紫叶挪威槭的组织培养及其生根的研究

窦 玥,郭海军,邸圆媛,王关林

(辽宁师范大学植物重点实验室,辽宁大连 116029)

紫叶挪威槭的组织培养及其生根的研究

窦 玥,郭海军,邸圆媛,王关林

(辽宁师范大学植物重点实验室,辽宁大连 116029)

为解决紫叶挪威槭生根难的问题,研究了激素配比、蔗糖浓度、木质化程度及活性炭浓度几个因素对根诱导的影响。结果表明,紫叶挪威槭最佳生根培养基为MS+ IBA(0.4 mg·L-1)+NAA(0.1 mg·L-1),附加 25 g·L-1的蔗糖和 0.5 g·L-1的活性炭,生根率高达 74.26%。

紫叶挪威槭;组织培养;生根

紫叶挪威槭 (Acer platanoides L.),又名国王枫、红帝挪威槭,是一种落叶乔木。该树种因叶片随季节的变化而呈现不同的颜色,在欧美地区非常流行,常作为观赏植物被栽植在公路或街道两旁[1]。因其生命力旺盛,容易移栽,适应能力较强,抗逆性好,在中国东北三省均能良好生长,从而弥补了中国红枫和日本红枫生长周期长、夏季叶片焦边、冬季不耐寒的弱点。随着人们生活水平的提高,对彩叶树种的需求也随之增加,如何提高彩叶树的移栽成活率成为人们普遍关注的问题。

由于紫叶挪威槭试管苗不易生根,故其组培试管苗的栽植成功率低,从而制约了该树种试管苗的大面积推广。目前,在金叶槭 (Acer negundo‘Aurea’)、粉叶复叶槭 (Acer negundo‘Flam ingo’)的组织培养方面的研究已有报道[2-3],而关于紫叶挪威槭的研究报导却很少。众多研究表明,植物组培苗的生根质量与外源激素、木质化程度、蔗糖浓度及活性炭等多种因素密切相关[4-7]。本文在紫叶挪威槭组培苗休眠芽的诱导与植株再生的基础上对影响生根的因素作了进一步的研究[8],解决了紫叶挪威槭生根较难的问题,为其大面积推广种植奠定了理论和技术基础。

1 材料与方法

1.1 材料

2009年 3月,于大连市人民广场一带采集挪威槭的休眠芽,并以此为外植体,接种于芽诱导培养基中进行组织培养[3]。待其长出植株后,将其转入不同处理的根诱导培养基中,用于研究不同处理对根诱导的影响。

1.2 方法

1.2.1 基本培养基及激素成分

(1)芽启动培养基:以 MS为基本培养基,附加外源激素 NAA(0.05 mg·L-1)、6-BA(1.5 mg·L-1)、GA(1.0 mg·L-1)及水解酪蛋白(300～400 mg·L-1)[8]。

(2)继代培养基:以 MS为基本培养基,附加外源激素 NAA(0.05 mg·L-1)、6-BA(1.0 mg·L-1)、GA(1.0 mg·L-1)及水解酪蛋白 (300～400 mg·L-1)[8]。

1.2.2 培养基成分优化

1.2.2.1 外源激素对生根的影响

将 90瓶用于生根的挪威槭的试管苗接种于附加不同浓度的 IBA(0.2,0.4,0.8 mg·L-1)和NAA(0.05,0.1,0.2 mg·L-1)的 MS培养基上,每种培养基接 30瓶,3种不同激素浓度配比均附加 0.3 mg·L-1的 6-BA,观察统计不同激素配比中根长、根的数量以及生根率有何不同。

1.2.2.2 木质化程度对生根的影响

选取木质化程度不同的 3种试管苗,每种 30瓶和 30瓶生长旺盛且长势相近的试管苗作为对照,编号 M0,M1,M2,M3。M0为生长旺盛没有木质化的对照组;M1为愈伤组织呈深绿且略带些黄色,长势一般,刚刚基部开始木质化的试管苗;M2为愈伤组织完全变黄,长势不好,基部轻微有些木质化的试管苗;M3为愈伤组织呈黄褐色,并且基部有死亡,木质化程度较严重的试管苗。将这 4种试管苗接种于上述激素配比试验中效果比较好的培养基中进行培养,定期观察其生根情况,比较木质化程度对根长、根的数量及生根率的影响。

