王國熙
摘 要:該研究以木槿幼嫩莖段為外植體,研究了不同種類和濃度的植物生長調節劑對木槿組織培養過程的影響,建立了其離體快速繁殖的技術體系。試驗結果表明:芽誘導的最適宜培養基為MS + 0.2mg·L-1 NAA + 4.0mg·L-1 6-BA,出芽率最高,為84.05%;增殖培養的最適宜的培養基為MS + 1.5mg·L-1 6-BA + 0.1mg·L-1 NAA;MS + 1.0mg·L-1 IBA + 0.1mg·L-1 NAA更適宜生根培養,生根率高達80.67%;移栽到腐殖土∶蛭石= 2∶1的基質中,成活率高達82.93% 。
關鍵詞:木槿;幼嫩莖段;組織培養;快速繁殖
中圖分類號 S687.1 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731(2017)11-0054-04
Research on Tissue Culture and Fast Propagation Technology of Hibiscus syriacus
Wang Guoxi
(Fujian Jinsen Group,Sanming 353300,China)
Abstract:Using young stem segment of Hibiscus syriacus as explants,influences of different plant growth regulator type and concentration on the progress of Hibiscus syriacus tissue culture were examined,and the fast propagation in vitro of Sapium sebiferum system was established. The results showed that the optimum medium formula of bud induction culture was MS+0.2mg·L-1 NAA+4.0mg·L-1 6-BA and the bud rate was the highest. The optimum culture medium for multiplication was MS+1.5mg·L-1 6-BA+0.1mg·L-1 NAA.The most suitable medium for rooting induction was MS+1.0mg·L-1 IBA+0.1mg·L-1 NAA,the highest rooting rate is 74.21%.When transplanted,combination of perlite and humus in a ratio of 2:1 as medium,the survival rates could reach 82.93%.
Key words:Hibiscus syriacus;Young stem segment;Tissue culture;Fast propagation
1 引言
木槿(Hibiscus syriacus),別名朝開暮落花,是錦葵科(Malvaceae)木槿屬的落葉灌木,株高3~6m。木槿原產我國中部地區和印度,是一種亞熱帶及溫帶的花木,適應性強,我國從東北南部至華南各地均有栽培,性喜溫暖,也頗耐寒,華北和西北大部分地區都能露地越冬[1-2]。木槿枝葉繁茂,樹姿優美,夏季開花,開花時滿樹花朵花色豐富,嬌艷奪目,花期長達5個月,可以在花籬、綠籬及庭院布置,墻邊、水濱種植也很適宜,是園林綠化中夏、秋季的重要觀花灌木。此外,木槿對煙塵和二氧化硫、氯氣等有毒氣體的抵抗力很強,對灰塵、粉塵有很強的吸滯能力,可以在廠礦企業或大氣污染較嚴重的地區栽培,是優良的環保樹種之一[3-4]。木槿的花與嫩葉均可食用,可加工成鮮菜或曬干菜食用,也可涼拌、炒制、做湯等。木槿除欣賞、抗污染及食用外,還有較高的藥用價值。全株入藥,能清涼利尿[5-6]。長期以來,木槿的繁殖方法主要有分株、扦插和壓條等[7],但其產苗量低,繁殖速度慢,市場短缺,價格高,用組織培養的方法可在短期內獲得大批遺傳性穩定的優良種苗,使生產成本降低,為商品化生產提供優質種苗[8-11]。因此,本研究擬建立木槿高效快繁的再生體系,以期為其組培快繁以及遺傳轉化育種開辟一條有效可行的途徑。
2 材料與方法
