楊玉春,王 莉,楊艷敏,孫 斌,田 穎,劉 成*
(1 遼寧省果樹科學(xué)研究所,遼寧 熊岳115009;2 遼寧省凌海市果蠶管理局,遼寧 凌海121200)
藍(lán)莓的組織培養(yǎng)研究最早始于1976年,Hall在矮叢藍(lán)莓上進(jìn)行莖段培養(yǎng)[1]。隨后Sharon G.Billings,Rowland等又進(jìn)行了藍(lán)莓的離體葉片再生研究。離體葉片再生是指利用離體葉片,在適宜培養(yǎng)基、激素種類及其濃度的培養(yǎng)環(huán)境下進(jìn)行培養(yǎng),得到完整植株的技術(shù)[2,3]。藍(lán)莓作為一種新興的小漿果近年來得到迅猛發(fā)展,建立完整的葉片再生體系可以有效保存藍(lán)莓的種質(zhì)資源、加速品種選育和資源更新。離體葉片再生技術(shù)研究的主要內(nèi)容集中在培養(yǎng)基類型、激素種類及其濃度、暗培養(yǎng)時(shí)間等方面。藍(lán)莓的離體葉片再生受到內(nèi)因和外因兩方面限制。內(nèi)因即基因型,是藍(lán)莓離體葉片再生的主要限制因子;外因是指激素種類及其濃度、溫度、pH 值、培養(yǎng)基類型、暗培養(yǎng)時(shí)間等因素。本試驗(yàn)以兩個(gè)藍(lán)莓品種即北高叢藍(lán)莓‘斯巴坦’和半高叢藍(lán)莓‘北陸’為試材,系統(tǒng)研究培養(yǎng)基中不同激素種類及其濃度配比、不同pH 值、葉片處理方式及暗培養(yǎng)對(duì)離體葉片再生的影響。擬初步建立‘斯巴坦’和‘北陸’的葉片再生體系,以期為藍(lán)莓的快速、高效、規(guī)模化生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。
供試品種如前述。試驗(yàn)在遼寧省果樹科學(xué)研究所小漿果研究室組織培養(yǎng)室中進(jìn)行,配制好的培養(yǎng)基經(jīng)120 ℃高壓滅菌20 min后自然冷卻備用。在溫度 (24±2)℃、相對(duì)濕度80%、光周期12 h、暗期12 h,光強(qiáng)2 000 lx的條件下培養(yǎng)。每處理接種60片葉,3次重復(fù)。試驗(yàn)材料均為無菌組培苗,全部由遼寧省果樹科學(xué)研究所小漿果研究室提供。
2.1.1 最佳培養(yǎng)基選擇試驗(yàn)
以WPM 培養(yǎng)基為基本培養(yǎng)基,添加糖30 g/L。采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì),添加不同濃度ZT、IAA 進(jìn)行匹配,每處理5 次重復(fù)(表1)。8 周后調(diào)查葉片再生率,以再生率最高的培養(yǎng)基為基礎(chǔ)培養(yǎng)基。
表1 再生培養(yǎng)基不同激素濃度配比
2.1.2 最適pH 值和瓊脂濃度選擇試驗(yàn)
以培養(yǎng)基A5 為基礎(chǔ),pH 值設(shè)4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5 ,共6 個(gè)梯度,再依次搭配不同濃度瓊脂(表2)。將藍(lán)莓組培苗離體葉片接種到培養(yǎng)基上,每處理10次重復(fù)。每周記錄不同處理各品種葉片的再生率、再生時(shí)間、愈傷組織大小、葉色及長勢,選擇最佳培養(yǎng)基pH值。
表2 不同pH 值培養(yǎng)基的瓊脂量 g
采用A5 培養(yǎng)基,pH 值調(diào)到4.5,選擇長勢一致、大小相近的葉片,以酒精燃燒消毒的剪刀剪去葉片一部分。設(shè)葉面向上、葉背向上兩種擺放形式;創(chuàng)傷形式設(shè)葉柄端、葉尖端、葉兩端各剪去1/3,共3 個(gè)處理,每處理10 次重復(fù)。接種后8 周調(diào)查不同葉片處理方式的再生時(shí)間、再生率。選擇最佳葉片放置方式。
接種后放入暗培養(yǎng)箱中進(jìn)行暗培養(yǎng),設(shè)0、7、14、21 d,共4 個(gè)處理,每處理5 次重復(fù)。培養(yǎng)8 周后調(diào)查再生時(shí)間和再生率,擬選擇最佳暗培養(yǎng)時(shí)間。
