武 蕓
(生物資源保護與利用湖北省重點實驗室(湖北民族學(xué)院),湖北 恩施 445000)
香樟(Cinnamomumcamphora)又名烏樟、芳樟、樟木等,為樟科樟屬常綠闊葉喬木,是我國熱帶、亞熱帶地區(qū)重要的用材、經(jīng)濟和生態(tài)樹種,為國家二級保護樹種[1],主要分布在我國的海南、臺灣、福建、江西、廣東、廣西、湖北、湖南、四川、重慶、云南、貴州、浙江等省市區(qū)[2].其木材材質(zhì)致密,有香氣,耐腐防蟲,為造船、家具和美術(shù)品的上等用材;其樹干、樹蔸、樹根及枝都含有樟油和樟腦,是重要的香料、農(nóng)藥、礦業(yè)、國防、化工等原料[3].
香樟在扦插和組織培養(yǎng)方面取得一些進展[4~10].采用種子繁殖,會積累大量變異性狀,不利于香樟優(yōu)良性狀的保留.但扦插繁殖受材料和季節(jié)限制,且繁殖系數(shù)低.利用香樟幼嫩帶芽莖段進誘導(dǎo)出了叢生芽,但誘導(dǎo)生根的成功率不高.因此,探索香樟快繁的新途徑很有意義.本次研究香樟愈傷組織的誘導(dǎo)和改良,為后續(xù)組織培養(yǎng)提供源頭和基礎(chǔ),所得優(yōu)質(zhì)愈傷可通過器官發(fā)生途徑得到完整植株;可用于誘導(dǎo)多倍體,改良品種.
香樟幼嫩的莖段來自湖北民族學(xué)院校園.
1.2.1 材料的處理 選取初春香樟萌發(fā)的幼嫩莖段作為外植體,用1%的洗潔精浸泡15 min,用小毛刷自下而上順著涮洗4~5次,清洗掉殘留的洗潔精泡沫,自來水沖洗2~3 h后,在超凈工作臺上用75%的酒精中浸泡30 s左右,用0.1%的氯化汞(升汞)溶液振蕩消毒8~10 min(以升汞液面剛好浸沒外植體材料為宜),用無菌水沖洗升汞殘留液3~4次,備用.
1.2.2 愈傷組織的誘導(dǎo) 以MS為基本培養(yǎng)基,添加不同濃度的植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì),誘導(dǎo)愈傷組織的形成.將已消毒的外植體(保留腋芽的莖段),切除藥液接觸過的傷口,剪成約1 cm長的小段,左右,接入到培養(yǎng)基中,使剪切過的橫截面?zhèn)冢瑴\淺的埋入到培養(yǎng)基中,以利于培養(yǎng)基中的營養(yǎng)成分和激素等細胞狀態(tài)調(diào)節(jié)因子在傷口附近的富集,注意外植體在培養(yǎng)基中的位置分布要均勻,成正多邊形,以利于充分利用培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質(zhì).光照時間12 h/d,光照強度為40 μmol·m-2·s-1,培養(yǎng)溫度23~25℃.30d后統(tǒng)計愈傷組織的的形成情況,計算其誘導(dǎo)率,并觀察所得愈傷組織的顏色和生長勢.誘導(dǎo)率=形成愈傷組織的外植體塊數(shù)/接種外植體的塊數(shù)×100%.
1.2.2.1 不同激素及其組合對愈傷組織的誘導(dǎo)效應(yīng) 以NAA、6-BA、2,4-D和KT不同質(zhì)量分數(shù)為單因子試驗,觀察它們對香樟的離體莖段的誘導(dǎo)效應(yīng);根據(jù)單因子試驗結(jié)果,設(shè)置激素組合對愈傷組織誘導(dǎo)及生長的影響.
1.2.2.2 激素、pH和蔗糖質(zhì)量分數(shù)對愈傷組織的誘導(dǎo)效應(yīng) 采用正交試驗的方法,分析激素、pH和蔗糖質(zhì)量分數(shù)對愈傷組織的誘導(dǎo)效應(yīng).
1.2.2.3 愈傷組織的改良 通過減少MS基本培養(yǎng)基中硝酸鉀的含量,來降低銨態(tài)氮和硝態(tài)氮之間的比值,達到對愈傷組織進行改良的目的.分別配制減少硝酸鉀質(zhì)量分數(shù)的1/6、1/5、1/4、1/3的MS培養(yǎng)基,轉(zhuǎn)接后培養(yǎng)15 d,觀察統(tǒng)計.
表1 NAA、6-BA、2,4-D和KT對香樟愈傷組織誘導(dǎo)率
注:-:死亡,+:生長勢差,++:生長勢一般,+++:生長勢較好,++++:生長旺盛,以下同上.
