(合肥植物園,安徽合肥 230031)
藍漿果為杜鵑花科越桔屬植物,具有較高的營養(yǎng)價值和保健功能,我國南北均有種植[1-3].組培是藍漿果進行快速繁殖和培育優(yōu)選系的有效方法[4],不定芽伸長生長是葉片再生中一個非常關(guān)鍵的步驟,剛形成的芽很小,如不能實現(xiàn)芽的伸長生長,小芽極易干枯死亡[5].芽能否很好的伸長生長直接決定無根試管苗的生根狀況.本試驗在芽增殖的基礎(chǔ)上,為了進一步促進經(jīng)切割后叢生芽的生長與伸長,分析了激素、培養(yǎng)基、光強、不定芽芽齡以及基因型對不定芽伸長的影響,探索最適伸長條件,為藍漿果組織培養(yǎng)進一步發(fā)展提供依據(jù).
1.1.1 植物材料
供試材料由葉片誘導生長30 d(不定芽芽齡影響試驗除外)的南方高叢藍漿果品種“南月”優(yōu)選系A(chǔ)18 等的不定芽.其中基因型對不定芽影響的研究中所用材料為兔眼藍漿果品種“園藍”、“梯芙藍”、“燦爛”、“精華”、“巴爾德溫”、“藍美人”與南方高叢藍漿果品種“南月”優(yōu)選系A(chǔ)17、A167、A119 葉片 培養(yǎng)伸長不定芽;激素、培養(yǎng)基、光強、不定芽芽齡對不定芽伸長影響研究均采用南方高叢藍漿果品種“南月”優(yōu)選系A(chǔ)18 的不定芽為材料.
1.1.2 培養(yǎng)基
基本培養(yǎng)基為WPM(不同培養(yǎng)基處理除外),在培養(yǎng)基中加入蔗糖25 g·L-1、瓊脂7.5 g·L-1、ZT 0.5 mg·L-1(不同激素處理除外),pH值調(diào)至5.3.配制好的培養(yǎng)基經(jīng)常規(guī)滅菌后備用.
取大小約0.5 cm2的不定芽芽塊36 塊,接種于培養(yǎng)基上,每個處理塊于溫度(25±2)℃、光照度1800~2000 lx、光照時間16 h·d-1的條件下培養(yǎng).每天觀察并記錄不定芽生長情況,40 d 天后統(tǒng)計伸長芽塊數(shù)、伸長枝條數(shù)、平均苗高及對枝條進行形態(tài)描述.
1.2.1 激素對藍漿果再生不定芽伸長的影響
選取激素如下:ZT(0.2、0.4、0.8 mg·L-1);2ip(0.5、1、2 mg·L-1);NAA (1 mg·L-1)、2ip+NAA(1+0.1 mg·L-1);ZT+NAA(0.4+0.1 mg·L-1);對照(不添加任何激素).
1.2.2 基本培養(yǎng)基對藍漿果再生不定芽伸長的影響
試驗培養(yǎng)基分別為WPM、MWPM、MS、1/2MS.
1.2.3 光照強度對藍漿果再生不定芽伸長的影響
光照強度處理分別設(shè)置為全暗(0)、弱光(0~500 lx)、中光(1000~1500 lx)、強光(2000~2500 lx).
1.2.4 不定芽芽齡對藍漿果再生不定芽伸長的影響
不定芽芽齡分別為30 d、60 d、90 d.
1.2.5 不同品種(系)藍漿果再生不定芽伸長的比較
取兔眼藍漿果品種“園藍”、“梯芙藍”、“燦爛”、“精華”、“巴爾德溫”、“藍美人”;南方高叢藍漿果品種“南月”優(yōu)選系A(chǔ)17、A167、A119 葉片培養(yǎng)伸長不定芽為材料.
植物激素是培養(yǎng)基中的關(guān)鍵性物質(zhì),在葉片再生體系建立的研究中,調(diào)節(jié)細胞分裂素和生長素的種類與比例是激素使用的關(guān)鍵.目前,藍漿果葉片再生研究中常使用的細胞分裂素類物質(zhì)有2ip、ZT、ZR(反玉米素)、ZT 核苷(ZTR)、TDZ、CPPU、6-BA 等,但不同的種和品種對以上各激素的反應(yīng)相差很大[6-7].從表1可知,不同激素對不定芽伸長的影響不同.其中,低濃度的ZT、2ip 及ZT、NAA 配比對不定芽伸長效果較好,其中不定芽伸長率及伸長枝條數(shù)最高的激素處理為質(zhì)量濃度為0.8 mg·L-1的ZT,不定芽伸長率及伸長枝條數(shù)最低為2ip(1 mg·L-1)和NAA(0.1 mg·L-1)配比(見圖1-5).伸長枝條苗高及質(zhì)量以質(zhì)量濃度為0.5~1 mg·L-12ip 及0.2~0.8 mg·L-1ZT 的效果較好,而誘導質(zhì)量較差的激素濃度為2ip(1 mg·L-1)和NAA(0.1 mg·L-1)組合.結(jié)果表明,對不定芽伸長誘導效果最好的激素處理為0.8mg·L-1的ZT.
表1 激素對藍漿果再生不定芽伸長的影響
表2 培養(yǎng)基對藍漿果再生不定芽伸長的影響
從表2 可知,培養(yǎng)基對不定芽伸長有一定影響.其中,伸長率最高的培養(yǎng)基為WPM,達41.67%,伸長枝條數(shù)為16;伸長率最低的培養(yǎng)基為1/2MS,低至0(見圖1 之8).平均苗高以MWPM 及MS 誘導效果好.可見,對不定芽伸長效果最好的培養(yǎng)基為WPM.
