沙棘品種深秋紅莖尖組織培養

霍 川，趙 英，3*，張西珍，韓曉燕，牛建新，4*

(1.石河子大學農學院園藝系，新疆石河子 832003；2.阿勒泰小漿果研究中心，新疆阿勒泰 836500； 3.新疆林業廳林果辦，新疆烏魯木齊 830000； 4.特色果蔬栽培生理與種質資源利用兵團重點實驗室，新疆石河子 832003)

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沙棘品種深秋紅莖尖組織培養

霍 川1，2，趙 英1，2，3*，張西珍1，2，韓曉燕2，牛建新1，2，4*

(1.石河子大學農學院園藝系，新疆石河子 832003；2.阿勒泰小漿果研究中心，新疆阿勒泰 836500； 3.新疆林業廳林果辦，新疆烏魯木齊 830000； 4.特色果蔬栽培生理與種質資源利用兵團重點實驗室，新疆石河子 832003)

[目的]篩選沙棘品種深秋紅莖尖組織培養基配方。[方法]選用不同培養基，以7月中旬至8月下旬采集的大田莖尖為外植體，對沙棘品種深秋紅的組織培養技術進行研究。[結果]最適初代培養基為1/2MS+6-BA 0.5 mg/L，最適愈傷組織誘導培養基為1/2MS+6-BA 0.5 mg/L +IBA 0.5 mg/L，最適繼代培養基為1/2MS+6-BA 0.5 mg/L +IBA 0.2 mg/L，最適腋芽誘導培養基為1/2MS+6-BA 0.5 mg/L。[結論]該研究建立了沙棘品種深秋紅莖尖組織培養技術，為其產業化生產奠定基礎。

沙棘；莖尖；組織培養

沙棘(HippophaerhamnoidesL.)為胡頹子科(Elaeagnaceae)沙棘屬(HippophaeL.)落葉灌木或小喬木，根系發達，枝葉茂密，適應能力極強，抗嚴寒，抗風沙耐干旱，是土壤貧瘠和沙漠化地區水土保持的先鋒樹種。沙棘主要生長在干旱、半干旱地區，抗逆能力強，有廣泛的適應性，我國西北、華北、東北、西南各省均有分布，是一種集社會效益、生態效益、經濟效益于一身的珍貴樹種。近年來，沙棘以其獨有的經濟和生態上的雙重優勢越來越受到廣泛關注，逐漸成為我國山區的一種寶貴植物資源。

隨著西部大開發步伐的加快，山區綠化、生態農業建設急需大量的沙棘苗木，傳統的分株繁殖、幼枝扦插繁殖已無法滿足需要，而組織培養育苗由于不受季節和地域限制，既能達到快速繁育的目的，又能很好地保持良種特性的優勢，尤其可對雌雄異株的沙棘做定性繁育，具有很大的發展前景。沙棘組織培養研究已有相關報道[1-6]，但尚無可用于產業化生產的報道及配方。筆者以阿勒泰地區重點發展品種之一深秋紅為試驗材料，對其組織培養配方進行篩選，為今后產業化生產奠定基礎。

1　材料與方法

1.1試驗材料供試材料于2015年7月中旬至8月下旬采于阿勒泰市沙棘莊園，取成年植株當年生枝條的莖尖為外植體。

1.2試驗方法

1.2.1初代培養。以莖尖為試材，先用自來水沖洗，再用洗潔精浸泡10 min，期間不斷攪拌，然后用流動自來水清洗15 min，蒸餾水沖洗3遍，之后裝入消毒燒杯中立即置于超凈工作臺上，用0.1% HgCl2消毒3 min，期間不斷振搖，最后用滅菌蒸餾水沖洗6次。 將莖尖放在滅菌的濾紙上將水分吸干，切成0.5～1.5 cm長，將莖尖基部葉片剝離，接種于初代培養基上，每瓶接種3個莖尖。初代培養基分別以1/2MS和1/3MS為基本培養基，添加不同濃度的6-BA、IBA和NAA。初始培養基設計10個處理：①1/2MS+6-BA 1.0 mg/L+IBA 0.5 mg/L；②1/2MS+6-BA 0.5 mg/L+IBA 0.5 mg/L；③1/2MS+6-BA 0.5 mg/L+IBA 0.2 mg/L；④1/3MS+6-BA 0.5 mg/L+IBA 0.2 mg/L；⑤1/3MS+6-BA 0.2 mg/L+IBA 0.2 mg/L；⑥1/2MS+6-BA 0.5 mg/L；⑦1/2MS+6-BA 0.2 mg/L；⑧1/2MS+6-BA 0.5 mg/L+NAA 0.2 mg/L；⑨1/3MS+6-BA 0.2 mg/L+NAA 0.05 mg/L；⑩1/3MS+6-BA 0.2 mg/L+NAA 0.02 mg/L。

