紫葉挪威槭的組織培養及其生根的研究

竇 玥,郭海軍,邸圓媛,王關林

(遼寧師范大學植物重點實驗室,遼寧大連 116029)

紫葉挪威槭的組織培養及其生根的研究

竇 玥,郭海軍,邸圓媛,王關林

(遼寧師范大學植物重點實驗室,遼寧大連 116029)

為解決紫葉挪威槭生根難的問題,研究了激素配比、蔗糖濃度、木質化程度及活性炭濃度幾個因素對根誘導的影響。結果表明,紫葉挪威槭最佳生根培養基為MS+ IBA(0.4 mg·L-1)+NAA(0.1 mg·L-1),附加 25 g·L-1的蔗糖和 0.5 g·L-1的活性炭,生根率高達 74.26%。

紫葉挪威槭;組織培養;生根

紫葉挪威槭 (Acer platanoides L.),又名國王楓、紅帝挪威槭,是一種落葉喬木。該樹種因葉片隨季節的變化而呈現不同的顏色,在歐美地區非常流行,常作為觀賞植物被栽植在公路或街道兩旁[1]。因其生命力旺盛,容易移栽,適應能力較強,抗逆性好,在中國東北三省均能良好生長,從而彌補了中國紅楓和日本紅楓生長周期長、夏季葉片焦邊、冬季不耐寒的弱點。隨著人們生活水平的提高,對彩葉樹種的需求也隨之增加,如何提高彩葉樹的移栽成活率成為人們普遍關注的問題。

由于紫葉挪威槭試管苗不易生根,故其組培試管苗的栽植成功率低,從而制約了該樹種試管苗的大面積推廣。目前,在金葉槭 (Acer negundo‘Aurea’)、粉葉復葉槭 (Acer negundo‘Flam ingo’)的組織培養方面的研究已有報道[2-3],而關于紫葉挪威槭的研究報導卻很少。眾多研究表明,植物組培苗的生根質量與外源激素、木質化程度、蔗糖濃度及活性炭等多種因素密切相關[4-7]。本文在紫葉挪威槭組培苗休眠芽的誘導與植株再生的基礎上對影響生根的因素作了進一步的研究[8],解決了紫葉挪威槭生根較難的問題,為其大面積推廣種植奠定了理論和技術基礎。

1 材料與方法

1.1 材料

2009年 3月,于大連市人民廣場一帶采集挪威槭的休眠芽,并以此為外植體,接種于芽誘導培養基中進行組織培養[3]。待其長出植株后,將其轉入不同處理的根誘導培養基中,用于研究不同處理對根誘導的影響。

1.2 方法

1.2.1 基本培養基及激素成分

(1)芽啟動培養基:以 MS為基本培養基,附加外源激素 NAA(0.05 mg·L-1)、6-BA(1.5 mg·L-1)、GA(1.0 mg·L-1)及水解酪蛋白(300～400 mg·L-1)[8]。

(2)繼代培養基:以 MS為基本培養基,附加外源激素 NAA(0.05 mg·L-1)、6-BA(1.0 mg·L-1)、GA(1.0 mg·L-1)及水解酪蛋白 (300～400 mg·L-1)[8]。

1.2.2 培養基成分優化

1.2.2.1 外源激素對生根的影響

將 90瓶用于生根的挪威槭的試管苗接種于附加不同濃度的 IBA(0.2,0.4,0.8 mg·L-1)和NAA(0.05,0.1,0.2 mg·L-1)的 MS培養基上,每種培養基接 30瓶,3種不同激素濃度配比均附加 0.3 mg·L-1的 6-BA,觀察統計不同激素配比中根長、根的數量以及生根率有何不同。

1.2.2.2 木質化程度對生根的影響

選取木質化程度不同的 3種試管苗,每種 30瓶和 30瓶生長旺盛且長勢相近的試管苗作為對照,編號 M0,M1,M2,M3。M0為生長旺盛沒有木質化的對照組;M1為愈傷組織呈深綠且略帶些黃色,長勢一般,剛剛基部開始木質化的試管苗;M2為愈傷組織完全變黃,長勢不好,基部輕微有些木質化的試管苗;M3為愈傷組織呈黃褐色,并且基部有死亡,木質化程度較嚴重的試管苗。將這 4種試管苗接種于上述激素配比試驗中效果比較好的培養基中進行培養,定期觀察其生根情況,比較木質化程度對根長、根的數量及生根率的影響。

