紫椴組培快繁技術研究

李慶華 王因花 孔雨光 姚俊修 魯儀增 燕麗萍 吳德軍 任飛 葛文華

摘要：為探索建立紫椴組織培養快速繁育體系，以紫椴種子為材料，探討基本培養基、植物生長調節劑濃度及配比對紫椴組培快繁效果的影響。結果表明，增殖培養基以1/2MS培養基最適宜，添加0.05 mg/L 6-BA和0.03 mg/L IBA后，增殖系數可達13.5；MS培養基最適宜做壯苗培養基和生根培養基，最佳壯苗培養基為MS+0.1 mg/L6-BA+ 0.1 mg/L IBA+ 0.03 mg/LGA3，平均苗高達5.15 cm；最佳生根培養基為MS+ 1.0 mg/L6-BA+ 0.05 mg/L NAA，生根率達93.3%，生根數達5.7根。

關鍵詞：紫椴；組織培養；壯苗培養基；生根培養基；無性繁殖；快繁技術

中圖分類號：S文獻標志碼：A論文編號：cjas20200200029

Study on Tissue Culture and Rapid Propagation of Tilia amurensis LI Qinghua1， WANG Yinhua1， KONG Yuguang2， YAO Junxiu1， LU Yizeng3，

YAN Liping1， WU Dejun1， REN Fei1， GE Wenhua4

（1Shandong Academy of Forestry Sciences/Shandong Key Laboratory of Forest Tree Genetic Improvement， Jinan 250014， Shandong， China；2Shandong Territorial and Spatial Planning Institute， Jinan 250014， Shandong， China； 3Shandong Forest Germplasm Resources Center， Jinan 250014， Shandong， China； 4Dashawa Forest Farm of Rizhao， Rizhao 276825， Shandong， China）

Abstract： To explore the establishment of tissue culture and rapid propagation system of Tilia amurensis， the effects of basic medium， plant growth regulator concentration and ratio on tissue culture and rapid propagation of T. amurensis were studied. The results show that 1/2MS medium is the most suitable medium for proliferation， and the proliferation coefficient could reach 13.5 when 0.05 mg/L 6-BA and 0.03 mg/L IBA are added. MS medium is the most suitable medium for strong seedling and rooting， the best medium for strong seedling is MS+ 0.1 mg/L 6-BA+ 0.1 mg/L IBA+ 0.03 mg/L GA3， with an average seedling height of 5.15 cm. The best rooting medium is MS+ 1.0 mg/L 6-BA+ 0.05 mg/L NAA， the rooting rate is 93.3%， and the number of roots is 5.7.

Keywords： Tilia amurensis； Tissue Culture； Medium for Strong Seedling； Medium for Rooting； Vegetative Propagation； Rapid Propagation

0引言

紫椴（Tilia amurensis）是珍貴的闊葉用材樹種，并于1999年被列為國家Ⅱ級珍貴保護植物[1]。紫椴樹姿優美，材質優良，既有很高的觀賞價值，又是優良的用材樹種；同時，也是東北地區主要的蜜源植物，椴樹蜜質量優良，在出口蜜中位居榜首[2]。另外，紫椴的花、根等還可入藥[3]。多年來，由于人們的過度采伐而又缺乏相應的更新保護措施，使得紫椴這一珍貴樹種的數量銳減，為了保護這一珍貴資源，開展高效的繁育方法研究迫在眉睫。

目前，紫椴的繁殖仍以實生育苗為主，但紫椴種子必須經過一定的特殊處理才能順利萌發[4-6]，需要較長的時間，且易造成出苗不齊，從而限制了紫椴實生苗的培育[7]。因此，學者們紛紛開展了紫椴的無性繁殖研究[8-10]，其中扦插繁殖由于操作簡單、繁殖速度快而廣受青睞，但扦插繁殖易受季節、扦插環境限制，具有一定的局限性，難以滿足紫椴種苗生產的需要。

組織培養是根據植物細胞全能性發展起來的一項無性繁殖技術，已被廣泛應用于木本植物的培養工作中。學者們也對椴樹屬植物的組培快繁工作展開了研究。呂校石[11]從外植體消毒、基本培養基選擇、植物生長調節劑的濃度、生根培養、煉苗移栽等方面對紫椴、糠椴、蒙椴等幾個椴樹樹種的組織培養技術進行了系統研究，并建立了相應的再生體系。王彥彬[12]以4種不同樹齡紫椴的頂芽、側芽為材料，對基本培養基、植物生長調節劑種類及濃度進行了篩選，認為只要選擇合適的外源激素，任何培養基均可用于紫椴的組織培養。另有張建瑛等[13]進行了紫椴腋芽增殖途徑的組培研究，指出適宜紫椴生長的基本培養基為WPM培養基。目前，有關紫椴的組織培養技術還不成熟，研究結果未得到較為一致的結論，還未形成成熟的技術體系。本研究在已有的基礎上，就紫椴無菌苗培養、增殖培養、生根培養等方面進行一系列研究，旨在為其工廠化育苗提供一定的技術支持。

