天目琼花组培快繁技术体系的优化
2021-12-08王红宝丁丁郑伶杰王金禹1郑丽锦郭艳超
王红宝 丁丁 郑伶杰 王金禹1 郑丽锦 郭艳超
摘要:为获得一套完整高效的天目琼花组培快繁技术体系,以河北滨海地区天目琼花带腋芽茎段为试验材料,系统分析了外植体的消毒方法,不同激素配比及浓度对天目琼花腋芽诱导、不定芽增殖、不定芽生根和水培炼苗移栽的影响。结果表明,外植体最佳灭菌方法是依次用75%乙醇处理40 s、2% NaClO处理3 min、0.1% HgCl2处理3 min,成活率为58.33%;MS+0.2 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA为初代芽诱导的理想培养基,诱导率为91.67%;不定芽增殖以MS+0.5 mg/L 6-BA+0.2 mg/L NAA培养基效果佳,株高为6.04 cm,增殖系数可达7;不定芽生根最适配方为 1/2MS+1.5 mg/L NAA,可诱导出健壮发达的根系,生根率为92.2%;生根苗移栽基质为草炭 ∶蛭石=1 ∶1,成活率达100%。研究成果更符合工厂化育苗的要求,为天目琼花产业化生产提供技术支持。
关键词:天目琼花;不定芽;增殖;生根;快速繁殖
中图分类号: S684.04+3 文献标志码: A
文章编号:1002-1302(2021)22-0059-05
收稿日期:2021-03-24
基金项目:河北省重点研发项目(编号:16226322D);河北省农林科学院创新工程(编号:2019-1-6-3)。
作者简介:王红宝(1992—),女,河北石家庄人,硕士,助理研究员,主要从事植物抗逆生理生态及分子遗传育种研究。E-mail:1252146220@qq.com。
通信作者:郭艳超,博士,研究员,主要从事植物抗逆生理生态及分子遗传育种研究。E-mail:guoyanchao2008@sina.com。
天目琼花(Viburnum sargentii)属忍冬科(Caprifoliaceae)红果类荚蒾属(Viburnum L.)落叶灌木,别称佛头花[1]。天目琼花夏天开白花,花瓣宛如蝴蝶,叶片具掌状三出脉;秋天叶片变红,浆果近似球形;秋冬呈鲜红色[2]。天目琼花作为一种优良的观花观果灌木,被广泛种植于林缘或道路两旁等[3];此外还具有丰富的药用、保健价值,其中果实中黄酮类、酚类物质含量丰富[4],具有抗氧化活性,广泛应用于调控氧化应激和炎症反应研究[5],茎中含有人体必需的脂肪酸,可用于治疗类风湿性关节炎[6]。该树种在观赏和药用方面都具有较好的市场发展前景。
天目琼花一般采用扦插繁殖[7-8],易受季节和取材数量等因素限制,且出苗不整齐,而组织培养技术生产具有繁殖快、成本低、保持母本优良性状等优点[9-11]。目前,有关荚蒾属类植物的组织培养的研究已有报道[12-14],但研究材料来自不同品种和地区,不同培养阶段选择的外植体、激素种类及配比浓度也不尽相同[12-13],有的至今未形成完整的快繁体系,导致组培苗质量、诱导率和增殖系数等关键技术方面存在差异[15]。因此,本研究以河北滨海地区天目琼花带芽茎段为试材,通过适时取材、合理消毒、优化激素种类配比和浓度,旨在建立一套成活率高、苗木质量好、育苗时间短的高效快繁技术体系,为天目琼花快繁、开发利用和种苗规模化生产提供科学依据和技术支撑,也为后期多倍体诱导获得观赏性更佳和抗逆性更强的天目琼花新品种奠定基础。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试材料为滨海农业研究所试验基地的天目琼花,于2020年5月中旬晴天的上午采集腋芽饱满的嫩枝作为外植体。
1.2 试验方法
1.2.1 外植体消毒处理 选择生长健壮且无病虫害、带饱满腋芽的天目琼花嫩枝,剪去叶片,于洗洁精水浸泡0.5 h,并用自来水冲洗1 h[16]。在超净工作台上将嫩枝剪成长度1.5~2.0 cm且带1~2个腋芽的茎段,75%乙醇(C2H5OH)震荡清洗40 s,然后分别使用2% NaClO溶液和0.1% HgCl2溶液进行消毒,消毒时间分别为1、3、5 min。消毒结束后用无菌水震荡清洗5次,接种到MS空白培养基上。2周后统计其污染率和存活率。
1.2.2 初代芽诱导 将无菌萌发腋芽茎段接种到添加不同浓度6-BA(0.1、0.2 mg/L)和不同浓度NAA(0、0.1 mg/L)的MS培养基上进行初代芽诱导萌发。接种后观察腋芽萌发时间及生长情况,2周后统计诱导率。
1.2.3 不定芽增殖 选择生长健壮且长度 1.0~1.5 cm 的初代芽,接种在以MS为基本培养基,添加不同浓度6-BA(0.3、0.5、0.8、1.0 mg/L)和 0.2 mg/L NAA,进行不定芽增殖培养。4周后观察其生长状况,统计株高、增殖系数。
1.2.4 不定芽生根诱导 以继代增殖后的优质无根苗为材料,去除全部叶片,将苗茎切成带1~2个不定芽的茎段。以1/2MS为基本培养基,添加不同浓度的NAA(0.5、1.0、1.5、2.0 mg/L),进行生根诱导培养。1周后观察生根苗生长情况,4周后统计根系数量、根长及生根率。
1.2.5 炼苗移栽与田间培养 选择根系健壮发达且根长约3 cm的组培苗进行炼苗,用清水洗掉残留培养基,放入水培盆覆上保鲜膜,置于组培室水培 3~5 d,然后移栽至不同基质中,保持湿度70%~80%,温度25 ℃左右。观察移栽苗的生长状况,记录其成活率。待移栽苗高度超過10 cm时,将其移至田间,正常浇水施肥管理。
1.2.6 培养基配制及培养条件 上述所有培养阶段每个处理5瓶,每瓶接种3个带腋芽茎段、不定芽或组培苗,重复3次。所有培养基均添加30 g/L蔗糖、7.5 g/L琼脂,pH值调至5.8~5.9[13],培养温度为(25±2) ℃,光照度为2 000~3 000 lx,光照时间为14 h/d。
组培苗移栽成活率是检验组织培养技术体系是否成熟的关键[32-33],光照、温度、栽培基质透气性和蓄水保肥能力是决定组培苗能否成活的重要因素[32]。本试验采用草炭和蛭石作为培养基质,研究发现等体积草炭和蛭石混合基质比使用单一基质的成活率高,可能由于天目琼花组培苗前期生长相对比较缓慢,混合基质含有丰富的水分和营养,满足了天目琼花组培苗的生长需求。
综上所述,本研究建立了完整的天目琼花快繁技术,并优化了组培快繁过程中不同时期的最适培养条件:外植体消毒的最佳方法为75%乙醇 40 s、2% NaClO 3 min、0.1% HgCl2 3 min;初代诱导理想培养基为MS+0.2 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA;不定芽增殖效果最好的培养基为MS+0.5 mg/L 6-BA+0.2 mg/L NAA;最适宜生根培养基为 1/2MS+1.5 mg/L NAA;1 ∶1的草炭 ∶蛭石为最合适的移栽基质。该培养体系不仅有效缩短了育苗时间,而且明显提高了天目琼花不定芽诱导率、增殖系数、生根率及组培苗质量。本研究可为天目琼花的规模化繁育提供技术支撑。
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