康黎芳,李永平,曹冬梅,張 超,段九菊,王云山
(山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所,山西太原030031)
安祖花(Anthuium andraeanum Lind)是天南星科多年生草本植物,其花形獨(dú)特,花色艷麗,已成為全球銷(xiāo)售量?jī)H次于熱帶蘭的第二大商品花卉。安祖花生長(zhǎng)緩慢,生長(zhǎng)周期長(zhǎng),繁殖困難,一般采取分株繁殖的方式,但是繁殖率低,無(wú)法滿(mǎn)足生產(chǎn)的需求。因此,開(kāi)發(fā)一種新的安祖花繁殖方法非常必要。近年來(lái),植物組培快繁技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各種觀賞植物的繁殖上。據(jù)報(bào)道,組培快繁技術(shù)已用于滿(mǎn)天星[1]、蝴蝶蘭[2-3]、鳳梨[4-5]、大花蕙蘭[6]、百合[7-8]等的繁殖上。目前,安祖花的繁殖主要是通過(guò)組培快繁的途徑,很多研究指出,安祖花的不同品種及不同器官和部位對(duì)誘導(dǎo)條件的反應(yīng)有所不同[9-21]。
本研究主要以安祖花的幼嫩葉片為外植體,研究其組培快繁的最佳培養(yǎng)基配方,尋找最優(yōu)化的安祖花再生體系,從而為生產(chǎn)提供優(yōu)質(zhì)種苗。
供試材料為安祖花,由山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所花卉中心提供,選擇生長(zhǎng)健壯、葉色濃綠、無(wú)病斑的具有一定市場(chǎng)價(jià)值的品種阿里桑娜(Arizona)、阿米戈(Amigo)、亞特蘭大(Atlanta)和情人紅(SH Red)。
1.2.1 不同滅菌時(shí)間對(duì)外植體污染率和存活率的影響 選取剛展開(kāi)的幼嫩葉片、成葉、葉柄、花梗、花序、根和苞片,用自來(lái)水沖洗10~15 min,然后轉(zhuǎn)入0.1%HgCl2溶液中消毒。試驗(yàn)設(shè)3個(gè)處理:0.1%HgCl2分別滅菌5,10,15 min,用無(wú)菌水沖洗3~4次備用。每瓶接種5~6塊,10 d后統(tǒng)計(jì)不同滅菌時(shí)間對(duì)不同外植體滅菌效果的影響。
1.2.2 愈傷組織誘導(dǎo)培養(yǎng)基篩選 試驗(yàn)選用基本培養(yǎng)基5種(1/3 MS,1/3 MS(NH4NO3為200 mg/L),1/2 MS,MS(NH4NO3為200 mg/L),MS),附加不同質(zhì)量濃度的6-BA(0.5,1.0,1.5,2.0 mg/L)和2,4-D(0.05,0.1,0.2,0.5 mg/L),蔗糖30 g/L,瓊脂5 g/L,共80個(gè)處理。每處理5瓶,每瓶接種4塊,重復(fù)3次。
1.2.3 不定芽分化增殖培養(yǎng)基篩選 試驗(yàn)選用基本培養(yǎng)基6種(1/3 MS,1/2 MS,MS,MS(NH4NO3為為720 mg/L)),附加不同質(zhì)量濃度的6-BA(0,0.25,0.50,0.75,1.00 mg/L)或KT(0,0.25,0.50,0.75,1.00 mg/L),蔗糖30 g/L,瓊脂5 g/L,共60個(gè)處理。每個(gè)處理5瓶,每瓶接種4塊生長(zhǎng)良好的愈傷塊,重復(fù)3次。
1.2.4 生根培養(yǎng)基篩選 基本培養(yǎng)基為1/2 MS,分別附加不同質(zhì)量濃度IBA(0.05,0.1,0.2,0.5,1.0mg/L)或NAA(0.05,0.1,0.2,0.5,1.0 mg/L),共10個(gè)處理。每處理5瓶,每瓶接種4塊,重復(fù)3次。
