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不同pH值和活性炭浓度对蓝莓不定芽分化的影响

2015-12-20张文泉何志国杨秀钟袁继林

中南林业调查规划 2015年3期
关键词:外植体蓝莓活性炭

张文泉,何志国,杨秀钟,袁继林

(1.凯里学院,贵州 凯里556011;2.国家林业局中南林业调查规划设计院,长沙 410014,3.黔东南州林业局,贵州 凯里556000)

不同pH值和活性炭浓度对蓝莓不定芽分化的影响

张文泉1,何志国2,杨秀钟3,袁继林3

(1.凯里学院,贵州 凯里556011;2.国家林业局中南林业调查规划设计院,长沙 410014,3.黔东南州林业局,贵州 凯里556000)

以MS培养基作为基础培养基,采用蓝莓当年生的幼嫩枝条为实验材料,研究在不同pH值(5.0,5.1,5.2,5.3,5.4,5.5)和不同活性炭浓度(0.01%,0.03%,0.05%,0.1%,0.2%)下对蓝莓不定芽分化的影响。试验结果表明:蓝莓不定芽分化最佳的pH值条件为5.0,最适宜的活性炭浓度为0.1%。

蓝莓;不定芽;pH值;活性炭

蓝莓是杜鹃花科(Ericaceae)越橘属(VacciniumL.)植物,多为灌木,地理分布比较广泛[1-2]。蓝莓的果实和茎叶在食品、医药、化工等方面具很高价值[3-4]。由于蓝莓中的花青素含量较高,其独特的营养保健功能已为国际上所公认[5-7],市场前景较好,蓝莓在全国各地已大规模种植,有关蓝莓的快繁技术报道较多,但蓝莓的适生环境为酸性条件,并对有机质含量要求较高[8-9],本文就蓝莓组培工厂化育苗过程中,如何调节pH值及活性炭浓度进行试验。

1 试验材料与方法

1.1 供试外植体

供试外植体是采自凯里学院蓝莓种质园五年生“兔眼”扦插苗的当年生幼嫩枝条,枝条直径为3 mm,长度为15 cm,切口平整。

1.2 实验方法

1.2.1 材料消毒

供试外植体洗净后,在流水下冲洗12 h,用70%酒精浸泡30 s,无菌水冲洗3次,再用0.1%的HgC12常规灭菌10 min,最后再用无菌水冲洗4次,备用。

1.2.2 不同pH条件下蓝莓不定芽分化培养

以MS为基本培养基,组成为MS+3.0 mg/L6-BA+0.1 mg/LNAA+3%蔗糖+0.8%琼脂,配置pH分别为5.0,5.1,5.2,5.3,5.4,5.5六个不同梯度的固体培养基,取灭菌后的枝条,在无菌条件下,选取带腋芽的茎段,切成长度为5~10 mm的外植体,接种于不同pH值的MS培养基上,在温度(25士1)℃、光强3000 lx、光照(10~14)h∕d的条件下培养40 d,观察在不同pH条件下,蓝莓不定芽分化的影响,统计不定芽诱导率和平均不定芽数,计算公式为:不定芽诱导率=(产生不定芽的外植体数/接种外植体总数)×100%;平均不定芽数=不定芽总数/被诱导的外植体数。以此为指标,选择合适的pH值。

1.2.3 不同浓度活性炭条件下蓝莓不定芽分化培养

以MS为基本培养基,组成MS+3.0 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA+3%蔗糖+0.8%琼脂的培养基,然后添加0,0.01%,0.03%,0.05%,0.1%,0.2%等不同浓度的活性炭,pH调至5.0,接种、培养、统计方法同上步试验,选择最佳的活性炭浓度。

2 结果与分析

2.1 不同pH值对蓝莓不定芽分化的影响

培养40 d后,统计外植体在不同pH值条件下的不定芽诱导率及平均不定芽数,得表1,生长情况如图1所示,由图1及表1可看出:pH值对蓝莓不定芽分化起重要作用。不同pH值条件下,外植体均分化出不定芽,但不定芽诱导率及平均不定芽数均存在显著差异,pH值为5.0时,不定芽诱导率为75%,平均不定芽数为7.8,而且长势较好,随着pH值的升高,不定芽诱导率降低,平均不定芽数递减,当pH值为5.5时,不定芽诱导率低,平均不定芽数仅为1.3,几乎不分化,且出现褐化现象。由此可知,pH值为5.0时,为蓝莓不定芽分化的最佳条件。