由表3可以看出,在培養(yǎng)基A5(WPM+ ZT 1.5 mg/L+IAA 0.3 mg/L)上,‘北陸’‘斯巴坦’兩個(gè)藍(lán)莓品種葉片再生效果最佳,‘北陸’葉片再生率達(dá)93.5%,‘斯巴坦’再生率達(dá)到89.8%,‘北陸’再生效果優(yōu)于‘斯巴坦’;在培養(yǎng)基A9(WPM+ ZT 2.0 mg/L +IAA 0.4 mg/L)上,兩個(gè)品種葉片再生效果均最差,也是‘北陸’再生效果優(yōu)于‘斯巴坦’。這可能與品種的基因型有關(guān),‘北陸’在生產(chǎn)應(yīng)用中較‘斯巴坦’適應(yīng)性強(qiáng)、抗逆性強(qiáng),有更廣泛的栽培區(qū)域。
表3 不同激素濃度培養(yǎng)基對(duì)藍(lán)莓試管苗生長發(fā)育的影響 %
隨著pH 值的升高,不同品種葉片在同一pH 值下及同一品種的葉片在不同pH 值下的葉色、愈傷組織、再生芽數(shù)等均不同,再生時(shí)間為發(fā)現(xiàn)肉眼可見再生芽的平均記錄時(shí)間。
由表4可以看出,‘北陸’ 在不同pH 值條件下,生長情況不同,pH 值為5.0 時(shí)株高、新生芽數(shù)均顯著優(yōu)于其他處理,再生率最高(96.5%),再生時(shí)間短(37.7 d),葉色綠;其次為pH 值為4.5 的;再次為pH 值為4.0 的。效果最差的為pH 值6.5,pH 值5.5 和6.0 的也不好。說明藍(lán)莓適宜酸性環(huán)境?!标憽钸m宜的培養(yǎng)基pH 值為5.0。同理,‘斯巴坦’培養(yǎng)基的最適pH 值為4.5??梢姡囵B(yǎng)基pH 值是影響藍(lán)莓葉片再生效果的關(guān)鍵因素,適宜的培養(yǎng)基pH 值可以增加葉片再生率。A5 培養(yǎng)基制好后的原始pH 值為5.2,可以直接用作‘北陸’的葉片再生培養(yǎng)基;用在‘斯巴坦’上則需要用酸調(diào)節(jié)pH 值到4.5,否則影響再生效果。
兩個(gè)品種的適宜瓊脂濃度分別為5.0 g/L和6.5 g/L。
表4 培養(yǎng)基中不同pH 值為對(duì)藍(lán)莓離體葉片再生的影響
由表5可知,各葉片創(chuàng)傷處理形式對(duì)藍(lán)莓葉片再生影響不大,在進(jìn)行藍(lán)莓葉片再生時(shí),可以任意對(duì)藍(lán)莓葉片進(jìn)行創(chuàng)傷,且不限葉片擺放形式。葉兩端創(chuàng)傷產(chǎn)生的愈傷組織較多,再生植株也較多,后期生長養(yǎng)分供應(yīng)不足,植株黃化早、明顯;生根培養(yǎng)時(shí)因?yàn)樵偕仓甓唷⒕o密,分株相對(duì)比較困難。葉尖端創(chuàng)傷方式容易從葉柄處形成愈傷組織并產(chǎn)生再生植株,而并非葉片離體再生。
表5 不同葉片處理方式對(duì)藍(lán)莓葉片再生的影響
由表6可知,各暗處理時(shí)間對(duì)藍(lán)莓葉片再生影響不大,在藍(lán)莓葉片再生試驗(yàn)過程中可以不進(jìn)行暗培養(yǎng)。
表6 不同暗培養(yǎng)時(shí)間對(duì)藍(lán)莓葉片再生的影響
本文以北高叢藍(lán)莓品種‘斯巴坦’和半高叢藍(lán)莓品種‘北陸’的試管苗葉片為外植體,通過對(duì)培養(yǎng)基中不同激素種類及其濃度配比、不同pH 值、葉片處理方式及暗培養(yǎng)對(duì)離體葉片再生影響進(jìn)行研究,建立了北高叢藍(lán)莓‘斯巴坦’和半高叢藍(lán)莓‘北陸’植株葉片再生體系,為進(jìn)一步工廠化生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。
在基本培養(yǎng)基方面,根據(jù)馬懷宇等[4]對(duì)高叢藍(lán)莓離體葉片再生研究,本試驗(yàn)選擇最適合高叢藍(lán)莓葉片再生的WPM 培養(yǎng)基。在激素及其配比方面,本研究結(jié)果表明,1.5 mg/L ZT +0.3 mg/L IAA 誘導(dǎo)愈傷組織效果最佳,其中‘北陸’再生率達(dá)到最高93.5%而‘斯巴坦’再生率達(dá)到最高89.8%。這與馬懷宇等[4]在高叢藍(lán)莓離體葉片再生研究結(jié)果比較一致。培養(yǎng)基pH 值的研究結(jié)果表明,最適合‘斯巴坦’葉片再生的培養(yǎng)基pH 值為4.5,最適合‘北陸’葉片再生的pH 值為5.0。當(dāng)pH 值過高或過低時(shí),再生率降低,愈傷組織形成的少或無,葉片發(fā)黃或最后枯萎。本研究在葉片放置方式和暗培養(yǎng)方面對(duì)兩個(gè)品種藍(lán)莓離體葉片再生影響不大,這與相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道中的結(jié)果不同[5,6],還有待于進(jìn)一步研究。