表2 不同激素組合對五鶴續(xù)斷愈傷組織的誘導(dǎo)效應(yīng)
研究NAA、6-BA、2,4-D和KT對香樟愈傷組織誘導(dǎo)的效應(yīng),結(jié)果表明(見表1):無論是誘導(dǎo)率還是在生長勢,2,4-D和KT比6-BA和NAA都具有更高的誘導(dǎo)活性.在添加2,4-D和KT的培養(yǎng)基中,外植體7d左右可觀察到莖段膨脹,切口處有明顯的分裂痕跡,而添加6-BA、NAA的培養(yǎng)基15d左右才觀察到愈傷組織有萌動的趨勢.可見,在單因子試驗中,2,4-D和KT適于誘導(dǎo)香樟愈傷組織,其質(zhì)量分數(shù)分別為1.5 mg/L和1.0 mg/L時誘導(dǎo)效率最高,生長勢較好.
在單因子試驗的基礎(chǔ)上,試驗了2,4-D+KT、2,4-D+6-BA以及2,4-D+NAA三種組合對愈傷組織誘導(dǎo)及生長的影響.結(jié)果顯示(見表2),三種激素組合均可誘導(dǎo)出愈傷組織,2,4-D+KT誘導(dǎo)愈傷組織的效率較高,最高達到了88.7%,因此,誘導(dǎo)愈傷組織的最佳激素組合為2,4-D(1.5 mg/L)+KT(1.0 mg/L).
研究激素和蔗糖質(zhì)量分數(shù)以及PH對愈傷組織的誘導(dǎo)效應(yīng),結(jié)果表明(見表3):根據(jù)極差R的大小可知影響香樟愈傷組織的誘導(dǎo)因素中,2,4-D>KT>PH>蔗糖質(zhì)量分數(shù),2,4-D影響最大,隨著2,4-D質(zhì)量分數(shù)增加,愈傷組織的誘導(dǎo)率升高,在質(zhì)量分數(shù)較低的范圍內(nèi),2,4-D質(zhì)量分數(shù)跟香樟愈傷組織的誘導(dǎo)率呈正相關(guān)性;觀察表中B列的K值K3 試驗所得到的部分愈傷組織色澤暗淡枯黃,組織結(jié)構(gòu)膨化疏松,在繼續(xù)培養(yǎng)的過程中會萎謝,不具備進一步分化生長的能力,通過減少MS基本培養(yǎng)基中硝酸鉀的含量,來降低銨態(tài)氮和硝態(tài)氮之間的比值,達到對愈傷組織進行改良的目的.配制減少硝酸鉀質(zhì)量分數(shù)的1/6、1/5、1/4、1/3的MS培養(yǎng)基,轉(zhuǎn)接后培養(yǎng)15 d,觀察統(tǒng)計.結(jié)果顯示,減少硝酸鉀1/6、1/5,達不到降低比例的要求,減少1/3,硝酸鉀含量偏低,影響愈傷組織的正常生長,減少1/4為最佳,所得的愈傷組織顏色呈淡綠色,質(zhì)地緊密,生長旺盛,細胞胚性強,可進一步誘導(dǎo)分化. 通過激素和蔗糖質(zhì)量分數(shù)以及PH的正交實驗,得出誘導(dǎo)香樟離體莖段形成愈傷組織的優(yōu)化培養(yǎng)基為:MS+2,4-D(1.5 mg/L)+KT(1.0 mg/L)+20 g/L蔗糖,pH為6.0,愈傷組織誘導(dǎo)率可高達89.9%.對所得愈傷組織轉(zhuǎn)入到減少硝酸鉀含量1/4的誘導(dǎo)培養(yǎng)基上,其旺盛生長、結(jié)構(gòu)致密,可用于誘導(dǎo)分化. [1]王青天,林敏惠,陳小寶.樟樹種子育苗技術(shù)[J].林業(yè)實用技術(shù),2006(8):26-27. [2]姚小華,任華東,孫銀祥,等.樟樹種源、家系苗期性狀變異分析[J].林業(yè)科學(xué)研究,1999,12(3):283-290. [3]李乾振,吳麗君,陳碧華,等.芳樟工廠化育苗技術(shù)研究[J].福建林業(yè)科技,2001,28(4):21-24. [4]張建忠,姚小華,任華東,等.香樟扦插繁殖試驗研究[J].林業(yè)科學(xué)研究,2006,19(5):665-668. [5]索長江,蔡斌華.香樟叢生芽的誘導(dǎo)和快速繁殖研究[J].林業(yè)科技開發(fā),1997(3):29-30. [6]吳幼媚,王以紅,蔡鈴,等.香樟優(yōu)良無性系快繁技術(shù)的研究[J].廣西農(nóng)業(yè)生物科學(xué),2006,25(1):60-64. [7]連芳青,熊偉,張露.樟樹莖段的離體培養(yǎng)和植株再生[J].江西林業(yè)科技,1992(3):20-21. [8]索長江,蔡斌華.樟的離體繁殖[J].植物生理學(xué)通訊,1997,33(2):129-132. [9]黃建,閔偉.樟樹幼葉愈傷組織誘導(dǎo)培養(yǎng)基的篩選[J].江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,1993(4):393-396. [10]龔崢,周麗華,張衛(wèi)華,等.樟樹組織培養(yǎng)快繁育苗技術(shù)研究[J].廣東林業(yè)科技,2007,23(5):35-39.2.4 愈傷組織的改良
3 結(jié)論