1.2.2.3 蔗糖濃度對生根的影響

以MS為基本培養基,附加 0.4 mg·L-1的I

BA和 0.1 mg·L-1的 NAA,分別配制 10,25,40 mg·L-13個蔗糖濃度的培養基,每個處理 35瓶,觀察不同的蔗糖濃度對槭樹生根的影響。

2 結果與分析

2.1 外源激素配比對根誘導的影響

研究結果表明, IBA與 NAA結合使用能夠促進槭樹的生根,當這兩種激素的濃度較低時 ( IBA為 0.2 mg·L-1,NAA為 0.05 mg·L-1),根的誘導率較低,僅為 43.5%(見表 1),并且誘導出的根的數量比較少,通常只有 2～3條 (如圖 1a)。若同時提高這兩種激素的濃度 ( IBA為 0.4 mg·L-1,NAA為 0.1 mg·L-1),新生根的數量有所增加,可達到 7～8條 (如圖 1b)。當繼續增加兩種激素的濃度時 ( IBA為 0.8 mg·L-1,NAA為 0.2 mg·L-1),根的誘導率反而降低,僅為 59.65%,而且表現出芽的生長狀態不好,葉片開始變黃。因此,考慮到既不影響試管苗的生長又能提高試管苗生根率等因素,確定槭樹生根的培養基的基本成分為MS+6-BA(0.3 mg·L-1)+ IBA(0.4 mg·L-1)+NAA(0.1 mg·L-1)。

表 1 激素配比對紫葉挪威槭試管苗生根的影響

圖 1 激素配比誘導紫葉挪威槭生根情況

2.2 木質化程度對根誘導的影響

研究表明,發生木質化的細胞的透氣性差,也不易吸水,最后會導致細胞內原生質體完全消失。因此,木質化程度不同,試管苗生根能力也不同。木質化程度對生根的影響見表 2。

表 2 木質化程度對生根的影響

從表 2可以看到,對照組中M0的生根率較高,達到 73.3%,平均根數為 7.22條,平均根長度也較長為 1.54 cm,而且苗的長勢也好;M1因是愈傷組織開始木質化的組培苗,其生根誘導率開始降低,僅為 56.7%,誘導出的根雖粗,但其根的數量和長度都相應減少了,分別為 6.41條和 1.12 cm。雖然組培苗生長正常,但其莖較短,沒有正常苗挺拔;M2為已剛表現木質化的組培苗,其生根的誘導率繼續降低,僅為 13.3%,致使生根的誘導很困難,生出的根條數少,長度短,而且苗長勢一般,這樣的試管苗未伸出莖,但葉片增多,葉片較窄且顏色不鮮艷;M3為木質化程度較高的組培苗,將其接種于根誘導培養基中未能誘導出根系,而且試管苗漸漸變黃直至死亡。由此可知,組培苗的木質化程度對于誘導生根存在很大影響。表明木質化程度是誘導槭樹生根時應該考慮的一個重要因素。

2.3 蔗糖濃度對挪威槭生根的影響

蔗糖濃度對挪威槭生根的影響見表 3。由表3可知,蔗糖濃度不同,苗的生長情況不同,根的誘導情況也不同。在 10 g·L-1和 40 g·L-1的蔗糖濃度下,生根的誘導率很低,分別為 25.7%和22.9%,而且苗的生長狀態也不好,葉片均出現黃化的現象,高濃度的蔗糖反而對生根產生了抑制作用;在蔗糖濃度為 25 g·L-1時,生根率高達74.3%,根的數量有了明顯的增加,苗生長旺盛,葉片嫩綠,莖挺拔。研究認為,25 g·L-1的是挪威槭根誘導適合的蔗糖濃度。

