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杂交狼尾草腋芽的离体培养与组培快繁技术

2019-01-15杨宝明黄玉玲李永平王丽花张艺萍

山西农业科学 2019年1期
关键词:狼尾草腋芽外植体

苏 艳 ,杨宝明 ,黄玉玲 ,李永平 ,王丽花 ,龙 媛 ,张艺萍

(1.云南省农业科学院花卉研究所,农业部花卉产品质量监督检验测试中心(昆明),国家观赏园艺工程技术研究中心,云南昆明650205;2.云南省农业科学院农业环境资源研究所,云南昆明650205;3.屏边县新华乡农业技术推广站,云南屏边661205)

杂交狼尾草(Pennisetum americanum×Pennisetum.purpeum)是以二倍体美洲狼尾草和四倍体象草交配产生的三倍体杂种,其属热带植物,广泛分布于热带和亚热带南部地区,具有较强的抗倒伏、抗病、抗旱和保水能力,又具有一定的耐湿和耐盐能力,产量高,耐收割,供青时间长[1-3];蛋白质含量高,适应地区广,是适合饲喂牛、羊、鱼等多种草食畜禽的优质青饲料作物[4-5]。然而,杂交狼尾草不耐寒,不能自然越冬,只能作1年生栽培,而且种子不育,只能用根或茎秆进行无性繁殖,但根和茎秆数量有限,种苗的供给问题严重制约了杂交狼尾草在我国寒冷地区的推广应用[1-4]。

本试验以杂交狼尾草茎节处的饱满腋芽为繁殖材料,通过诱导腋芽、继代增殖培养以及生根壮苗3个步骤进行试验研究,旨在以简单、有效的方法,探索快速培育杂交狼尾草优良种苗的方法[6-25],以促进杂交狼尾草的进一步开发和利用,为杂交狼尾草的组培产业化生产提供参考。

1 材料和方法

1.1 材料

供试材料是于2017年6月采自贵州毕节市大田种植的杂交狼尾草茎秆。

1.2 方法

1.2.1 外植体选择 选择生长健壮、长势良好、分蘖多、产量高、无病虫害、当年生中上部幼嫩茎秆作为外植体。

1.2.2 外植体处理 选取叶鞘包裹紧实、距顶端4~5节的茎段,保留叶鞘,去除叶片,并用肥皂水刷冼干净,然后用自来水冲洗2~3 h。

1.2.3 外植体灭菌 剥除叶鞘,选择腋芽饱满的茎节,以茎节为中心,两端各留1 cm切取茎节。在无菌工作台内用质量分数为0.1%的HgCl溶液浸泡15 min,无菌水冲洗5~6次,再用无菌滤纸吸干表面水分,备用。

1.2.4 培养基及培养条件 以MS+庶糖30 g/L+琼脂粉5 g/L为基本培养基,pH值5.8~6.0。

诱导培养基为:(1)MS+KT 0.5 mg/L+NAA 0.2 mg/L;(2)MS+KT1.0 mg/L+NAA 0.2 mg/L;(3)MS+6-BA 0.5 mg/L+NAA 0.2 mg/L;(4)MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA0.2 mg/L;(5)MS+KT2.0 mg/L+NAA 0.4 mg/L;(6)MS+6-BA2.0 mg/L+NAA0.4 mg/L。

增殖培养基为:(7)MS+KT 2.0 mg/L+NAA 0.2 mg/L;(8)MS+KT 2.5 mg/L+NAA 0.2 mg/L;(9)MS+6-BA 2.0 mg/L+NAA0.1 mg/L;(10)MS+6-BA 2.5 mg/L+NAA0.1 mg/L;(11)MS+6-BA 3.0 mg/L+NAA 0.1 mg/L;(12)MS+6-BA 2.0 mg/L+NAA 0.3 mg/L;(13)MS+6-BA3.0 mg/L+NAA 0.3 mg/L;(14)MS+6-BA4.0 mg/L+NAA0.3 mg/L。

生根培养基为:(15)MS+NAA 0.2 mg/L;(16)MS+NAA 0.4 mg/L;(17)MS+IBA 0.5 mg/L;(18)MS+IBA0.2 mg/L;(19)MS+IBA0.4 mg/L;(20)MS+IBA0.5 mg/L。

