成思瓊,梁彬,顏盟,韓秀清
(1.楊凌新世界組培有限公司,陜西楊凌 712100;2.陜西省果業(yè)研究發(fā)展中心;3.陜西新世界果業(yè)集團(tuán)有限公司)
中華獼猴桃原產(chǎn)中國。中華獼猴桃系中的臍紅獼猴桃是紅陽獼猴桃的芽變優(yōu)系,具有品質(zhì)優(yōu)、結(jié)果早、豐產(chǎn)等特點(diǎn)[1]。果肉黃綠色,果心周圍有放射狀紅色圖案,風(fēng)味甜,具香氣,可溶性固形物含量19.9%,總糖含量12.56%,可滴定酸含量1.14%,每100g鮮果維生素C含量97.2mg[2]。2014年3月通過陜西省果樹品種審定委員會(huì)審定。
獼猴桃為雌雄異株植物,常規(guī)育苗方法是將獼猴桃實(shí)生苗嫁接優(yōu)良品種或枝條扦插繁殖[3]。隨著繁殖技術(shù)的發(fā)展,組織培養(yǎng)無性繁殖周期短、效率高,已成為快速繁育獼猴桃苗的重要方式[4,5]。桂耀林最先進(jìn)行了獼猴桃組織培養(yǎng)的相關(guān)研究,對(duì)獼猴桃不同組織器官例如莖段、葉片、根段、頂芽、腋芽、花藥、花粉、胚、胚乳等進(jìn)行了離體培養(yǎng),并開展了與植物組織培養(yǎng)技術(shù)等方面相關(guān)的基礎(chǔ)理論及應(yīng)用研究[6]。
獼猴桃組織培養(yǎng)常用的外植體材料有葉片、莖尖、莖段等。葉片和莖段培養(yǎng)比較困難,愈傷組織培養(yǎng)次數(shù)過多會(huì)慢慢失去再生能力,而莖尖培養(yǎng)容易褐化[7]。筆者采用臍紅獼猴桃?guī)б秆康那o段為外植體,分別研究了初代培養(yǎng)(即直接從植株取下細(xì)胞、組織和器官后立即進(jìn)行培養(yǎng),目的是建立良好的外植體)不同激素濃度及配比對(duì)外植體誘導(dǎo)的影響;繼代培養(yǎng)(對(duì)試管苗進(jìn)行擴(kuò)繁增殖,要在保證不影響正常生長的前提下達(dá)到較高的增殖系數(shù))不同激素濃度及配比對(duì)試管苗分化的影響;生根培養(yǎng),試驗(yàn)不同激素濃度及配比對(duì)試管苗生根的影響,為臍紅獼猴桃苗工廠化生產(chǎn)提供技術(shù)指導(dǎo)。
以臍紅獼猴桃健壯帶腋芽莖段為試驗(yàn)材料,5月于楊凌新世界組培有限公司種質(zhì)資源圃采集新梢,留葉柄摘除成齡葉片,剪成長3~5cm帶腋芽枝段待用。
生長調(diào)節(jié)劑為玉米素(ZT)、6-芐基腺嘌呤(6-BA)、吲哚丁酸(IBA)、吲哚乙酸(IAA)、萘乙酸(NAA)等?;A(chǔ)培養(yǎng)基MS,122℃條件下滅菌20分鐘,培養(yǎng)室內(nèi)溫度24±2℃,光照強(qiáng)度1500~2000Lx,光照時(shí)間每天16小時(shí)。
1.2.1 激素濃度和配比對(duì)初代培養(yǎng)的影響 外植體消毒,將剪成3~5cm長的獼猴桃新梢莖段用自來水沖洗30~60 分鐘,置于無菌超凈工作臺(tái)上。用75%酒精消毒30秒,無菌水沖洗2次,每次10~15秒。0.1%HgCl2處理8分鐘,無菌水沖洗5~6次。將莖段剪成1.5cm左右的帶腋芽(僅留葉柄)小段,接種在初代培養(yǎng)基上:基礎(chǔ)培養(yǎng)基MS+蔗糖30g/L+瓊脂6.5g/L,pH值5.8,添加不同的激素。激素添加設(shè)置18個(gè)處理組合,分別為6-BA(1.0、2.0、3.0mg/L)+NAA(0.05、0.1、0.2mg/L),以及ZT(0.5、1.0、1.5mg/L)+NAA(0.05、0.1、0.2mg/L),每個(gè)處理組合接種6瓶,每瓶5個(gè)外植體,即每個(gè)處理組合接種30個(gè)外植體,重復(fù)3次。置于培養(yǎng)室內(nèi)培養(yǎng),25天后統(tǒng)計(jì)外植體的誘導(dǎo)成活率。
1.2.2 激素濃度和配比對(duì)繼代培養(yǎng)的影響 將初代培養(yǎng)獲得的無菌外植體接種到繼代培養(yǎng)基上進(jìn)行增殖培養(yǎng)(圖1):基礎(chǔ)培養(yǎng)基MS+蔗糖40g/L+瓊脂6.5g/L,pH值5.8,激素添加量設(shè)置16個(gè)處理組合,分別為6-BA(2.0、3.0、3.5、4.0mg/L)+NAA(0.1、0.2、0.3、0.4mg/L)。每個(gè)處理組合接種6瓶,每瓶放置5個(gè)外植體,即每個(gè)處理接種30個(gè)外植體,重復(fù)3次,40天后調(diào)查外植體不定芽的生長狀況,統(tǒng)計(jì)增殖系數(shù)和平均莖干高度。
