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姬玉露組織培養(yǎng)體系的建立

2019-01-15 07:43段鵬慧
山西農(nóng)業(yè)科學 2019年1期
關(guān)鍵詞:玉露叢生外植體

段鵬慧,焦 茹,馬 娟

(山西林業(yè)職業(yè)技術(shù)學院,山西太原030009)

姬玉露(Haworthia cooperi var.truncata)為百合科十二卷屬多肉植物[1-2],原產(chǎn)南非[3],葉片肉質(zhì),翠綠色或淡紫色,圓潤飽滿,呈蓮座狀緊湊排列,頂端透明或半透明,形成美麗的“窗”[4],頂部有細絲,中下部有深色的線狀脈紋,光線較強時,脈紋為棕紅色。近年來,多肉植物風靡全國,成為植物新寵,對多肉植物的需求短時間內(nèi)激增,尤其是玉露類,其株型奇特美麗,清新典雅,常用作居家、辦公場所的小型盆栽裝飾物,是多肉植物中的極品,市場價格昂貴。

姬玉露一般采用種子繁殖和分株繁殖,但繁殖系數(shù)較低,生長周期長,速度較慢[5-6],而采用植物組織培養(yǎng)方法可以較好地解決這些問題。康平壽[7]、毛玉露[8]、克里克特壽[9]、西山壽[10]、Haworthia mirabilis[11]、美吉壽[12]和白銀壽[13]等同屬多肉植物的組織培養(yǎng)已有報道[14-16],但姬玉露作為新品,相關(guān)報道較少。

本試驗通過進行外植體不同消毒時間、不同培養(yǎng)階段不同激素組合、有機添加物壯苗等研究,探索建立姬玉露組培與快繁體系,以滿足目前消費者對姬玉露的大量需求。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試材料來自太原市植物園溫室。選擇株型好、無病蟲害、生長健壯的姬玉露植株為母本,以姬玉露葉片作為外植體進行試驗。

1.2 試驗方法

1.2.1 外植體消毒 將姬玉露葉片從基部小心切下,用飽和洗衣粉水清洗干凈,在自來水下流水沖洗30 min。在超凈工作臺中,用75%酒精浸泡30 s,再用0.1%HgCl2進行常規(guī)消毒處理,消毒時間分別為 5,7,9,11 min,然后用無菌水沖洗 5 次,每次沖洗2 min。將葉片上的新傷口切去,立刻接種于MS+25 g/L蔗糖+7 g/L瓊脂培養(yǎng)基上,每個處理接種20瓶,每瓶1個外植體。接種后10~20 d統(tǒng)計外植體的污染率、成活率,分析不同消毒時間的消毒效果。

1.2.2 誘導愈傷組織 選取未污染的姬玉露無菌材料,接種至MS基本培養(yǎng)基添加激素的初代誘導培養(yǎng)基中,研究細胞分裂素(6-BA,KT)和生長素NAA對姬玉露誘導愈傷組織的影響。激素組合設(shè)置6個處理,每個處理接種20瓶,每瓶2個無菌外植體,15 d后觀察葉片啟動情況,統(tǒng)計愈傷組織誘導率。

1.2.3 叢生芽增殖培養(yǎng) 增殖培養(yǎng)基以MS+NAA 0.1 mg/L為基礎(chǔ),分別添加1.0,0.8,0.5 mg/L細胞分裂素6-BA和KT,探究不同激素不同濃度對姬玉露叢生芽增殖的影響。將初代培養(yǎng)中長出來的小苗進行分割,切成單株小苗后接種于增殖培養(yǎng)基上。每個處理接種10瓶,每瓶3個。30 d后,觀察叢生芽增殖情況并統(tǒng)計增殖倍數(shù)。

