极早熟李品种“红美丽”的组织培养与快速繁殖
2017-05-30孙清荣王金政薛晓敏关秋竹孙洪雁
孙清荣 王金政 薛晓敏 关秋竹 孙洪雁
摘要[目的]建立极早熟李优良品种“红美丽”的组织培养快繁技术体系。[方法]以半木质化的嫩枝茎段为外植体,研究基本培养基对腋芽萌发的影响。以试管苗为试材,研究基本培养基及不同浓度的植物生长调节物质对试管苗增殖及生根的影响。[结果]以半木质化的嫩枝茎段为外植体进行腋芽的启动培养,QL比MS明显提高腋芽萌发率;试管苗增殖培养以WPM最佳,其次为MS和QL;不同生长素浓度上的生根率无显著差异,但较高浓度(2 mg/L)IBA上的平均单株生根数显著高于较低浓度(1 mg/L)IBA上的。最佳生根培养基为MS+2 mg/L IBA+0.5 mg/L NAA,生根率为83.5%。[结论]该研究为“红美丽”李无病毒苗木的生产及利用生物技术育种方法进行品种改良奠定了研究和技术基础。
关键词李;“红美丽”;组织培养;增殖;生根
中图分类號S662.3文献标识码A文章编号0517-6611(2017)33-0146-03
Tissue Culture and Rapid Propagation of Early Matured Plum Cultivar "Red Beauty"
SUN Qingrong, WANG Jinzheng*, XUE Xiaomin et al
(Shandong Institute of Pomology, Tai′an,Shandong 271000)
Abstract[Objective] To establish the system of tissue culture and rapid propagation of early matured plum cultivar "Red Beauty". [Method] Semilignified young shoots were selected as explants, the effects of basal medium composition on the initial growth of axillary bud were investigated. In vitro shoots were selected as materials, the effects of basal medium composition and the concentration of plant growth regulators on proliferation of tube seedling and rooting of tube seedling were examined. [Result] Basal medium QL evidently improved the sprouting percentage of axillary buds in inducing the initial growth of axillary buds when half lignification stem section was selected as explant. For proliferation, WPM was best, followed by MS and QL. For rooting percentage, there was no significant difference among different auxin concentrations. But the higher concentration of 2 mg/L IBA significantly improved the average root number per plantlet than lower concentration of 1 mg/L IBA. The best rooting medium was MS+2 mg/L IBA+0.5 mg/L NAA. Rooting percentage was 83.5%. [Conclusion] This research laid a research and technical foundation for virus-free plantlet production of plum cultivar "Red Beauty" and breed improvement by using biotechnology breeding methods.
Key wordsPlum;"Red Beauty";Tissue culture;Proliferation;Rooting
多年生木本植物果树多采用无性繁殖,如扦插、嫁接等常规方法进行优良品种的繁殖与生产。但这种常规无性繁殖方法应用的前提是新品种或新种质材料要有足够的数量。如果一个新材料可获得的数量有限时,采用这种常规的嫁接或扦插繁殖方法,则很难实现良种的快速繁殖和推广。而采用组织培养方法,可将茎尖或芽放置在人工控制的生长环境中,使其处在生长发育的最佳状态,有效提高了其繁殖系数。组织培养另一个优点是培养材料在密闭的无菌培养瓶内生长,避开了病虫的侵染和危害,有利于新生植株的健康生长及无病毒种苗的生产快繁。目前已有越来越多的果树种类或品种获得了组织培养的成功[1-5]。但李这种核果类果树仍属于组织培养比较困难的果树种类之一,目前仍有很多品种尚未获得组培成功[5-8]。不同品种组培所需的条件不同,应针对不同品种筛选最适宜的组培条件。该研究拟建立极早熟李品种[9]“红美丽”的组培快繁体系,以期为无病毒苗木的生产及利用生物技术育种方法进行品种改良奠定研究和技术基础。
