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大花序桉试管苗生根及移栽试验

2019-04-10周小华黄志萍张海忠王炳南汤建福

福建林业科技 2019年1期
关键词:开瓶炼苗壮苗

周小华,张 伟,黄志萍,张海忠,王炳南,汤建福,谢 恩

(1.福建生态工程职业技术学校,福建 福州 350008; 2.漳州市林业局,福建 漳州 363000;3.漳州长泰岩溪国有林场,福建 长泰 363900; 4.漳州平和天马国有林场,福建 平和 363700)

大花序桉(EucalyptuscloezianaF.Muell)又名昆士兰桉,为桉树属昆士兰桉亚属(Idiogenes)树种,自然分布于澳大利亚,大乔木,高可达45 m,在土壤深厚、排水较好、潮湿的土壤上生长良好[1]。具有较强的生长潜力,尤其是后期生长优势非常明显,是优良的大径材培育树种[2]。大花序桉木材黄褐色、纹理通直、结构均匀、硬度高,广泛用于家具、建筑、矿柱、坑木等[3]。但由于大花序桉引种的种源少,且开花结实量较少,更重要的是,大花序桉与其它桉树一样,属异花虫媒树种,种内容易杂交,子代分化严重。因此无性繁殖成为大花序桉良种繁殖的重要手段[4]。而大花序桉是难生根树种,扦插生根极难[5],因此组培繁育显得尤为重要。目前国内大花序桉组织培养研究虽有成功报道但仍处于实验室阶段[5-8]。本试验在大花序桉诱导及增殖研究的基础上,探讨培养基种类、植物生长调节剂种类及浓度、生根苗闭瓶及开瓶炼苗时间、移栽基质等因子对大花序桉试管苗生根及移栽成活的影响,以期获得大花序桉生根、移栽成活的最适条件。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料采用漳州市选育的大花序桉优株茎段为外植体,经诱导增殖后获得的无根试管苗。

1.2 试验方法

1.2.1 壮苗培养 壮苗培养的目的是将经过继代增殖培养得到的组培苗进一步培养,以改善部分瓶苗原有芽体细弱、矮小、叶片开展状态差等状况,为下一步提高芽体的生根率和成活率打下基础,增强植株的抗性。

将经过增殖培养获得的丛生试管苗切成适当的大小,接种到以改良MS+琼脂5.5 g·L-1+蔗糖30 g·L-1为基本培养基,附加不同浓度和不同种类的植物生长调节物质的壮苗培养基上(表1)。

每处理每种配方33瓶,每个处理接种10~11瓶,重复3次,每重复样本数约50株。在培养室温度为(25±2) ℃,湿度为60%~70%,光照强度为1300~1500 lx,每日光照时间为12 h的条件下壮苗培养。

表1 壮苗培养试验设计及效果

*:培养基配方中植物生长调节剂单位为mg·L-1;所有培养基均添加蔗糖(分析纯)30 g·L-1,琼脂5.5 g·L-1。下同。

1.2.2 生根培养 采用经壮苗培养后苗高2 cm左右的健壮芽苗作为生根材料,进行生根诱导。以基本培养基、IBA、NAA、6-BA、IAA 5个因子为试验因素,其水平分别为:基本培养基(MS、1/2 MS、1/4 MS、1/2改良MS)、IBA(0、0.2、0.5、1.0 mg·L-1)、NAA(0、0.3、0.6、1.0 mg·L-1)、6-BA(0、0.1、0.3、0.6 mg·L-1)、IAA(0、0.05、0.1、0.5 mg·L-1)(表2)采用5因素4水平的L16(45)正交试验设计(表3)。

每处理每种配方33瓶,每个处理接种10~11瓶,每瓶接种3~5株芽苗(一般为4株),重复3次,每重复样本数约30~50株。在培养室温度为(25±2) ℃,湿度为60%~70%,光照强度为1500~1800 lx,每日光照时间为12 h的条件下生根培养。

1.2.3 炼苗移栽

表2 生根培养试验因子水平表

1)炼苗。将生长健壮、挺拔,根系生长良好,株高>2 cm的健壮生根瓶苗移出培养室,置于室外(常温下即可,一般炼苗室温度控制在18~23 ℃为宜),采用以下方式进行炼苗试验:S1:闭瓶锻炼3 d,开瓶锻炼0 d;S2:闭瓶锻炼3 d,开瓶锻炼3 d;S3:闭瓶锻炼3 d,开瓶锻炼6 d;S4:闭瓶锻炼6 d,开瓶锻炼0 d;S5:闭瓶锻炼6 d,开瓶锻炼3 d;S6:闭瓶锻炼6 d,开瓶锻炼6 d;此外设一对照组,即直接将试管苗从培养瓶中取出进行移栽,不经过炼苗阶段。共计7个处理,随机区组设计排列,重复2次。

炼苗后的试管苗小心从瓶内取出,洗净根部附着的培养基,移栽到已用0.1%高锰酸钾消毒处理的炼苗移栽基质中,注意移苗后最初30 d对幼苗的保温、保湿。

2)移栽基质选择。炼苗后经处理的试管苗移栽在细沙(T1)、田园土(T2)、加入钾肥等混合基质的花土(T3) 3种基质上,随机区组排列,重复3次。

1.3 数据收集及处理

用诱导增殖后获得的无根试管苗接入生根培养基后,每3 d进行观察统计,生根培养30 d时进行生根情况调查,调查其初始生根时间、生根数量、长度等;炼苗与移栽阶段,每1~3 d观察1次,炼苗约7~10 d左右调查其成活率;移栽30 d后调查统计其成活率。调查结果按下列方法统计相关指标。

