隋珠草莓组培快繁体系的建立
2021-10-18杨梦梦
靳 然 杨梦梦
(南阳农业职业学院 河南南阳 473000)
草莓是蔷薇科草本植物,果肉中营养价值丰富,深受广大人民群众喜爱。隋珠草莓植株高大,长势强旺,成熟早,抗病能力强,产量要比红颜草莓更高,约是红颜草莓的1.5 倍[1]。隋珠草莓种植将成为多地经济发展和农民增收的重要途径。
传统草莓繁殖方式为匍匐茎繁殖或分株繁殖,但营养繁殖育苗,体内病毒累积,导致草莓植株矮小、果实畸形,种苗退化,产量和品质严重下降。植物组织培养技术可有效解决这一问题[2]。
目前关于隋珠草莓组织培养快繁研究较少。为此,文章以隋珠草莓的茎尖为外植体,建立简单易行的隋珠草莓组培快繁体系,以期为隋珠草莓的规模化工厂生产提供完整可行的技术支持,更好地促进草莓的种植发展。
1 材料与方法
1.1 材料
供试的草莓品种为隋珠,采用匍匐茎的茎尖为试验材料,所有材料来源一致,采摘于长江路生态草莓园。
1.2 试验方法
1.2.1 取样
选择生长健壮的草莓植株,剪取植株上顶芽饱满,并且小叶尚未展开的匍匐茎放入玻璃烧杯中备用。
1.2.2 外植体的预处理和消毒
将匍匐茎茎尖放在洗洁精或洗衣粉的水溶液中浸泡3 min~5 min,用软毛刷轻轻刷洗除去表面尘土后用自来水冲洗干净,再用流水冲洗3 h~4 h,装入干净玻璃瓶放置到超净工作台备用。在超净工作台上用75%的酒精浸泡30 s,无菌水冲洗2 次~3 次,后转入浓度为0.1%的升汞溶液中处理8 min,无菌水冲洗5 次~6 次,放入无菌盘中,用无菌吸水纸吸取表面水分,切取2 mm茎尖备用。
1.2.3 初代培养诱导不定芽
MS为基本培养基,使用不同浓度的激素配比组合诱导不定芽。添加6-BA、NAA两种激素,设置6个处理,6-BA浓度为0.50 mg/L、1.00 mg/L,NAA浓度为0.02 mg/L、0.05 mg/L,标号A1~A6。每处理接种30 瓶,每瓶接1个消毒茎尖,后置于培养室培养,温度25 ℃,光照强度2 000 lx~3 000 lx。30 d后观察生长情况。
1.2.4 增殖培养
选取长势一致的不定芽转接入不同激素配比的增殖培养基进行增殖培养。增殖培养基添加不同浓度的6-BA、NAA、2,4-D,共设置8个处理,6-BA浓度为0.50 mg/L、1.00 mg/L,NAA浓度为0.05 mg/L、0.10 mg/L,2,4-D浓度为0.05 mg/L、0.10 mg/L,标记为B1~B8。培养基中添加30 g/L蔗糖和7 g/L琼脂,每个处理接种30 瓶,每瓶接种2株,30 d后观察丛生芽的生长状况。
1.2.5 生根培养
将生长健壮、生长状况一致3 cm~4 cm的隋珠草莓苗分株接种至生根培养基上,生根培养基可采用MS、1/2MS为基本培养基,分别添加0.10 mg/L、0.30 mg/L的IBA,共设置4个处理,标记为C1~C4,每个处理接种30 瓶,每瓶接种1 株~2 株,30 d后观察组培苗的生根情况。
1.2.6 驯化移栽
将生根2 cm以上、长势良好的组培苗先进行炼苗,在炼苗室放置2 d,半开封口2 d,随后全部去除封口盖3 d~4 d,让组培苗逐步适应外界环境。经炼苗后把隋珠草莓苗从培养瓶中取出,清水洗净附着在根部的培养基后用于移栽。移栽的基质选择三种:草炭与蛭石的比例分别为2∶1、1∶1、1∶2,记为D1~D3。前期保证水分供应充足,2周后观察统计成活率。
2 结果与分析
2.1 无菌组培苗的建立
外植体的灭菌是无菌组培苗建立的前提。75%的酒精+0.1%的升汞溶液灭菌效果良好。隋珠草莓匍匐茎茎尖污染率为42.6%,死亡率达13.7%。
2.2 初代培养