外植體的選取關(guān)系到能否成功誘導(dǎo)出愈傷組織,是組培快繁成功的第1步,為了探討不同的氯化汞處理時(shí)間對(duì)不同外植體污染的影響,分別選取幼葉、成葉、葉柄、花梗、花序、根和苞片進(jìn)行不同滅菌時(shí)間的研究,其結(jié)果列于表1。
表1 滅菌時(shí)間對(duì)不同外植體滅菌效果的影響
一般情況下,如果材料消毒不徹底,在接種第3天左右即開(kāi)始出現(xiàn)污染,在接種10 d后污染基本穩(wěn)定。本試驗(yàn)結(jié)果(表1)表明,隨著氯化汞消毒時(shí)間的增加,滅菌效果隨之提高,污染率降低,其中,幼葉的污染率從5 min的46.0%減少到15 min的3.3%;成齡葉、葉柄等都有相同趨勢(shì)。但隨著消毒時(shí)間的增加,外植體的褐死率隨之提高,造成存活率下降,其中,幼葉的存活率由10 min的80%降到15 min的43%。但由于幼葉5 min的污染率較高,所以,5 min的存活率反而比10 min的低。
綜合考慮,安祖花的成葉、葉柄、花梗、佛焰苞片的消毒時(shí)間以氯化汞15 min為宜,幼葉以10 min為宜,而花序在試驗(yàn)的氯化汞濃度范圍內(nèi)全部污染。為了保證培養(yǎng)材料的無(wú)菌,避免污染帶來(lái)的損失,滅菌時(shí)間在可能的范圍內(nèi)宜稍長(zhǎng)一些。
植物不同器官的脫分化能力不同,本試驗(yàn)的材料包括幼葉、成葉、葉柄、花梗、根、佛焰苞片、花序7個(gè)部分,其中,葉片和苞片根據(jù)不同部位剪成1 cm2大小,花梗、葉柄、根段切成0.5 cm長(zhǎng),花序切成0.5 cm2的小塊,將以上材料接種于愈傷組織誘導(dǎo)培養(yǎng)基上。結(jié)果(表2)表明,不同部位誘導(dǎo)愈傷的難易程度不同,幼葉最易誘導(dǎo)形成愈傷組織,其次是花序,而成熟的葉片、花梗和根段在供試的安祖花品種中均未誘導(dǎo)出愈傷。不同品種的安祖花外植體誘導(dǎo)愈傷組織的難易程度也不盡相同,如阿里桑娜和情人紅可以用葉柄誘導(dǎo)出愈傷組織,而阿米戈和亞特蘭大誘導(dǎo)失敗。因此,綜合考慮取材的難易等因素,安祖花組培外植體以選擇生長(zhǎng)10 d左右的幼葉為佳。
對(duì)5個(gè)基本培養(yǎng)基配方附加不同濃度的6-BA和2,4-D共計(jì)80個(gè)配方的研究發(fā)現(xiàn),在葉片愈傷組織的誘導(dǎo)過(guò)程中細(xì)胞分裂素的作用非常明顯,無(wú)論是培養(yǎng)20 d還是60 d,均以6-BA 0.5 mg/L愈傷組織誘導(dǎo)率最高,此后隨6-BA濃度增加愈傷組織誘導(dǎo)率下降(表3)。
表2 不同取材部位對(duì)愈傷組織誘導(dǎo)率的影響%
表3 不同培養(yǎng)基配比對(duì)阿里桑娜愈傷組織誘導(dǎo)率的影響%
每個(gè)處理接種20塊生長(zhǎng)良好的愈傷組織,觀察不同處理對(duì)愈傷組織不定芽分化的影響,結(jié)果顯示,只有4個(gè)配方有較多的芽形成,其余配方或愈傷組織褐化或發(fā)芽數(shù)極少而不具有統(tǒng)計(jì)意義。4個(gè)配方的分化結(jié)果列于表4。
由表4可知,6-BA為1 mg/L時(shí)繁殖系數(shù)較高,但在6-BA定量的情況下,1/2 MS繁殖系數(shù)顯著高于1/3 MS。說(shuō)明在4個(gè)配方中,以1/2 MS+6-BA 1 mg/L誘導(dǎo)不定芽分化培養(yǎng)基效果最好,其次為1/3 MS+6-BA 1 mg/L。
各品種雖然在不同的調(diào)查天數(shù)發(fā)芽率不同,但是對(duì)培養(yǎng)基的反應(yīng)基本一致,均以1/2 MS+6-BA 1 mg/L+瓊脂6 g/L+蔗糖30 g/L最好。在對(duì)4個(gè)品種的調(diào)查中發(fā)現(xiàn),各個(gè)品種芽分化的能力不一,以阿里桑娜最容易進(jìn)行芽的分化。
