草莓品种离体繁殖中NAA 的作用
2020-04-10周秋莲张林田前进申子昂李新贤
周秋莲 张林 田前进 申子昂 李新贤
(1.华南农业大学农学系 广东 广州 510000 2.烟台青旗农业开发有限公司 山东 烟台 264000)
草莓的离体快繁一般采用茎尖培养获得脱毒幼芽,通过丛芽培养增殖,再将丛芽分出单芽进行生根培养后练苗移栽[1-3]。有关草莓丛芽培养的研究表明,适当的细胞分裂素和生长素的配比是提高培养效率的关键[4-6],一般细胞分裂素用0.5mg/L 浓度的6-BA[3、7-10],生长素用浓度0~0.5mg/L 的NAA[3、7-8、11-13]。何欢乐等[3]认为草莓“丰香”最优的增殖培养基为MS+6-BA 0.5mg/L,潘超等[9]认为“红丰”品种的最佳增殖培养基为MS+6-BA 0.2~1.0mg/L,二者均不需要添加NAA。而翟婷婷等[14]认为“红颜”和“甜查理”增殖培养基最适宜的NAA 浓度分别为0.1mg/L 和0.5mg/L,李慧采用浓度为0.2mg/L 的NAA 获得了较高的不定芽再生率。李晓亮的研究表明,高浓度的生长素(NAA)会诱导丛芽产生愈伤组织,而愈伤组织的形成会影响草莓种苗的综合素质[13]。目前关于丛芽增殖培养基的报道多以一至两个草莓品种作为供试材料,对于丛芽增殖培养中NAA 的效应,尤其是NAA 浓度与草莓品种的互作还鲜有报道。本实验选用草莓品种丰香、佐贺清香和卢比,研究NAA 浓度对不同草莓品种丛芽培养的影响,为建立高效的草莓离体繁殖体系提供依据。
1 材料与方法
1.1 材料
以丰香、佐贺清香和卢比三个草莓品种的脱毒试管苗为材料,取其中生长健壮的单芽接种。
1.2 实验设计
基本培养基为MS 培养基,蔗糖30g/L,琼脂8.0g/L,6-BA 的浓度为0.5mg/L,不同处理的NAA 浓度分别为0(对照组)、0.05、0.10、0.15 和0.20mg/L,每个浓度处理接种芽30 个(6 瓶),设3 次重复。在25℃,光照/黑暗为12h/12h,光照强度1500lux 的条件下培养。
1.3 数据分析
接种第30d,对每个外植体进行调查,观察长度大于0.5cm幼芽数量,以及愈伤组织有无,若基部发生愈伤组织的则测量愈伤组织的直径。按以下公式计算丛芽增殖系数:
增殖系数=培养30d 的幼芽总数/接种外植体总数
数据通过软件SAS9.2 进行方差分析、平均数的多重比较以及相关分析。
2 结果与分析
2.1 NAA 浓度对草莓品种丛芽增殖系数的影响
丛芽增殖系数的NAA 浓度和品种两因素方差分析结果表明,草莓品种间、NAA 浓度间均存在极显著(P<0.01,下同)差异,草莓品种和NAA 浓度之间也存在极显著的互作,以下就各个品种在不同NAA 浓度下的丛芽增殖系数分别进行分析。
各个处理三个重复的丛芽增殖系数平均数列于表1。
丰香在丛芽增殖培养基中增殖系数随NAA 浓度的增高而下降(表1)。NAA 浓度为0mg/L 增殖系数最大,为2.47;NAA 浓度为0.05mg/L 时,增殖系数为2.20,与0mg/L 处理无显著性差异;NAA 浓度为0.1mg/L 时,增殖系数为1.72,下降幅度加大,与前两个处理间存在显著性差异;NAA 浓度增加到0.15mg/L 时,增殖系数为1.96,与0.1mg/L 处理无显著性差异;NAA 浓度为0.2mg/L时,增殖系数最低,为1.48。
表1 不同NAA 浓度下的草莓品种丛芽增殖系数
卢比在不同浓度NAA 的处理中丛芽增殖系数表现先升后降的趋势。NAA 浓度为0.05mg/L 时,获得最高增殖系数(2.98),与其它4 个处理间达到显著性差异;NAA 浓度为0、0.1mg/L 和0.15mg/L 处理的增殖系数相近,仅相差约0.2;NAA 浓度为0.20mg/L 时,增殖系数低至2.07。