1.2.2.3 蔗糖浓度对生根的影响

以MS为基本培养基,附加 0.4 mg·L-1的I

BA和 0.1 mg·L-1的 NAA,分别配制 10,25,40 mg·L-13个蔗糖浓度的培养基,每个处理 35瓶,观察不同的蔗糖浓度对槭树生根的影响。

2 结果与分析

2.1 外源激素配比对根诱导的影响

研究结果表明, IBA与 NAA结合使用能够促进槭树的生根,当这两种激素的浓度较低时 ( IBA为 0.2 mg·L-1,NAA为 0.05 mg·L-1),根的诱导率较低,仅为 43.5%(见表 1),并且诱导出的根的数量比较少,通常只有 2～3条 (如图 1a)。若同时提高这两种激素的浓度 ( IBA为 0.4 mg·L-1,NAA为 0.1 mg·L-1),新生根的数量有所增加,可达到 7～8条 (如图 1b)。当继续增加两种激素的浓度时 ( IBA为 0.8 mg·L-1,NAA为 0.2 mg·L-1),根的诱导率反而降低,仅为 59.65%,而且表现出芽的生长状态不好,叶片开始变黄。因此,考虑到既不影响试管苗的生长又能提高试管苗生根率等因素,确定槭树生根的培养基的基本成分为MS+6-BA(0.3 mg·L-1)+ IBA(0.4 mg·L-1)+NAA(0.1 mg·L-1)。

表 1 激素配比对紫叶挪威槭试管苗生根的影响

图 1 激素配比诱导紫叶挪威槭生根情况

2.2 木质化程度对根诱导的影响

研究表明,发生木质化的细胞的透气性差,也不易吸水,最后会导致细胞内原生质体完全消失。因此,木质化程度不同,试管苗生根能力也不同。木质化程度对生根的影响见表 2。

表 2 木质化程度对生根的影响

从表 2可以看到,对照组中M0的生根率较高,达到 73.3%,平均根数为 7.22条,平均根长度也较长为 1.54 cm,而且苗的长势也好;M1因是愈伤组织开始木质化的组培苗,其生根诱导率开始降低,仅为 56.7%,诱导出的根虽粗,但其根的数量和长度都相应减少了,分别为 6.41条和 1.12 cm。虽然组培苗生长正常,但其茎较短,没有正常苗挺拔;M2为已刚表现木质化的组培苗,其生根的诱导率继续降低,仅为 13.3%,致使生根的诱导很困难,生出的根条数少,长度短,而且苗长势一般,这样的试管苗未伸出茎,但叶片增多,叶片较窄且颜色不鲜艳;M3为木质化程度较高的组培苗,将其接种于根诱导培养基中未能诱导出根系,而且试管苗渐渐变黄直至死亡。由此可知,组培苗的木质化程度对于诱导生根存在很大影响。表明木质化程度是诱导槭树生根时应该考虑的一个重要因素。

2.3 蔗糖浓度对挪威槭生根的影响

蔗糖浓度对挪威槭生根的影响见表 3。由表3可知,蔗糖浓度不同,苗的生长情况不同,根的诱导情况也不同。在 10 g·L-1和 40 g·L-1的蔗糖浓度下,生根的诱导率很低,分别为 25.7%和22.9%,而且苗的生长状态也不好,叶片均出现黄化的现象,高浓度的蔗糖反而对生根产生了抑制作用;在蔗糖浓度为 25 g·L-1时,生根率高达74.3%,根的数量有了明显的增加,苗生长旺盛,叶片嫩绿,茎挺拔。研究认为,25 g·L-1的是挪威槭根诱导适合的蔗糖浓度。

