芦笋组织培养快繁技术
2021-03-29张慧
张慧
(安徽皖垦种业股份有限公司怀远分公司,安徽怀远 233426)
芦笋(Asparagus officinalis L.)又名石刁柏,属百合科天门冬属,雌雄异株,宿根性多年生草本植物。雄性植株矮,分枝多,开花早,发生茎多,幼茎单重小,但产量高。雌性植株高大,分枝稀,开花迟,发生茎很少,幼茎粗大,产量略低。生产上以培养雄株为多。芦笋质地细腻,口感鲜嫩,营养丰富。据国内外研究表明,芦笋中含有大量活性物质,如芦丁、皂苷、维生素E、天门冬氨酸、天门冬酰胺、叶酸以及硒、钼、锰等多种微量元素,具有“123+1”的功效,即“一减”:减肥;“二抗”:抗肿瘤、抗衰老;“三降”:降血压、降血脂、降血糖;“一壮”:壮阳。芦笋是迄今为止唯一能用于制药的蔬菜,已经有几种以芦笋为原料的处方药用于临床,并能增进食欲,帮助消化,被誉为“十大名菜之一”“蔬菜之王”。
我国从20 世纪70 年代开始推广栽培芦笋,由于缺乏适应我国各地区芦笋栽培的品种和科学技术,造成芦笋的产量低、品质差,经济效益不高,严重影响我国芦笋产业的发展。传统的繁殖方法多采用分株繁殖或种子繁殖,但是由于芦笋的遗传性属杂合型,繁殖后代整齐度差、繁殖速度慢、株间差异大等原因,芦笋在繁殖过程中难以保持种子性状的稳定,故而经常存在减产、品质愈劣的现象。而组织培养快繁技术,可以较好地保持良种的优良性状,扩大亲本数量,缩短育种年限,且能够选择性培育出全雄植株,提高产量。
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.1.1 芦笋。供试材料为安徽省蚌埠市怀远县龙亢农场一分场芦笋基地提供的丰岛芦笋嫩茎。
1.1.2 培养基及培养条件。采用MS 为基本培养基,蔗糖浓度 3%,琼脂浓度 0.7%,pH 为 5.8~6.0,并添加不同浓度的激素。培养室内温度为(26±2)℃,光照时间为13 h/d,光照强度为3 000 lx。
1.2 试验方法
1.2.1 不同浓度BA 和NAA 组合对芦笋芽诱导的影响。3—4 月取丰岛新抽出芦笋,去掉茎尖(茎尖不易消毒,易污染),嫩茎先用75%酒精表面消毒10 s,0.1%升汞消毒10 min,再用无菌水冲洗4~5 遍;在超净台中,把嫩茎切成1.4 cm 左右的带节茎段,接种于4 种不同浓度激素组合的培养基(表1)中,每处理5 瓶,每瓶4 棵,每天记录其生长情况。
1.2.2 不同浓度BA 和NAA 组合对芦笋增殖的影响。当芽长到3~4 cm 时,在超净台中分切成茎尖、带腋芽的茎段,接入6 种不同的增殖培养基(表2)上进行继代培养。每处理5 瓶,每瓶4 棵,记录其增殖情况。
1.2.3 不同浓度IBA 和KT 组合对芦笋生根的影响。当苗长到2~4 cm 时,取3~5 mm 的芽接种于9种不同浓度激素组合的培养基(表3)中进行生根培养,每处理10 瓶,每瓶2 棵,30 d 后统计生根情况。
1.2.4 炼苗移栽。当苗高3.0~4.0 cm 时,根长到1.0 cm 以上并有4~55 条根时,即可炼苗移栽。
2 结果与分析
2.1 不同浓度BA 和NAA 组合对芦笋芽诱导的影响
由表4 可知,4 种培养基中均能诱导外植体形成愈伤组织,1 号培养基苗生长正常,第6 天腋芽分化出2~3 个小芽,第7 天基部膨大,有愈伤产生,且颜色呈淡黄,2、3 和4 号培养基茎尖和腋芽有膨大现象,但愈伤颜色不正常,有褐化和玻璃化的表现,且苗生长不正常,如节位畸形。由此得出1 号培养基最适合诱导芦笋芽的培养基,即MS+1.0 mg/L BA+0.1 mg/L NAA(图 1)。
