劉建民,薛其勤,李美芹,呂金浮,裴華麗,喬 寧
(濰坊科技學(xué)院蔬菜花卉研究所,山東 壽光 262700)
“復(fù)瓣玫瑰紅”組織培養(yǎng)快繁體系的建立
劉建民,薛其勤,李美芹*,呂金浮,裴華麗,喬 寧
(濰坊科技學(xué)院蔬菜花卉研究所,山東 壽光 262700)
以“復(fù)瓣玫瑰紅”莖段為外植體,進(jìn)行腋芽取材時(shí)期、腋芽節(jié)徑、培養(yǎng)基中無機(jī)鹽離子濃度、不同激素配比和組培苗馴化移栽試驗(yàn)。結(jié)果表明:“復(fù)瓣玫瑰紅”薔薇取材的最佳時(shí)期是5月和11月,所取材料是當(dāng)年生枝條的中間部分,采用1/2MS為基本培養(yǎng)基并添加0.1 mg/L NAA+1.0 mg/L6-BA的激素組合腋芽萌發(fā)效果最好,其萌發(fā)率最高可達(dá)100%;腋芽分化的最佳培養(yǎng)基為:1/2MS+0.2 mg/LNAA+2.0 mg/L6-BA,增殖系數(shù)達(dá)到8.3;最佳生根培養(yǎng)基為1/2MS+0.1 mg/L NAA+0.2 mg/L 6-BA組合,生根率可達(dá)97.1%;組培苗移栽時(shí),以純蛭石為基質(zhì),先將生根瓶苗移至煉苗室進(jìn)行9 ~ 13 d的移栽前鍛煉,并保持霧狀噴水,移栽成活率可達(dá)80.0%。
“復(fù)瓣玫瑰紅”薔薇;組織培養(yǎng);快速繁殖
薔薇屬薔薇科(Rosaceae)薔薇屬(Rosa)植物,是世界著名的觀賞植物之一,其花色鮮艷、芳香濃郁,在我國園林綠化中應(yīng)用普遍[1~2]。“復(fù)瓣玫瑰紅”薔薇是濰坊科技學(xué)院蔬菜花卉研究所選育的新品種。該品種的適應(yīng)性、抗病性強(qiáng),花型大、花期長、顏色鮮艷,具有較高的觀賞價(jià)值、經(jīng)濟(jì)價(jià)值及應(yīng)用前景。
薔薇通常采用嫁接、扦插、組培等方法進(jìn)行繁殖。采用嫁接和扦插進(jìn)行該品種快繁,其繁殖系數(shù)較低,而采用組織培養(yǎng)技術(shù)繁殖,既可以得到整齊一致的無性系繁殖材料,又能提高繁殖系數(shù),而且不受繁殖材料的限制,可在短期內(nèi)獲得大量苗木。目前國內(nèi)外已有不少關(guān)于薔薇屬植物的組培報(bào)道[3~5],但有關(guān)薔薇組培的報(bào)道較少,有關(guān)薔薇組培快繁體系還不完善,存在著誘導(dǎo)率、增殖系數(shù)和生根率低等問題;并且不同品種的薔薇所要求的組培條件差異較大[6~8]。因此有必要開展”復(fù)瓣玫瑰紅”薔薇組培快繁體系的研究,建立成熟的繁殖體系,為新品種的推廣應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
本研究對影響“復(fù)瓣玫瑰紅”薔薇組織培養(yǎng)快繁的因素進(jìn)行探討,主要從腋芽的取材時(shí)期、腋芽節(jié)位、培養(yǎng)基中無機(jī)鹽離子濃度和激素配比等對”復(fù)瓣玫瑰紅”薔薇組培快繁的影響,建立一套“復(fù)瓣玫瑰紅”薔薇高效離體快繁技術(shù)體系。
1.1 試驗(yàn)材料
取濰坊科技學(xué)院試驗(yàn)田內(nèi)培養(yǎng)的當(dāng)年生”復(fù)瓣玫瑰紅”薔薇莖段,分別取上、中、下部腋芽為外植體。
1.2 試驗(yàn)方法
1.2.1 外植體的消毒與初代培養(yǎng) 取當(dāng)年生枝條,剪去葉片,用吐溫-20和清水沖洗3 ~ 5次,分上(完全未木質(zhì)化)、中(半木質(zhì)化)、下(完全木質(zhì)化)3種腋芽,剪成含有一個(gè)腋芽的莖段,做好標(biāo)記,分別處理:先后浸于75%的酒精中10 s、0.1%HgCl2溶液中20 min,進(jìn)行表面消毒,再用無菌水漂洗4次。用無菌濾紙吸干外植體多余的液體,用已消毒處理過的手術(shù)刀切去每個(gè)帶芽莖段的兩端,腋芽朝上豎插,接種于初代培養(yǎng)基上,每日13 h,在25℃、光照3 000 lx下培養(yǎng),促使腋芽萌發(fā)。
