泓森槐茎段愈伤组织形成及继代增殖的研究①
2020-10-26李红侠丁文萍周志潼郭澳明
李红侠,王 杰,丁文萍,周志潼,郭澳明,陈 颖
(宿州学院生物与食品工程学院,安徽 宿州 234000)
0 引 言
泓森槐属于蝶形花科刺槐属的落叶乔木[1]。树干直而高,树冠狭窄,形态优美,花白色,具有食用价值,根部因含根瘤菌,因此具有固氮作用。由于有一定的耐盐碱性[2],所以适应范围广[3]。同时,泓森槐生长快,在土壤改良,水土保持以及森林防护方面具有较大的贡献,是一种市场潜力很大的速产丰产树种[4]。由于生长迅速所以出材快,经济价值较高,每年的价格不断攀升,带来了巨大的经济效益。在生态环境的改善方面也具有重要作用[5-6]。在4-5月份正是杨絮“纷雪”的时候,对环境造成极大的污染,黏附在蔬菜、果树或农作物上,严重影响它们的生长[7]。人们每年都会被纷飞的杨絮深受其扰,而泓森槐便能代替杨树,是既不会产生大量的杨絮又能获得高产的树种。
植物组织培养是利用植物细胞的全能性,在适宜条件下,植物体任何一个细胞都具备发育成为一个完整植株的潜力[8-9]。植物组织培养则可加快植株的繁育进程,增大生长发育速度,培育无毒苗。本实验采用泓森槐的茎为外植体,诱导愈伤组织形成进一步分化,形成根获得完整植株,组培快繁育苗,既可以降低企业生产成本,又可以在短时间内获得足够多的无菌无病毒种苗解决泓森槐的苗木紧缺,满足市场的需求。
1 材料与方法
1.1 试验材料
泓森槐的外植体(由宿州市农业科学院提供)。
1.2 试验方法
1.2.1 外植体处理
剪取一年生或当年生枝条,去除叶片和叶柄于桶中,放入洗衣粉,流水冲洗1-2h,清洗干净后拿入超净工作台进行进一步消毒。用无菌剪刀将外植体截取带有一个腋芽的茎段2cm左右,放入三角瓶中倒入75 %的乙醇进行消毒2-3min,其间不停摇晃,用无菌水洗涤外植体4次,每次2-3min。然后用0.1 %氯化汞消毒,8-10min,无菌水洗涤7-8次,每次清洗3-5min,清洗好的外植体置于无菌滤纸上备用。
1.2.2 试验设计
初代培养:以MS培养基为基本培养基,并稍作改动(在大量元素中增加了硝酸钙),激素有6-BA,NAA,ZT,质量浓度设置0.5,1,1.5mg/L,激素组合见表1。白糖30g/L,琼脂粉7g/L,pH6.5-6.8,7个处理,每个处理接50瓶,每瓶1个,15天后统计外植体分化率和愈伤组织的形成情况。诱导分化继代培养:以MS培养基为基本培养基,白糖25g/L,琼脂粉7g/L,pH6.5-6.8,激素的种类、浓度以及组合搭配见表2。8个处理,每个处理接50瓶,每瓶2-3个,15-20天后统计愈伤组织继代增殖情况。
2 结果与分析
2.1 不同激素浓度对外植体不定芽分化及愈伤组织形成的影响
植株的分化受植物激素的影响,它能在较低浓度下调节植物的生长与发育[10]。将处理好的泓森槐茎段,接在不同浓度激素的培养基中,接种7天后,不定芽开始形成长出,第10天开始有愈伤组织出现,接种20天后,统计不定芽分化率及愈伤组织的形成数量,由表1可知,不同浓度激素配比,不定芽的分化和愈伤组织形成的数量是不相同的,在NAA浓度为0.5mg/L,6-BA的浓度1mg/L时,不定芽的分化率最高,达到97.12%。愈伤组织的诱导率也最高,达到87.33%,愈伤组织的状态也最好(见图1);当NAA的浓度为1mg/L,6-BA的浓度0.5-1.5mg/L范围,不定芽的分化率和愈伤组织的诱导率随着6-BA的浓度增加而增加,这与当细胞分裂素的浓度大于细胞生长素的浓度时,利于芽的形成[11]是一致的。NAA的浓度为0.5mg/L,ZT的浓度1mg/L,不定芽的分化率达到86.72%,愈伤组织的诱导率为83.82%,愈伤组织的状态较好,见图2。当NAA的浓度为0.5mg/L,ZT浓度为1-1.5mg/L的时,不定芽的分化率和愈伤组织的诱导率都高于NAA的浓度为1mg/L。有实验结果来看,在NAA为1mg/L,6-BA的浓度0.5mg/L对泓森槐组培形成愈伤组织的诱导率最差,见图3。
表1 不同浓度激素配比对不定芽及愈伤组织形成的影响
图1 NAA0.5mg/L,6-BA1mg/L 图2 NAA0.5mg/L,ZT1mg/L 图3 NAA1mg/L,ZT1mg/L
2.2 不同浓度激素组合对愈伤组织不定芽分化影响
将愈伤组织接种到不同浓度激素配比的培养基中,培养20 d,不同浓度激素组合对愈伤组织诱导芽分化结果不同,当NAA的浓度为0.3mg/L,6-BA为1mg/L时(组合7),诱导愈伤组织分化形成不定芽数最多,成芽率为76%, 效果较好,结果见表2。不定芽的叶色浓绿,长势较好见图4;其次是6号组合,成芽率为 74%,长势见图5,组合效果最不理想的是5号组合,成芽率只有36%,长势见图6。综合考虑,认为诱导愈伤组织分化成不定芽,最理想的激素组合和浓度是1 mg/L 6-BA+0.3 mg/L NAA。
表2 不同浓度激素组合对愈伤组织不定芽分化影响
图4 NAA0.3mg/L,ZT1mg/L 图5 NAA0.2mg/L,6-BA、ZT0.5mg/L 图6 NAA0.3mg/L,ZT0.5mg/L
3 结 论
在泓森槐组织培养时,外植体应选择当年生的枝条较好,生活力强,老的组织,生活能力相对较弱些,虽然从理论上植物体的组织或器官都能培养出再生植株,但植物的生理状态、取材时间、部位等,对其分化能力是有影响的[12]。从试验结果可知,对泓森槐不定芽形成最佳的培养基配方,培养基MS,激素NAA和6-BA,它们的用量为0.5mg/L和1mg/L,形成的愈伤诱导率为87.33%。愈伤组织进一步分化成不定芽的最佳培养基配方,培养基MS,激素NAA和6-BA,浓度分别是0.3mg/L和1mg/L。ZT激素在泓森槐组织培养中,效果不如NAA和6-BA,但ZT在蓝莓的组织培养中,效果较好[13],这说明不同植物对激素的种类要求不同,选择合适的激素类型,对组织培养是否成功,非常重要。泓森槐由于生长快,全身是宝,又不像杨树那样飘絮,污染环境,是一种代替杨树的最好树种,大力快速繁殖,满足生产需求,意义重大。