伊萬偉 武興寶 李方華 崔興林 丁天明
(酒泉職業(yè)技術學院生物工程系,甘肅酒泉 735000)
不同光質對仙客來愈傷組織誘導和分化及生根的影響
伊萬偉 武興寶 李方華 崔興林 丁天明
(酒泉職業(yè)技術學院生物工程系,甘肅酒泉 735000)
本文以仙客來種子經無菌培養(yǎng)獲得的葉片為外植體,研究了藍、白、紅不同光質對葉片愈傷組織誘導、愈傷組織分化出芽和不定芽誘導生根的影響。試驗結果表明,紅光有利于仙客來愈傷組織的誘導,且促進生根作用明顯;藍光對芽的分化效果相對較好,且植物長勢良好。
仙客來;組織培養(yǎng);光質
仙客來(Cyclamen persicum)是報春花科仙客來屬半耐寒多年生球莖類草本植物,別名一品冠、兔耳花、翻蓮瓣、蘿卜秋海棠,目前在培養(yǎng)過程中存在愈傷組織誘導率低、誘導時間長、生根效率不高等問題,嚴重制約了仙客來組培工廠化育苗的發(fā)展。植物的組織培養(yǎng)過程中光質是重要的環(huán)境因素,光質主要作為光信號來調節(jié)植物的生長、分化等,目前不同光質對仙客來組織培養(yǎng)效應的研究尚未見報道。本試驗通過不同光質對仙客來愈傷組織誘導、分化和生根培養(yǎng)影響的研究,為提高仙客來組織培養(yǎng)效率提供理論基礎和技術支撐。
1.1 試驗材料
用流水沖洗仙客來種子(蘭州昶榮園林有限公司提供)20min,然后將種子放在35~40℃無菌水中浸泡12h,取出后用70%酒精浸泡1min,用無菌水沖洗3次,然后再用0.1%升汞溶液浸泡并震蕩8min,最后再用無菌水沖洗6次。將處理過的種子用無菌濾紙吸干水分,接入MS培養(yǎng)基(3%蔗糖,0.5%瓊脂,pH值5.6~5.8)上,每瓶培養(yǎng)基接種3粒種子。培養(yǎng)溫度15~20℃,培養(yǎng)45d后,90%種子已長出白色小根,70d后,張開2片葉,獲得無菌苗。
仙客來組織培養(yǎng)基本培養(yǎng)基為MS培養(yǎng)基(蔗糖30g/L,瓊脂7g/L),添加不同濃度和比例的NAA、6-BA,預先篩選出適合仙客來愈傷組織誘導培養(yǎng)基為M1:MS+NAA0.2mg/L+6-BA0.8mg/L;分化培養(yǎng)基為M2:MS+NAA 0.1mg/L+6-BA 0.5mg/L;生根培養(yǎng)基為M3:1/2MS+NAA 0.3mg/L。
1.2 試驗方法
1.2.1 愈傷組織的誘導
取經無菌培養(yǎng)得到的仙客來幼嫩葉片,切成0.5cm×0.5cm方塊,接種于愈傷組織誘導培養(yǎng)基M1上,分別置于藍光、紅光及白光下進行愈傷組織誘導,培養(yǎng)溫度25℃,光照度2500Lx,每天照射12h,50d后統計愈傷組織誘導率。
愈傷組織誘導率(%)=(形成愈傷組織材料數/接種材料總數)×100。
1.2.2 愈傷組織的分化
將誘導出的質量較好的愈傷組織接種于分化培養(yǎng)基M2上,置于不同光質條件下進行不定芽誘導,培養(yǎng)條件和愈傷組織誘導相同,30d后觀察統計不定芽的誘導和分化情況。
愈傷組織分化率(%)=(出芽愈傷組織塊數/接種愈傷組織塊數)×100。
1.2.3 生根培養(yǎng)
當仙客來無根苗高2cm時,將其轉接于生根培養(yǎng)基M3上,置于不同光質條件下進行生根培養(yǎng),30d后觀察統計不定芽的生根情況。
生根率(%)=(不定芽數/生根芽數)×100。
1.2.4 光質選擇
光源為LED白光(424~724 nm,459 nm)、LED紅光(606~657 nm,635 nm)、LED藍光(440~500nm,465nm)3種光質,光照培養(yǎng)架為鋼架結構,光源設于頂部,高度可調,各光質隨機排列。
