劉 磊 鄭守如 劉秋蘭 田成方 倪浩洋 曾 勇 曹 光
(菏澤市農(nóng)業(yè)科學院 山東菏澤 274000)
辣椒是重要的蔬菜作物,在我國廣泛種植,為不斷豐富我國辣椒種質(zhì)資源,增殖擴繁一些稀有辣椒品種及保存一些變種資源,本課題組對辣椒無糖組培進行了研究,以期提高辣椒繁殖速度和育苗效率,降低育苗成本。
無糖組織培養(yǎng)技術是指通過輸入CO2氣體來代替?zhèn)鹘y(tǒng)植物組織培養(yǎng)中的蔗糖,并采用微環(huán)境控制技術,提供植株特定適宜生長的溫度、濕度、光照、營養(yǎng)等條件,使培養(yǎng)容器中的小植株在人工光照下,吸收CO2進行光合作用。無糖組培是環(huán)境控制技術和組織培養(yǎng)技術的有機結(jié)合,又稱為光自養(yǎng)微繁殖技術,該技術的應用打破了傳統(tǒng)組培必須使用蔗糖的觀念,有效地提高了組培苗的生根率和移栽成活率[1]。
燈籠椒品種為中椒八號、螺絲椒品種為HJ1916。
1.2.1 無菌瓶苗的獲得以1/2 MS為基本培養(yǎng)基,添加蔗糖35 g/L、瓊脂7 g/L,挑選籽粒飽滿、無損傷的辣椒種子各200粒,加清潔劑洗凈后用清水沖洗40 min,以75%酒精處理20~30 s,無菌水沖洗3次,每次持續(xù)2 min,用0.1%升汞浸泡8 min后再用無菌水沖洗5次,每次持續(xù)3 min。將處理好的辣椒種子接種到配制好的培養(yǎng)基中,每瓶接種1粒,分兩組在不同環(huán)境條件下培養(yǎng),一組培養(yǎng)條件為24℃,光照度1 500 lx、12 h/d;一組為24℃,遮光8~10 d。
1.2.2 不同激素處理對2種辣椒愈傷組織誘導的影響無菌瓶苗子葉變綠后,切下幼莖,接種到不同激素配比的培養(yǎng)基中(表1),每個處理接種5瓶,每瓶接種10棵,在光照度1 500 lx、12 h/d條件下培養(yǎng)15 d,觀察愈傷組織誘導情況。
表1 愈傷組織誘導不同處理的激素配比
1.2.3 不同激素處理對2種辣椒愈傷組織不定芽誘導的影響從2種辣椒誘導產(chǎn)生的愈傷組織中選擇結(jié)構(gòu)致密、淺綠色的愈傷組織塊接種到不同激素配比處理的不定芽誘導培養(yǎng)基中(表2),每個處理接種10瓶,每瓶接種4個愈傷組織塊,在光照度1 500 lx、12 h/d條件下培養(yǎng)30 d,統(tǒng)計不定芽誘導情況。
表2 不定芽誘導不同處理激素配比
1.2.4 不同處理對不定芽生根的影響將誘導產(chǎn)生的不定芽轉(zhuǎn)接到生根培養(yǎng)基中(表3),每個處理接種10瓶,每瓶接種1棵,在光照度1 500 lx、12 h/d條件下培養(yǎng)320 d,統(tǒng)計不定芽生根狀況。
表3 生根誘導不同處理激素配比
1.2.5 無糖組培增殖快繁以去除肌醇、維生素和甘氨酸等有機質(zhì)的MS培養(yǎng)基為基本培養(yǎng)基,不加蔗糖和瓊脂,高溫滅菌后按照1∶20的比例加入到蛭石中備用。將獲得的辣椒無菌苗切段,每段保留1個葉片,按照40株/dm2密度接種到無糖培養(yǎng)基中培養(yǎng),先密閉5 d后在光照度2 000 lx、12 h/d的條件下培養(yǎng),20 d繼代1次。
1.2.6 馴化和移栽將傳統(tǒng)組培的生根苗馴化1周,無糖組培的生根辣椒苗敞開培養(yǎng)基蓋子在溫室中培養(yǎng)1周,后各選取50棵,移栽至蛭石和草炭混合的基質(zhì)中,培養(yǎng)20 d統(tǒng)計成活率。
由表4、表5、圖1、圖2可知,經(jīng)過8~10 d暗處理后辣椒苗的發(fā)芽率明顯高于未經(jīng)暗處理的辣椒種子的萌發(fā)率,并且辣椒種子萌發(fā)所需時間明顯減少,得到的幼苗長勢也有明顯提高。