1.2.2 不同取材時(shí)期對薔薇腋芽萌芽的影響 2011年5-11月,分別于5、7、9、11月的上旬,于晴朗的上午采薔薇植株當(dāng)年生新梢。接種于1/2MS+0.1 mg/L NAA+1.0 mg/L 6-BA的誘導(dǎo)培養(yǎng)基上,每個(gè)處理接種外植體數(shù)目為30個(gè),重復(fù)2次。20 d后統(tǒng)計(jì)腋芽萌發(fā)率,其計(jì)算公式如下:
腋芽萌發(fā)率% =(腋芽萌發(fā)的帶芽莖段數(shù)/接種的帶芽莖數(shù))×100%
1.2.3 無機(jī)鹽離子濃度對腋芽萌發(fā)的影響 于2011年9月上旬,取“復(fù)瓣玫瑰紅”薔薇當(dāng)年抽出的新枝條,從枝條頂端開始分成上、中、下3種腋芽,剪成帶有一個(gè)腋芽的莖段,接種于添加0.1mg/L NAA和l.0mg/L6-BA的MS、1/2MS、1/4MS培養(yǎng)基上,每種材料接種數(shù)目30個(gè),重復(fù)2次,20 d后統(tǒng)計(jì)腋芽萌發(fā)率。
1.2.4 誘導(dǎo)培養(yǎng)基的激素組成對薔薇腋芽萌發(fā)和叢生芽誘導(dǎo)的影響 將消毒處理的莖段接種于含有 NAA和6-BA組合的1/2MS誘導(dǎo)培養(yǎng)基上。每處理接種30株外植體,重復(fù)2次。20 d后統(tǒng)計(jì)腋芽萌發(fā)率。
初代培養(yǎng)分化的不定芽和直接分化的試管苗長到2 ~ 3 cm時(shí),將其縱切分成單株,之后每株再分成單芽接種于添加NAA和6-BA組合或者添加NAA和IBA組合的增殖培養(yǎng)基上(見表1)。每瓶接種6個(gè),每個(gè)處理每次接種5瓶(30個(gè)芽),重復(fù)2次。培養(yǎng)30d后,統(tǒng)計(jì)每個(gè)處理的新生芽數(shù),增殖系數(shù)計(jì)算公式如下:
增殖系數(shù) = 新生芽數(shù)/原來接種芽數(shù)
1.2.5 無菌苗的壯苗與生根培養(yǎng) 當(dāng)再生小苗長到3 ~ 4 cm時(shí),切取單株幼苗,接種于添加0.1 ~ 0.7 mg/L NAA、0.5 ~ 4 mg/LIBA和0.1 ~ 0.4 mg/L6-BA的1/2MS培養(yǎng)基誘導(dǎo)生根,長成完整植株。每個(gè)處理接種20株幼苗,重復(fù)2次,30 d后統(tǒng)計(jì)生根率和根系生長情況。
生根率 =(已生根的苗數(shù)/接種的組培苗數(shù))×100%
1.2.6 馴化與移栽 待試管苗在生根培養(yǎng)基內(nèi)長出5 ~ 6條、長1 ~ 3 cm的粗壯根時(shí),進(jìn)行試管苗的馴化移栽。移栽前先將生根瓶苗移至煉苗室9 ~ 13 d,進(jìn)行移栽前的鍛煉,使其適應(yīng)外界的光照、溫度。移栽試驗(yàn)在溫室中進(jìn)行,選用3種基質(zhì),分別為蛭石、珍珠巖、蛭石+珍珠巖(1:1)。將小苗從瓶內(nèi)取出,洗凈附著在根上的培養(yǎng)基,栽植于3種基質(zhì)中。移入基質(zhì)后,保持霧狀噴水,使環(huán)境相對濕度保持在90 %以上,無需設(shè)置保溫保濕的小環(huán)境,一周后噴施營養(yǎng)液。60 d后可移栽至大田,統(tǒng)計(jì)成活率。
成活率 =(已成活的苗數(shù)/移栽的總苗數(shù))×100%
表1 增殖培養(yǎng)基的類型Table 1 Types of medium for multiplication mg/L
2.1 初代培養(yǎng)