2.1 試驗材料 在連續晴天3d以上時,剪取木槿當年生的生長健壯且無病蟲害的未木質化幼嫩枝條為試驗材料。
2.2 方法
2.2.1 外植體消毒 將剪取的幼嫩枝條去除葉片,剪成2~3cm長的小段,用濃度適中的洗衣粉浸泡30min,沖洗干凈,再在流動水下沖洗2h。在超凈工作臺上先用75%酒精消毒20s,后用無菌水沖洗4次,再用0.1% HgCl2震蕩消毒8min,最后用無菌水沖洗5次,備用。
2.2.2 接種與芽體啟動培養 在超凈工作臺上,用無菌濾紙吸去已消毒的外植體表面水分,將外植體剪成帶有1個腋芽的1~2cm左右的小段,接種于已配好的初代培養基上。初代培養以MS為基本培養基,蔗糖3%,瓊脂0.8%,用L9(34)正交試驗探索不同濃度的NAA、6-BA、KT對芽體啟動培養的影響。試驗共9個處理,每個處理接種15瓶,重復3次。接種后每隔3d觀察一次,并記錄觀察結果,30d后統計出芽率和芽體的生長情況,計算公式為:出芽率(%)=產生芽體的外植體個數/接種外植體個數×100。
2.2.3 不定芽增殖培養 將初代培養產生的不定芽剪成2~3cm長的小段,接種于含有不同濃度的NAA和6-BA的增殖培養基中,增殖培養以MS為基本培養基,蔗糖2.5%,瓊脂0.7%。試驗共設8個處理,每個處理接種10瓶,重復4次。定期觀察不定芽的生長狀況,培養25d后統計增殖率和增殖系數,增殖率(%)=產生叢生芽的外植體個數/接種時外植體總數×100,增殖系數=統計時不定芽總數/接種時外植體總數。
2.2.4 生根誘導培養 剪取在增殖培養基上生長健壯的不定芽,接種于生根培養基中。生根培養以1/2MS為基本培養基,蔗糖2%,瓊脂0.6%,添加不同濃度的IBA和NAA。共8個處理,每個處理接種10瓶,重復3次。培養30d后統計組培苗的生根率和平均生根數,并觀察其生長情況,生根率(%)=生根的苗數/接種時的總苗數×100,平均生根數=不定根的總數/生根的苗數。
2.2.5 煉苗移栽 將已生根的組培苗在外界環境中閉瓶煉苗5d,開瓶煉苗4d,在開瓶煉苗期間,每天定時噴一次水。移栽前,先用鑷子將組培苗從瓶中取出,洗去附著在基部的培養基,沖洗干凈后移栽到已準備好的基質中,移栽基質為珍珠巖、蛭石、腐殖土、沙子按不同比例混合。試驗共設4種不同的混合基質,每種基質移栽15株,重復4次,。移栽后立即用0.1%的多菌靈溶液噴灑一次,溫度控制在20~25℃,濕度80%以上,定時澆水,常規管理。每3d觀察一次,并記錄觀察結果,移栽30d后統計成活率,成活率(%)=成活的苗數/移栽的總苗數×100。
2.2.6 培養條件 培養室溫度為23±2℃,相對濕度為60%~80%,光照強度為1000~1500lx,光照時間為12h/d,培養基pH5.8,高壓鍋滅菌溫度為123℃,滅菌時間為20min。
3 結果與分析
3.1 不同濃度的激素配比對芽體啟動培養的影響 將木槿帶腋芽的嫩莖接入含不同濃度配比的培養基中,30d后統計的結果如表1所示。由表1可知:從萌芽率來看,第6個處理萌芽率最高,達84.05%;從總和(K)和均值(k)分析,0.2mg·L-1 NAA和4.0mg·L-1 6-BA均為誘導不定芽的最佳濃度;由極差R值的分析結果可知,R6-BA>RNAA>RKT,即6-BA對不定芽誘導的影響最大,NAA次之,KT的影響最小。因此,木槿不定芽啟動培養的最佳培養基為處理W6:MS+0.2mg·L-1 NAA+4.0mg·L-1 6-BA。
由方差分析結果可知,細胞分裂素6-BA對木槿不定芽誘導達顯著水平,F值最大,為50.52,NAA對不定芽的誘導也達到了顯著水平(F=31.76),而KT對芽體啟動培養無顯著影響。用LSD多重比較進一步分析NAA和6-BA對木槿初代培養的影響,結果表明:0.2mg·L-1 NAA與0.1mg·L-1 NAA、0.5mg·L-1 NAA的誘導效果均有顯著性差異,6-BA3個水平之間的誘導效果差異性顯著,其中4.0mg·L-1 6-BA對芽體誘導的效果最好,1.0mg·L-1 6-BA誘導效果最差。
3.2 不同激素處理對不定芽增殖的影響 初代培養產生的不定芽進行增殖培養后,所得結果如表2所示。由表2可知,第7個處理的增殖率最高,為82.99%,同時增殖系數也最大,為3.79,此時苗木表示長勢好,叢生芽粗壯且出芽多。當NAA濃度一定時,添加不同濃度的6-BA,由分析數據可知,隨著6-BA濃度的升高,增殖率和增殖系數均出現先上升后下降的趨勢,當6-BA濃度為1.5mg·L-1 時,增殖率和增殖系數同時達到最大值。當6-BA濃度不變,NAA濃度變化時,由上述結果可知,隨著NAA濃度的升高,增殖率和增殖系數也隨之升高,當NAA為0.1mg·L-1 時,二者均達到了最大值。
