本文摘要：摘要:本研究旨在建立適于綠桐(PaulowniafortuneiPaulowniatomentosa)的快速無(wú)性繁殖技術(shù),為試管苗工廠化生產(chǎn)提供技術(shù)參考。實(shí)驗(yàn)以綠桐當(dāng)年生枝條為外植體,對(duì)消毒方式、取材部位、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑及其濃度配比條件進(jìn)行優(yōu)化,篩選合適的誘導(dǎo)、增殖和生根培養(yǎng)基。
摘要:本研究旨在建立適于綠桐(Paulowniafortunei×Paulowniatomentosa)的快速無(wú)性繁殖技術(shù),為試管苗工廠化生產(chǎn)提供技術(shù)參考。實(shí)驗(yàn)以綠桐當(dāng)年生枝條為外植體,對(duì)消毒方式、取材部位、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑及其濃度配比條件進(jìn)行優(yōu)化,篩選合適的誘導(dǎo)、增殖和生根培養(yǎng)基。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,最佳消毒方式為依次采用75%乙醇、等體積的10%次氯酸鈉與0.1%升汞混合液、0.1%升汞消毒;當(dāng)年生嫩條頂端10cm長(zhǎng)度的莖段為最佳外植體;外植體在MS+1.0mg/L6
關(guān)鍵詞:綠桐無(wú)性繁殖組織培養(yǎng)外植體不定芽
0引言
綠桐(Paulowniafortunei×Paulowniatomentosa)也叫青桐,是玄參科泡桐屬(Paulownia)植物,因樹(shù)皮呈綠色而得名,是由白花泡桐Paulowniafortunei與毛泡桐Paulowniatomentosa通過(guò)雜交培育出來(lái)的泡桐新品種。綠桐具有適應(yīng)性強(qiáng)、生長(zhǎng)迅速、成材量大、木材物理性能好、可高密度種植等優(yōu)點(diǎn)[1
但是,綠桐無(wú)性繁殖速度慢且需要較大的人力及占地面積,導(dǎo)致在短期內(nèi)難以獲得大量?jī)?yōu)質(zhì)苗木。另外,在無(wú)性繁殖過(guò)程中易造成苗木體內(nèi)病毒的“累積”效應(yīng),致使叢枝病(通過(guò)種根和種苗傳播)逐代加重,嚴(yán)重影響綠桐的生長(zhǎng)速度和成材率。通過(guò)組織培養(yǎng)技術(shù)快速獲得大量的綠桐組培苗,可以解決當(dāng)前在種植區(qū)苗木帶菌率高、病害隨繁殖材料傳播蔓延等問(wèn)題,滿足當(dāng)前市場(chǎng)需求。有關(guān)泡桐屬其他樹(shù)種的組織培養(yǎng)研究較多,如范國(guó)強(qiáng)等對(duì)白花泡桐的愈傷誘導(dǎo)[5]及體細(xì)胞胚誘導(dǎo)[6
孔德廣等[10]采取溫度處理組培苗后結(jié)合莖尖培養(yǎng)脫去植物菌原體的脫毒方法,既能保證種苗無(wú)病,又能保持泡桐原來(lái)的優(yōu)良特性。田國(guó)忠等以泡桐成年樹(shù)上莖段為外植體,獲取再生植株,并結(jié)合莖尖培養(yǎng)方法進(jìn)行脫毒試驗(yàn)[11],同時(shí)還對(duì)泡桐組培脫毒苗和規(guī)模化生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化和完善[12,13],結(jié)果表明使用0.1%升汞(HgCl2)對(duì)外植體進(jìn)行消毒(莖尖消毒7-8min,莖段消毒10-12min),消毒效果較好,且對(duì)外植體傷害較小,萌發(fā)較快,易獲得無(wú)菌苗;春季營(yíng)養(yǎng)杯苗移栽適宜時(shí)間為3月中旬至5月初,秋季移栽時(shí)間為8月下旬至10月上旬。楊晨星等[14]對(duì)大巖桐外植體消毒進(jìn)行研究,結(jié)果顯示10%H2O2消毒處理,外植體污染和褐化率較高;消毒效果較好的2個(gè)組合為75%乙醇30s+0.1%HgCl2消毒10min和75%乙醇30s+5%NaClO消毒10min,該研究為其他類似植物外植體消毒提供參考。江香梅等[15]以“桐優(yōu)1”等3個(gè)泡桐品種的葉片、莖段、根萌條為外植體材料進(jìn)行誘導(dǎo)試驗(yàn),結(jié)果發(fā)現(xiàn)根萌條是建立泡桐無(wú)菌體系的理想材料。
蘇江等[16]建立白花泡桐的組織培養(yǎng)技術(shù),認(rèn)為最佳培養(yǎng)基如下:初代誘導(dǎo)培養(yǎng)基為MS+2.0mg/L6
