摘 要:為建立新疆早黃無花果莖段組培快繁體系,以帶芽莖段為外植體,MS為基本培養(yǎng)基,采用常規(guī)組織培養(yǎng)方法,研究并篩選外植體最佳的取材時間與消毒方法;帶芽莖段初代誘導、不定芽增殖階段及生根階段的最適培養(yǎng)基。結(jié)果表明:0.1%的HgCl2對外植體消毒8~9分鐘能起到較好的消毒效果;適合新疆早黃無花果組培的初始培養(yǎng)基為MS+1.0毫克/升的6-BA+0.1毫克/升的NAA+30克/升的蔗糖;增殖培養(yǎng)基為MS+2.0毫克/升的6-BA+0.2毫克/升的NAA+30克/升的蔗糖;壯苗培養(yǎng)基為MS+0.5毫克/升的6-BA+0.2毫克/升的NAA+0.1毫克/升的KT+30克/升的蔗糖;生根培養(yǎng)基為MS+1.0毫克/升的IBA+25克/升的蔗糖。
關(guān)鍵詞:無花果;培養(yǎng)基;帶芽莖段;組培快繁
無花果(Ficus carica L.)是??崎艑俚闹参?,起源于阿拉伯南方地區(qū),其特點是樹冠寬大,枝條柔韌,果實皮薄無核,富含維生素,營養(yǎng)豐富。此外,這種植物還被全球廣泛地應(yīng)用于治療或預防腫瘤,研究發(fā)現(xiàn)無花果能抑制癌細胞的蛋白合成,具有抗癌、防癌的作用[1]。正因為無花果的食用、藥用價值高,對其研究也非常深入[2-4]。新疆早黃無花果為新疆阿圖什當?shù)靥赜械膬?yōu)良品種,市場前景廣闊,但生產(chǎn)中扦插繁殖系數(shù)低,不能滿足標準化苗木生產(chǎn)的需求,嚴重影響了其經(jīng)濟效益。本試驗利用新疆早黃無花果的帶芽莖段作為外植體,研究各培養(yǎng)階段適合無花果組培苗生長的最適培養(yǎng)基,為建立無花果快速繁殖體系提供理論依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 試驗材料
供試外植體為無花果新疆早黃帶芽莖段,取自新疆阿圖什無花果示范園。分別于2023年5月、6月、7月、8月取材。試劑:吲哚丁酸(IBA)、激動素(KT)、萘乙酸(NAA)、6-芐基腺嘌呤(6-BA)、0.1%的氯化汞、75%的乙醇。
試驗儀器為:超凈工作臺、剪刀、鑷子、酒精燈、高溫高壓滅菌鍋、濾紙、恒溫光照培養(yǎng)箱。
1.2 試驗方法
1.2.1 外植體預處理 (1)將采摘的莖段用清潔劑徹底清洗,然后用清水沖洗60分鐘,以徹底消除泥沙和其他雜質(zhì)。(2)在超凈工作臺中用75%的乙醇溶液將莖段消毒30秒,再用無菌水沖洗5遍。
1.2.2 外植體消毒與接種 取材5、6、7、8月的帶芽莖段,在超凈工作臺內(nèi)分別用0.1%的HgCl2溶液消毒8分鐘和9分鐘(5、6月份采集的帶芽基段消毒時間為8分鐘,7、8月份的是9分鐘)。消毒完成后,用無菌水沖洗5遍,最后在濾紙上吸干水分,將消毒完成的莖段切成2厘米左右后接種到不同的MS培養(yǎng)基中,每個處理接種30個外植體,培養(yǎng)溫度為25 ℃,光照強度為2000 勒克斯,光照時間16 小時/天。一個月后,分別統(tǒng)計污染率及存活率。
1.2.3 不定芽誘導 將消毒好的莖段接種在4種培養(yǎng)基上,培養(yǎng)基組成見表1,每隔25天繼代一次,并記錄外植體生長情況。培養(yǎng)條件為溫度25 ℃,光照時間16小時/天,光照強度2000勒克斯。
1.2.4 不定芽的壯苗培養(yǎng) 30天后,將健康、生長狀態(tài)良好的芽切下來,并在25 ℃的溫度、2500勒克斯的光照強度和每天12小時的光照時間下,放置在壯苗培養(yǎng)基上,以便獲得更加健壯的幼苗。
1.2.5 生根培養(yǎng) 30天后,將生長健壯且長勢相同的不定芽分別接入添加0.5、1.0、1.5毫克/升 IBA的1/2MS培養(yǎng)基進行生根培養(yǎng)。生根培養(yǎng)基組成見表2。
2 結(jié)果與分析
2.1 消毒時間的確定
該試驗采用0.1%的HgCl2溶液對試驗材料進行消毒,配合75%酒精作為外植體消毒的第一步,分別對不同取材時間的無花果帶芽莖段進行不同時長的消毒處理。試驗表明,5月取材的無花果外植體用相同濃度的HgCl2溶液用較短的消毒時間就有良好的消毒效果;6月份取材的外植體污染率較5月份增加了6.3個百分點,成活率下降6.6個百分點;7月份取材的外植體延長了消毒時間,污染率較6月份下降了3.7個百分點,成活率增加2.9個百分點;8月份取材的外植體消毒時間延長到9分鐘,但污染率較7月份并沒有下降,且成活率大大下降。綜合考慮污染率和成活率,5、6月份消毒時間采用8分鐘比較理想,7、8月份消毒時間采用9分鐘較理想(表3)。
2.2 不同植物生長調(diào)節(jié)劑對無花果增殖培養(yǎng)的影響