2.1.1 不同取材時(shí)期對腋芽萌發(fā)的影響 由圖1可見,接種材料的采集時(shí)期較為顯著地影響腋芽的萌發(fā),以5月和11月采集的枝條萌發(fā)效果較好,萌芽率分別達(dá)到90.32%和98.21%;7月最低,其萌芽率為68.49%。原因是5月初田間薔薇剛剛萌動,體內(nèi)養(yǎng)分充足,激素水平適宜于芽的萌發(fā);11月薔薇體內(nèi)充分積累養(yǎng)分,腋芽非常飽滿。所以,11月是取材的最好時(shí)期,并且在11月取的材料培養(yǎng)5 d后就開始萌發(fā),萌發(fā)所需時(shí)間最短,且生長旺盛。在此試驗(yàn)中,整體發(fā)芽率普遍較高,可能是因?yàn)檫x用的培養(yǎng)基較適于萌發(fā)的原因。
2.1.2 無機(jī)鹽離子濃度對腋芽萌發(fā)的影響 由圖2可以看出,無機(jī)鹽濃度顯著影響腋芽的萌發(fā),基本培養(yǎng)基為1/2MS時(shí),3種腋芽的萌發(fā)率都是最高。接種材料的腋芽部位對其萌發(fā)效果影響顯著,以枝條的中間位置,也就是半木質(zhì)化枝條的腋芽萌發(fā)效果最好,在1/2MS培養(yǎng)基上萌芽率為89.9%;而木質(zhì)化部分最低,在1/2MS培養(yǎng)基上萌芽率為 67.3%。半木質(zhì)化枝條的腋芽萌發(fā)率高,是由于半木質(zhì)化枝條上腋芽的分生能力強(qiáng)、內(nèi)源激素水平利于芽萌發(fā)。
圖1 不同取材時(shí)間對腋芽萌發(fā)的影響Figure 1 Effect of sampling time on germination of bud
圖2 不同無機(jī)鹽離子濃度對腋芽萌發(fā)的影響Figure 2 Effect of different medium on germination of bud
2.2 誘導(dǎo)培養(yǎng)基的激素組成對腋芽萌發(fā)和叢生芽誘導(dǎo)的影響
2.2.1 誘導(dǎo)培養(yǎng)基的激素組成對薔薇腋芽萌發(fā)的影響 由表2可以看出,激素及其配比顯著影響腋芽萌發(fā),NAA濃度為0.1mg/L時(shí),腋芽萌發(fā)率較好,其中以l/2MS+0.1 mg/L NAA+1.0 mg/L 6-BA的組合最好;而l/2MS+ 0.1 mg/L NAA+2.0 mg/L 6-BA和l/2MS+0.1 mg/L NAA+3.0 mg/L 6-BA的組合,其腋芽萌發(fā)率也較高,但萌發(fā)出的小苗玻璃化現(xiàn)象較為嚴(yán)重,尤其是l/2MS+0.1 mg/L NAA+3.0mg/L 6-BA組合。NAA濃度為0.2 mg/L時(shí),腋芽萌發(fā)率達(dá)88%左右,其萌發(fā)率不及NAA濃度為0.1 mg/L的組合,并且也有部分小苗出現(xiàn)玻璃化現(xiàn)象。
2.2.2 不同激素配比對薔薇叢生芽誘導(dǎo)的影響 由圖3可以看出,在NAA和6-BA組合中,l/2MS+0.2 mg/L NAA+2.0 mg/L 6-BA的組合,其腋芽增殖效果最好,增殖系數(shù)達(dá)到8.3,生長旺盛;其次是l/2MS+0.3 mg/L NAA +1.0mg/L 6-BA的組合,其增殖系數(shù)為7.8。NAA在0.1 mg/L的水平上,6-BA的濃度為3 mg/L時(shí),增殖系數(shù)最高;并且隨著6-BA濃度的增加,其增殖系數(shù)有升高的趨勢,但再生苗的玻璃化現(xiàn)象加重。NAA在0.2 mg/L的水平上,隨6-BA濃度的升高,增殖系數(shù)呈先增后減的趨勢,6-BA的濃度在2 mg/L的水平上增殖系數(shù)最高,并且再生苗的葉色墨綠、生長正常。NAA在0.3 mg/L的水平上,6-BA的濃度在1 mg/L的水平上增殖系數(shù)最高,隨著6-BA濃度的升高,增殖系數(shù)呈現(xiàn)下降的趨勢。6-BA在1 mg/L的水平上,隨NAA濃度的增加,其增殖系數(shù)有升高的趨勢;6-BA在1.5 ~ 2.5mg/L的水平上,隨NAA濃度的增加,增殖系數(shù)呈先增后減的趨勢,其中以1.5 mg/L最為顯著;6-BA的濃度在3 mg/L的水平上,隨NAA濃度的增加,增殖系數(shù)呈現(xiàn)下降趨勢。
