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龙竹离体繁育技术研究

2018-04-27谭宏超谭汝强胡思思

世界竹藤通讯 2018年2期
关键词:珍珠岩外植体枝条

谭宏超 谭汝强 胡思思

(1云南师范大学竹类研究所昆明 650092;2云南珍竹农业科技有限公司云南嵩明 661700)

龙竹 (Dendrocalamus giganteusMunro),系禾本科竹亚科牡竹属植物,又名越南巨竹、大挠竹、大竹等,属大型丛生竹种[1]。龙竹是丛生竹中适应性最强、产量最高、用途最广的竹种。竹竿可以作为建筑材料,竹笋是一种美味且营养丰富的食品,龙竹的纤维具有良好的透气、吸水和耐磨特性,同时又具有抗菌、抑菌、防臭等功能,用其制作的纺织品倍受消费者喜爱。大量栽培龙竹可以带来较好的经济效益,是山区林农脱贫致富的有效途径。

与传统的竹子无性繁殖方法相比,竹子组培育苗具有繁殖系数大、快速、去病复壮等优点,可在短时间内大量繁殖竹苗[2]。本文于云南师范大学生命科学学院温室及嵩明县竹子科技示范园试验研究了龙竹组培快繁的适宜条件。

1 试验材料及方法

1.1 试验材料

1)外植体。龙竹的种子、播种苗枝条、母竹枝条。

2)培养基。选用MS培养基,含有大量元素20 mg/L、微量元素5 mg/L、铁盐5 mg/L、糖30 g/L、有机物2 mg/L、肌醇0.5 mg/L等物质)。

3)生长调节物质。GA3、IAA、NAA、IBA、6-BA。

4)化学试剂。升汞,75%的乙醇溶液,不同质量浓度的 KNO3、 NH4NO3、 KH2PO4、 MgSO4, 高锰酸钾溶液,2.5%的次氯酸钠溶液,多菌灵溶液。

1.2 试验方法

1.2.1 外植体选取与消毒

将种子作为外植体时,选取色泽鲜亮、颗粒饱满、没有病虫害的种子;当选取枝条作为外植体时,选取枝条中上部腔径较小的竹节,且芽未裸露、无病虫害。

种子消毒。将种子剥去种皮放入玻璃瓶内,加水浸泡一定时间后将种子转到超净工作台用0.1 mg/L的升汞浸泡2.5 h,以杀菌消毒;随后用蒸馏水冲洗5次,每次需用水浸泡5 min,以洗净种子表面的升汞,将其放在超净工作台内,待接种备用。

枝芽、秆芽消毒。将选取的枝芽或秆芽放入玻璃瓶内,先用无菌水浸泡2 h,后用0.1 mg/L的升汞浸泡4~10 min,再用蒸馏水冲洗3次,每次需浸泡5 min,以洗净表面的升汞,将其放在超净工作台内,待接种备用。

1.2.2 外植体的接种与培养

在超净工作台内,将已消毒的外植体接种到配备好的培养基中,种子每瓶平均4粒,置于不同的位置,枝芽或秆芽每瓶平均3个,置于培养基内不同位置。

接种后,在培养瓶外做好标记,将其置于适宜的环境中培养 (温度20~25℃、光照10 h/d),定期观察记录。

1.2.3 试管植株移植

待培养基内丛芽长至2~7 cm时,进行移苗。移苗前需将试管苗在自然光下进行炼苗5~7 d,之后取出试管苗,用自来水清洗试管苗上的培养基,再用多菌灵溶液浸泡10 min,浇透定根水,覆盖塑料膜与遮荫网,在适宜的光照、湿度、温度的环境下培养,待小苗抽新叶发新笋时可以揭膜,并将其移植到用0.1%的高锰酸钾溶液处理过的育苗基质中。移植时的温度对成活率影响很大,一般宜在20~30℃温度下进行移植[3]。

1.2.4 试验内容

1)激素浓度对种子发芽的影响。将种子放入含有不同质量浓度6-BA的培养基中,在相同的培养条件下培养观察30 d。设置4种6-BA质量浓度:1.5、1.8、2.1、2.4 mg/L,以不加6-BA的培养基作为对照。

2)激素种类对种子发芽的影响。将种子用100 mg/L的不同类型激素浸泡30 min后,放入培养基中培养观察 30 d。设置 5种激素类型:GA3、NAA、IBA、IAA、BA,以不添加激素的培养基作为对照。

3)外植体类型的组培效果。设置6种外植体类型:种子、半年生播种苗枝条、1年生播种苗枝条、2年生播种苗枝条、无性繁殖苗枝条和母竹枝条。采用相同的培养基,在相同条件下培养30 d。

4)不同元素的营养液对黄化外植体的影响。将刚刚黄化的外植体取出洗去表面的培养基,用0.01 mg/L升汞消毒后,立即放入含有不同营养元素的培养基中,培养观察30 d。设置不同质量浓度的4种营养液:KNO3(1.5、 1.9、 2.3 g/L)、 NH4NO3(1.3、 1.6、 1.9 g/L)、 KH2PO4(1.0、 2.0、 3.0 g/L)、 MgSO4(3.0、 4.0、 5.0 g/L)。

5)育苗基质对组培苗生长的影响。经生根、炼苗处理过的组培苗,移入到温室大棚中,在不同育苗基质中种植2个月,进行调查。设置7种类型的育苗基质:珍珠岩、蛭石、红土、黑土、泥炭土、腐殖土、泥炭土+红土+珍珠岩混合基质。