由表4可知,F(xiàn)1上只有6株產(chǎn)生芽,但芽不分枝、粗壯且綠;F2雖有叢生芽但發(fā)生率低且長勢弱;F3叢生芽較矮小,長勢中等,不定芽發(fā)生率為46.7%;F4不定芽發(fā)生率較高能夠達到86.7%,且不定芽較健壯、濃綠(圖1)。結(jié)果表明,無花果最適增殖培養(yǎng)基為MS+ 2.0 毫克/升的6-BA+ 0.2毫克/升的NAA+30克/升的蔗糖,可見在一定范圍內(nèi),較高濃度的NAA和6-BA是無花果組培苗增殖所必需的生長調(diào)節(jié)物質(zhì)。
2.3 不定芽的壯苗培養(yǎng)
為了提高不定芽的高度及其健壯度,將初代得到的不定芽轉(zhuǎn)入壯苗培養(yǎng)基(MS+0.5 毫克/升的6-BA + 0.2毫克/升的NAA +0.1毫克/升的KT +30克/升的蔗糖)上進行壯苗培養(yǎng)。試驗發(fā)現(xiàn)該階段只需低濃度的6-BA就可使其快速長高(圖2-A),分生的植株(圖2-B)切段后再轉(zhuǎn)入較高濃度的6-BA培養(yǎng)基中進行不定芽培養(yǎng),如此反復進行可得到大量健壯的無花果組培苗。
2.4 生根培養(yǎng)
試驗發(fā)現(xiàn)不同濃度的IBA對根的誘導影響很大,IBA濃度過高或過低都不利于生根。由表5可知,當1.0毫克/升的IBA時,根數(shù)較多且生長均勻,生根率高達82.7%(圖3)。在生根階段,組培苗已經(jīng)積累了一些糖分,因此不需要太多營養(yǎng)物質(zhì),培養(yǎng)基使用1/2 MS就可以滿足生長需求。筆者在試驗中發(fā)現(xiàn)該階段若使用MS培養(yǎng)基反而會營養(yǎng)過剩,造成污染褐化等問題。
3 討 論
筆者在試驗過程中發(fā)現(xiàn),5—6月取材的外植體材料使用消毒劑在較短的消毒時間就可以達到良好的消毒效果;7月份氣溫升高,且田間濕度大,利于病原菌繁殖,因此延長外植體消毒時間,污染率有所下降;雖然8月份取材的外植體污染率較7月份有所降低,但存活率明顯下降,原因可能是8月份植株已開始老化,外植體較脆弱,消毒時間越長,死亡率越高[5]。建議在今后的試驗中,盡量選擇在5、6月份取材,這樣可以提高組培效率。
在試驗中還發(fā)現(xiàn)6-BA濃度高時外植體易形成愈傷組織,不利于芽的誘導和增殖,這一結(jié)論與周健等[6]在茶樹組培快繁中得出的結(jié)論一致。在誘導培養(yǎng)階段,無花果芽莖段只需少量的激素處理就可以得到較好的誘導效果,甚至在不添加任何激素的MS培養(yǎng)基上也可以誘導成功,而在增殖階段,需要同時添加適量的生長素和細胞分裂素,而且要注意控制生長素和細胞分裂素的比值[7]。
本試驗初步建立了新疆早黃無花果組培快繁體系,研究意義重大,不僅為新疆早黃無花果的工廠化育苗提供了理論依據(jù),還能間接為當?shù)毓r(nóng)增收致富、提高生活質(zhì)量提供技術(shù)支撐。但在試驗中還有一些問題需要進一步研究探索,比如在試驗中發(fā)現(xiàn)晴天采集外植體與陰天采集組培苗的污染率有很大差距;另外溫室大棚采集外植體和大田采集,外植體的污染情況也不同;最后缺少對組培苗的煉苗和移栽試驗。這些問題是后續(xù)試驗需要進一步探討的內(nèi)容。
4 結(jié) 論
本試驗結(jié)果表明,新疆早黃無花果用0.1%的HgCl2消毒8~9分鐘可得到較好的消毒效果。適合新疆早黃無花果的初始培養(yǎng)基組成為MS+1.0毫克/升的6-BA+0.1毫克/升的NAA+30克/升的蔗糖,該階段只需低濃度的6-BA和NAA就可完成誘導;最適增殖培養(yǎng)基和壯苗培養(yǎng)基分別為MS+2.0毫克/升的6-BA+0.2毫克/升的NAA+30克/升的蔗糖、MS+0.5毫克/升的6-BA + 0.2毫克/升的NAA+ 0.1毫克/升的KT+30克/升的蔗糖;適宜新疆早黃生根的培養(yǎng)基為1/2MS+1.0毫克/升的IBA +25克/升的蔗糖。
參考文獻
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基金項目:新疆維吾爾自治區(qū)科技廳產(chǎn)學研企業(yè)聯(lián)合項目;新疆優(yōu)質(zhì)無花果苗木組培體系建立及組培脫毒快繁技術(shù)綜合研究項目(項目編號:2023650005000092)。
作者簡介:張倩倩(1997年—),女,甘肅定西人,在讀碩士研究生,研究方向為園藝生物技術(shù)。
*通信作者:曾斌(1970年—),男,湖北松滋人,博士,教授,博士生導師,主要從事果樹種質(zhì)資源及生物技術(shù)等教學與科研工作。