鄭雪燕,李 勇,鄭天漢,彭王勛,鄭 宏
(1.福建省洋口國有林場,福建順昌 353200;2.福建省林業(yè)局,福建福州 353000)
紅花香椿(Toona rubriflora Tseng),楝科香椿屬落葉大喬木,高約18 m,胸徑可達60 cm以上,樹皮灰色,有縱向裂縫,小枝圓柱形。葉為偶數(shù)或奇數(shù)羽狀復葉,小葉互生或近對生,紙質(zhì),卵狀長圓形至卵狀披針形,長4.5~13.0 cm,寬2~4 cm,花小,5月開花,紫紅色,樹冠傘形、圓錐形,樹姿婆娑優(yōu)美,樹體通直,為速生優(yōu)良的造林綠化樹種。心材紅色,具有較強的木材利用價值。隨著人們對美好生活環(huán)境的要求不斷提高,對新型木材的追求越來越高,對具有美化環(huán)境作用的觀葉樹種的要求也在不斷提升,紅花香椿正成為百姓喜歡的觀葉樹種和用材樹種,規(guī)?;嘤t花香椿苗木成為必然。
紅花香椿主要靠種子繁殖苗木,育苗時發(fā)芽率低,出苗遲緩,苗木大小參差不齊,出圃率低?,F(xiàn)階段主要采用營養(yǎng)杯育苗方式培育苗木,該研究采用組織培養(yǎng)的方式進行無性繁殖育苗,既能保持母本的優(yōu)良遺傳特性,又能在短期內(nèi)生產(chǎn)出一定數(shù)量的無性系苗木,探索出一套紅花香椿無性快繁技術(shù)方法,為紅花香椿品種改良和利用打下基礎(chǔ)[1]。
1.1.1 植物材料。在福建省順昌縣省洋口國有林場紅花香椿子代測定林里篩選出1個優(yōu)良紅花香椿家系11號作為組培材料。
1.1.2 培養(yǎng)基及培養(yǎng)條件。以M S、3/4M S、1/2M S為基本培養(yǎng)基。分別附加6-BA 0.1、0.2、0.3 mg/L 3個濃度水平與NAA 0、0.05、0.1 mg/L 3個濃度水平,采用L9(34)正交試驗設(shè)計誘導培養(yǎng)基,每個處理接種50個無菌莖段材料,培養(yǎng)30 d統(tǒng)計發(fā)芽率及出芽指數(shù)。培養(yǎng)基中蔗糖濃度為30 g/L,瓊脂為6.5 g/L,p H 5.8~6.0,培養(yǎng)溫度為(26±2)℃,光照14 h/d,光照強度2 000~3 000 l x。
1.2.1 外植體的誘導及培養(yǎng)。觀察紅花香椿萌芽條生長情況,以當年細嫩芽條且半木質(zhì)化穗條為試驗材料,剪下側(cè)芽飽滿的穗條,用自來水沖洗干凈,剪成4~5 cm長的莖段,先用75%酒精浸泡40 s,再用0.1%Hg C l2溶液中振蕩消毒10 min。最后用經(jīng)高壓滅菌的蒸餾水沖洗8~10次,然后用濾紙吸干外植體表面水分,將葉片切除,并將帶有單芽的莖段切成長0.5~0.8 cm,接種在誘導培養(yǎng)基上[2]。
1.2.2 叢生芽培養(yǎng)。參考誘導培養(yǎng)基中叢生芽發(fā)生及分化結(jié)果,以DCR、1/2DCR、3/4DCR為培養(yǎng)基,附加6-BA 0.1、0.2、0.3 mg/L與NAA 0、0.02、0.04 mg/L形成9種激素濃度梯度的增殖培養(yǎng)基。每個培養(yǎng)基分別接入20叢誘導出的新芽,觀察分析每個培養(yǎng)基叢生芽分化情況及有效芽苗率,最終確定最適宜的繼代培養(yǎng)基。
1.2.3 生根培養(yǎng)。以改良M S為生根培養(yǎng)基,添加IBA、NAA等9種不同生長素濃度梯度的組合,接入3 cm長的有效芽苗,觀察不同濃度生長對芽苗生根的影響,最終選出生根率最高、最快的生根培養(yǎng)基。
1.2.4 指標測定。根據(jù)不同培養(yǎng)基及激素配比對照,分別觀察和統(tǒng)計紅花香椿誘導出芽率、出芽個數(shù)、增殖倍數(shù)、有效芽數(shù)、生根率、平均根數(shù)等指標,利用S P SS 13.0對數(shù)據(jù)進行雙因子方差分析,分析出一組最適紅花香椿離體培養(yǎng)的組培配方。
1.2.5 移栽管理。當芽苗的根長至3~4 cm時,側(cè)根有1~2條,即可將組培生根苗移栽至溫室大棚內(nèi)進行煉苗試驗,經(jīng)1周煉苗后,將生根苗用鑷子輕輕取出、洗凈培養(yǎng)基。移栽至輕基質(zhì)營養(yǎng)袋中進行培育,移栽后做好水肥、溫度、濕度、光照、通風等育苗措施的管理。