由表3 可知,在強光和中等光下,不定芽能伸長,強光下伸長率稍高,達16.67%,伸長枝條數(shù)6,但平均苗高較低,為0.48 cm,但枝條長勢較好;中等光下,伸長率稍低,為5.56%,伸長枝條數(shù)2,平均苗高較高,為1.25 cm,枝條長勢較差(見圖1 之7).可見,光照強度對不定芽伸長有影響,強光較利于不定芽伸長,弱光及全暗情況下不定芽不伸長.
表3 光照強度對藍漿果再生不定芽伸長的影響
由表4(見下頁)可知,培養(yǎng)60 d 的不定芽伸長率較高,伸長枝條數(shù)較多,平均苗高中等;培養(yǎng)90 d 的不定芽與培養(yǎng)30 d 的不定芽伸長率相差不大,但伸長枝條質(zhì)量以培養(yǎng)30 d 效果較好(見圖1 之6).綜合而言,不定芽芽齡對不定芽伸長效果有影響,培養(yǎng)60 d 不定芽較易伸長.
圖1 藍漿果葉片再生不定芽伸長情況
表4 不定芽芽齡對藍漿果再生不定芽伸長的影響
由表5 可知,兔眼藍漿果“園藍”、“梯芙藍”、“巴爾德溫”及南方高叢藍漿果品種“南月”優(yōu)選系A(chǔ)167、A119 較易伸長,伸長率較高,伸長枝條數(shù)較多;而平均苗高及伸長枝條質(zhì)量以南方高叢藍漿果品種“南月”優(yōu)選系A(chǔ)167、A119 較好;伸長能力最差的為兔眼藍漿果“藍美人”及南方高叢藍漿果品種“南月”優(yōu)選系A(chǔ)17,伸長率低至2.78%;其他品種不定芽伸長能力居中(見圖1 之9).可見,基因型不同,不定芽伸長能力不同,南方高叢藍漿果品種“南月”優(yōu)選系A(chǔ)167、A119 不定芽較易伸長.
表5 不同品種(系)藍漿果再生不定芽伸長的
在增殖培養(yǎng)基上不定芽無法形成正常的再生植株,因此,需將不定芽接種到低濃度的培養(yǎng)基上進行伸長.適宜濃度的細胞分裂素類物質(zhì)(6-BA、ZT、KT 等)對不定芽的分化、增殖等是必需的,太高濃度的細胞分裂素易造成不定芽不易伸長及形成畸形芽,而適當濃度的生長素類物質(zhì)(NAA、2,4-D、IAA 等)則對伸長具有一定的促進作用.羅素蘭等[8]認為,不定芽伸長難的主要原因是由于其內(nèi)源生長素水平較低,營養(yǎng)成分較缺乏,如離體培養(yǎng)時無外源生長素和適當?shù)挠袡C物營養(yǎng)成分的補充就會出現(xiàn)叢芽等問題,以致成苗率較低.楊國順[9]認為不定芽伸長率低的原因不是不定芽難以伸長,而是能否分化出完全不定芽而非葉狀體.劉娟旭[10]等認為不定芽分化不完全可能與植物生長調(diào)節(jié)劑或營養(yǎng)成分有關(guān),過多或過少均不利于完全不定芽的形成.在本試驗中發(fā)現(xiàn)將不定芽轉(zhuǎn)至不添加生長素,添加低濃度的ZT、2ip 或添加低濃度的ZT 與NAA 配比的培養(yǎng)基中,不定芽較易伸長,這說明不定芽伸長難的原因是內(nèi)源生長素水平較低,營養(yǎng)成分較缺乏.
培養(yǎng)基的選擇在組培工作中具有很關(guān)鍵的地位,Joshi 等[11]報道含硫酸銅的培養(yǎng)基能極其顯著地提高不定芽的伸長率,多數(shù)研究者認為子葉作為外植體其再生能力最強,分化后期需轉(zhuǎn)入伸長培養(yǎng)基才利于其伸長;Khan 等[12]用苗齡一個月的莖尖和莖段也能誘導體細胞胚,或直接分化出芽,進而長成小苗,而且自始自終只用一種培養(yǎng)基.在本試驗中研究發(fā)現(xiàn)WPM 培養(yǎng)基較適宜藍漿果不定芽伸長培養(yǎng).
將不定芽切取后轉(zhuǎn)接至相應(yīng)濃度的培養(yǎng)基上,繼續(xù)進行增殖培養(yǎng),如果轉(zhuǎn)接過遲或不轉(zhuǎn)接,愈傷組織會將培養(yǎng)基中的水分和營養(yǎng)耗盡,不定芽生長受到抑制甚至死亡,適宜的轉(zhuǎn)接時間需把握好.在本研究中發(fā)現(xiàn)不定芽生長60 d 時為最佳轉(zhuǎn)接時間.
基因型是影響不定芽伸長的主要原因之一,這可能是因為不同品種內(nèi)源激素含量不同,選擇再生能力強的品種(系)是建立高效再生體系的關(guān)鍵.劉娟旭[10]認為不定芽分化率高的品種不一定伸長率高,但不定芽分化率低的品種,芽伸長率都較低.本研究發(fā)現(xiàn)不同品種(系)不定芽伸長能力不同,其中以南方高叢藍漿果品種“南月”優(yōu)選系A(chǔ)167、A119 較易得到伸長.
關(guān)于光照強度對不定芽伸長影響的研究未曾見報道.本研究發(fā)現(xiàn)在一定范圍內(nèi)適當提高光照強度較利于不定芽伸長,這可能是因為光環(huán)境是影響組培苗光合作用和生長的內(nèi)在因素,而光照弱是有糖組培苗光合機構(gòu)功能失常的原因之一,適度提高光照可使組培苗結(jié)構(gòu)發(fā)育更好地趨向于光合自養(yǎng).