但由于植物組織培養(yǎng)存在種屬特異性,不同種屬之間差別很大[17],因此不同泡桐優(yōu)良單株的最優(yōu)組培脫毒技術(shù)和方法也不盡相同[18]。另外,幼苗從生根到室外移栽成活率極低,因此需要對(duì)綠桐組織培養(yǎng)技術(shù)進(jìn)一步研究。目前有關(guān)綠桐組織培養(yǎng)的研究還鮮有報(bào)道,加之市場(chǎng)上綠桐組培苗供應(yīng)量小,價(jià)格奇高(每株高達(dá)幾十元),完全滿足不了市場(chǎng)需求。因此,本研究擬建立綠桐快繁技術(shù)體系,通過(guò)對(duì)外植體消毒方式、不定芽誘導(dǎo)及增殖繼代、組培苗生根及室外移栽等因素進(jìn)行系統(tǒng)性研究,為工廠化生產(chǎn)綠桐組培苗提供技術(shù)參考。
1材料與方法
1.1材料
供試材料綠桐1號(hào)由廣西瑞譜生物科技有限公司提供,選取當(dāng)年生嫩枝或從大樹(shù)旁長(zhǎng)出的嫩枝作為外植體,取材期為2018年4月。所用瓊脂,蔗糖,MS培養(yǎng)基所需的微量元素、大量元素,有機(jī)物試劑,以及植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑如6
1.2方法
1.2.1外植體消毒
選取健壯的速生綠桐當(dāng)年生枝條。截取前端30cm左右,剪去葉片,保留葉柄2-3cm,修整后的枝條置于加有2滴洗潔精的水中浸泡5min;流水沖洗20min,轉(zhuǎn)入超凈臺(tái),剪成長(zhǎng)4-5cm且?guī)в幸粋�(gè)或者2個(gè)葉柄的小段,用75%酒精浸泡30s。然后分成3等份分別進(jìn)行以下處理:(1)0.1%升汞浸泡8min;(2)10%次氯酸鈉和0.1%升汞等體積混合,浸泡8min;(3)10%次氯酸鈉和0.1%升汞等體積混合消毒處理5min,無(wú)菌水沖洗1次,然后用0.1%升汞消毒3min。最后分別用無(wú)菌水沖洗3次后待用。每個(gè)處理10瓶,每瓶接種10個(gè)外植體,外植體得率(%)=無(wú)污染外植體數(shù)/外植體總數(shù)×100%。
1.2.2植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑及其用量對(duì)腋芽萌發(fā)的影響
將消毒外植體(莖段)兩端各斜切小部分并除去葉柄,然后接種于含有不同濃度6
2結(jié)果與分析
2.1消毒方法對(duì)綠桐外植體污染及腋芽萌發(fā)的影響
消毒處理方式及消毒時(shí)間對(duì)外植體污染及腋芽萌發(fā)有顯著影響:消毒劑毒性過(guò)大或消毒時(shí)間過(guò)長(zhǎng),腋芽萌發(fā)慢甚至不萌發(fā);消毒劑毒性過(guò)小或時(shí)間過(guò)短,外植體滅菌不徹底,污染率過(guò)高。從表1可以看出,不同消毒方式處理的莖段,其萌發(fā)時(shí)間不同且莖段的顏色也會(huì)受到影響,方法(1)和(2)的萌發(fā)時(shí)間較長(zhǎng),外植體污染率均超過(guò)50%,且外植體顏色由最初的深綠色變?yōu)闇\綠色,有的甚至變?yōu)樽厣?說(shuō)明消毒對(duì)外植體傷害較大;方法(3)處理過(guò)的莖段得率最高為62%,且腋芽萌發(fā)時(shí)間也最短(12d),說(shuō)明此消毒方法最有效,且對(duì)外植體毒害較小,保證了外植體的成活和誘導(dǎo)效果。因此,消毒方法(3)適用于綠桐莖段的消毒。
2.2植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)不定芽誘導(dǎo)的影響
在含不同植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的MS培養(yǎng)基上,莖段腋芽萌動(dòng)及長(zhǎng)勢(shì)差異明顯(表2)。MS培養(yǎng)基中的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑為1.0mg/L6
3討論
3.1消毒方式對(duì)綠桐外植體消毒效果影響
獲得無(wú)菌外植體是植物組織培養(yǎng)成功的必要前提,常通過(guò)化學(xué)藥劑如酒精、升汞、次氯酸鈉等對(duì)植物材料表面進(jìn)行消毒,不同消毒方式對(duì)植物的傷害和消毒機(jī)理不同,消毒劑及消毒時(shí)間對(duì)植物外植體的消毒效果、存活率及出芽率有顯著影響[5]。為降低對(duì)外植體的傷害且達(dá)到消毒目的,通常將消毒劑組合使用。另外,消毒時(shí)間過(guò)長(zhǎng)對(duì)外植體的毒害作用較大,會(huì)褐化外植體或者直接將其殺死,進(jìn)而使腋芽無(wú)法萌發(fā),無(wú)法建立組培體系;若消毒時(shí)間過(guò)短,則無(wú)法獲得無(wú)菌外植體[19]。