将消毒灭菌的隋珠草莓匍匐茎茎尖接种于A1~A6培养基中,接种7 d后,在生长点基部首先出现绿色芽点,随后不断长大,在16 d~18 d后萌发出幼芽。由表1可看出,在相同培养条件下,诱导不定芽分化的最佳培养基为MS+6-BA0.50 mg/L+NAA0.02 mg/L。当6-BA浓度为0.50 mg/L时,不定芽萌发率随着NAA浓度的升高先上升后下降。NAA浓度一定时,6-BA浓度的升高反而使不定芽萌发率下降(如A2与A5对比,A3与A6对比),且A4和A6处理下不定芽萌发率差异不大。
表1 不定芽诱导结果
2.3 增殖培养
将隋珠草莓生长一致的不定芽转接入增殖培养基中,表2结果可以看出,不同培养基处理的增殖倍数差异明显,增殖培养最佳培养基为MS+6-BA0.50 mg/L+NAA0.05 mg/L,在该种激素配比下,丛生芽生长健壮。当6-BA浓度一定时,6-BA和NAA的组合促进不定芽增殖的效果要优于6-BA和2,4-D组合。在6-BA和NAA的组合中,NAA浓度一定时,随着6-BA浓度的升高,增殖倍数反而下降,即6-BA浓度为0.50 mg/L时促进增殖的效果要优于6-BA浓度为1.00 mg/L处理组。
表2 不定芽增殖结果
2.4 生根培养
当隋珠草莓苗长至3 cm~4 cm时,移至生根培养基中诱导生根。从表3可以看出,诱导生根的最佳培养基为1/2MS+IBA0.10 mg/L。不同培养基处理对生根率影响不大,1/2MS培养基诱导生根效果稍优于MS培养基。加入IBA后更有利于根的发生,当IBA浓度为0.10 mg/L时,生根条数最大,但较高浓度IBA反而会抑制根的萌发。
表3 生根培养结果
2.5 驯化移栽
将炼苗后草莓苗移栽到不同基质,14 d后统计成活率。表4可以看出,不同移栽基质中组培苗成活率差异不明显,最优移栽基质为草炭∶蛭石=1∶1。移栽2 周后生长达到稳定,平均株高约4.8 cm,根系发达,生长健壮。
表4 不同基质对隋珠草莓苗成活率的影响
3 结论与讨论
隋珠草莓组培快繁研究中,外植体选用匍匐茎茎尖,用0.1%的升汞溶液消毒8 min,灭菌效果良好,成活率达86.3%。本试验中,选用MS培养基,向其添加不同浓度的6-BA、NAA、2,4-D来进行隋珠草莓苗茎尖初代培养、增殖培养的研究。对于不定芽的诱导,最佳培养基是MS+6-BA0.50 mg/L+NAA0.02 mg/L,萌发率高达86.7%。在初代培养阶段,以红颜草莓为材料,邓渊确定促进草莓萌发的6-BA最适浓度为0.50 mg/L[3],与本试验结果相一致。
草莓组培苗的增殖培养阶段,受多种植物激素影响,6-BA与NAA的组合促进不定芽增殖的效果要优于6-BA和2,4-D组合。对于隋珠草莓,增殖培养的最适宜培养基为MS+6-BA0.50 mg/L+NAA0.05 mg/L。此外6-BA浓度升高增殖倍数反而会有所下降,在今后的研究中,可探究低浓度6-BA对增殖培养的影响,一方面可节约成本,另一方面有利于丛生芽生长健壮。
生根培养阶段,选用了MS与1/2MS比较来研究基础培养基对生根的影响,结果表明:1/2MS在生根率、生根数上都要稍优于MS培养基。同时适宜浓度的IBA能够促进根的萌发,较低浓度能够促进根的发生,高浓度反而抑制生根,隋珠草莓苗生根培养的最佳培养基为1/2MS+IBA0.1 mg/L。该结果与其他报道的草莓品种差异不大,说明各草莓品种对于激素诱导生根的差异较小。
驯化移栽阶段,一般需要在炼苗室培育7 d左右,使组培苗逐渐适宜外界环境便于移栽。本研究中选用的移栽基质对成活率的影响差异不明显,最适宜的移栽基质为草炭∶蛭石=1∶1,成活率高达89.3%。移栽后的管理也比较重要,初期要勤浇水,搭拱棚遮阴,1 周后可喷施营养水,2 周后可补充喷施氮肥,4 周后即可长成商品苗。