劉麗敏,李 松,余坤興,劉紅堅,淡 明,戴友銘
(廣西甘蔗研究所,南寧 530007)
甘蔗新品系桂糖02-901和02-467是廣西甘蔗研究新培育的品系。02-901為中莖,植株高,整齊直立,實心,脫葉性極好,有效莖多,萌發(fā)率高,較抗黑穗病,單產(chǎn)達(dá)105t/hm2左右,蔗糖分16%。02-467為中大莖,植株高大,萌發(fā)率高,出苗快而整齊,耐旱性強(qiáng),單產(chǎn)90t/hm2以上,蔗糖分15%~16%。這兩個品系無論是產(chǎn)量和蔗糖分都可以和現(xiàn)有的主栽品種ROC22相媲美。因此,在廣西全區(qū)大面積推廣種植。為了加快推廣進(jìn)度,更快地讓蔗農(nóng)能夠種植到這兩個新品系,我們使用組織培養(yǎng)的方法對其進(jìn)行人工組織培養(yǎng)快繁。快繁中最重要的一步就是生根培養(yǎng)。組培苗達(dá)到一定的數(shù)量后,需要轉(zhuǎn)接到生根培養(yǎng)基,如果生根率不高或者是生根不好,不但造成組培苗浪費,還會導(dǎo)致成活率降低,影響以后的沙培假植質(zhì)量。組培苗生根,除受激素控制外,還受到蔗糖、活性炭濃度和環(huán)境因素等的影響[1]。為了提高生根率和生根質(zhì)量,我們進(jìn)行了本試驗,以期找出這兩個品系的最佳生根培養(yǎng)基配方及培養(yǎng)方法。
在培養(yǎng)室培養(yǎng)了大約4~6個月的組培苗,品種為桂糖02-901和02-467。
1.2.1 NAA對生根的影響試驗 在培養(yǎng)基內(nèi)添加不同濃度的NAA:2、5、10、15mg/L,蔗糖濃度為70g/L,每個濃度接種30瓶,試驗NAA濃度對組培苗生根的影響。
1.2.2 蔗糖濃度對生根的影響試驗 在NAA濃度為10 mg/L的培養(yǎng)基中添加不同的蔗糖濃度:30、50、70、90g/L,每個濃度接種30瓶,試驗蔗糖濃度對組培苗生根的影響。
1.2.3 活性炭對生根的影響試驗 在NAA 10mg/L+蔗糖70g/L的培養(yǎng)基內(nèi)添加不同濃度的活性炭:0、0.1、0.2、0.3g/L,每個濃度30瓶,試驗活性炭對組培苗生根的影響。
1.2.4 培養(yǎng)環(huán)境試驗 將接種到同一種生根培養(yǎng)基的組培苗放在光照、溫度、濕度不同的3個地方:培養(yǎng)室、走廊、溫室大棚進(jìn)行培養(yǎng),每個處理70瓶,試驗不同環(huán)境下對組培苗生根及生長的影響。
所有培養(yǎng)均為液體培養(yǎng),培養(yǎng)容器為200mL普通透明的玻璃瓶,基本培養(yǎng)基為1/2MS,pH調(diào)至5.8~6.0。在接種一個星期后統(tǒng)計污染數(shù)、生根數(shù),2個星期后統(tǒng)計生根數(shù),3個星期后除統(tǒng)計生根數(shù)外還觀察根系生長情況。
NAA為生長素類激素,低濃度時可以促進(jìn)生長點生長,高濃度時則可以促進(jìn)生根。我們將組培苗接種到含不同NAA濃度的培養(yǎng)基中進(jìn)行最佳濃度篩選。結(jié)果發(fā)現(xiàn),不同品種生根的最佳濃度及效果不同。桂糖02-901組培苗(表1)1個星期后大概有1/3的苗根點分化,根系很短;2個星期后大部分組培苗都已出根,根系延伸,長出根毛;3個星期后,大部分苗都已經(jīng)出根,有根的苗數(shù)基本上穩(wěn)定,根系細(xì)密,占據(jù)瓶底。當(dāng)濃度為10mg/L的時候,02-901的生根效果最好,生根率為96%,根系生長多,細(xì)密,濃度增加,生根率降低。
對于桂糖 來說, 濃度為時,出根最快,1個星期就有25瓶苗長出根系,其次為15mg/L有21瓶,最少的是2mg/L有10瓶苗。2個星期后,各個濃度的苗陸續(xù)長根,3個星期后,長根數(shù)基本穩(wěn)定。從最后的生根率和根系生長情況看,生根率最高的是5mg/L為93%,其次為10mg/L,為90%。根系生長總體情況不如02-901的好,基本上處于一級和二級之間,根系生長較少,較粗,沒有02-901那樣細(xì)密。
表1 不同配方及濃度對甘蔗組培苗生根的影響
培養(yǎng)基中的蔗糖,一方面為培養(yǎng)物的生長和發(fā)育代謝提供所需的能量和底物,另一方面也影響培養(yǎng)基的滲透勢,培養(yǎng)基的滲透勢又反過來對培養(yǎng)物的代謝起到調(diào)節(jié)作用[2]。從表1中的數(shù)據(jù)可以看出,不同的蔗糖濃度對這兩個品系的影響各不相同。對于02-901最適合濃度為70g/L,生根率達(dá)97%;而02-467在蔗糖濃度為30g/L時出根快,1個星期后有70%的苗長根,3個星期后生根率達(dá)97%。其余濃度均沒有這種效果。這說明不同的甘蔗品種對蔗糖濃度的需求量不同。
