苗无菌新梢和二年生幼苗作外植体显著高
于 6年生小树上的外植体〔6〕。叶片作外植体时 , 以
新梢顶端将展开幼叶的植株再生能力最强 , 叶片的
中部比顶部或基部的叶段更易于再生植株〔7〕 , 叶片
近柄端愈伤组织发生较早〔8〕。
苹果组织培养最常用的外植体是茎尖。另外 ,
叶片 、子叶 、茎段 、根段 、胚珠 、花药等均可通过组织
培养诱导出完整植株。 苹果组织培养外植体取下
后 ,先用洗衣粉液等洗去灰尘 , 再用自来水冲洗约
20min ,然后用 75%酒精消毒 30s , 再用 0.1%HgCl2 消
毒 5—7min ,再用无菌水冲洗 3—5次。消毒处理后 ,
1h 内完成外植体接种 , 茎尖转绿 , 成活率可达 90%
以上。
2 初代培养
培养基中激素类型 、浓度和组合决定了组织 、器
官的分化和发育的方向。培养基中 IAA/ CTK 值高
时。利于根的分化;IAA/ CTK 值低时 , 利于芽的分
化。初代培养的基本培养基为 MS 培养基 , 6-BA 含
量为 2mg/ L。
对苹果等木本果树而言 , 其外植体易在切口处
或整株发生褐变 , 从而成为初代培养中影响外植体
成活的主要问题。褐变除受树龄的影响外(前面提
到在幼龄材料上采取外植体), 光照 、温度等也影响
其褐变程度。为此 , 人们采取了一些措施抑制褐化 ,
提高成活率。
2.1 暗培养:茎尖接种到初代培养基上 , 茎尖开始
膨大后 , 转入恒温箱中进行暗培养。培养温度 26—
28℃, 培养时间 36—56d ,每个芽分化形成芽丛 30—
40 个〔9〕。
2.2 培养基中加入 PVP、谷氨酰胺 、抗坏血酸或活
58
性炭等方法 ,皆可以有效地降低褐变率 , 但是对于组
织中酚类化合物含量高 、易发生褐变的品种(如芭蕾
苹果), 很难从根本上消除褐变〔10〕。
另外 ,外植体接种后转移几次 , 可减少培养基中
外植体分泌物的浓度 ,有效提高外植体成活率 。
3 继代增殖培养
继代培养是组织培养的重要环节 ,影响该阶段
试管苗分化和生长的主要因素是培养基中不同激素
的浓度 、组合和培养条件。继代培养的培养基是 MS
+0.5mg/L6-BA+0.05mg/ LNAA。除了在培养基中
加入 6-BA、NAA 之外 , 一些研究者还添加了 GA3
(0.5mg/L)〔11〕。
环境条件的好坏直接影响到试管苗继代生长的
快慢和质量。组织培养苗一方面可利用培养基中包
括有机碳源在内的营养物质 , 满足其生长发育的需
要 ,即在异养性 , 另一方面 ,叶片有较弱的光合作用 ,
即有一定的自养性 , 所以组培苗对光照强度 、光质 、
光照时间有一定的要求。 继代培养光照强度约为
2000lx ,光照时间每天 10h。
温度是影响组培苗能否正常生长的最重要环境
因子。温度过低 ,组培苗生长缓慢甚至完全停止 , 温
度一旦正常又恢复生长;温度过高 , 也会使生长速度
下降。温度不仅对增殖而且对器官的形成有作用。
因此 ,不同的园艺植物 , 不同品种 、不同器官的形成 ,
均有一个适温。苹果组织培养温度不适 , 得不到所
要求的组培苗。苹果组培温度为:光照 25—28℃/黑
暗 18—25℃。
湿度:培养基中琼脂含量多少 , 直接影响到组培
苗生长的湿度条件。由于封口膜的保水性很强 , 所
以一般对组织培养室的空气湿度考虑不多。但是 ,