表 3 蔗糖濃度對挪威槭生根的影響

3 結 論

3.1 外源激素 6-BA對生根的影響

在對紫葉挪威槭進行組織培養研究中發現,由于芽誘導以及繼代培養次數增多,常導致試管苗老化或生長較微弱,以致移栽困難。較多研究表明,草本植物的細胞分裂快,而木本植物細胞的分裂速度慢,因此,在根誘導過程中,加入一定濃度的 6-BA可以促進細胞分裂,加快試管苗的生長,從而起到壯苗和提高移栽成活率的效果。

3.2 內源酚類物質對生根的影響

研究發現,部分挪威槭試管苗的基部膨大明顯,并且存在褐化的現象。究其原因,可能在木本植物中存在內源酚類物質,這些物質的種類和含量會影響根的形態建成,有些會對根的形成產生抑制作用。活性炭能夠吸附植物分泌的一些內源激素,促進植物的生根,避免植物由于自身分泌的一些內源激素而導致植物基部產生褐化的現象[9]。然而,由于內源酚類物質的種類不同,其產生的效果也不同。有些內源酚類物質也會對生根產生促進作用,因此,分清哪些內源酚類物質有促進作用和哪些有抑制作用還有待于進一步研究。

[1]錢又宇,薛雋.世界著名觀賞樹木挪威槭與亞歐槭(桐葉槭)[J].園林,2008,44(5):60-61.

[2]李艷敏,孟月娥,趙秀山,等.金葉復葉槭組織培養技術研究[J].河南農業科學,2008,36(7):98-99.

[3]李艷敏,孟月娥,趙秀山,等.粉葉復葉槭的組織培養和快速繁殖[J].植物生理學通訊,2007,43(5):895.

[4]高紅兵,王朋飛,刁紹啟,等.6-BA對酸櫻桃組培苗 4種內源激素質量分數動態變化的影響[J].東北林業大學學報,2007,50(7):46-48.

[5]郭韓玲,趙亞麗,梁建軍.培養基蔗糖濃度對蘋果組培苗擴繁和生根的影響 [J].山西果樹,2006,26(5):11-12.

[6]張素勤,鄒志榮,耿廣東,等.活性炭對非洲菊組培苗的生根誘導和移栽基質的篩選[J].北方園藝,2008,31(5):207-208.

[7]徐春明,趙兵,耿楠,等.植物激素和活性炭對新疆雪蓮組培苗生根的影響[J].中國農學通報,2006,22(2):41-43.

[8]王靜,王關林,華蜻,等.紫葉挪威槭的休眠芽培養與植株再生[J].植物生理學通訊,2007,43(10):896.

[9]王靜.高寒地區植物中酚類物質含量動態及其與抗寒性關系的研究[D/OL].[2010-02-11].中國優秀碩士學位論文全文數據庫,2005.http://ln.wanfangdata.com.cn/D/Thesis_Y724226.aspx.

Study on Tissue Culture and Rooting ofAcer platanoides‘Cr im son King’

DOU yue,GUO Ha i-jun,D IYuan-yuan,WANG Guan-lin
(KeyLaboratory of Plants,LiaoningNor malUniversity,Dalian Liaoning 116029,China)

In order to solve the problem of the difficult rooting ofAcer platanoides‘Crimson King’,we studied the effects of hor mone combination,sucrose concentration,lignification degree and active carbon concentration on its root induction.The result shows that the optimal rootingmedium isMS+ IBA(0.4 mg·L-1)+NAA(0.1mg·L-1)modifiedwith 25 g·L-1sucrose and 0.5 g·L-1active carbon,underwhich condition the rooting rate increased to 74.26%.

Acer platanoides;tissue culture;rooting

S792

A

1009-315X(2010)03-0206-03

2009-10-28

竇玥 (1984-),女,遼寧盤錦人,遼寧師范大學生命科學學院碩士研究生,主要從事植物基因工程研究。

王關林 (1943-),男,浙江海鹽人,教授,博士生導師,主要從事植物基因工程研究,E-mail:guanlinwang@163.com。

(責任編輯 鄒永紅)