1.2.2繼代培養。

1.2.2.1莖尖基部愈傷組織誘導。誘導愈傷組織時，將高于2 cm的初代芽接種至以1/2MS和1/3MS為基本培養基的繼代培養基上，添加不同濃度的6-BA和IBA。愈傷組織誘導培養基設計4個處理：①1/2MS+6-BA 0.5 mg/L+IBA 0.5 mg/L；②1/2MS+6-BA 0.5 mg/L+IBA 0.2 mg/L；③1/3MS+6-BA 0.2 mg/L+IBA 0.2 mg/L；④1/2MS+6-BA 0.3 mg/L+IBA 0.05 mg/L。

1.2.2.2增殖培養。將初代無菌苗切下，再將莖尖和帶有2～3片葉的莖段切分，莖尖接種至1/2MS+6-BA 0.5 mg/L+IBA 0.2 mg/L繼代培養基上，帶腋芽的莖段接種至1/2MS+6-BA 0.5 mg/L繼代培養基上。

1.3培養條件蔗糖30 g/L，瓊脂6 g/L，每瓶分裝培養基25～35 mL，pH 5.6～6.0，培養室溫度20～26 ℃，濕度40%～60%，光照強度2 000 lx，光照時間12～14 h/d 。

2　結果與分析

2.1初代培養的建立由表1可知，沙棘初代莖尖在培養基⑥和⑦上長勢最好。在培養基①、②、⑤、⑧上萌發率低或生長較慢，其他培養基長勢一般。6-BA濃度在0.2～0.5 mg/L未添加任何生長素時，對于7月中旬至8月下旬的莖尖有較好的側芽誘導效果，生長快，分化芽數最多。當6-BA濃度在0.5 mg/L時，添加不同濃度的生長素IBA，結果表明，濃度低于0.2 mg/L時生長迅速，但后期易死亡，濃度達0.5 mg/L時，基部愈傷組織開始形成。而6-BA與NAA的組合則不適合深秋紅初代培養。其中，培養基⑥即1/2MS+6-BA 0.5 mg/L成活率可達92.3%，平均分化芽數可達2.53，為適宜初代培養基(圖1)。

表1　不同培養基配方對初代培養的影響

圖1　初代莖尖組織培養Fig.1　Primary stem tip tissue culture

2.2愈傷組織的誘導將初代培養萌發的2～3 cm的側芽無菌苗切下，轉入繼代培養基中，成功誘導出愈傷組織。適合誘導愈傷組織的培養基是1/2MS+6-BA 0.5 mg/L+IBA 0.5 mg/L，誘導率達100%。在此培養基上，無菌苗生長迅速，15 d左右根部切口部位開始膨大，愈傷組織為黃綠色，繼續培養至30 d左右時，莖尖生長緩慢或停止，根部愈傷組織明顯增大，直徑可達1.5 cm左右，當培養至40 d左右時，愈傷組織變深褐色失去活力甚至開始死亡。而在培養基1/2MS+6-BA 0.5 mg/L+IBA 0.2 mg/L上愈傷組織誘導率為66.3%，愈傷組織塊較培養基1/2MS+6-BA 0.5 mg/L+IBA 0.5 mg/L的體積小，30 d時直徑約1 cm，繼續培養至40 d以上時，由愈傷組織萌發出少量芽，但愈傷組織轉黑褐色，萌發的芽有玻璃化現象，無法正常生長(表2、圖2)。

2.3繼代培養將初代形成的株高3 cm以上的無菌苗截成帶腋芽莖段誘導增殖，轉移至新的培養基上進行繼代培養，經20 d左右培養后，當新芽高2 cm以上時，再切分成小段轉接誘導增殖以達到擴繁的目的。莖尖在1/2MS+6-BA 0.5 mg/L+IBA 0.2 mg/L上長勢迅速，莖段在1/2MS+6-BA 0.5 mg/L上誘導腋芽萌發生長效果較好。但腋芽增殖系數較低，平均誘導腋芽數也少，難以滿足快繁的要求(表3、圖3、4)。

表2　不同培養基配方對愈傷組織誘導的影響

圖2　沙棘苗根部誘導的愈傷組織Fig.2　Callus induced by seabuckthorn roots

表3　沙棘品種深秋紅繼代培養效果

圖3　繼代莖尖組織培養Fig.3　Subculture of stem tip

圖4　繼代莖段誘導腋芽萌發Fig.4　Axillary buds germination induced by subculture of stem tip

3　結論與討論

該研究以7月中旬至8月下旬采集的大田莖尖為外植體，對沙棘品種深秋紅組織培養進行研究。結果表明，適宜初代培養基為1/2MS+6-BA 0.5 mg/L，適宜愈傷組織誘導培養基為1/2MS+6-BA 0.5 mg/L+IBA 0.5 mg/L，適宜繼代培養基為1/2MS+6-BA 0.5 mg/L+IBA 0.2 mg/L，適宜腋芽誘導培養基為1/2MS+6-BA 0.5 mg/L。