生根率(%)=生根株数/培养芽数×100%;炼苗成活率(%)=成活苗数/炼苗总数×100%;移栽成活率(%)=成活苗数/移栽总数×100%。

2 结果与分析

2.1 壮苗培养

将经过继代增殖培养获得的丛生组培苗切成适当的大小,接种到壮苗培养基中,光照培养至组培苗达到2 cm以上高度时再进行生根培养试验。壮苗培养基的选择主要是考虑减少细胞分裂素的刺激以促进植株生长为生根培养打下基础。根据苗高长至2 cm左右的时间及苗是否健壮、有无分枝等生长情况现场判定壮苗效果,结果见表1。由表1可知,壮苗培养最佳培养基配方为编号F8的改良MS+6-BA 0.1 mg·L-1+NAA 0.2 mg·L-1培养基。

2.2 生根培养

生根情况一般分为2种:一种是先在茎段基部产生愈伤组织,再从愈伤组织中分化出不定根;还有一种是直接从茎段基部皮层生出不定根(图1)。通过不同配方对生根效果的影响(表3)发现编号为G16的1/2 MS+IBA 0.5 mg·L-1+NAA 0.6 mg·L-1+IAA 0.1 mg·L-1生根效果最好,经适当调整培养基配方后生根率可达86.9%以上,且主根发达,侧根较多,枝叶长势较好。

表3 生根培养试验正交设计及效果

*:培养30 d时观察生根培养结果。

2.3 炼苗移栽

2.3.1 不同炼苗方式对组培苗成活率的影响 从7种炼苗方式对组培苗成活率的影响比较来分析,不同的炼苗方式对组培苗成活率的影响明显(表4)。编号为S3即闭瓶锻炼3 d,开瓶锻炼6 d,以及编号为S6即闭瓶锻炼6 d,开瓶锻炼6 d,此2种炼苗成活率最高,达到95%以上。

2.3.2 不同移栽基质对移栽成活率的影响 从3种移栽基质配方对比看,其中移栽成活率最高的为加入钾肥等混合基质的花土(T3),其移栽成活率达96%以上,且木质化程度最高,生长健壮(表5)。

移栽一般在春季进行,移栽后要加强管理(包括病虫害防治),尤其是移栽后30 d内应注意保湿、保温,以提高移栽成活率。

3 结论与讨论

3.1 壮苗培养

通过壮苗培养试验得知,壮苗培养基的选择主要是考虑减少细胞分裂素的刺激以促进植株生长,为生根培养打下基础。通过试验壮苗培养最佳培养基配方为编号F8的改良MS+6-BA 0.1 mg·L-1+NAA 0.2 mg·L-1培养基。

壮苗培养是大花序桉组织培养过程中一个重要的环节,经过壮苗培养能够有效提高试管苗的抗性,健壮其苗体,为生根培养做好准备。在对大花序桉组培苗进行壮苗培养的时候发现6-BA与NAA有协同作用,它们的协同作用只有通过调整NAA或6-BA的浓度来促进其生长,从而达到壮苗目的。

表4 不同炼苗方式对组培苗成活率的影响

表5 不同移栽基质对移栽成活率的影响

3.2 生根培养

图1 大花序桉生根培养效果

通过生根培养观察分析可以看出,基本培养基、IBA、NAA、蔗糖对生根率的影响均较大。从不同配方对生根效果的影响发现编号为G16的1/2 MS+IBA 0.5 mg·L-1+NAA 0.6 mg·L-1+IAA 0.1 mg·L-1生根效果最好,经适当调整培养基配方后生根率可达86.9%以上,且主根发达,侧根较多,枝叶长势较好。

植物根的发生需要建立一种最佳的内源生长素/细胞分裂素平衡。在许多植物种类的组织培养中,较低的细胞分裂素和较高的生长素组合可以产生较佳的生根效果。而在实际操作中,绝大多数植物的生根都是可以根据各种生长素的作用特点单独或配合使用实现的。

3.3 炼苗移栽

从炼苗试验观察看,编号为S3即闭瓶锻炼3 d,开瓶锻炼6 d,以及编号为S6即闭瓶锻炼6 d,开瓶锻炼6 d,此2种炼苗成活率最高,平均达到95%以上。在3种移栽基质配方对比看,其中移栽成活率最高的为花土中加入钾肥等的混合基质(T3),其移栽成活率高达96%以上,且木质化程度最高,生长健壮。

炼苗移栽失败的原因主要有以下几个方面:①炼苗方式和时间不当;②根部附着的培养基未洗净,根与移栽基质未完全密接;③试管苗的叶表面保护组织细嫩不发达,叶结构发育不全;④组培瓶苗光合能力较弱,叶绿体发育不完善,茎部木质化不够等。因此在炼苗初期应注意提供最有利于植物生长生根发芽的外界环境,如采取措施适当增加环境的湿度,控制温度在20 ℃左右,逐步增强光照,配制适宜的保湿透气营养丰富酸碱度适宜的移栽基质等,让植物体逐步适应外界环境,提高炼苗移栽的成活率。

*:本项目得到漳州市林业局韩金发、何水东2位高级工程师;福建农林大学陈礼光副教授;长泰岩溪国有林场张友育高级工程师的大力支持与帮助。在此表示最诚挚的谢意!

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