不同基本培养基对南方高丛蓝浆果丛生枝增殖及生长的影响
2011-12-31邓桂秀宋鹏飞姜燕琴
邓桂秀,於 虹,宋鹏飞,姜燕琴
〔江苏省·中国科学院植物研究所(南京中山植物园),江苏 南京 210014〕
蓝浆果为杜鹃花科 (Ericaceae)越橘属(Vaccinium L.)果树,具有较高的经济价值和广阔的应用开发前景[1]。南方高丛蓝浆果(V.corymbosum hybrids)是北美三大商业栽培蓝浆果类型之一,与其他类型相比具有生长势强、果实大、品质好等优点[2]。作者所在的课题组自2003年开始利用南方高丛蓝浆果品种‘南月’(‘Southmoon’)进行实生选育工作,并优选出一批实生单株[3-4]。鉴于优选系均以单株形式存在,采用组织培养技术对其进行扩繁,既可保存种质资源,又可达到快速繁殖、为进一步实验提供大量苗木的目的。
蓝浆果对营养元素的需求量较少,营养过剩反而会对其造成伤害[4-8]。大量的研究结果表明:含盐量低的WPM和改良WPM(MWPM)培养基较适宜于蓝浆果的离体培养[9-15],而含盐量较高的MS培养基不适宜于兔眼蓝浆果(V.ashei Reade)的培养[12,16-17]; Tetsumura等[17]则认为:由MS与WPM等量混合而成的MS-WPM混合培养基的盐分浓度介于MS和WPM之间,在蓝浆果的组织培养过程中可获得更好的增殖效果。
为了筛选适宜于南方高丛蓝浆果增殖的基本培养基,也为了给南方高丛蓝浆果快速繁殖技术研究奠定实验基础,作者对MWPM、WPM、MS-WPM(MS与WPM等体积混合而成)、MS-MWPM(MS与MWPM等体积混合而成)和MWPM-WPM(MWPM与WPM等体积混合而成)5种基本培养基对南方高丛蓝浆果品种‘南月’优选系A47和A167丛生枝增殖和生长的影响进行了比较研究。
1 材料和方法
1.1 材料
供试材料为扩繁若干代的南方高丛蓝浆果品种‘南月’优选系A47和A167的组培苗。
1.2 方法
参照文献[18-20]分别配制MWPM、WPM和MS基本培养基,分别将MS与WPM、MS与MWPM、MWPM与WPM等体积混合配制成MS-WPM、MSMWPM和MWPM-WPM混合培养基。以MWPM、WPM、MS-WPM、MS-MWPM和MWPM-WPM为基本培养基,各培养基中均含2 mg·L-1ZT、20 g·L-1蔗糖和7 g·L-1琼脂,pH 5.0。每瓶接种5个无菌枝,每种培养基接种3瓶,各重复3次,置于温度25℃±2℃、光照度1 800~2 000 lx、光照时间16 h ·d-1的培养室内培养。5周后统计每个无菌枝的总增殖倍数(每个无菌枝产生的总枝条数)和有效增殖倍数(每个无菌枝产生的长度大于或等于1 cm的枝条数),测量每瓶丛生枝的鲜质量、干质量(80℃干燥48 h后称量)、总长度和平均长度(总长度除以该瓶的总枝条数),参照文献[21]的方法测定叶片的叶绿素含量。根据鲜质量和干质量计算含水量,计算公式为:含水量=〔(鲜质量-干质量)/鲜质量〕×100%。各指标均取3次重复的平均值。
1.3 数据整理和统计分析
采用Excel 2003软件对实验数据进行基本整理,采用SPSS 13.0统计分析软件对实验数据进行相关性分析、方差分析和Duncan’s新复极差检验。
2 结果和分析
2.1 基本培养基对南方高丛蓝浆果丛生枝增殖倍数的影响
在不同基本培养基中南方高丛蓝浆果品种‘南月’优选系A47和A167丛生枝的总增殖倍数和有效增殖倍数见表1。
表1 不同基本培养基对南方高丛蓝浆果品种‘南月’优选系A47和A167丛生枝增殖的影响1)Table 1 Effect of different basicmedia on clum py shoot proliferation of superior strains A47 and A167 of southern highbush blueberry (Vaccinium corymbosum hybrids)cultivar‘Southmoon’1)