2.1 不同光質對仙客來愈傷組織誘導的影響
由表1可知,3種光質下均能誘導出愈傷組織,但誘導效果差異明顯,以白光作對照,紅光、藍光與對照相比誘導率分別提高了14.9%和6.6%;紅光對愈傷組織的誘導率最高,為76.6%,白光下愈傷組織誘導率只有61.7%。試驗結果表明,在仙客來愈傷組織的誘導上,紅光和藍光有促進作用,且紅光的促進作用更明顯,植物生長良好。這一結果與王維榮等[1]在番茄組織培養(yǎng)、何小弟等[2]在菊花組織培養(yǎng)中的試驗結果一致。
表1 不同光質對仙客來愈傷組織誘導的影響
2.2 不同光質對仙客來愈傷組織不定芽誘導和分化的影響
由表2可知,藍光、紅光、白光下愈傷組織均能分化,且藍光下分化率較高(52%)。從芽數來看,無論是平均芽數或是最多芽數,均為藍光下較多;從芽形上看,3種光質下均能形成叢生芽,但從芽長勢來看,藍光下芽的長勢較好,其它光質次之。試驗結果表明,3種光質條件下,藍光對愈傷組織分化的效果較佳。但總體上仙客來愈傷組織的分化率不高,這可能與仙客來的種屬特性和培養(yǎng)條件有關,有待進一步試驗研究。
表2 不同光質對仙客來愈傷組織分化的影響
2.3 不同光質對仙客來不定芽生根的影響
由表3可知,不定芽在3種光質下都能生根,且紅光下分化率相對較高(83.3%)。從根系生長情況來看,紅光下根系較粗壯,發(fā)根時間也較早,表明紅光對仙客來的生根具有一定的促進作用,而藍光對生根效果的促進作用不明顯。
表3 不同光質對仙客來不定芽生根的影響
(1)光質對植物愈傷組織誘導的影響:在不同光質條件下,愈傷組織形成的時間、生長狀況及誘導率都有明顯的差異。在仙客來愈傷組織的誘導上,紅光和藍光有促進作用,且紅光效果更明顯,植物生長良好,但是紅光下誘導率并不是很高,可能是光質和激素條件共同影響愈傷組織的誘導,愈傷組織的誘導是綜合因素作用的結果。(2)光質對植物愈傷組織分化的影響:光質誘導分化不定芽往往因植物愈傷組織的不同而異,在仙客來愈傷組織的分化試驗中,藍光對仙客來愈傷組織的分化與白光相比有一定的促進作用,然而整體來講,愈傷組織的分化率還不高,可能與光周期有關,還有待進一步研究探討。光質對植物愈傷組織分化的影響因植物種類的不同而異,黃麗華等[3]在辣椒愈傷組織誘導研究中發(fā)現,紅光和白光促進辣椒子葉愈傷組織的誘導,綠光和藍光則表現出抑制作用。這可能是由于植物基因控制著植物對不同光質的適應能力。(3)光質對不定芽生根的影響:光質對植物生根培養(yǎng)也有重要的誘導效應,這種效應因光質波長、植物材料而異。本試驗研究表明,紅光對仙客來的生根具有一定的促進作用,這與許桂芳[4]的研究結果相符,植物通過光受體感受不同的光質,然后通過它們之間的差異調節(jié)作物的生長發(fā)育。
[1] 王維榮,王詠冬,歐陽光察,等.光質對黃瓜及番茄愈傷組織培養(yǎng)中分化和有關酶的影響[J].植物生理學報,1991,17(2):118~125.
[2] 何小第,邵耀春,李良俊.菊花組織培養(yǎng)過程的光質效應初探[J].激光生物學報,1993,2(2):268~271.
[3] 黃麗華,洪亞輝,戴雄澤,等.光質對辣椒離體愈傷組織誘導及分化的影響[J].湖南農業(yè)大學學報(自然科學版),2009,35(6):615~617.
[4] 許桂芳,董減明,周吉源,等.不同光質時華黃苠愈傷組織誘導、增殖及器官分化的效應[J].華中師范大學學報(自然科學版),1994,28(4):533~537.