1.2.4 壯苗培養(yǎng) 將分化出的姬玉露叢生苗切分為單株小苗,接種于添加不同質(zhì)量濃度(0,10,20,30 g/L)馬鈴薯泥的壯苗培養(yǎng)基MS+0.8 mg/L 6-BA+0.1 mg/LNAA上。每處理10瓶,每瓶3株。30 d后,觀察記錄姬玉露生長情況,研究馬鈴薯泥對姬玉露生長情況的影響。

1.2.5 生根誘導 將壯苗培養(yǎng)30~35d長出的1cm以上的健壯苗進行生根誘導,以1/2 MS+2 g/L活性炭為基礎(chǔ)培養(yǎng)基,生長素IBA設(shè)置4個質(zhì)量濃度,分別為 0,0.03,0.05,0.10 mg/L。每處理 10 瓶,每瓶3株。30 d后觀察生根情況,統(tǒng)計生根率。

1.2.6 馴化移栽 選擇生長健壯、根系良好的姬玉露小苗,移入溫室,打開瓶蓋煉苗,3~5 d后,小心取出瓶苗,用清水洗凈根部粘附的培養(yǎng)基,于通風處晾干,1~2 d后移栽到已經(jīng)消毒的基質(zhì)中,研究珍珠巖+粗河沙+泥炭(體積比為1∶2∶2)、粗河沙+泥炭(體積比為2∶1)、粗河沙3種基質(zhì)對姬玉露組培苗移栽成活率的影響。移栽后,放在通風、有散射光的環(huán)境,保持溫度15~28℃,空氣濕度70%~90%,嚴格控制土壤濕度(見干見濕,寧干勿濕)。20 d后每種基質(zhì)隨機選取20株幼苗,統(tǒng)計生根率、根長及發(fā)育情況。

1.3 培養(yǎng)條件

培養(yǎng)基附加瓊脂7 g/L,蔗糖30 g/L,pH值5.8。培養(yǎng)溫度(20±2)℃,濕度50%~60%,光照強度2 000 lx,光照時間12 h/d。生根培養(yǎng)、馴化移栽階段光照強度3 000 lx。

2 結(jié)果與分析

2.1 0.1%HgCl2不同消毒時間對姬玉露外植體消毒效果的比較

姬玉露葉片含水多,消毒難度大。本研究每處理接種20個外植體,由表1可知,0.1%HgCl2對姬玉露葉片進行消毒處理,隨著消毒時間的加長,污染率逐漸降低。其中,11 min消毒處理的污染率最小,為20%,9 min消毒處理次之,污染率為25%,這2種處理的污染主要發(fā)生在接種后的前10 d;5 min消毒處理的材料污染率高達70%,接種20 d內(nèi)持續(xù)有污染現(xiàn)象。處理時間加長降低了污染程度,成活率在逐漸提高。4種處理中,9 min消毒處理的姬玉露外植體成活率最高,是70%;11 min消毒處理中有2株材料未染菌,但葉片呈黃色枯萎狀,是由于過度消毒導致材料死亡。因此,綜合考慮污染率、成活率指標,9 min消毒處理適宜用于姬玉露葉片外植體的消毒。

表1 0.1%HgCl2不同消毒時間對姬玉露外植體的消毒效果

2.2 不同激素組合及濃度對姬玉露葉片啟動的影響

初代培養(yǎng)15 d后,葉片基部開始膨大,出現(xiàn)不規(guī)則黃綠色疏松的突起,無組織結(jié)構(gòu),生長速度迅速,30 d左右形成大塊愈傷組織。由表2可知,在相同質(zhì)量濃度6-BA,NAA培養(yǎng)基中添加1 mg/L KT后,葉片愈傷組織誘導率為不含KT培養(yǎng)基的2.9~6.4倍,啟動效果明顯提高,說明6-BA,KT與NAA配合使用更有助于誘導產(chǎn)生姬玉露愈傷組織。KT和NAA的添加量分別為1,0.2mg/L時,添加1mg/L 6-BA誘導愈傷組織的數(shù)量是添加2 mg/L 6-BA誘導組織數(shù)量的4.57倍;而當6-BA,KT用量相同時,0.1mg/L的NAA誘導效果又好于0.2 mg/L的NAA,說明高濃度6-BA,NAA對姬玉露葉片出愈具有一定抑制作用。當6-BA,KT和NAA用量分別為1,1,0.1 mg/L時,姬玉露葉片產(chǎn)生的愈傷組織最多,誘導率達87.5%,效果最佳。

