荸薺不同組培快繁方式的對比研究

荸薺不同組培快繁方式的對比研究

高美萍，陳麗娟，蔡炳華，江文，郭暢，董偉清，閉志強
（廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所，南寧，530007）

以廣西農(nóng)科院生物所選育的荸薺組培苗桂蹄2號為材料，利用間歇浸沒式生物反應(yīng)器（TIBs）與傳統(tǒng)固體組培進行快繁培養(yǎng)，對比研究兩種技術(shù)體系。研究結(jié)果表明，TIBs系統(tǒng)可使荸薺組織培養(yǎng)一代增殖40倍以上，遠遠高于傳統(tǒng)方法，且培養(yǎng)出的植株分蘗多，葉狀莖粗，生根少，長勢好。

荸薺；間歇浸沒式生物反應(yīng)器（TIBs）；固體組培；增殖；植株生長勢

1 材料與方法

1.1 試驗材料

荸薺材料，經(jīng)過莖尖培養(yǎng)脫毒的桂蹄2號第五代繼代苗，由廣西農(nóng)科院生物技術(shù)研究所提供。固體培養(yǎng)參照杭玲等[13]和林輝鋒等[14]組培快繁技術(shù)設(shè)計，培養(yǎng)瓶為250 mL翠綠色玻璃瓶，瓶高13 cm，直徑7 cm，固體培養(yǎng)基體積30 mL，凝固劑用卡拉膠。TIBs系統(tǒng)根據(jù)Lorenzo等[15]的設(shè)計思路建立，TIBs系統(tǒng)中培養(yǎng)瓶和儲液瓶分別為2.5、3.0 L的廣口無色玻璃瓶和三角瓶，瓶高分別為26、30 cm，直徑分別14、15 cm。儲液瓶中液體培養(yǎng)基體積為1 L。

1.2 試驗方法

TIBs系統(tǒng)各參數(shù)參照Lorenzo等的設(shè)計方案，即間歇頻率按浸沒1 min間歇3 h、接種密度為10叢/瓶，每15棵芽為一叢。TIBs系統(tǒng)增殖培養(yǎng)階段為40 d。固體培養(yǎng)試驗繼代接種密度為5叢/瓶，20 d繼代1次。以上各試驗均采用相同培養(yǎng)環(huán)境和培養(yǎng)基成分，即光強1 500 lx；光周期：16 h光照，8 h黑暗；溫度25～28℃的培養(yǎng)環(huán)境。培養(yǎng)基繼代增殖成分：MS+6-BA 1.5 mg/L+NAA 0.01 mg/L+白糖30 g/L。TIBs系統(tǒng)5套，固體培養(yǎng)10瓶。每隔10 d拍照記錄一次，40 d后統(tǒng)計增殖數(shù)，計算增殖率，并比較2種方法的增殖率、組培材料的長勢等。

2 結(jié)果與分析

2.1 TIBs系統(tǒng)與傳統(tǒng)固體培養(yǎng)荸薺增殖率的比較

利用間歇浸沒式生物反應(yīng)器（TIBs）與傳統(tǒng)固體組培進行快繁培養(yǎng)40 d后，結(jié)果如表1所示，利用TIBs系統(tǒng)進行荸薺組織培養(yǎng)，除去1瓶污染，第1代增殖數(shù)為389叢、426叢、459叢、406叢，平均增殖數(shù)420叢，增殖率為42倍。傳統(tǒng)固體組培選擇其中長勢最好的5瓶，經(jīng)過第一代、第二代增殖，增殖平均數(shù)為41.8叢，增殖率為8.36倍。可見，TIBs系統(tǒng)增殖率遠遠高于傳統(tǒng)固體組培方法。

2.2 TIBs系統(tǒng)與傳統(tǒng)固體培養(yǎng)荸薺生長勢的比較

利用間歇浸沒式生物反應(yīng)器（TIBs）與傳統(tǒng)固體組培養(yǎng)進行快繁培養(yǎng)，各個階段生長勢結(jié)果如表2所示，TIBs系統(tǒng)中的組培苗分蘗多，葉狀莖粗，生根少，長勢好，優(yōu)于傳統(tǒng)的固體培養(yǎng)。