1.2.3 激素濃度和配比對(duì)生根培養(yǎng)的影響 繼代試管苗選擇高度1.5~2.0cm的健壯植株,接種于生根培養(yǎng)基上(圖2):基礎(chǔ)培養(yǎng)基1/2MS+蔗糖25g/L+瓊脂6.5g/L,pH值5.8,激素添加量設(shè)置12個(gè)處理組合,分別為IBA(0.5、0.6、0.7mg/L)+IAA(0.5、1.0、2.0、3.0mg/L),每個(gè)處理組合接種6瓶,每瓶放置5株苗,即每個(gè)處理接種30個(gè)繼代苗,重復(fù)3次,20天后統(tǒng)計(jì)試管苗的生根率和生根條數(shù)。
圖2生根苗
1.2.4 馴化煉苗并移栽 試管苗根長1cm左右,有5~6條側(cè)根時(shí),將瓶苗置于溫室馴化煉苗,分閉口煉苗和開口煉苗兩個(gè)階段,開口煉苗3天后,當(dāng)試管苗莖干顏色由嫩綠變青綠時(shí)開始移栽,將試管苗根系的培養(yǎng)基小心洗凈,移栽于穴盤中,穴盤下層2/3基質(zhì)、上層1/3蛭石。
不同激素處理組合對(duì)獼猴桃組培外植體不定芽的誘導(dǎo)效果不同(圖3)。當(dāng)6-BA濃度和ZT濃度一定時(shí),NAA在0.05~0.2mg/L濃度范圍內(nèi)隨濃度升高,不定芽誘導(dǎo)成活率也升高;當(dāng)NAA濃度一定時(shí),不定芽誘導(dǎo)成活率隨6-BA(1.0~3.0mg/L)濃度增加而升高,隨ZT(0.5~1.5mg/L)濃度增加呈先升高后降低趨勢。當(dāng)NAA濃度為0.2mg/L,6-BA 3.0mg/L和ZT 1.0mg/L時(shí),不定芽誘導(dǎo)成活率最高,分別為81.2%和83.3%。綜合比較,最佳初代培養(yǎng)基為MS+ZT 1.0mg/L+NAA 0.2mg/L。
不同的激素組合處理對(duì)獼猴桃組培外植體芽的分化有影響(圖4)。將初代培養(yǎng)的外植體用不同濃度的6-BA和NAA處理,當(dāng)6-BA濃度一定時(shí),外植體增殖率和莖干高度隨NAA濃度(0.1~0.4mg/L)的增加而先升高后降低,NAA濃度為0.2mg/L時(shí),兩項(xiàng)指標(biāo)最佳;NAA濃度一定時(shí),增殖系數(shù)和莖干高度隨6-BA(2.0~4.0mg/L)濃度的增加也呈先升高后降低趨勢,6-BA最佳濃度為3.5mg/L。因此,臍紅獼猴桃最佳的繼代培養(yǎng)基為MS+6-BA 3.5mg/L+NAA 0.2 mg/L,增殖系數(shù)和莖干高度分別為4.54和2.48cm。
由圖5可知,在含有不同激素的培養(yǎng)基上,臍紅獼猴桃生根效果不同。當(dāng)IBA濃度一定時(shí),生根率和生根條數(shù)隨IAA(0.5~3.0mg/L)濃度增加而增加,當(dāng)IAA濃度一定時(shí),生根率和生根條數(shù)在IBA濃度為0.6mg/L時(shí)達(dá)到最高。因此,臍紅獼猴桃最佳的生根培養(yǎng)基配方為1/2MS+IBA 0.6mg/L+IAA 3.0mg/L,生根率為95.2%,平均生根條數(shù)為4.8條。
試管苗移栽是組織培養(yǎng)過程的重要環(huán)節(jié),移栽于不同的基質(zhì)中效果有差別。蛭石的保水性、透氣性好,有利于植株吸收營養(yǎng)和水分;山坯土主要成分是枯枝、葉片等形成的腐殖質(zhì),透氣保水性均較好;純沙透水透氣性好而保水性差;珍珠巖保水性強(qiáng)而易于積水。研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)下層2/3基質(zhì)(商品)、上層1/3蛭石時(shí),試管苗移栽成活率最高,達(dá)97.6%。
采用臍紅獼猴桃?guī)б秆康那o段為外植體進(jìn)行組培快繁試驗(yàn),試管苗在各培養(yǎng)階段采用不同配方的培養(yǎng)基能夠培育高質(zhì)量的健壯組培苗[6]。張茜等發(fā)現(xiàn),紅陽獼猴桃的初代培養(yǎng)中,用6-BA代替ZT 誘導(dǎo)效果更為明顯,且可大大降低成本[8]。本研究發(fā)現(xiàn),ZT和6-BA作用效果相近,而ZT更優(yōu),作為外植體的建立用量也少,MS+ZT 1.0mg/L+NAA 0.2mg/L被認(rèn)為是初代培養(yǎng)基的最佳配方。在繼代培養(yǎng)中,細(xì)胞分裂素與植物生長素作用是相互協(xié)同的。生長素對(duì)外植體的分化起到了輔助作用,適宜濃度的6-BA和NAA配合使用可促進(jìn)芽苗的主莖伸長,否則,對(duì)芽苗主莖伸長有抑制作用[9]。MS+6-BA 3.5mg/L+NAA 0.2mg/L被選定為繼代培養(yǎng)基的最佳配方。當(dāng)激素濃度較低時(shí),生根速度慢,根系虛弱;激素濃度適當(dāng)升高,生根速度加快,根系較強(qiáng)壯;當(dāng)激素濃度繼續(xù)升高時(shí),根系生長趨于弱化,這與高濃度的植物激素抑制了對(duì)不定芽生根的誘導(dǎo)作用有關(guān)[10]。1/2MS+IBA 0.6mg/L+IAA 3.0mg/L被選定為臍紅獼猴桃生根培養(yǎng)基的最佳配方。