表2 不同激素組合及濃度對姬玉露葉片啟動的影響

2.3 不同激素不同濃度對姬玉露叢生芽增殖的影響

愈傷組織在原培養(yǎng)基中保持培養(yǎng)約20 d,可見愈傷組織表面出現(xiàn)綠色芽點。30 d后芽點處長出第1片新葉,繼續(xù)培養(yǎng),每7 d左右都會生長出一片新葉,形成叢生芽。將叢生芽分成單株小苗進行增殖培養(yǎng),30 d后生成叢狀苗。由表3可知,6-BA在姬玉露增殖培養(yǎng)中的作用較KT明顯,平均增殖倍數(shù)都在5.7以上,且叢生苗健壯,葉片大,生長舒展,葉色正常。而KT處理的平均增殖倍數(shù)最高僅為4.6,且苗細弱,色淺。當6-BA質(zhì)量濃度為1.0,0.8 mg/L時,姬玉露叢生芽增殖較多,生長健壯,但是1.0 mg/L 6-BA處理會產(chǎn)生輕微玻璃化現(xiàn)象,直接影響芽苗質(zhì)量;當6-BA質(zhì)量濃度為0.5 mg/L時,叢生芽增殖量略顯遜色,葉片較0.8 mg/L處理的葉片小。所以,MS+0.8 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA是姬玉露叢生芽增殖的最適培養(yǎng)基。

表3 不同激素濃度對姬玉露叢生芽增殖的影響

2.4 馬鈴薯泥對姬玉露壯苗生長的影響

表4 馬鈴薯泥對姬玉露壯苗生長的比較

添加馬鈴薯泥進行姬玉露壯苗培養(yǎng)30 d后,馬鈴薯泥對姬玉露組培苗的生長狀態(tài)有較大影響。由表4可知,添加馬鈴薯泥的組培苗普遍比未添加馬鈴薯泥的健壯,隨著使用量加大,植株的直徑、高度均有所增加,效果明顯。添加20,30 g/L馬鈴薯泥時幼苗生長狀態(tài)基本相同,為節(jié)約成本,選擇添加20 g/L馬鈴薯泥為最適壯苗有機附加物。

2.5 IBA對姬玉露誘導生根的影響

表5 IBA對姬玉露誘導生根的影響

將1 cm以上的健壯姬玉露組培苗接種至含不同濃度IBA的培養(yǎng)基中,15 d后陸續(xù)開始萌出根尖,30 d生根情況表明(表5),不含IBA的生根培養(yǎng)基,姬玉露生根率較低,僅為33.3%,且發(fā)根需要23 d,時間較長。含有IBA的培養(yǎng)基對組培苗生根均有較好的促進作用,根粗壯,質(zhì)量高,生根率均有所提升,分別達到86.7%,86.7%和90%。但隨著IBA濃度增加,發(fā)根時間逐漸延長。與0.03 mg/LIBA處理組培苗生根情況相比,0.05 mg/L IBA處理的生根率相同(86.7%),但生根時間延長了6 d;雖然0.1 mg/L IBA處理的生根率最高(90%),但生根時間(25 d)最長,比0.03 mg/L IBA處理的生根時間整整多10 d。綜合考慮,1/2 MS+0.03 mg/L IBA+2 g/L活性炭為最適宜姬玉露組培苗生根培養(yǎng)基。