1材料與方法

1.1試驗材料

試驗材料為紫椴（Tilia Amurensis）種子，采自濟南市泉城公園，母樹年齡20年，千粒重44.3 g。

1.2試驗方法

1.2.1無菌苗培養

（1）培養基質處理。以普通河沙代替MS培養基，將河沙加水拌濕，濕度保持在65%左右；將濕沙分裝在培養瓶中進行高壓滅菌，121℃、0.12 MPa/cm2下滅菌20 min。

（2）種子處理。將種子放入無菌瓶中，倒入濃硫酸（濃硫酸的用量以沒過種子為宜）處理10～20 min，期間不斷用玻璃棒進行攪拌；倒掉濃硫酸，用無菌水沖洗種子數次，直至將濃硫酸殘留沖洗干凈；將種子用0.1%的升汞溶液浸泡5 min，無菌水沖洗5次；用無菌的500 mg/L GA3溶液浸泡種子6 h（種子處理過程均在無菌操作臺上進行）。

（3）無菌材料的獲得。在無菌操作臺上，將處理后的種子放入步驟1.2.1（1）所述濕沙中，每瓶放入20粒左右，之后將培養瓶置于0～4℃環境條件下進行培養（有無光照條件均可），20天左右有90%以上的種子裂口（部分種子已萌發出胚根），此時將培養瓶轉移到組培室內（白天溫度（25±2）℃，夜間溫度（18±2）℃），3～5天種子即可萌發。

1.2.2增殖培養采用正交試驗方法，分別對基本培養基、植物生長調節劑及其濃度進行研究。基本培養基采用MS、1/2MS和WPM 3種，植物生長調節劑采用6-BA、IBA。將獲得的無菌苗剪成1～2 cm的帶芽莖段接于各培養基上，每處理接種3瓶，每瓶接種5個莖段，培養30天后統計平均增殖系數[式（1）]。試驗設計見表1。

1.2.3壯苗培養以MS為基本培養基，選用IBA、6-BA和GA33種植物生長調節劑（表2），每種培養基接種3瓶，每瓶接種5個莖段，培養30天后統計平均苗高。

1.2.4生根培養待試管苗苗高達3 cm左右時，將其接種于MS培養基上，并添加不同濃度的IBA和NAA（表3），每種培養基接種3瓶，每瓶5棵。培養20天后統計生根情況。

1.2.5統計分析使用SPSS 20. 0軟件進行方差分析和多重比較，Excel 2010制圖。

2結果與分析

2.1不同培養基對紫椴試管苗增殖的影響

各處理下紫椴試管苗的增殖情況見表4～5。在9種不同的處理中，增殖系數差異達到顯著水平（P< 0.05），用其中基本培養基為1/2MS的3個處理（A4、 A5、A6）的增殖系數最為理想，其中A5處理的增殖系數最高，為13.5，其次為A4處理，增殖系數為11.5，A6處理的增殖系數為9.5；基本培養基為MS的3個處理（A1、A2、A3）增殖系數居中；基本培養基為WPM的3個處理（A7、A8、A9）的增殖系數均較低。在3種不同的基本培養基中，MS培養基上的試管苗平均增殖系數為6.2，1/2MS培養基上的平均增殖系數為11.5，而WPM培養基上的平均增殖系數最低，僅為2.7。對各因素進行極差分析，結果表明，基本培養基的極差最大（R=8.8），說明培養基類型對紫椴的增殖培養影響最大。方差分析表明，培養基類型對增殖系數的影響達到顯著水平，而6-BA與IBA在本研究設定的濃度范圍內對增殖系數的影響均不顯著（表5）。3個因素的最佳水平組合為A5處理（1/2MS+ 0.1 mg/L 6-BA+ 0.05 mg/L IBA），其增殖系數最高，為紫椴增殖培養的最佳配方，其次為A4和A6處理。

