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欧洲花楸组织培养中缺素症状的研究1)

2012-08-07舒钰周野王丹李晶

中国林副特产 2012年5期
关键词:缺素花楸老叶

舒钰,周野,王丹,李晶*

(1.黑龙江省林业科学研究所,哈尔滨 150081;2.黑龙江省农科院食品加工研究所)

欧洲花楸(Sorbus aucuparia L.)为蔷薇科、花楸属、落叶小乔木,高15~20m。树干端直,树形魁梧,春季花为白色,花朵密集,繁花似锦;夏季叶色翠绿,随风摇曳;秋季叶色为橙红,鲜红的果实垂挂枝头,更是秋季一抹亮丽的景色。整个冬季至翌年3月果实宿存于枝头,与瑞雪互映,鲜红亮丽、耀眼夺目,是优良的景观树种。可作庭院、公园、广场、小区绿化。欧洲花楸具有四季皆宜的观赏效果,是集观花、观叶、观果等价值于一身的珍贵花木。

培养基是植物组织培养的物质基础,也是植物组织培养能否获得成功的重要因素之一[1]。植物组织培养成功与否,一方面取决于培养材料本身的性质,另一方面取决于培养基的成分。因此在建立一项新的培养系统时,选择适合的培养基并掌握正确的制备方法是组织培养的前提。本研究对组织培养进行了缺素症研究,旨在为试验或者生产中直观地从植株外部形态来判断养分的丰缺、科学的判断和改进培养基的配方提供理论依据。

1 实验材料与方法

1.1 实验材料

实验材料选取欧洲花楸带侧芽茎段。取生长情况良好的花楸当年休眠的枝条,放入烧杯中,加入适量的水和洗涤剂,搅拌洗涤10min,再在流水中刷洗干净,然后截成小段,每个带腋芽茎段切成1.5~2.5cm。置于超净工作台上,用70%乙醇浸泡数秒钟,再用无菌水冲洗3~5次,再用0.2%升汞浸泡6~8min,无菌水冲洗5次以上,用无菌滤纸吸干水分,接种在初代培养基中(MS+NAA0.5mg/L+2%蔗糖,pH值6.0)。

1.2 实验方法

待花楸长势良好后,对欧洲花楸进行缺素实验,试验设4个处理:对照(CK),缺钙(Ca),缺镁(Mg),缺铁(Fe),每个处理设6次重复。采用不完全的 MS培养基,用量如表1,用配好的HCl,和NaOH溶液将培养基pH值调到6.0,培养基分装采用100mL的三角瓶,两层封口膜。

2011年5月8日开始缺素培养,每隔8天记录欧洲花楸缺素表现。

表1 培养基配方 mg·L-1

续表1

2 结果与分析

2.1 组织培养中花楸缺素症状表现

表2 组织培养中欧洲楸缺素症状表现

2.2 结论与讨论

花楸的缺素症状出现的比一般植物[2-6]要早,其原因可能是因为,在组织培养中,光照条件,水分,和温度都比较适合花楸生长。

从实验结果来看,最早出现缺素症状的是缺Mg试验。镁主要存在于幼嫩器官和组织中,植物成熟时则集中于种子。镁离子在光合和呼吸过程中,可以活化各种磷酸变位酶和磷酸激酶,同样,镁也可以活化DNA和RNA的合成过程。镁是叶绿素的组分,也是许多酶的活化剂,在光合磷酸化中是氢离子的主要对应离子。欧洲花楸组织培养时,缺乏镁离子时候首先表现在,老叶叶脉失绿,老叶呈杂色,随后是下位老叶有坏死斑点,老叶焦枯状,茎细。

植物类的钙呈离子状态即Ca2+。钙主要存在于叶子的老的器官和组织中,它是一个比较不易移动的元素。钙在生物膜中可作为磷脂的磷酸根和蛋白质的羧基间联系的桥梁,因而可以维持膜结构的稳定性。植物从氯化钙等盐类中吸收钙离子。胞质溶胶中的钙与可溶性蛋白质即钙调蛋白(又称钙调素)结合,形成有活性的Ca、CaM复合体,在代谢调节中起“第二信使”的作用。钙是构成细胞壁的一种元素,细胞壁的胞间层是由果胶酸钙组成的。缺钙时,细胞壁形成受阻,影响细胞分裂,或者不能形成新细胞壁,出现多核细胞。因此缺钙时生长受抑制,严重时幼嫩器官(根尖、茎端)溃烂坏死。番茄蒂腐病、莴苣顶枯病、芹菜裂茎病、菠菜黑心病、大白菜干心病等都是缺钙引起的。钙离子和钾离子共同作用调节气孔闭合:气孔关闭时,关闭信号会刺激钙离子进入胞质溶胶,使膜去极化,打开阴离子通道,释放氯离子和苹果酸。依照此原理,阴离子的丧失会进一步去极化,打开钾离子通道,钾离子就被动地伸出到临近的副卫细胞和表皮细胞,气孔就关闭。欧洲花楸具体表现在,症状首先出现在上位的嫩叶,顶芽死亡,嫩叶变型,随着缺素时间的延长,缺钙程度加剧,部分嫩叶开始变黄脱落,叶尖和叶缘向内死亡,最后停止生长。

铁是光合作用、生物固氮和呼吸作用中的细胞色素和非血红素铁蛋白的组成。铁在这些代谢方面的氧化还原过程中都起着电子传递作用。由于叶绿体的某些叶绿素-蛋白复合体合成需要铁,所以缺铁时会出现叶片叶脉间缺绿。与缺镁症状相反,缺铁发生于嫩叶,因铁不易从老叶转移出来,缺铁过甚或过久时,叶脉也缺绿,全叶白化,华北果树的“黄叶病”就是植株缺铁所致。欧洲花楸具体表现在,症状首先出现在上位的嫩叶,嫩叶部分焦枯,顶芽和嫩叶失绿,叶脉浅绿色,而后部分嫩叶开始变黄脱落,最后停止生长。

本实验研究了,组织培养中花楸缺素时的生理指标和症状的表现,进一步探讨了三种元素缺素症状的营养诊断指标,为科学的判断和改进培养基的配方,从而提供理论依据。

[1]沈海龙.植物组织培养[M].北京:中国林业出版社,2005.

[2]郭衍银,徐坤,王秀峰,等.生姜对氮磷钾缺乏的反应[J].土壤肥料,2004(1):7-9.

[3]刘丽娟,冯玉才,赵兰坡,等.穿龙薯蓣氮磷钾缺素症状研究[J].吉林农业大学学报,2006,28(4):426-429.

[4]张立今,林茂森,刘云强,等.切花玫瑰缺素症状研究[J].辽宁农业职业技术学院学报,2006,8(3):4-6

[5]黄 鑫,王磊,李成,等.玉米幼苗缺素症状研究[J].东北农业大学学报,2004,35(3):272-275.

[6]隆学武,杨希,黄勇,等.金山葵缺素症研究[J].福建林业科技,2002,29(2):54-64.

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