圖3 不同激素組合對叢生芽誘導(dǎo)的影響Figure 3 Effect of different hormones ratio on induction of clump shoot
在IAA和6-BA的組合中,l/2MS+0.1 mg/L IAA+1.0 mg/L 6-BA的組合最好,其增殖系數(shù)為2.9。在IAA為0.1 mg/L的水平上,隨著6-BA濃度的升高,增殖系數(shù)呈現(xiàn)先增后減的趨勢。IAA在0.2和0.3 mg/L的水平上,隨6-BA濃度的升高,增殖系數(shù)呈現(xiàn)增高的趨勢,但總體增生系數(shù)都較低。6-BA在0.5 ~ 1.5 mg/L的水平上,隨IAA濃度的增加,增殖系數(shù)呈現(xiàn)下降的趨勢;6-BA的濃度在2.0 mg/L的水平上,隨IAA濃度的增加,增殖系數(shù)呈現(xiàn)先增后減的趨勢。
總之,本試驗(yàn)組合中,NAA和6-BA組合增殖效果優(yōu)于IAA和6-BA組合。
2.3 壯苗生根培養(yǎng)
2.3.1 激素配比對壯苗生根培養(yǎng)的影響 從表3中可以看出,當(dāng)只添加NAA時(shí),隨著NAA濃度的增大,生根率有降低的趨勢,愈傷組織的呈加重趨勢。在NAA和6-BA的組合中,NAA在0.1 mg/L的水平上時(shí),整體生根率最高,其中1/2MS+0.1 mg/L NAA+ 0.2 mg/L 6-BA組合生根率最高;NAA在0.3 ~ 0.7 mg/L的水平上時(shí),隨6-BA濃度的增大,生根率有上升的趨勢,但總體上還是隨NAA濃度的增加,生根率下降。在NAA和IBA的組合中,NAA在0.1 mg/L的水平上時(shí),整體生根率水平最低,并隨IBA濃度的升高,生根率有降低的趨勢;NAA在0.3 mg/L的水平時(shí),整體生根率最高,其中1/2MS+0.3 mg/L NAA+2 mg/L IBA組合生根率最高;NAA在0.5 ~ 0.7 mg/L的水平時(shí),隨IBA濃度的增大,生根率有上升的趨勢,但總體上還是隨NAA濃度的增加,生根率下降。
表3 不同激素及其配比對不定根形成的影響Table 3 Effect of different hormones and ratio on rooting rate
2.4 組培苗的馴化與移栽
在生根培養(yǎng)基內(nèi)培養(yǎng)20 d即可形成較健壯的根,平均每株可生根8 ~ 12條,根長1 ~ 3 cm,株高4.0 ~ 7.0 cm,此時(shí)可準(zhǔn)備移栽。移栽前先將生根瓶苗移至煉苗室9 ~ 13 d,進(jìn)行移栽前的鍛煉。
在移栽試驗(yàn)中,以純蛭石為基質(zhì)移栽成活率最高,為80%以上;蛭石:珍珠巖(1:1)成活率為72%;以珍珠巖為基質(zhì),移栽成活率低于前二者。從珍珠巖與蛭石的物理性能看,蛭石吸水性及保水性均優(yōu)于珍珠巖;色深,吸熱性能好;質(zhì)地比珍珠巖致密,散熱慢,基質(zhì)溫度、尤其是夜間溫度高,有利于新根的形成。
試管生根苗,移入基質(zhì)后,保持霧狀噴水,相對濕度保持在90%以上,一周后噴施營養(yǎng)液。本移栽試驗(yàn)證明,其移栽成活率可達(dá)80%以上,60 d后可移栽至大田。
試驗(yàn)結(jié)果表明,“復(fù)瓣玫瑰紅”薔薇的組織培養(yǎng)快速繁殖體系的建立受多種因素的限制,外植體的取材時(shí)期和部位、培養(yǎng)基的無機(jī)鹽離子濃度、激素組成對其組織培養(yǎng)快繁體系的建立具有顯著影響。