從增殖率來看,8個處理之間的培養結果有顯著性差異,其中處理7的增殖率顯著地高于其它處理,為最好的激素組合,而處理1的增殖率顯著地低于其它處理,為最差的激素組合。就增殖系數而言,處理3、處理5與其它處理的培養效果差異性顯著,同樣地,處理7為最好的激素組合。
綜上分析,處理7:MS+1.5mg·L-1 6-BA+0.1mg·L-1 NAA為木槿不定芽增殖培養的最佳培養基。
3.3 不同激素處理對生根培養的影響 剪取生長健壯的叢生苗,接種于生根培養基中,培養30d后統計的結果如表3所示。從表3可知,8個不同的處理均誘導出了不定根,其中處理7的生根率最高,達80.67%,且平均生根數也最多,為5.08條/株,根系粗壯,側根也多,組培苗生長旺盛,葉色濃綠,長勢良好。單獨添加NAA或者IBA,組培苗均能生根,但是單獨使用IBA比單獨使用NAA的效果要好,生根率和平均生根數都相對較高,組培苗的生長情況也相對較好。當IBA濃度一定時,添加不同濃度的NAA,隨著NAA濃度的升高,生根率和平均生根數均先上升后下降,當NAA濃度為0.1mg·L-1時,生根率和平均生根數都最高。當NAA濃度不變、IBA濃度變化時,隨著IBA濃度的升高,生根率和平均生根數均升高,說明IBA對根的誘導有促進作用。由表3分析結果可以看出,8個處理的生根培養結果均達到了顯著性水平,其中處理2的生根率顯著性低于其它處理,為最低,根細弱,側根少,組培苗的長勢也不容樂觀。處理7的平均生根數顯著性高于其他處理,產生的側根多,根粗壯,苗的長勢也最好。綜上分析,處理7:MS+1.0mg·L-1 IBA+0.1mg·L-1 NAA為木槿組培苗誘導生根的最佳培養基。
3.4 不同基質處理對組培苗移栽成活的影響 將已經生根的組培苗經過閉瓶煉苗和開瓶煉苗后,移栽到不同的基質中,一個月后統計的結果如表4所示。從表4可以看出,4種不同基質的移栽成活率差異顯著,其中第2個處理的成活率顯著高于其他處理,達82.93%,為最高;第3個處理的成活率最低,出現了黃化現象,苗的長勢最差。在相同條件下,腐殖土比沙子的的成活率高,小苗的生長情況也相對較好;當腐殖土或沙子不變時,蛭石的成活率比珍珠巖要高,且苗的長勢也比后者好。綜上分析,腐殖土和蛭石的移栽成活率最高,葉色濃綠,苗又高又壯,長勢最好,第2個處理基質:腐殖土∶蛭石=2∶1更適合木槿組培苗的生長。
4 結論與討論
本試驗研究表明,在木槿不定芽啟動培養的過程中,MS+0.2mg·L-1 NAA+4.0mg·L-1 6-BA誘導的出芽率最高,芽體飽滿且粗壯,生長最好;在不定芽增殖階段,用MS+1.5mg·L-1 6-BA+0.1mg·L-1 NAA培養效果最好,增殖率和增殖系數均為最高,誘導出的叢生芽最多,芽健壯;MS+1.0mg·L-1 IBA+0.1mg·L-1 NAA更適宜木槿組培苗的生根培養,生根率高達80.67%,誘導出的側根最多,根粗實;生根后的組培苗經過煉苗后,移栽到不同的基質中,其生長情況差異也很大,其中腐殖土:蛭石=2∶1的成活率最高,小苗的葉色濃綠,高大且健壯,生長最好。
一般認為,外植體在分化的過程中對外源激素的需求量取決于其內源激素的平衡,當外加的生長素和細胞分裂素濃度和比例平衡了外植體內源生長素和細胞分裂素的時候,才能使器官的發生達到預期的目的[12-13]。在初代培養中,NAA和6-BA對不定芽的誘導均有顯著性影響,高濃度的6-BA更適宜不定芽的發生,說明細胞分裂素在芽體啟動培養中起到了關鍵作用,但高濃度的6-BA對不定芽的增殖具有抑制作用,生長素NAA能促進叢生芽的發生,說明在增殖培養時,不定芽對生長素的需求量要高于細胞分裂素。
IBA主要的生理作用是促進根源基的形成,誘導不定根的發生[14],因此單獨使用IBA就能誘導組培苗生根,添加了NAA后,不定根粗壯,且苗生長更好,說明二者配合使用效果更好。組培苗主要以異養為主,莖葉幼嫩,其組織發育不佳,對外界環境的適應能力極差,因此,組培苗移栽的關鍵是要讓其逐漸適應,增強抗性,以獲得自養能力而提高移栽成活率。腐殖土疏松,營養物質豐富,更利于植物的生長,而蛭石透氣性好,并有利于保濕排水,可防止移栽苗根莖部霉爛,二者混合的基質效果更好。移栽后,適度保濕,可防止幼苗失水萎蔫,利于提高移栽成活率。
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(責編:張宏民)