田國(guó)忠等[12]研究發(fā)現(xiàn),酒精對(duì)泡桐外植體傷害較大,消毒劑可以只用0.1%升汞,但污染率偏高。本研究在借鑒前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,對(duì)綠桐消毒方式進(jìn)行研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn):只是用酒精,消毒效果較差且容易褐化,這與前人研究結(jié)果一致[11,18];當(dāng)使用3種消毒劑組合(先用75%酒精消毒后,再用10%的次氯酸鈉與0.1%升汞等體積混合液消毒,最后用0.1%升汞消毒)時(shí),外植體污染率低于40%,且受到的傷害最小,易于腋芽萌發(fā),這與一些文獻(xiàn)報(bào)道結(jié)果類似[14]。
3.2植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑在綠桐組織培養(yǎng)中的作用
植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的組成及濃度對(duì)離體組織的誘導(dǎo)、增殖及生根等生長(zhǎng)發(fā)育起關(guān)鍵作用[20]。其中細(xì)胞分裂素可引起細(xì)胞分裂并誘導(dǎo)芽的萌發(fā)和生長(zhǎng),生長(zhǎng)素則促進(jìn)植物細(xì)胞伸長(zhǎng)和根系分化。在特定范圍內(nèi),外植體芽的誘導(dǎo)、增殖及根的分化由細(xì)胞分裂素與生長(zhǎng)素的種類和濃度決定[21]。
3.3綠桐組培苗移栽
植物組培苗的煉苗和移栽是快繁體系最后一個(gè)核心環(huán)節(jié)。移栽成活率的高低直接影響組培快繁的生產(chǎn)成本[23]。組培苗不經(jīng)過(guò)煉苗直接進(jìn)行移栽,由于植株過(guò)于幼嫩,移栽后易引起爛根死亡,影響幼苗的成活率[24]。基質(zhì)的選擇、滅菌及移栽后的保溫、保濕等措施對(duì)苗的成活也起到重要作用。試管苗比較幼嫩,從無(wú)菌轉(zhuǎn)入有菌環(huán)境生長(zhǎng),如果沒(méi)有滅菌、保濕等保護(hù)性措施就很難抵御外界雜菌的侵染及干燥等復(fù)雜環(huán)境,容易染菌或干枯死掉,所以移栽前必須做好基質(zhì)的消毒及移栽后的覆膜保溫、保濕等工作[25]。本實(shí)驗(yàn)中,先對(duì)綠桐組培苗煉苗7d后再進(jìn)行移栽,移栽后用地膜覆蓋保濕,組培苗成活率可達(dá)92%。
生態(tài)植物論文投稿刊物：《應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)》(月刊)創(chuàng)刊于1990年，是中國(guó)科學(xué)院主管、中國(guó)生態(tài)學(xué)學(xué)會(huì)和中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所聯(lián)合主辦的綜合性學(xué)術(shù)期刊，創(chuàng)刊于1990年，由科學(xué)出版社出版。本刊主要報(bào)道應(yīng)用生態(tài)學(xué)領(lǐng)域的創(chuàng)新性科研成果與科研進(jìn)展，反映我國(guó)應(yīng)用生態(tài)學(xué)的學(xué)術(shù)水平和發(fā)展方向，跟蹤學(xué)科發(fā)展前沿，注重理論與應(yīng)用結(jié)合，促進(jìn)國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)交流合作與人才培養(yǎng)。
4結(jié)論
本研究對(duì)綠桐外植體消毒方式、誘導(dǎo)分化及煉苗條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明:最佳消毒方式為依次采用75%乙醇、等體積10%次氯酸鈉與0.1%升汞混合液、0.1%升汞消毒;選擇當(dāng)年生嫩條頂端10cm長(zhǎng)度的莖段為最佳外植體;外植體在MS+1.0mg/L6
參考文獻(xiàn)
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[2]李國(guó)雷,劉勇,于海群,等.油松(Pinustabulaeformis)人工林林下植被發(fā)育對(duì)油松生長(zhǎng)節(jié)律的響應(yīng)[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2009,29(3):1264
作者：張紅巖1,2,莫勇生1,歐娜1,謝唯1,申乃坤2
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