王壯盧宇馬東曉
(1西南林業(yè)大學(xué)云南生物多樣性研究院,云南昆明 650224;2西南林業(yè)大學(xué)云南省高校林木遺傳改良與繁育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,云南昆明 650224)
漆樹(shù)(Toxicodendron vernicifluum)是漆樹(shù)科(Anacardiaceae)漆屬(Toxicidendron)的一種落葉喬木,有“涂料之王”的美譽(yù)[1],被廣泛用于軍工、冶煉、石油、化工、采礦、紡織印染、工藝品加工及家具表面處理等領(lǐng)域[2]。漆樹(shù)的主要產(chǎn)品是生漆,化學(xué)油漆的出現(xiàn)曾導(dǎo)致生漆市場(chǎng)在較長(zhǎng)時(shí)期處于低迷狀態(tài)。近年來(lái),隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)和對(duì)綠色家居生活方式的追求,生漆作為環(huán)保油漆的重要原料,越來(lái)越受到人們的關(guān)注,發(fā)展前景非常廣闊[3]。三倍體漆樹(shù)(2n=3x=45)在自然界存在數(shù)量極少,是具有較高實(shí)用價(jià)值的經(jīng)濟(jì)樹(shù)種,生長(zhǎng)迅速,高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)生漆,同時(shí)具有抗寒冷、抗干旱、抗病蟲(chóng)害等特點(diǎn)[4],深受漆農(nóng)歡迎。本文選用當(dāng)年生三倍體漆樹(shù)幼嫩莖段為外植體,對(duì)其進(jìn)行消毒時(shí)間、方法與腋芽誘導(dǎo)研究,以期為三倍體漆樹(shù)無(wú)性繁殖推廣與應(yīng)用提供參考。
選取西南林業(yè)大學(xué)格林溫室大棚內(nèi)無(wú)病蟲(chóng)害、生長(zhǎng)健壯的當(dāng)年生三倍體漆樹(shù)幼嫩莖段為外植體,于晴天上午 8:00—9:00采集。
1.2.1 外植體預(yù)處理。選取生長(zhǎng)健壯的三倍體漆樹(shù)幼嫩莖段,用剪刀剪去多余枝條和葉柄,先用紗布蘸取0.2%次氯酸鈉溶液清洗莖段2~3 min,其間不斷擦拭莖段表面,用自來(lái)水沖洗3~5次后,將材料上的殘留水珠用紗布擦拭干凈。
1.2.2 外植體消毒。分別使用75%乙醇和0.1%升汞進(jìn)行莖段表面消毒處理。采用75%乙醇浸泡振蕩30、60、90 s與 0.1%升汞浸泡振蕩 2、4、6 min 的處理組合進(jìn)行消毒時(shí)間試驗(yàn),共計(jì)9個(gè)處理。每個(gè)處理接種10瓶,每瓶接種2個(gè)莖段,3次重復(fù)。接種3 d后觀察是否有污染產(chǎn)生,7 d后統(tǒng)計(jì)其污染率,根據(jù)各組污染情況確定最適宜的消毒時(shí)間處理組合。
1.2.3 腋芽誘導(dǎo)培養(yǎng)。光照強(qiáng)度為2 000~2 500 lx,培養(yǎng)室溫度為(23±2)℃,光照周期為 12 h/d。
(1)基本培養(yǎng)基篩選。基本培養(yǎng)基選用MS、1/2 MS、DCR、WPM、White,上述基本培養(yǎng)基中均添加蔗糖30 g/L、瓊脂6 g/L,pH值為5.8~6.2。每種基本培養(yǎng)基為一個(gè)處理,每個(gè)處理接種10瓶,每瓶接種2個(gè)莖段。接種時(shí),將莖段垂直插入基本培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)。30 d后統(tǒng)計(jì)誘導(dǎo)率及腋芽的生長(zhǎng)情況,最終篩選出適宜三倍體漆樹(shù)腋芽誘導(dǎo)的基本培養(yǎng)基。
(2)外源激素篩選。以選出的培養(yǎng)基為三倍體漆樹(shù)腋芽誘導(dǎo)基本培養(yǎng)基,設(shè)計(jì)不同配比的外源激素組合,共計(jì)12個(gè)處理,不同外源激素組合方案如表1所示。將三倍體漆樹(shù)外植體分別接種于培養(yǎng)基中,每個(gè)處理接種10瓶,每瓶接種2個(gè)莖段,30 d后統(tǒng)計(jì)平均誘導(dǎo)腋芽數(shù)、平均苗高及幼苗的生長(zhǎng)情況。