表1 不同pH值对蓝莓不定芽分化的影响pH值分化率/%接种数/个平均分化芽个数生长情况5 075∗247 8++++5 166 7∗246 3+++5 254 2∗245 2++5 345 8∗∗244 7++5 441 6∗∗243 5++5 537 5∗∗∗241 3+ 注:统计数据为接种40d后的结果;∗表示差异显著(P<0 05);+表示生长情况:+不好、++一般、+++较好、++++好、+++++很好。

pH值为5.0

pH值为5.5

图1 不同pH值条件下蓝莓不定芽分化及生长情况

2.2 不同浓度活性炭对蓝莓不定芽分化的影响

大量组织培养试验证明:活性炭对不定芽的分化存在一定的促进作用。其原因是:活性炭具有吸附性,可以吸附植物组织培养过程中植物生长所产生的有害物质[9-10]。不同活性炭浓度条件下,40 d后统计不定芽诱导率,平均不定芽数得表2,测定不定芽高生长状况得图2,由实验结果可知:添加活性炭对蓝莓不定芽分化有促进作用,随着活性炭浓度的增加,不定芽诱导率增加,平均不定芽数增加,不定芽高生长加大,当活性炭浓度达到0.1%时,不定芽诱导率达到最大为95.8%,平均不定芽数为10.7,不定芽高生长达到最大值,为1.52,当活性炭浓度再增加时,则会抑制不定芽分化,各项指标均降低,因为活性炭吸附生长过程中产生的有害物质的同时也会吸附培养基中矿质元素及营养物质,导致生长受抑制。

综上所述:蓝莓不定芽分化最适宜的活性炭浓度为0.1%。

表2 不同浓度活性炭对蓝莓不定芽分化的影响活性炭浓度/%分化率/%接种数/个平均分化芽个数生长情况075∗∗∗247 8++++0 0179 1∗∗∗248 1++++0 0387 5∗∗248 7++++0 0591 6∗249 3++++0 195 8∗2410 7+++++0 283 3∗∗248 4++++ 注:统计数据为接种40d后的结果;∗表示差异显著(P<0 05)。+表示生长情况:+不好、++一般、+++较好、++++好、+++++很好。

图2 活性炭对蓝莓不定芽伸长生长的影响

3 讨论

pH值是植物组织培养的主要影响因子,pH值是否适宜关系到植物组织培养的成功与否,就植物本身而言,存在适宜的pH值生长范围,过高或过低的pH值会造成盐碱危害,使植物不能正常生长,在植物组织培养过程中,pH值同样影响外植体对营养吸收、多胺代谢、植物激素进出细胞等各项植物生理活动,对外植体的分化和物质累积有很大的影响[10-12]。另一方面:pH值影响固体培养基的凝固,pH值过高培养基过硬,影响外植体的成活及生长,pH值过低,培养基则不能凝结。蓝莓适宜在弱酸性的环境中生长,在其组培过程中适宜的pH值为成功的关键所在。

由于活性炭的结构特点,活性炭经常用于植物组织培养中充当介质,活性炭的加入,对植物组织培养过程中植物器官发生、体细胞胚发生产生着正效应或负效应。培养基中活性炭对植物组织培养的促进或抑制原因并不单一,存在诸多因素影响。在有些文献中着重强调活性炭对植物组织培养的促进作用,但通过本实验得出:过高浓度的活性炭抑制生长,因为活性炭在吸附生长抑制物质促进生长的同时,它也吸附培养基中中矿质元素及营养物质,。活性炭的这种非选择性吸附对培养材料可能会产生负作用。据报道:活性炭吸附硫胺素、烟酸、吡哆素、叶酸、螯合性离子以及锌[11-12]。在柠檬桉的组织培养过程中使用活性炭,虽然使得试管苗生长变快,叶片变大,但试管内芽苗分化数却下降了[13-14]。在植物组织培养中,没有哪两种基因型会对某一确定的培养条件产生相同的反应,活性炭在离体培养中的促进或抑制与许多因素有关[15]。研究活性炭的吸附机理、鉴定活性炭的吸附与释放物质对蓝莓不定芽分化的影响还有待进一步研究和探讨。

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EffectsofpHandActiveCarbonontheVacciniumSppTissueCulture

ZHANG Wenquan1,HE Zhiguo2,YANG Xiuzhong3,YUAN Jilin3

(1.Kaili University,Kaili 556011,Guizhou,China;2.Central South Forest Inventory and Planning Institute of State Forestry Administration,Changsha 410014,Hunan,China;3.Qiandongnan Forestry Bureau,Kaili 556000,Guizhou,China)

Use the MS medium as basic medium,this paper adopted theVacciniumSppas experimental materials,exploration on how the different pH (5.0,5.1,5.2,5.3,5.4,5.5) and different concentrations of active carbon (0.01%,0.03%,0.05%,0.1%,0.2%) affect theVacciniumSpptissue culture. Experimental results showed that with pH 5.0 and activated carbon concentration 0.1%,theVacciniumSppcallus induction and adventitious bud differentiation were the best.

VacciniumSpp;adventitious bud;pH;activated carbon

2015—07—30

2015—09—18

黔东南州自然科学项目(黔东南科合J字[2014]4001);凯里学院博士专项课题(凯里学院科同BS201339)。

张文泉(1984—),男(汉族),副教授,主要从事林木菌根生物技术方面的研究。

S 723

A

1003—6075(2015)03—0055—03

10.16166/j.cnki.cn43—1095.2015.03.013

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