表4 不同培養(yǎng)基配方對(duì)不定芽分化的影響
試驗(yàn)結(jié)果(表5)表明,在生根培養(yǎng)基中附加IBA的生根率極顯著高于附加NAA的培養(yǎng)基,其中,在附加IBA的各質(zhì)量濃度中,以IBA 0.05 mg/L生根率最高,顯著高于附加IBA 1 mg/L的培養(yǎng)基,而與附加IBA 0.1,0.2,0.5 mg/L的生根率間沒(méi)有顯著差異。安祖花試管苗生根培養(yǎng)基以1/2 MS+I(xiàn)BA 0.05 mg/L+瓊脂6 g/L+蔗糖30 g/L最佳。
表5 不同培養(yǎng)基配方對(duì)阿里桑娜生根的影響
外植體進(jìn)行徹底的消毒滅菌是組培快繁的前提和保證,目前關(guān)于安祖花外植體消毒的研究并不多。凌雷[17]研究認(rèn)為,最佳消毒方法是流水沖洗30 min后,用70%酒精浸泡60 s。陳華等[18]研究認(rèn)為,莖、葉、葉柄的最佳消毒條件分別為0.1%氯化汞消毒15~20,5~7,10~12 min。本試驗(yàn)結(jié)果顯示,氯化汞對(duì)不同外植體的消毒能力不同,一般外植體以氯化汞消毒10~15 min為宜,但是花序組織在試驗(yàn)的氯化汞濃度范圍內(nèi),接種后或污染或褐化死亡,最后的成活率為0,這可能是由于花序組織細(xì)胞或細(xì)胞間隙比葉片等其他部位更適合內(nèi)生菌生存所導(dǎo)致的。
基本培養(yǎng)基保證了培養(yǎng)物的生存與最低的生理活動(dòng),但只有配以合適濃度的植物激素才能誘導(dǎo)細(xì)胞的分裂、愈傷組織的形成和增殖、芽的分化等生理過(guò)程[16]。本試驗(yàn)結(jié)果表明,在葉片愈傷組織的誘導(dǎo)過(guò)程中,細(xì)胞分裂素的作用非常明顯,當(dāng)附加6-BA為0.5 mg/L時(shí)愈傷組織形成最多,而2,4-D的作用不太明顯,與前人的研究結(jié)果存在一定的差異[10-12,18],可能是由于供試的外植體葉片的年齡、部位、取材時(shí)間不同或培養(yǎng)條件的不同所造成的[19]。本試驗(yàn)的結(jié)果還表明,無(wú)機(jī)鹽的濃度對(duì)愈傷組織的形成至關(guān)重要,在某種程度上起著決定作用,當(dāng)基本培養(yǎng)基為1/3 MS,硝酸銨質(zhì)量濃度降到200 mg/L時(shí),愈傷組織形成數(shù)量最多,而且可以縮短愈傷組織形成的時(shí)間,這與劉炤[20-22]等報(bào)道的結(jié)果基本一致,但是硝酸銨的最佳濃度略有不同,這可能是由于供試材料選取的品種不同所造成的。
外植體經(jīng)過(guò)40~50 d誘導(dǎo)愈傷組織培養(yǎng)后,可將愈傷組織轉(zhuǎn)接到分化培養(yǎng)基上增殖。本試驗(yàn)結(jié)果表明,以1/2 MS+6-BA 1 mg/L+瓊脂6 g/L+蔗糖30 g/L為最佳培養(yǎng)基,這與前人的研究結(jié)果不完全相同[15-19]。
安祖花試管苗生根比較容易,在小苗的分化過(guò)程中常伴有根的生成。本試驗(yàn)結(jié)果表明,生根培養(yǎng)基以1/2 MS+I(xiàn)BA 0.05 mg/L+瓊脂5 g/L+蔗糖30 g/L最佳,而且在生根培養(yǎng)基中附加IBA的生根率極顯著高于附加NAA的培養(yǎng)基,與已有的報(bào)道略有差異[9,13],可能是由于所使用的外植體材料及培養(yǎng)條件不同所引起的。
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