由表1可以看见,同一优选系在不同基本培养基上培养5周后丛生枝的总增殖倍数和有效增殖倍数存在明显差异。对于优选系A47来说,在MS-WPM和MS-MWPM混合培养基上丛生枝的总增殖倍数显著高于其他培养基处理组;在MS-WPM混合培养基上丛生枝的有效增殖倍数显著高于其他培养基处理组;在MWPM-WPM混合培养基上丛生枝的有效增殖倍数最低,显著低于其他培养基处理组。对于优选系A167来说,在MS-WPM混合培养基上丛生枝的总增殖倍数显著高于其他混合培养基处理组;其有效增殖倍数显著高于MWPM、WPM和MWPM-WPM培养基处理组,但与MS-MWPM混合培养基处理组间无显著差异。
2.2 基本培养基对南方高丛蓝浆果丛生枝质量和含水量的影响
不同基本培养基对南方高丛蓝浆果品种‘南月’优选系A47和A167丛生枝的鲜质量和干质量有显著影响(表2)。在MS-WPM混合培养基上,优选系A47丛生枝的鲜质量和干质量显著高于其他培养基处理组;而在WPM单一培养基上优选系A167丛生枝的鲜质量最高,且显著高于其他培养基处理组;在MS-WPM混合培养基上优选系A167丛生枝的干质量也最高,显著高于MWPM、MS-MWPM和MWPMWPM培养基处理组,但与WPM单一培养基处理组间无显著差异。在MWPM-WPM混合培养基上,优选系A47和A167丛生枝的鲜质量均最低,优选系A47丛生枝的干质量最低,优选系A167丛生枝的干质量也接近最低水平。相关性分析结果表明,南方高丛蓝浆果丛生枝的鲜质量和干质量与总增殖倍数的相关性均达到极显著水平(P<0.01),相关系数分别为0.777和0.743,表明总增殖倍数较高,丛生枝的质量相应也大。
由表2还可见,不同基本培养基对南方高丛蓝浆果丛生枝的含水量也有较大影响。在WPM单一培养基上优选系A47的丛生枝含水量最高,显著高于MWPM、MS-MWPM和MWPM-WPM培养基处理组,但与MS-WPM混合培养基间无显著差异。在WPM单一培养基上优选系A167丛生枝的含水量也最高,显著高于MWPM和MWPM-WPM培养基处理组,但与MS-WPM和MS-MWPM混合培养基处理组间无显著差异。相关性分析结果表明,南方高丛蓝浆果丛生枝的含水量与总增殖倍数的相关性达极显著水平(P<0.01),相关系数为0.656,表明总增殖倍数高的丛生枝其含水量也高。
表2 不同基本培养基对南方高丛蓝浆果品种‘南月’优选系A47和A167丛生枝鲜质量和干质量及含水量的影响1)Table 2 Effect of different basicmedia on fresh and dry weights and water content of clumpy shoot of superior strains A47 and A167 of southern highbush blueberry(Vaccinium corymbosum hybrids)cultivar‘Southmoon’1)
2.3 基本培养基对南方高丛蓝浆果丛生枝长度的影响
不同基本培养基对南方高丛蓝浆果品种‘南月’优选系A47和A167丛生枝总长度和平均长度的影响见表3。对于优选系A47而言,在MWPM、MS-WPM和MS-MWPM培养基上丛生枝的总长度均显著高于WPM和MWPM-WPM培养基;在MWPM单一培养基上,丛生枝的平均长度最大,为1.72 cm,显著高于其他培养基处理组;而在MWPM-WPM混合培养基上,丛生枝的总长度最小,平均长度也最小。对于优选系A167而言,在MS-MWPM混合培养基上丛生枝的总长度显著高于其他培养基处理组;在MWPM单一培养基上丛生枝的平均长度最高,显著高于MS-MWPM和MWPM-WPM混合培养基处理组,与WPM和MS-WPM培养基处理组无显著差异,但在MWPM单一培养基上丛生枝的总长度却最低。
相关性分析结果表明,南方高丛蓝浆果丛生枝的总长度与总增殖倍数、有效增殖倍数、鲜质量、干质量和含水量均呈极显著的正相关关系(P<0.01);而丛生枝的平均长度与总增殖倍数呈极显著的负相关关系(P<0.01),相关系数为-0.476。这可能是由于总长度与其他指标一样,反映了丛生枝的整体生长状况,因此具有一致的变化趋势;而平均长度显示的是丛生枝单株的平均长度,在总长度相近的情况下,当总增殖倍数升高时,丛生枝的平均长度下降。