表1 TIBs系統(tǒng)與傳統(tǒng)固體組培荸薺增殖率的比較

表2 TIBs系統(tǒng)與傳統(tǒng)固體組培植株生長勢的比較

3 小結(jié)與討論

間歇浸沒式生物反應(yīng)器是一套集植物組織培養(yǎng)和植物次生代謝物質(zhì)研究為一體的設(shè)備。該培養(yǎng)方式結(jié)合了固體培養(yǎng)和液體培養(yǎng)的優(yōu)點而舍棄其缺點，為植物在液體培養(yǎng)的過程中提供了一個良好的氣體交換環(huán)境[16]，防止營養(yǎng)成分的沉積及有害物質(zhì)的過度積累[17]，保證組培苗充分有效地利用培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分。

本試驗利用TIBs系統(tǒng)和傳統(tǒng)固體法進行荸薺組培快繁，對比研究發(fā)現(xiàn)，在相同培養(yǎng)條件下，TIBs系統(tǒng)增殖率達40倍，遠遠高于傳統(tǒng)固體培養(yǎng)方法。其次，TIBs系統(tǒng)中的組培苗分蘗多，葉狀莖粗，生根少，長勢好，優(yōu)于傳統(tǒng)的固體培養(yǎng)。據(jù)Bernale等在2008年報道，甘蔗在一代增殖可達40倍，在田間的生長情況也較傳統(tǒng)方法獲得的組培苗適應(yīng)性好。Angela等在2009年報道，澳大利亞的幾個不同甘蔗品種在不同生物反應(yīng)器進行試驗比較，其中利用TIBs系統(tǒng)的甘蔗組培苗一代增殖率也均超20倍[12]。同類報道的植物種類還有辰星草、蘋果[6]、菠蘿[10]、香蕉[7，5]、甘蔗[11]、山藥[9]、桉樹[8]等。

傳統(tǒng)的固體培養(yǎng)由于成本較高，勞動密集等原因，導(dǎo)致荸薺健康種苗生產(chǎn)尚無法滿足荸薺種植業(yè)的需求。利用TIBs系統(tǒng)開展荸薺健康種苗的快速繁殖和生產(chǎn)，有望成為荸薺產(chǎn)業(yè)化的理想選擇。目前，該試驗尚處于初步階段，系統(tǒng)和技術(shù)有待于進一步研究。同時，該試驗為推廣TIBs系統(tǒng)在植物組培中的應(yīng)用提供一定參考。

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Comparison of Different Rapid Propagation Methods of Water Chestnut

GAO Meiping,CHEN Lijuan,CAI Binghua,JIANG Wen,GUO Chang,DONG Weiqing,BI Zhiqiang

Taking the tissue culture seedlings of Guiti No.2 as materials,we studied and compared two rapid propagation technical systems temporary immersion bioreactors system(TIBs)and traditional solid culture of water chestnut.The results showed that,the multiplication times of TIBs method was more than 40,which was much higher than that of traditional solid culture method,and the plants had more tillers,thicker cladophyll,less roots and grew well,providing a reference for the popularization and application of TIBs system in plant tissue culture.

Water chestnut;Temporary immersion bioreactors system (TIBs);Solid culture;Rapid propagation;Plant growth vigor

S645.3

：A

：1001-3547（2013）18-0133-03

10.3865/j.issn.1001-3547.2013.18.043

國家科技支撐計劃項目（2012BAD27B01-6），廣西科技成果轉(zhuǎn)化與推廣計劃（桂科轉(zhuǎn)1346004-28），廣西農(nóng)科院重點項目（桂農(nóng)科2012JZ04）

高美萍（1985-），女，碩士，實習(xí)研究員，從事荸薺組培快繁研究，電話:13677716023，E-mail:gmp2009@163.com

2013-08-29