图1 诱导培养基茎段前后生长展示
表1 不同组合的芦笋诱导培养基
表2 不同组合的芦笋增殖培养基
2.2 不同浓度BA 和NAA 组合对芦笋增殖的影响
从表5 可以看出,在相同浓度BA 的条件下,0.1 mg/L NAA 更适合芦笋芽的增殖。芽的增殖系数最大的为8 号培养基,增殖系数为2.70;5 号培养基的增殖系数最小,为1.55。由此得出8 号培养基为最适合增殖芦笋芽的培养基,即MS+0.5 mg/L BA+0.1 mg/L NAA(图 2)。
2.3 不同浓度IBA 和KT 组合对芦笋生根的影响
从表6 可以看出,生根率最高的为15 号培养基,高达75%,且根多,根较粗;当IBA 的浓度为0.5 mg/L时,11、12 和13 号培养基的生根率明显低于其他培养基,且根数少、细、短,得出IBA 浓度过低时并不利于芦笋根系的生长。调节IBA 和KT 的浓度比是调节芦笋根系健康生长的重要因素。综合分析表6 得出15 号培养基是最适合芦笋生根的培养基,即MS+1.0 mg/L IBA+0.03 mg/L KT(图 3)。
2.4 芦笋组培苗炼苗
图2 增殖培养基展示
图3 生根培养基展示
表3 不同组合的芦笋生根培养基
表4 不同培养基诱导结果
表5 不同培养基增殖结果
表6 不同培养基生根结果
炼苗苗床设在温室大棚内,打开培养瓶,倒入适当清水,在阴凉处炼苗3~4 d,将瓶中的试管苗连同培养基倒入温水(30℃左右)中,洗净根部的琼脂,在24 h 内移栽于苗床上,苗床使用成品基质,移栽第1周需用小拱棚覆膜密封,保持空气相对湿度90%以上,7~10 d 开始掀开一侧薄膜透风,逐渐增加透风量,20 d 左右可以全部掀掉薄膜,采用一般幼苗的管理方法进行管理。移栽当天喷施 500 倍多菌灵药液,以后每隔1 周左右喷施杀菌剂1 次,不同的杀菌剂交替使用效果更好。
3 结论与讨论
芦笋组织培养方面的报道很多,鹿志伟等以芦笋高产品种“井岗701”的无菌茎尖为试材,研究不同植物激素浓度组合对其诱导的影响,结果表明,MS+2,4-D 2.0 mg/L+KT 1.0 mg/L 诱导愈伤组织效果最好。董静等利用芦笋杂交F1代种子获得无菌植株,在不同培养基上诱导、增殖和生根,筛选出适宜的诱导、增殖和生根培养基。张元国等以紫芦笋茎尖为外植体进行组织培养,发现了启动培养基、适合紫芦笋雄株增殖的培养基、适合紫芦笋雌株增殖的培养基及生根培养基,生根率高达85%。另外汤泳萍等对芦笋两性株茎尖组培进行了研究,王会礼对芦笋超雄株进行了研究,徐化凌等对芦笋耐盐材料进行了组培研究,包艳存等对芦笋“冠军”亲本进行扩繁研究,可以看出众多研究者针对芦笋不同特性及性别等对其组培快繁技术进行了大量的研究和报道,但目前组培苗生产较低仍是芦笋快繁亟待解决的关键问题。因此该研究在查阅相关报道的基础上,对公布的培养基进行优化和选择,利用丰岛芦笋的嫩茎为外植体,筛选效果较好的芦笋诱导、增殖和生根培养基,即诱导培养基为MS+1.0 mg/L BA+0.1 mg/L NAA,增殖培养基为MS+0.5 mg/L BA+0.1 mg/L NAA,生根培养基为MS+1.0 mg/L IBA+0.03 mg/L KT,并利用3~5 mm 长的芽进行生根培养,生根率最高达到75%,炼苗成活率达90%以上。
针对芦笋颜色、性别等因素的快繁是该研究所欠缺的,若建立芦笋完整的扩繁技术体系需进一步研究。此外,该研究仅采用丰岛一个芦笋品种进行组培扩繁研究,筛选出的培养基是否适合其他基因型材料也有待进一步验证。