1材料与方法
1.1材料
供试材料为山东省果树研究所苗圃种植的极早熟李优良品种“红美丽”的成年大树。
1.2方法
1.2.1试管苗建立。从生长健壮的大树上剪取半木质化绿枝条,去除叶片,将绿枝剪成一芽一段的芽段。先用洗衣粉水对芽段进行清洗,再用自来水流水冲洗30 min以上,将芽段放入无菌烧杯,加入70%乙醇杀菌1 min, 倒出乙醇再加入次氯酸钠(有效氯为5%)溶液,杀菌8 min,期间摇动3~5次,倒出次氯酸钠,用无菌水洗4~5次,然后将材料置于无菌滤纸上吸去表面多余水分,将芽段接种到装有芽启动培养基的培养瓶内。芽启动培养基为分别添加1 mg/L BA,0.1 mg/L IBA和 0.3 mg/L GA3的QL、MS和WPM培养基。接种后放在光周期为16 h/8 h(光/暗),培养温度为(25±2)℃的培养条件下培养,28 d后,腋芽萌发并伸长生长形成绿梢,将获得的这些无菌苗用作增殖试验的材料。
1.2.2
试管苗增殖。将腋芽萌发获得的无菌绿苗,转移到增殖培养基进行增殖培养。增殖培养基为都添加0.5 mg/L BA和0.1 mg/L IBA的MS、WPM和QL培养基及添加1.0 mg/L BA和0.2 mg/L IBA的MS培养基,共构成4个培养基处理。每个处理接种5瓶,每瓶种5个外植体。每一继代培养周期为42 d,继代培养3次,分别记录每个外植体的新增梢数。增殖梢数为继代培养3次的平均值,试验重复2次。
1.2.3试管苗生根。切取在增殖培养基上生长至1.5 cm以上的健壮绿梢,将其转移到生根培养基中进行生根诱导。生根培养基共设4种:MS+1 mg/L IBA;MS+1 mg/L IBA+0.5 mg/L NAA;MS+2 mg/L IBA;MS+2 mg/L IBA+0.5 mg/L NAA。接种后放黑暗条件下培养7d,然后转到光周期为16 h/8 h培养条件下培养。培养28 d后观察记录生根情况,计算生根率,生根率=生根株数/接种总梢数×100%。
1.3数据分析
试验结果采用DPS 7.5分析软件进行统计分析,不同处理平均值用LSD法进行差异比较分析。
2结果与分析
2.1培养基对腋芽萌发生长的影响
在供试的培养基上都获得了腋芽萌发,但不同培养基组成上其腋芽萌发率不同。由表1可知,在添加外源植物生长物质相同条件下,“红美丽”李在QL上的萌发率最高(图1A,73.7%),其次为MS(50.0%),WPM上最低(36.8%)。这一结果表明“红美丽”李腋芽萌发以在基本培养基QL上最有效,其次为MS,WPM效果最差。
2.2培养基对试管苗增殖生长的影响
培养基组成明显影响试管苗的增殖和苗的生长形态(表2)。从试管苗的增殖数量分析,在添加外源激素相同的条件下,不同基本培养基QL、MS和WPM之间差异显著,以QL上增殖数量最高,WPM上增殖数量最低。在基本培养基相同条件下,细胞分裂素BA的浓度从0.5 mg/L提高到1.0 mg/L,平均增殖梢数也显著增加,但新梢生长较弱。这一结果表明基本培养基的组分及细胞分裂素浓度都影响“红美丽”李试管苗的增殖生长。
从试管苗生长形态观察,WPM培养基上生长的绿苗较壮,表现为叶片伸展而大,叶色绿(图1B),而在QL培养基上试管苗生长较弱,表现为叶片卷曲较小,叶色黄绿(图1C)。这一结果表明QL培养基适宜于“红美丽”李的增殖生长,而WPM更适宜于“红美丽”李的壮苗生长。该研究选用添加0.5 mg/L BA和0.1 mg/L IBA的MS和WPM培养基交替培养,获得了“红美丽”李试管苗的良好继代增殖及壮苗生长。
2.3培养基对试管苗生根的影响
不同生根培养基處理上的生根率差异不显著,但不同处理平均单株生根数不同(表3)。MS+IBA 2 mg/L+NAA 0.5 mg/L培养基上的平均单株生根数高于其他3个处理(图1D、E)。这一结果表明较高浓度的生长素更有利于提高平均单株生根数。“红美丽”李最适宜生根培养基为MS+IBA 2 mg/L+NAA 0.5 mg/L。
3讨论与结论
不同基因型启动培养所用的培养基不同。“尤萨”李的启动培养在添加1.0 mg/L BA和0.05或0.1 mg/L NAA的MS培养基上可获得叶片伸展及芽伸长生长的正常绿梢,而在添加0.5 mg/L BA和0.05或0.1 mg/L NAA的MS培养基
上不能获得芽伸长生长的绿苗[10]。MS培养基能有效启动空心李的腋芽生长[6],而野生欧洲李的启动培养以B5优于MS[7]。该研究中,成年树欧洲李新品种“红美丽”的启动培
养以QL优于MS,与前人研究结果不一致,表明启动培养的
最适培养基组成因基因型的不同而不同。
不同品种或类型试管苗的增殖所用基本培养基、激素种类及浓度都有所不同。黑刺李[11]、日本李[6,10]等在添加细胞分裂素BA的MS培养基中获得了丛生芽增殖,而野生欧洲李在MS和B5培养基上都获得了良好的增殖[7]。该研究中的“红美丽”李在QL培养基上可获得增殖倍数高的试管苗,而在WPM培养基上可获得健壮生长的试管苗,这2种培养基交替使用可获得既有良好增殖又有健壮生长的试管苗,这同孙清荣等[8]报道的MS和WPM培养基交替使用才能获得正常生长的“红艳1号”李试管苗的研究结果相一致。
参考文献
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