表3 不同基本培养基对南方高丛蓝浆果品种‘南月’优选系A47和A167丛生枝总长度和平均长度的影响1)Table 3 Effect of different basic media on total and average lengths of clumpy shoot of superior strains A47 and A167 of southern highbush blueberry(Vaccinium corymbosum hybrids)cultivar‘Southmoon’1)
2.4 基本培养基对南方高丛蓝浆果丛生枝叶片叶绿素含量的影响
不同基本培养基对南方高丛蓝浆果品种‘南月’优选系A47和A167丛生枝叶片叶绿素含量的影响见表4。在MS-WPM和MS-MWPM混合培养基上,优选系A47丛生枝叶片的叶绿素a和b含量显著高于其他培养基处理组;在MWPM-WPM混合培养基上,其叶绿素a和b的含量均最低。对于优选系A167而言,在WPM、MS-WPM和MS-MWPM培养基上丛生枝叶片的叶绿素a含量显著高于MWPM和MWPM-WPM培养基处理组,而在MS-MWPM混合培养基上叶绿素b含量显著高于MWPM和MWPM-WPM培养基处理组,但与WPM和MS-WPM培养基处理组无显著差异。
表4 不同基本培养基对南方高丛蓝浆果品种‘南月’优选系A47和A167丛生枝叶片叶绿素含量的影响1)Table 4 Effect of different basic media on chlorophyll content in leaf of superior strains A47 and A167 of southern highbush blueberry (Vaccinium corymbosum hybrids)cultivar‘Southmoon’1)
3 讨论和结论
本研究中,在MS-WPM混合培养基上,南方高丛蓝浆果优选系A47和A167丛生枝的总增殖倍数、有效增殖倍数、丛生枝总长度及叶绿素含量均高于WPM和MWPM单一培养基,且大部分指标数据显著高于WPM和MWPM单一培养基;在MS-WPM混合培养基上,丛生枝鲜质量、干质量及含水量与WPM和MWPM单一培养基相当。总体而言,在MS-WPM混合培养基上南方高丛蓝浆果丛生枝增殖快、长势旺、叶色绿,其增殖效果明显优于WPM和MWPM单一培养基,这一研究结果与Tetsumura等[17]的研究结论一致。其原因可能是MS-WPM混合培养基综合了MS和WPM单一培养基的优势,平衡了盐分浓度,既避免了因WPM单一培养基中盐分浓度较低而出现的养分不足状况,又避免了因MS单一培养基中盐分浓度较高而导致的养分过剩现象,更加有效地调节了培养基中的氮素浓度,对因氮素不足而出现的新枝发红的症状有一定的改善作用。
在MS-MWPM混合培养基上,南方高丛蓝浆果品种‘南月’优选系A47和A167丛生枝各指标均优于或与WPM和MWPM单一培养基相近,丛生枝增殖速度较快、长势较旺盛、叶色绿。总体而言,在MSMWPM混合培养基上南方高丛蓝浆果丛生枝的增殖效果优于WPM和MWPM单一培养基,但不及MSWPM混合培养基。可能是因为MS-MWPM混合培养基中的硝态氮含量高于MS-WPM混合培养基,而蓝浆果具有喜氨态氮特性,在吸收硝态氮时往往会释放出大量阴离子,从而导致培养基pH值升高,进而影响蓝浆果对养分的吸收和利用[22-23]。
研究结果还表明,在MWPM-WPM混合培养基上南方高丛蓝浆果品种‘南月’优选系A47和A167丛生枝的增殖倍数在5种培养基中虽然不是最低的,但丛生枝的各项生长指标均较低或最低,这可能是因为WPM和MWPM单一培养基的成分及浓度较为相近,等体积混合后不能起到应有的互补作用。
综合丛生枝的各项测定指标,尤其是增殖倍数、鲜质量、干质量及叶绿素含量等指标,认为MS-WPM和MS-MWPM混合培养基较目前常用的WPM和MWPM单一培养基更适用于南方高丛蓝浆果品种‘南月’优选系A47和A167丛生枝的增殖培养。
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