“復(fù)瓣玫瑰紅”薔薇取材的最佳時(shí)期是5月和11月,所取材料是當(dāng)年生枝條的中間部分,采用1/2MS為基本培養(yǎng)基并添加0.1mg/L NAA+1.0 mg/L6-BA的激素組合腋芽萌發(fā)效果最好,其萌發(fā)率最高可達(dá)100%,腋芽分化的最佳培養(yǎng)基為:1/2MS+0.2 mg/LNAA+2.0 mg/L6-BA,增殖系數(shù)達(dá)到8.3。生根試驗(yàn)表明,采用1/2MS為基本培養(yǎng)基并添加0.1mg/L NAA+0.2 mg/L 6-BA組合生根率最高,可達(dá)97.1%。組培苗移栽時(shí),以純蛭石為基質(zhì),先將生根瓶苗移至煉苗室進(jìn)行9 ~ 13 d的移栽前鍛煉,并保持霧狀噴水,移栽成活率可達(dá)80.0%。
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Establishment of Rapid in-vitro Propagation System for Rosa multiflora var. ‘multipetal Rose-red ’
LIU Jian-min,XUE Qi-qin,LI Mei-qin*,LU Jin-fu,PEI Hua-li,QIAO Ning
(Weifang University of Science and Technology, Shouguang 262700, China)
Experiments were conducted on effect of sampling time, explants types, different cultures and different hormones ratio on rapid in-vitro propagation of Rosa multiflora var. ‘multiprtai Rose-red’ using the stem segment as the explant. The results showed that the best sampling time was in May and November, the best stem segment was the semi-lignified branches in the middle of the shoots. The germination rate of bud topped to 100% when the medium was 1/2MS supplemented with 0.1mg/L NAA and l.0mg/L 6-BA. The optimal medium for multiplication of adventitious buds was 1/2MS supplemented with 0.2mg/L NAA and 2.0mg/L 6-BA, and the multiplication coefficient was up to 8.3. The best medium for rooting was 1/2MS supplemented with 0.1mg/L NAA and 0.2mg/L 6-BA, and the rooting rate was up to 97.1%. The conservation rate after transplanting reached up to 80.0% using the pure vermiculite as substrate after 9-13 days acclimatization, and keeping mist spray.
Rosa multiflora var. ‘multiprtai Rose-red’; rapid propagation; tissue culture in vitro
S723.1+32.6
B
1001-3776(2013)05-0057-05
2013-04-29;
2013-06-19
山東省高等學(xué)校科技計(jì)劃項(xiàng)目(J10LC78)
劉建民(1968-),男,山東壽光人,副教授,從事植物生物技術(shù)研究;*通訊作者。