表1 三倍體漆樹(shù)腋芽誘導(dǎo)外源激素篩選設(shè)計(jì)
(3)活性炭添加量篩選。以篩選出的基本培養(yǎng)基和外源激素(MS+6-BA 0.3 mg/L+ZT 0.2 mg/L)為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)不同量活性炭配比,共計(jì)5個(gè)處理,活性炭添加量分別為 0、0.1、0.2、0.3、0.4 g/L。 選取適宜三倍體漆樹(shù)外植體接種于該培養(yǎng)基中,每個(gè)處理接種10瓶,每瓶接種2個(gè)莖段,30 d后統(tǒng)計(jì)平均誘導(dǎo)腋芽數(shù)、平均苗高及幼苗生長(zhǎng)情況,最終篩選出適宜三倍體漆樹(shù)腋芽誘導(dǎo)培養(yǎng)的較優(yōu)培養(yǎng)條件。不同活性炭添加量配比組合方案如表2所示。
表2 三倍體漆樹(shù)腋芽誘導(dǎo)活性炭添加量篩選設(shè)計(jì)
從表3可以看出,75%乙醇消毒30 s,0.1%升汞分別消毒2、4、6 min處理的外植體污染率均較高,分別為80.00%、86.70%、73.30%。說(shuō)明以上處理均不能有效抑制外植體污染的發(fā)生。但75%乙醇消毒30 s、0.1%升汞消毒6 min處理的外植體生長(zhǎng)情況較好,其余2個(gè)處理外植體的生長(zhǎng)情況均不理想。在9個(gè)處理組合中,75%乙醇消毒30 s、0.1%升汞消毒4 min處理的污染率最高,為86.70%;75%乙醇消毒90 s,0.1%升汞消毒4、6 min,外植體的污染率均為0,但生長(zhǎng)情況較差,成活率較低,分別為40.0%、33.3%;75%乙醇消毒60 s、0.1%升汞消毒4 min處理的外植體污染率較低,為13.30%,成活率達(dá)95.0%,生長(zhǎng)情況也為良好。綜上所述,9個(gè)處理組合中,75%乙醇消毒60 s、0.1%升汞消毒4 min處理為三倍體漆樹(shù)外植體最佳消毒處理組合。
表3 不同處理下消毒效果比較
2.2.1 基本培養(yǎng)基對(duì)三倍體漆樹(shù)腋芽誘導(dǎo)效果的影響。不同的基本培養(yǎng)基對(duì)三倍體漆樹(shù)外植體的腋芽誘導(dǎo)效果不同。由表4可知,在5個(gè)處理中,以MS、1/2 MS、WPM、White為基本培養(yǎng)基處理的萌芽率均較理想,以MS、1/2 MS為基本培養(yǎng)基處理的出芽質(zhì)量均能達(dá)到良好,但以MS為基本培養(yǎng)基處理的生長(zhǎng)狀態(tài)更好,葉片翠綠,腋芽粗壯。以White培養(yǎng)基誘導(dǎo)出的主芽質(zhì)量一般。以DCR為基本培養(yǎng)基的萌芽率很低,僅為30%,無(wú)腋芽,莖段呈紅色。說(shuō)明在三倍體漆樹(shù)腋芽誘導(dǎo)階段,以DCR為基本培養(yǎng)基難以成功誘導(dǎo)出芽。綜上所述,以MS、1/2 MS為基本培養(yǎng)基處理的腋芽誘導(dǎo)效果均良好,以MS、1/2 MS、WPM為基本培養(yǎng)基處理萌芽率均達(dá)到95%,以MS基本培養(yǎng)基處理的出芽質(zhì)量更好。因此,MS培養(yǎng)基為三倍體漆樹(shù)腋芽誘導(dǎo)最佳基本培養(yǎng)基。
表4 不同基本培養(yǎng)基腋芽誘導(dǎo)效果
2.2.2 不同外源激素對(duì)三倍體漆樹(shù)腋芽誘導(dǎo)效果的影響。以MS基本培養(yǎng)基為基礎(chǔ),將外植體置于不同激素處理下,三倍體漆樹(shù)外植體的腋芽誘導(dǎo)效果不同。由表5可知,處理A1、A6、A8的萌芽率均為95%,但處理A6與處理A8的出芽質(zhì)量均不理想。說(shuō)明處理A1的激素種類(lèi)和添加量較適合三倍體漆樹(shù)腋芽的誘導(dǎo)。處理A7、A12均未添加細(xì)胞分裂素,其中處理A7添加NAA,處理A12添加IBA,處理A7的萌芽率僅為50%,處理A12的萌芽率為0。說(shuō)明在三倍體漆樹(shù)腋芽誘導(dǎo)階段,僅添加生長(zhǎng)素NAA或僅添加生長(zhǎng)素IBA不適宜腋芽誘導(dǎo)培養(yǎng)。處理A1、A2中均添加了細(xì)胞分裂素(6-BA、ZT),處理 A2在添加 6-BA、ZT的基礎(chǔ)上添加了生長(zhǎng)素NAA,處理A2的萌芽率較處理A1低。說(shuō)明在三倍體漆樹(shù)腋芽誘導(dǎo)階段,向培養(yǎng)基中加入生長(zhǎng)素NAA不利于腋芽誘導(dǎo)。