2.6 不同移栽基質(zhì)對姬玉露幼苗生根的影響

移栽后10 d左右姬玉露幼苗便開始長新根,20 d后多數(shù)幼苗都會發(fā)出新根,根長1~3 cm。由表6可知,粗河沙+泥炭、粗河沙2種基質(zhì)中,幼苗生根率均為95%,比珍珠巖+粗河沙+泥炭基質(zhì)的生根率(75%)高。粗河沙+泥炭基質(zhì)中的幼苗健壯,新根數(shù)量多(多為3條根),根較長(平均2.69 cm);而粗河沙中新根數(shù)量少,細弱,長勢不良。因此,粗河沙∶泥炭體積比為2∶1的基質(zhì)是姬玉露組培苗移栽的最適基質(zhì)。

表6 IBA對姬玉露誘導生根的影響

3 結(jié)論與討論

生長調(diào)節(jié)物質(zhì)是培養(yǎng)基中不可缺少的關(guān)鍵物質(zhì),其用量雖極少,但對外植體愈傷組織的誘導和器官分化卻起著重要的調(diào)節(jié)作用[17-18]。在一定范圍內(nèi),植物激素濃度升高,對植物的促進作用增強,當超過這一范圍后,濃度再升高,就會對植物產(chǎn)生抑制作用[19]。本試驗結(jié)果表明,同等條件下,2 mg/L 6-BA,0.2 mg/L NAA的葉片誘導率均比低濃度1.0 mg/L6-BA,0.1 mg/LNAA的誘導作用差。同時,多種激素協(xié)同作用效果要遠大于一種激素單獨使用效果[20],KT,6-BA與NAA混和使用,有效地提高了姬玉露葉片出愈率,是同種濃度6-BA單獨與NAA作用葉片出芽率的2.9~6.4倍。姬玉露葉片啟動培養(yǎng)基以MS+1mg/L6-BA+1mg/LKT+0.1mg/L NAA+7 g/L瓊脂+30 g/L蔗糖為宜。

姬玉露叢生芽增殖過程中,6-BA的增殖效果優(yōu)于激動素KT。6-BA在0.5~1.0mg/L范圍內(nèi),隨著濃度增加,叢生芽增殖倍數(shù)也增加,但是由于細胞分裂速度加快,出現(xiàn)了玻璃化現(xiàn)象,應適當控制叢生芽增殖數(shù)量,因此,選擇MS+0.8 mg/L 6-BA+0.1 mg/LNAA作姬玉露叢生芽增殖培養(yǎng)基,增殖倍數(shù)可達6.1。生根培養(yǎng)選用培養(yǎng)基1/2 MS+0.03 mg/L IBA+2 g/L活性炭,15 d開始生根,生根率為86.7%。

馬鈴薯塊莖中含有多種氨基酸,如賴氨酸、蛋氨酸以及多種維生素等,能為植物提供營養(yǎng)元素,對試管苗在株高、葉數(shù)、根數(shù)、鮮質(zhì)量等方面有明顯促進作用,適合試管苗的生長發(fā)育[21]。本試驗研究發(fā)現(xiàn),20 g/L馬鈴薯泥可以有效促進姬玉露生長,植株健壯,株高、直徑均有明顯提高。

姬玉露移栽管理同樣重要。姬玉露移栽選用透氣良好、排水良好、不易結(jié)塊的基質(zhì),試驗中以粗河沙∶泥炭體積比為2∶1的基質(zhì)作為最優(yōu)選擇。目前,生產(chǎn)中,還選用專用多肉植物栽培土,如(麥飯石+火山巖+輕石+虹彩石)∶泥炭體積比為3∶1,效果也較好。商品銷售時,還會用大顆粒赤玉土作鋪面裝飾。多肉植物栽培管理要嚴格控制環(huán)境條件,必須通風良好、有散射光,溫度在15~28℃,不宜長時間高溫暴曬。嚴格控制水分,可以預防徒長,保持株型美觀。新上盆或長勢較弱的植株不需要施肥,待植株長勢比較旺盛后每月可施一次液肥或緩釋肥,以確保植株健康生長。

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