3 结果与分析

3.1 6-BA质量浓度对种子组培效果的影响

统计结果显示 (表1),激素处理的种子组培效果好于对照,不同质量浓度的6-BA处理,其种子开始发芽时间、发芽率相差不大。6-BA质量浓度为1.8 mg/L时,组培苗平均丛芽数最多,当质量浓度为1.5mg/L时,组培苗生根数最多,且平均苗高最高。6-BA能够促进细胞分裂以及种子的发芽和根的生长,但浓度过低或过高都不利于苗的生长。在组织培养中,通常以丛芽增殖来快速繁殖,因此在4种质量浓度的6-BA中,1.8 mg/L最适合龙竹的组织培养。

表1 不同质量浓度的6-BA处理种子的组培效果

3.2 激素类型对种子组培效果的影响

从表2可以看出,在培养基中添加GA3的种子发芽率最高,为71.3%;其次是添加BA的,种子发芽率为69.7%。而激素IAA、IBA、NAA对种子的生根都有一定的促进作用,其中IBA促进生根效果最好;NAA除了对种子的生根具有促进作用外,还能促进种子发芽,缩短种子发芽时间,并且能促进组培苗的生长。

表2 不同激素类型对种子组培效果的影响

3.3 不同外植体的组培效果

试验结果显示 (表3),半年生播种苗枝条的成苗率最高,为78.3%,且褐化率较低,为19.6%。母竹枝条成苗率最低,为9.8%,且褐化率最高,为87.2%。种子发芽最早,且无褐化现象。母竹枝条最早出现褐化,且污染率最大,高达90.2%。不同外植体类型成苗率从高到低依次为:半年生播种苗枝条>种子>1年生播种苗枝条>2年生播种苗枝条>无性繁殖苗枝条>母竹枝条。

褐变的出现是由于植物组织中的多酚氧化酶被激活,使细胞的代谢发生变化所致[4-5]。目前在竹类组培技术研究中,外植体褐变是比较难克服的问题。本试验发现,越是幼嫩的外植体,其组培成苗率就越高,原因可能为越是幼嫩的外植体,其所含的幼态分生组织细胞就越多,抗性因子、老化因子就越少,其愈伤组织就越容易分化,增殖能力就越强。

表3 不同外植体的组培效果

3.4 不同元素的营养液对黄化外植体的复绿效果

试验结果显示 (表 4),2.3 g/L的 KNO3、1.9g/L的NH4NO3、3.0g/L的 KH2PO4和5.0 g/L的MgSO4对黄化外植体的复绿效果好。其中以2.3 g/L的 KNO3的效果最好,还绿率、成活率最高。

表4 不同元素的营养液对黄化外植体的复绿效果

3.5 不同育苗基质对组培苗生长的影响

由表5可知,混合基质 (泥炭+红土+珍珠岩)的成竹率最高,高达97.3%,生长效果也最佳,珍珠岩的成竹率最低,为36.7%,其他基质成竹率从高到低依次为:泥炭土>黑土>红土>腐殖土>蛭石。

表5 不同育苗基质的组培苗生长情况

泥炭土中的氮元素和无机物含量较高,具有较高的肥力,吸水通气性良好;红土内含有一定量的矿质元素,具有高含水率、低密度、强度高、压缩性较低等特性;珍珠岩是火山喷发的酸性熔岩,密度小,具有良好的保水、保温特点,但珍珠岩内的营养元素较少。因此,将泥炭土、红土、珍珠岩按一定的比例混合,可以起到互补作用,是一种优良的育苗基质[6]。

4 小结

1)选用种子作为外植体时,因为龙竹的种子颗粒较大,必须进行严格的消毒以降低种子的污染率。

2)在培养基中加入1.8 mg/L的6-BA,丛芽增殖效果最好。

3)在不同类型的激素中,以GA3的组培效果最好,种子发芽率为71.3%,因为GA3能够打破种子、块茎等器官的休眠,促进发芽。

4)龙竹组培快繁的外植体以半年生播种苗枝条为最好,其次可采用种子作为外植体。外植体越幼嫩,其幼态分生组织细胞就越多,抗性因子、老化因子也就越少,其愈伤组织就越容易分化,增殖能力就越强,成苗率就越高。

5)对于刚刚黄化的外植体,对其施加一定质量浓度的氮钾复合肥 (KNO3)能够起到较好的还绿效果,提高组培苗成活率,其次氮肥 (NH4NO3)、磷钾复合肥 (KH2PO4)也能起到一定的复绿效果。

6)在相同的炼苗条件下,采用泥炭土、红土、珍珠岩按一定的比例混合的育苗基质,能够提高苗木的成活率。

[1] 耿伯介,王正平.中国植物志:第九卷第一分册[M].北京:科学出版社,1996.

[2] 高志民,谢锦忠.竹子组织培养技术研究及进展[C]//中国林学会竹子分会成立20周年暨中国竹业学术大会论文集.中国林学会:杭州,2012.

[3] 李蓉,郭起荣,曾炳山,等.毛竹种子“以芽繁芽”组培快繁初步研究[J].世界竹藤通讯,2008,6(6):9-13.

[4] 尚宏芹.植物组织培养中的三大难题概述[J].生物学教学,2010,35(6):64-66.

[5] 周传明,黄寿先,熊英,等.火龙果茎段离体培养快速繁殖试验[J].广西科学,2002,9(1):78-80.

[6] 谭宏超,李荣,谭汝强.龙头竹组培快繁技术研究[J].世界竹藤通讯,2017,15(6):23-26,36.

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