采集的穗條木質(zhì)化程度適中、滅菌時間適中、材料完整無損傷。接入不同培養(yǎng)基20 d后,觀察結(jié)果(表1),部分莖段外植體培養(yǎng)20 d后,腋芽開始膨大,30 d后,小芽長至0.5~1.2 cm,且部分出現(xiàn)叢生芽。
從表1可以看出,3/4M S培養(yǎng)基更適合紅花香椿莖段的誘導,3/4M S+6-BA 0.1-0.3 mg/L+NAA 0-0.1 mg/L均可誘導出小芽,出芽率隨6-BA濃度增加而增加,當6-BA 0.2 mg/L、NAA 0.1 mg/L時,出新芽的比例較高。是較適宜的誘導培養(yǎng)基。
表1 培養(yǎng)基對誘導培養(yǎng)的影響
當紅花香椿芽苗誘導培養(yǎng)30 d后,小芽長到0.5~1.2 cm長時,即可轉(zhuǎn)入配制好的繼代培養(yǎng)基中(表2)。
表2 不同激素培養(yǎng)基對叢生芽繼代培養(yǎng)的影響
據(jù)觀察,叢生芽發(fā)生有2種類型,A型是腋芽發(fā)生型,是由新芽腋芽處生出多個不定芽而形成的叢生芽。這種類型的叢生芽的特點是月增殖倍數(shù)為3~4倍,小芽容易抽莖展葉,小苗表現(xiàn)為粗壯、直立,葉子大小正常,葉色深綠,可以得到較多有效苗。B型是愈傷發(fā)生型,是由愈傷團發(fā)生的不定芽,這種類型的愈傷團較難形成,小苗發(fā)生畸形率高。叢生芽繼代試驗結(jié)果表明,在基本培養(yǎng)基1/2DCR上進行試驗,1/2DCR+6-BA 0.2 mg/L'+NAA 0.04 mg/L使叢生芽的增殖倍數(shù)最高。
在經(jīng)過數(shù)次繼代后可獲得大量的無根有效苗,切取長度2~3 cm的有效芽苗接到生根培養(yǎng)基中進行生根培養(yǎng)試驗.根據(jù)不同培養(yǎng)基及不同生長素組合對生根的影響,選出最佳的生根培養(yǎng)基(表3)。
表3 培養(yǎng)基對生根苗培養(yǎng)的影響
試驗結(jié)果表明:不同的基本培養(yǎng)基及不同激素組合對生根的影響十分顯著,生根培養(yǎng)基采用改良M S+IBA 1.0 mg/L+NAA 0.05 mg/L生根率最為理想,但IBA達到1.5 mg/L以上時生根率明顯降低。培養(yǎng)20 d后,芽苗生長正常,根系正常,有1~2條白色根。培養(yǎng)30 d后,至小苗健壯、木質(zhì)化程度較高時,可移栽及煉苗。
溫室大棚內(nèi)組培苗移栽試驗結(jié)果:生根苗未在溫室中煉苗1周后,移栽至黃紅壤中,2019年2月10日移栽合格瓶苗2 000株,成活1 308株,成活率65.4%,2019年3月16日移栽合格瓶苗3 000株,成活1 729株,成活率57.63%,平均成活率為61.51%。
溫室大棚內(nèi)組培苗移栽試驗結(jié)果:生根苗在溫室中煉苗1周后,移栽至黃紅壤中,2019年2月10日移栽合格瓶苗2 000株,成活1 905株,成活率95.25%,2019年3月16日移栽合格瓶苗3 000株,成活2 740株,成活率91.33%,平均成活率為93.29%。結(jié)果表明:生根苗煉苗與未煉苗的組培苗移栽成活率明顯不同,采用在溫室中煉苗1周后的組培苗移栽成活率明顯增高。不同時間移栽的組培苗成活率也明顯不同。
組織培養(yǎng)過程中芽條的生長是在低細胞分裂素或無細胞分裂素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)[3]。誘導培養(yǎng)基上不定芽的誘導頻率,不定芽數(shù)及不定芽的發(fā)生能力隨著附加細胞分裂素使用濃度的升高而提高。6-BA濃度為0.2 mg/L時,不定芽的誘導頻率、不定芽數(shù)及不定芽的形成能力最高,但當6-BA和NAA的濃度過高時,不定芽的伸長生長受到明顯抑制,誘導出的不定芽出現(xiàn)玻璃化現(xiàn)象。這是由于叢生芽在培養(yǎng)基上培養(yǎng)時,累積了較高的細胞分裂素的原因[4]。
該研究建立了紅花香椿莖段誘導及植株再生體系,現(xiàn)器官組織培養(yǎng)研究主要有2種方法,一種主要采取愈傷組織誘導不定芽途徑,據(jù)報道,該途徑的組培苗產(chǎn)生的變異較大[5]。目前多數(shù)采用不定芽誘導及叢生芽培養(yǎng)而獲得相應(yīng)的快速繁殖體系,其遺傳穩(wěn)定性相對較好,并在生產(chǎn)中取得較大成功。