表5 不同外源激素處理下腋芽誘導(dǎo)效果
2.2.3 活性炭添加量對(duì)三倍體漆樹(shù)腋芽誘導(dǎo)效果的影響。由表6可知,在75%乙醇消毒60 s、0.1%升汞消毒4 min條件下,各處理萌芽率均能達(dá)90%以上,其中處理B1和處理B4萌芽率均為95%,處理B2、B3、B5萌芽率均為90%。從出芽質(zhì)量來(lái)看,未添加活性炭的處理B1與添加0.1 g/L活性炭的處理B2莖段略黑,處理B3部分莖段略黑,處理B4莖段顏色為翠綠且腋芽生長(zhǎng)健壯(圖1)。說(shuō)明在三倍體漆樹(shù)腋芽誘導(dǎo)階段,添加活性炭0.3 g/L以上能夠有效抑制三倍體漆樹(shù)幼嫩莖段褐化。綜上所述,結(jié)合萌芽率和出芽質(zhì)量,處理B4萌芽率最高(95%)、莖段翠綠、腋芽健壯。因此,最適宜三倍體漆樹(shù)腋芽誘導(dǎo)的培養(yǎng)基為MS+6-BA 0.3 mg/L+ZT 0.2 mg/L+活性炭0.3 g/L。
表6 不同活性炭添加量處理下腋芽誘導(dǎo)效果
以當(dāng)年生三倍體漆樹(shù)幼嫩莖段為外植體,主要選取其包含頂芽的上三節(jié)幼嫩莖段進(jìn)行腋芽誘導(dǎo),腋芽誘導(dǎo)時(shí)間短,污染率較低。該幼嫩莖段是理想的三倍體漆樹(shù)外植體。組織培養(yǎng)體系建立的前提是建立無(wú)菌體系,因而保證外植體低污染率對(duì)建立組培體系十分重要[5]。楊 宏等[6]采用9種培養(yǎng)基進(jìn)行長(zhǎng)山核桃莖段腋芽萌發(fā)誘導(dǎo),結(jié)果表明,這9種處理幾乎均可誘導(dǎo)腋芽萌發(fā),最佳的誘導(dǎo)組合是WPM+6-BA 2.0 mg/L+IBA 0.01 mg/L。羅一然等[7]研究發(fā)現(xiàn),適宜小木漆幼嫩莖段的消毒方法為75%乙醇浸泡20 s、0.05%苯扎氯胺浸泡1 min、0.1%升汞浸泡20 min;6-BA 2.0 mg/L+NAA 0.5 mg/L組合的腋芽萌發(fā)率最高,達(dá)到91.67%,但與6-BA 2.0 mg/L+IBA 0.5 mg/L組合的萌發(fā)率(88.33%)差異不顯著,這表明細(xì)胞分裂素6-BA在誘導(dǎo)外植體腋芽萌發(fā)時(shí)具有明顯的促進(jìn)作用。李錦宇等[8]研究表明,綜合考慮外植體的污染率與存活率,適宜日本野漆樹(shù)外植體的消毒方法為75%乙醇浸泡10 s+2.0%潔爾滅浸泡1.5 min+0.1%升汞浸泡4 min。從基本培養(yǎng)基來(lái)看,MS培養(yǎng)基上萌發(fā)的腋芽粗壯,White培養(yǎng)基上萌發(fā)的腋芽直徑處于中等,而1/2 MS培養(yǎng)基上萌發(fā)的腋芽細(xì)瘦。李 斌等[9]研究發(fā)現(xiàn),75%乙醇浸泡15 s、0.1%升汞浸泡10 min為金鐵鎖外植體消毒的最理想條件。本文通過(guò)設(shè)計(jì)不同的消毒組合后得出:先用紗布蘸取0.2%次氯酸鈉溶液清洗三倍體漆樹(shù)莖段2~3 min,其間不斷擦拭其表面,再用自來(lái)水沖洗3~5次,將材料上的殘留水珠用紗布擦拭干凈后用75%酒精浸泡60 s、0.1%升汞浸泡4 min進(jìn)行外植體消毒,能夠有效地對(duì)三倍體漆樹(shù)莖段進(jìn)行表面消毒,能最低限度地?fù)p害腋芽,腋芽誘導(dǎo)后的污染率也較低。在三倍體漆樹(shù)腋芽誘導(dǎo)階段,最佳腋芽誘導(dǎo)培養(yǎng)基組合為MS+6-BA 0.3 mg/L+ZT 0.2 mg/L+活性炭0.3 g/L。