2.2植物生長調節劑對紫椴試管苗壯苗的影響

在試驗中發現，在增殖培養階段，僅添加6-BA和IBA的培養基雖然大大提高了紫椴的增殖效果，但芽體生長情況較差，不抽莖，矮小，故在配方中添加不同濃度的GA3來促進芽體的伸長生長。結果（表6）表明，添加GA3以后紫椴芽體伸長生長效果明顯，其中B2處理的生長情況最好，試管苗生長迅速，葉片大而綠，培養30天苗高可達5.75 cm；其次為B4和B1處理，平均苗高為4.78、4.77 cm。極差分析表明，3種生長調節劑中極差最大的因素為GA3，對紫椴試管苗苗高的影響最大。進一步進行方差分析，結果（表7）表明，GA3和IBA對苗高的影響均達到顯著水平，而6-BA對苗高的影響不明顯。3個因素的最佳組合為B2，即0.05 mg/L 6-BA+ 0.03 mg/L IBA+ 0.03 mg/LGA3。

2.3植物生長調節劑對紫椴試管苗生根的影響

當試管苗長至2～3 cm時，將其轉入添加了不同濃度植物生長調節劑的1/2MS培養基中，以不加生長調節劑的1/2MS培養基為對照。結果（表8）表明，在不同濃度的IBA與NAA組合中，紫椴試管苗的生根率差異達到顯著水平（P<0.05）。在9個處理中，C5處理的生根率最高，達93.3%，且其生根數量也最多的，平均生根數量為5.7根，對照生根率為0。

3結論與討論

選擇適宜的培養基是做好組織培養工作的第一步，植物種類不同，適應的培養基也不盡相同。在石仙桃的組織培養研究中，最適宜其種子萌發和原球莖誘導增殖的培養基為MS培養基，適合其假鱗莖的誘導培養基則為1/2MS培養基[14]；興安杜鵑最適宜的培養基則為WPM培養基，其在MS培養基上培養的外植體幾乎全部死亡[15]；而適宜楸樹增殖培養的基本培養基這是DKW培養基[16]。在椴樹屬植物的組織培養工作中，人們也對基本培養基進行了研究與篩選。劉芳[17]對南京椴組織培養技術的研究指出，MS培養基適合南京椴的不定芽誘導及增殖培養，這與湯詩杰[18]的研究結論較為一致。在對紫椴的組織培養技術進行研究的過程中，WPM被認為是比較適合于紫椴腋芽誘導及增殖培養的培養基[11-13]，但在本研究中卻發現1/2MS培養基更適合紫椴試管苗的增殖培養，WPM培養基的增殖效果最差，因此選擇1/2MS培養基為紫椴增殖培養的基本培養基，而MS培養基則更適用于紫椴的壯苗培養。

細胞分裂素和生長素常被組合應用到植物的組織培養工作中。其中6-BA可顯著促進芽的形成，其與低濃度的生長素配合使用更有利于增殖[19]。將一定濃度的6-BA、NAA和IAA配合添加到改良MS培養基上，可使紫霞黃櫨的增殖系數達8.97[20]；6-BA與KT和IBA協同作用最有利于四藥門花的增殖培養[21]；6-BA與NAA配合使用也可使小濱菊和簸箕柳獲得良好的增殖效果[22- 23]。本研究中，1/2M培養基中添加0.05～ 0.2 mg/L 6-BA，配合使用0.01～0.05 mg/L IBA，可有效促進紫椴試管苗的增殖生長，增殖系數可達13.5。

赤霉素（GA3）常被用于組培苗的增殖和生長[24]，其生理作用是促進細胞伸長，從而引起莖稈伸長和植物增高[18]。與細胞分裂素和生長素配合使用，可有效促進組培苗的伸長生長[25]。本研究中，GA3在紫椴組織培養中起著非常重要的作用。當培養基中只添加6-BA和IBA時，紫椴試管苗只進行增殖而不進行增高生長，添加適當濃度的GA3可顯著促進試管苗的伸長生長，從而順利得到了優質的紫椴組培苗，這與湯詩杰等[18]在南京椴的研究中得出的結論一致。

本研究以紫椴種子為材料，初步建立了一套無菌苗培養、增殖培養、壯苗培養及生根培養的技術體系，其中，增殖培養基以1/2MS+0.05mg/L6-BA+0.03 mg/L IBA最適宜，增殖系數為13.5，最佳壯苗培養基為MS+ 0.1 mg/L6-BA+ 0.1 mg/L IBA+ 0.03 mg/LGA3，平均苗高達5.15 cm，最佳生根培養基為MS+ 1.0 mg/L6-BA+ 0.05 mg/L NAA，生根率達93.3%，生根數達5.7根。但本研究但尚未找到可同時滿足紫椴增殖生長與增高生長的適宜培養基，這是下一步繼續研究的方向，以盡快建立成熟的紫椴組織培養技術體系。

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