在初代培養時，單一使用細胞分裂素效果優于細胞分裂素和細胞生長素配合使用，其原因可能是此階段的內源生長素含量較高。 在誘導腋芽時發現，通常一個葉腋著生一個腋芽，但繁殖系數偏低，原因可能是尚未篩選出最適的培養基配方。

褐化是沙棘組織培養中常見的問題，其創傷分泌出的酚類物質一旦接觸空氣便被氧化成醌類有毒物質，這些有毒物質積累在培養基中而使培養材料死亡[7]。在木本植物組織培養過程中，褐變受培養溫度、外植體、激素濃度、光照等因素的影響[8～10]。在該試驗中，外植體接種前進行低溫處理，即將沖洗過后的外植體密封置于4～6 ℃環境中3～5 h后接種，褐化現象受到一定程度的抑制，原因是低溫使外植體代謝速度減緩，減少了醌類物質的形成[11]。

通過對沙棘品種深秋紅進行組織培養試驗，發現不同樹齡、部位等的植株間外植體的差異對生長增殖影響較大。該試驗雖已獲得初步成功，但尚未達到快速繁殖及工廠化生產的目的，尚有許多問題有待進一步研究。

[1] 孫蘭英，單金友，王春艷，等.沙棘組織培養基篩選試驗[J].沙棘，1998，11(3)：14-16.

[2] 徐虹，王俊峰，梁宗鎖.沙棘組織培養技術研究現狀及存在問題[J].沙棘，1999，12(1)：11-13.

[3] 李師翁，范小峰.大果良種沙棘愈傷組織誘導及植株再生的研究[J].西北植物學報，2001，21(2)：262-266.

[4] 徐虹，梁宗鎖.沙棘組織培養技術的研究[J].西北植物學報，2001，21(2)：267-272.

[5] 趙國林，劉金郎.沙棘的組織培養和植株再生[J].植物生理學通訊，1989，25(1)：42.

[6] 郭春華，徐玉霞.沙棘優良品系莖尖組織培養技術初探[J].沙棘，2000，13(1)：26-27.

[7] 杜研，李毅，馬彥軍，等.幾種影響沙棘組織培養外植體褐化因子分析[J].河北農業大學學報，2007，30(5)：40-43.

[8] 陳正華.木本植物組織培養及其應用[M].北京：高等教育出版社，1986.

[9] 徐振彪，傅作中.植物組織培養過程中的褐化現象[J].國外農學—雜糧作物，1997(1)：55-56.

[10] 高國訓.植物組織培養過中的褐變問題[J].植物生理學通訊，1999，35(6)：501-505.

[11] 姬惜珠，王紅，張愛軍.木本植物離體快繁中常見問題及解決方法[J].河北果樹，2005(2)：13-14.

Tissue Culture of Stem Tip of Seabuckthorn Variety Shenqiuhong

HUO Chuan1, 2, ZHAO Ying1, 2, 3*, ZHANG Xi-zheng1, 2, NIU Jian-xin1, 2, 4*et al

(1. Department of Horticulture, College of Agriculture, Shihezi University, Shihezi, Xinjiang 832003; 2. Altay Berries Research Center, Ataile，Xinjiang 836500; 3. Fruit Office of Xinjiang Forestry Department, Urumqi, Xinjiang 830000; 4. Xinjiang Production and Construction Corps Key Laboratory of Special Fruits and Vegetables Cultivation Physiology and Germplasm Resources Utilization, Shihezi, Xinjiang 832003)

[Objective] The aim was to screen out culture medium formula for stem tip of seabuckthorn variety Shenqiuhong. [Method] By using different culture mediums, with stem tip collected from middle Jul. to late Aug. as explants, tissue culture technology of seabuckthorn variety Shenqiuhong was studied. [Result] The optimal primary culture medium was 1/2MS+6-BA 0.5 mg/L, the optimal callus induction culture medium was 1/2MS+6-BA 0.5 mg/L +IBA 0.5 mg/L, the optimal subculture medium was 1/2MS+6-BA 0.5 mg/L +IBA 0.2 mg/L, the appropriate axillary bud induction medium was 1/2MS+6-BA 0.5 mg/L. [Conclusion] The cultivation technique for stem tip of seabuckthorn variety Shenqiuhong is established, which will lay a foundation for industrialized production.

Seabuckthorn; Stem tip; Tissue culture

中央財政林業科技推廣示范項目(ZYLYKJTG2015014)。

霍川(1992- )，男，河南太康人，碩士研究生，研究方向：沙棘組織培養。*通訊作者，趙英，高級工程師，博士，碩士生導師，從事沙棘良種選育和開發利用研究；*通訊作者，牛建新，教授，博士，博士生導師，從事果樹與生物技術研究。

2016-05-26

S 723.1

A

0517-6611(2016)18-127-03