表 3 蔗糖浓度对挪威槭生根的影响

3 结 论

3.1 外源激素 6-BA对生根的影响

在对紫叶挪威槭进行组织培养研究中发现,由于芽诱导以及继代培养次数增多,常导致试管苗老化或生长较微弱,以致移栽困难。较多研究表明,草本植物的细胞分裂快,而木本植物细胞的分裂速度慢,因此,在根诱导过程中,加入一定浓度的 6-BA可以促进细胞分裂,加快试管苗的生长,从而起到壮苗和提高移栽成活率的效果。

3.2 内源酚类物质对生根的影响

研究发现,部分挪威槭试管苗的基部膨大明显,并且存在褐化的现象。究其原因,可能在木本植物中存在内源酚类物质,这些物质的种类和含量会影响根的形态建成,有些会对根的形成产生抑制作用。活性炭能够吸附植物分泌的一些内源激素,促进植物的生根,避免植物由于自身分泌的一些内源激素而导致植物基部产生褐化的现象[9]。然而,由于内源酚类物质的种类不同,其产生的效果也不同。有些内源酚类物质也会对生根产生促进作用,因此,分清哪些内源酚类物质有促进作用和哪些有抑制作用还有待于进一步研究。

[1]钱又宇,薛隽.世界著名观赏树木挪威槭与亚欧槭(桐叶槭)[J].园林,2008,44(5):60-61.

[2]李艳敏,孟月娥,赵秀山,等.金叶复叶槭组织培养技术研究[J].河南农业科学,2008,36(7):98-99.

[3]李艳敏,孟月娥,赵秀山,等.粉叶复叶槭的组织培养和快速繁殖[J].植物生理学通讯,2007,43(5):895.

[4]高红兵,王朋飞,刁绍启,等.6-BA对酸樱桃组培苗 4种内源激素质量分数动态变化的影响[J].东北林业大学学报,2007,50(7):46-48.

[5]郭韩玲,赵亚丽,梁建军.培养基蔗糖浓度对苹果组培苗扩繁和生根的影响 [J].山西果树,2006,26(5):11-12.

[6]张素勤,邹志荣,耿广东,等.活性炭对非洲菊组培苗的生根诱导和移栽基质的筛选[J].北方园艺,2008,31(5):207-208.

[7]徐春明,赵兵,耿楠,等.植物激素和活性炭对新疆雪莲组培苗生根的影响[J].中国农学通报,2006,22(2):41-43.

[8]王静,王关林,华蜻,等.紫叶挪威槭的休眠芽培养与植株再生[J].植物生理学通讯,2007,43(10):896.

[9]王静.高寒地区植物中酚类物质含量动态及其与抗寒性关系的研究[D/OL].[2010-02-11].中国优秀硕士学位论文全文数据库,2005.http://ln.wanfangdata.com.cn/D/Thesis_Y724226.aspx.

Study on Tissue Culture and Rooting ofAcer platanoides‘Cr im son King’

DOU yue,GUO Ha i-jun,D IYuan-yuan,WANG Guan-lin
(KeyLaboratory of Plants,LiaoningNor malUniversity,Dalian Liaoning 116029,China)

In order to solve the problem of the difficult rooting ofAcer platanoides‘Crimson King’,we studied the effects of hor mone combination,sucrose concentration,lignification degree and active carbon concentration on its root induction.The result shows that the optimal rootingmedium isMS+ IBA(0.4 mg·L-1)+NAA(0.1mg·L-1)modifiedwith 25 g·L-1sucrose and 0.5 g·L-1active carbon,underwhich condition the rooting rate increased to 74.26%.

Acer platanoides;tissue culture;rooting

S792

A

1009-315X(2010)03-0206-03

2009-10-28

窦玥 (1984-),女,辽宁盘锦人,辽宁师范大学生命科学学院硕士研究生,主要从事植物基因工程研究。

王关林 (1943-),男,浙江海盐人,教授,博士生导师,主要从事植物基因工程研究,E-mail:guanlinwang@163.com。

(责任编辑 邹永红)