表4 光照對2種辣椒萌發(fā)率的影響
表5 遮光對2種辣椒萌發(fā)率和長勢的影響
圖1 遮光處理下萌發(fā)的辣椒幼苗(20 d)
圖2 光照條件下萌發(fā)的辣椒幼苗(20 d)
由表6、圖3可知,燈籠椒幼莖隨著激素濃度的增加愈傷組織誘導率有所增加,但是當6-BA濃度過高時,愈傷組織比較疏松,且容易出現(xiàn)玻璃化現(xiàn)象,以處理2為最佳愈傷組織培養(yǎng)基;螺絲椒幼莖隨6-BA濃度增加愈傷組織誘導率也相應增加,濃度為1.5 mg/L時達到最高,且基本沒有玻璃化現(xiàn)象,而隨著濃度提高時產(chǎn)生的愈傷組織也相對比較松軟,說明處理3為螺絲椒幼莖最佳愈傷組織誘導培養(yǎng)基。
圖3 燈籠椒幼莖經(jīng)過處理2組培產(chǎn)生的淺綠色致密愈傷組織
表6 不同激素處理對2種辣椒愈傷組織誘導的影響
由表7可知,2種辣椒在處理A的誘導培養(yǎng)基中均未產(chǎn)生叢生芽,可能原因是激素水平過低,增加6-BA濃度均可以誘導出叢生芽,但是處理B、處理C的叢生芽誘導率都不高,且有畸形葉片出現(xiàn)(圖4),增加NAA濃度后叢生芽誘導率有所提高,2種辣椒最適宜的叢生芽誘導培養(yǎng)基均為處理E,6-BA濃度大于4 mg/L后叢生芽誘導率反而降低,且容易出現(xiàn)玻璃化。
圖4 螺絲椒處理C誘導產(chǎn)生的畸形叢生芽
表7 不同激素處理對2種辣椒愈傷組織不定芽誘導的影響
由表8可知,活性炭處理可以縮短生根時間,原因可能是活性炭的遮光作用促進了幼苗生根,而處理J的生根率也達到100%(圖5),處理J、處理K 2種處理都可促使后期辣椒苗的長勢旺盛。
圖5 處理J燈籠椒的生根情況
表8 不同處理對不定芽生根的影響
由表9可知,對無菌瓶苗進行無糖組培接種時,經(jīng)過5 d的密閉處理培養(yǎng)可極大地提高轉(zhuǎn)接苗的成活率,原因是密閉5 d后轉(zhuǎn)接苗已經(jīng)產(chǎn)生根系,通氣后辣椒幼苗可以正常進行營養(yǎng)吸收和光合作用。未經(jīng)密閉培養(yǎng)的幼苗不產(chǎn)生毛細根,通氣后反而增加了辣椒幼苗水分的喪失,從而大大降低了幼苗成活率。無糖組培的幼苗長勢旺盛、濃綠(圖6),密閉處理對辣椒轉(zhuǎn)接苗后期長勢未見明顯影響。
圖6 無糖組培螺絲椒幼苗長勢(20 d)
表9 密閉處理對辣椒無糖組培接種成活率的影響
由表10可知,辣椒傳統(tǒng)組培組培苗需要經(jīng)過7 d煉苗方可移栽,2種辣椒的移栽成活率分別為86%和94%;無糖組培苗無需經(jīng)過煉苗過程可直接移栽,移栽成活率達100%,且后期長勢強于傳統(tǒng)組培苗。
表10 傳統(tǒng)組培和無糖組培對辣椒移栽成活率的影響
辣椒子葉是辣椒組培最合適的外植體[2],但是辣椒子葉作為組培外植體再生增殖率偏低[3]。辣椒的幼莖用來作為辣椒組培外植體的相關研究比較少。辣椒幼莖可以通過傳統(tǒng)組培和無糖組培的方式進行快繁,與傳統(tǒng)組培相比,無糖組培操作簡便、流程簡易,容易實現(xiàn)工廠化育苗[4],但是在繼代增殖過程中成活率較低,均不高于50%,可能是微環(huán)境控制有待加強;傳統(tǒng)組培方式雖然增殖系數(shù)高,但在操作過程中容易出現(xiàn)玻璃化和葉片畸形[5],且操作難度大,需要調(diào)整各個過程中的激素配比,傳統(tǒng)組培方式移栽成活率低于無糖組培,得到的叢生芽莖短[6-8],這與李英慧[6]、黎定軍[7]和張金文[8]等的研究結(jié)果一致,結(jié)果表明,利用2種組培相結(jié)合的方式可有效提高2種辣椒的增殖效率和降低育苗成本。