佐贺清香不同浓度NAA 的处理之间丛芽增殖系数都有显著性差异,也表现先升后降的趋势。0mg/L 时增殖系数最低为2.28,0.05mg/L 处理增殖系数 略有增加,为2.74;NAA 浓 度0.10mg/L 时,增殖系数最高,为3.87;NAA 浓度为0.15mg/L 时,增殖系数下降了0.52,为3.36;NAA 浓度为0.2mg/L 时,增殖系数为2.73,是所有处理中最小的。
本研究结果表明,NAA 浓度对草莓离体繁殖的效率有显著作用,存在两种作用模式:一种是无添加NAA 的处理繁殖系数最高,NAA 浓度增高繁殖系数呈下降趋势,如品种丰香;另一种是添加适当的NAA 有利于芽增殖,超过一定限度时增殖系数下降,卢比和佐贺清香分别在NAA 浓度0.05 和0.1mg/L 处理呈现最高增殖系数。3 个品种的数据一致显示,NAA 浓度太高对芽增殖不利,当浓度达到0.2mg/L 时,繁殖系数均较低。
2.2 NAA 浓度对草莓丛芽繁殖外植体愈伤组织形成的影响
愈伤组织直径的两因素方差分析结果表明,草莓品种间、NAA 浓度间均存在极显著(P<0.01,下同)差异,说明NAA 浓度和基因型对丛芽繁殖外植体愈伤组织的形成都有作用,草莓品种和NAA 浓度之间也存在极显著的互作。
各个处理三个重复的愈伤组织直径平均数列于表2。
表2 不同NAA 浓度下草莓品种丛芽培养外植体的愈伤组织直径(cm)
表2 可见,3 个供试品种在不同浓度NAA 的丛芽增殖培养基中,愈伤组织直径都有显著差异,而且NAA 浓度愈高,愈伤组织的直径愈大。各个品种不添加NAA 的处理皆未见愈伤组织,开始形成愈伤组织的NAA 浓度不同,卢比和佐贺清香在0.1mg/L下观察到愈伤组织形成,而丰香在0.15mg/L 开始形成愈伤组织。在相同NAA 浓度下,不同品种的愈伤组织直径也是不同的,愈伤组织直径最大的是在较低NAA 浓度下就可见愈伤组织的佐贺清香品种。卢比在0.1mg/L 浓度下有少量愈伤组织,大于未形成愈伤组织的丰香;而在0.15mg/L 和0.2mg/L 浓度下丰香的愈伤组织直径大于卢比。对愈伤组织直径与芽繁殖系数进行了相关分析,相关系数为0.2557,二者无显著相关关系,说明在此实验的培养期间内愈伤组织的形成并未对丛芽增殖造成大的影响。
3 讨论
本实验结果表明,NAA 对草莓离体培养芽增殖的作用随品种而不同。丰香繁殖系数随NAA 浓度增高而降低,NAA 为0 时繁殖系数最高;卢比和佐贺清香则先增后降,分别在添加0.05mg/L 和0.1mg/LNAA 的培养基中得到最佳增殖系数。NAA 浓度达到0.2mg/L 时,3 个品种繁殖系数均显著下降。
草莓是一种在组培快繁过程中极易发生变异的作物[15],许多研究表明,在组织培养的愈伤组织阶段易于产生遗传性的变异。李晓亮等[13]认为NAA 浓度的增加会转变根的发生方式(根从愈伤组织发出),最终影响草莓种苗的综合素质[17]。因此,在芽增殖系数相同的情况下,以不形成或少形成愈伤组织的培养条件为好。本研究中虽然0.05mg/L 和0.1mg/LNAA 中卢比和佐贺清香得到了较高的芽增殖系数,但由于有不同程度的愈伤组织形成,发生变异的风险较大。而在6-BA 添加浓度为0.5mg/L、NAA 为0时,3 个品种均未产生愈伤组织。因此,可以初步认为该激素配比是相对安全的。
有关草莓组培中激素和品种间的互作,袁惠燕在不同6-BA浓度的草莓茎尖培养中观察到,供试草莓品种受激素条件的影响不同可分为两种,稳定型品种茎尖培养易得到良好效果,而敏感型品种只有选择最适激素条件才能获得满意的培养效果[16]。本研究也观察到了基因型与NAA 浓度的互作。因此,种苗离体快繁中有必要为不同品种配套合适的激素浓度。