一般認(rèn)為活性炭對誘導(dǎo)生根有利,因為在生根的啟動期需要較低的生長素濃度,加入活性炭能滿足這一條件,因此活性炭促進(jìn)誘導(dǎo)生根[3]。也有人認(rèn)為活性炭抑制生根,主要是由于使用活性炭的濃度過高導(dǎo)致生長素完全被吸附而不能發(fā)生作用[4]。許多研究還表明,活性炭能明顯促進(jìn)根的伸長生長,主要是因為活性炭可以減弱光照,從而保護(hù)根頂端的IAA免遭光氧化,最后促進(jìn)了根的生長[5]。從表1中數(shù)據(jù)可以看出,02-901不加活性炭的處理生根率為97%,而02-467為90%,均比加入活性碳的處理的生根率要高。加入不同濃度的活性炭的處理中,以加入0.2g/L活性炭的處理的出根率最少,分別只有65%和56%。這說明活性炭對甘蔗組培苗生根有很大的不利影響,其影響的嚴(yán)重程度又以其濃度不同而不同。其中主要的原因,筆者分析是因為活性炭對生長素NAA的吸附作用。樸學(xué)賢等認(rèn)為吸附作用與很多因素有關(guān),一是活性炭的濃度,二是活性炭的顆粒大小,三是激素的類型[6]。從數(shù)據(jù)中可以看到,0.2g/L的活性炭濃度對NAA的吸附作用最強(qiáng)烈,導(dǎo)致組培苗出根率最少。
將接種到生根培養(yǎng)基的甘蔗組培苗平均分成3組放置在3個溫濕度、光照不同的環(huán)境中(培養(yǎng)室、培養(yǎng)室外走廊和溫室大棚),觀察環(huán)境對甘蔗組培苗生根的影響。這3個地方的環(huán)境條件為,培養(yǎng)室環(huán)境始終人為控制溫度在27~30℃,濕度為40%~60%,光照為1000~1800 Lx,時間12h。溫室大棚為自然環(huán)境,光照強(qiáng)烈且變化大,白天太陽直射時達(dá)到100000Lx以上,陰天也有10000Lx,溫濕度日夜變化也大,溫度變化為40~20℃左右,濕度為35%~70%。走廊的環(huán)境接近于自然環(huán)境,但光溫濕變化沒有溫室大棚強(qiáng)烈,整體情況處于前兩者之間,光照強(qiáng)度為10000~90000Lx,溫度日夜變化為35~22℃,濕度變化為65%~40%。從表2的數(shù)據(jù)可以看出,兩個品系在接種7d后,培養(yǎng)室內(nèi)出根最早,有一半以上苗均長出根,其次為走廊,大棚最少。14d后,桂糖02-901三個地方的生根率基本相同,但02-467差異很大,生根最多是在走廊,其次是溫室,最后是大棚。21d后,兩個品系在大棚內(nèi)的組培苗生根率反而都超過了其它兩個地方,達(dá)到最高。從根系生長情況看,與前面試驗相似,接種7d后有根點長出,14d后根系長長,并有二級根長出,到21d觀察02-901在這3種不同環(huán)境下均達(dá)到三級,02-467培養(yǎng)室和大棚上的均為一級,走廊則為二級。環(huán)境因素中,以光照對組培苗的影響最大,在培養(yǎng)初期強(qiáng)烈的光照抑制組培苗根的分化,但在后期則能促進(jìn)組培苗生根。大棚內(nèi),培養(yǎng)早期只有少量的組培苗長根,到了中期才陸續(xù)出根,后期出根率反而比在溫室內(nèi)的高就說明了這種情況。走廊的情況和大棚的差不多。因此,組培苗在室外自然環(huán)境下進(jìn)行生根培養(yǎng),不但生根率比在室內(nèi)培養(yǎng)要高,生根的組培苗質(zhì)量也好,不用進(jìn)行煉苗就可以假植,移栽成活率高。
表2 不同培養(yǎng)環(huán)境對甘蔗組培苗生根的影響
甘蔗組培苗生根受激素、蔗糖濃度、活性炭和環(huán)境等因素的影響。對于桂糖02-901和02-467這兩個品系來說,各個因素對它們的影響不盡相同。本試驗研究優(yōu)化了這兩個品系的生根培養(yǎng)基配方及培養(yǎng)方式:
(1)對于桂糖02-901組培苗,生根培養(yǎng)基為1/2MS+NAA 10mg/L+蔗糖70g/L,不添加活性炭,接種后放置在室外自然光照下的環(huán)境培養(yǎng),有利于組培苗提高出根率,出根率達(dá)94%以上。
(2)對于桂糖02-467組培苗,生根培養(yǎng)基為1/2MS+NAA 5mg/L+蔗糖30g/L,不添加活性炭,并放置在室外自然光照下的環(huán)境培養(yǎng),有利于組培苗出根,出根率達(dá)91%以上。
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