如果组培室长期干燥或阴湿 , 我们应该注意到培养
室的湿度情况 ,必要时我们仍需对其进行调节 。
4 生根
试管繁殖产生的新梢 ,通常繁殖中生根困难 , 需
在试管培养诱导产生不定根 , 然后经驯化再移栽入
田地。
4.1 生根苗的选择:用于生根的继代苗的质量 , 对
生根有很大的影响 , 一般选高度在 1.5cm 以上的试
管苗。用作生根的苗大 ,则生根率 、不定根的质量均
高 ,容易移栽 , 成活率高。
4.2 生根培养基:MS 培养基的矿质元素浓度过度 ,
所以生根培养基多用 1/2MS , 有的甚至用 1/ 4MS 、1/
8MS〔12、13 、14〕。 1/4MS、1/8MS培养基多用于茎段生根
培养。生根培养基中激素为 0.5—1.0mg/ LIBA , 无
6—BA。生根难的品种 , 可加 80—160mg/ L间苯三酚
等物质 ,可促进生根〔13〕。
4.3 生根方法:目前在苹果组培苗生根上 , 有一步
生根法和二步生根法。据我们的实验 , 一步生根法
虽然比较简便 , 没有转移培养基这一步 ,但生根率在
20%以下 , 生根率太低;而二步生根法生根率在80%
以上。所以 , 我们把继代培养成的大苗先移入根原
基诱导培养基(0.5%琼脂+3%蔗糖+0.5-1.0mg/
L IBA)上 ,根原基产生后再转入不定根伸长培养基
(1/ 2MS)中。
5 驯化 、移栽
5.1 苹果组培苗生根后驯化 ,是保证移栽成活的重
要步骤。 组培苗所生长的试管内为高湿度环境
(RH100%),叶片的气孔开张超过保卫细胞的极限 ,
不能很好地关闭。驯化过程中逐渐降低环境空气湿
度 , 以适应自然环境条件的剧烈变化。一般在移栽
前打开培养瓶。为了避免培养基的污染 , 培养基中
蔗糖浓度应该降低或不加糖。
5.2 组培苗 , 包括有根苗 ,光合能力差 , 仅光合产物
不能满足生长发育需要 , 需要进行加大光照强度的
训练 , 增强其光合能力 ,使之逐渐过渡到完全自养的
生理状态。
5.3 过渡移栽:组培苗经强光照 、低湿度训练后 , 一
般先移入消毒的细砂中 , 注意喷雾保湿 , 能达到
80%以上的成活率。
5.4 田间栽植:经以上驯化处理后 , 组培苗即可移
入田间 , 成活率可达 90%以上。
参考文献:
〔1〕裘文达.园艺植物组织培养〔M〕.上海科学
技术出版社 , 1986.
〔2〕师校欣 , 高仪 , 马宝琨.苹果茎尖培养中无
菌繁殖系建立的研究〔J〕.河北农业大学学报 , 1997 ,
20(2)∶45—49.
〔3〕赵政阳 , 付润民.苹果试管苗叶片再生植株
研究〔J〕.陕西农业科学 , 1992 ,(6)18—19.
〔4〕何松林 , 朱道圩 , 孙利华.苹果茎尖培养与
培养材料采取时期关系的研究〔J〕.华北农学报 ,
1997 , 11(增刊)166—168.
〔5〕师校欣 , 陈四维 , 马宝琨.苹果砧木离体培
养快速繁殖的研究〔J〕.河北农业大学学报 1991 , 14
(3)∶21—25.
〔6〕何水涛 , 刘沛镇 , 韩礼星.苹果茎顶培养脱
毒技术的研究〔J〕.河南农业科学 , 1997 , (11)∶25—
28.
〔7〕赵政阳 , 曹晓玲 , 黄英.叶片成熟度对苹果
试管苗叶片再生植株的影响〔J〕.陕西农业科学 ,
1997 , (1)∶20—21.
(下转封三)
59