以上各阶段,培养温度为(25±2)℃,光照时间为12 h/d,光照强度为1 600~2 000 lx。

1.2.5 外植体腋芽诱导培养 将无菌腋芽从茎节处切下(带部分茎节组织,不要损伤腋芽),接种于外植体诱导培养基(1)~(6)中进行培养,25 d时观察统计结果。

1.2.6 芽丛增殖培养 将诱导培养所得芽丛,按1~2个芽为一丛进行分割后,接种到丛生芽增殖培养基(7)~(14)中进行培养。每处理接种9瓶,每瓶接种5丛,25 d时观察统计结果。

1.2.7 生根壮苗培养 选择丛生芽中生长健壮、长势良好、高度达3 cm左右的小苗,从其基部切成单芽,接种到生根培养基(15)~(20)中进行培养。每处理接种12瓶,每瓶接种10株,15 d时统计生根情况。

1.3 数据处理

采用SPSS统计分析软件进行方差分析和多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同培养基对杂交狼尾草外植体腋芽诱导的影响

由表1可知,将外植体接种到诱导培养基6 d后,可观察到(6)号培养基中的部分腋芽开始萌动,(1)~(5)号培养基接种8 d后部分腋芽才开始萌动,(1)~(6)号培养基都能诱导腋芽萌发。从总体情况看,不定芽的分化效果随着6-BA,KT以及NAA质量浓度的增加,芽的萌动时间缩短,芽的分化数量随之增加,6-BA的诱导效果好于KT。当6-BA质量浓度为2.0 mg/L,NAA质量浓度为0.4 mg/L时,腋芽萌动最早、芽分化数量最多,每个腋芽平均产生丛生芽3.53个。因此,MS+6-BA2.0 mg/L+NAA 0.4 mg/L是最适合杂交狼尾草腋芽诱导的培养基。

表1 不同激素和质量浓度对杂交狼尾草外植体腋芽诱导的影响

2.2 不同培养基对杂交狼尾草不定芽增殖的影响

由表2可知,在继代增殖培养过程中,不同质量浓度的6-BA,KT与不同质量浓度的NAA配合使用对芽增殖的效果有所不同。其中,6-BA和KT都能促进芽增殖,并随着6-BA和KT质量浓度的增加芽的分化数量增加。从整体上看,在相同质量浓度下,6-BA促进芽分化的效果明显好于KT,更有利于芽的增殖。当6-BA质量浓度达到4 mg/L时,芽的分化数量反而减少,芽丛不生长,芽的高度下降,说明高质量浓度的6-BA会抑制芽的生长;另外,NAA质量浓度太低不利于芽的分化和伸长。当6-BA质量浓度为2~3 mg/L,NAA质量浓度为0.3 mg/L时,芽的增殖数量最多,生长速度最快,芽整齐、粗壮。因此,增殖培养基以MS+6-BA 3.0 mg/L+NAA0.3 mg/L为最佳。

表2 不同培养基对杂交狼尾草不定芽增殖分化的影响

2.3 不同培养基对杂交狼尾草苗生根的影响

由表3可知,在培养基中添加NAA或IBA都能诱导生根,不同处理对不定根的诱导能力不同。其中,(17号)和(20号)2个培养基,生根效果最好,生根率均为100%。添加NAA的培养基生根相对较快,接种10 d后开始产生根原基,15 d左右开始有根系长出,根系粗、多、整齐,但根短、脆;添加IBA的培养基生根相对要慢,根原基不明显,18 d左右才开始生根,根系相对较少、整齐度较差,但根系粗细适中、柔软。从驯化炼苗成活率考虑,生根培养基以MS+IBA0.5 mg/L为最佳。

表3 不同培养基对杂交狼尾草芽生根的影响

3 结论与讨论

本试验以杂交狼尾草植株中上部茎节(带饱满腋芽)为外植体,易灭菌、接种污染率、褐化率低;直接诱导腋芽分化,诱导时间短,芽萌动早,生长快,较易获得无菌繁殖体系。激素的种类、浓度和组合是影响外植体诱导和植株再生的关键因素,本试验结果表明,无论是外植体的诱导或芽丛的增殖,6-BA和NAA组合的效果好于6-BA和IBA,过高或过低的质量浓度的6-BA和NAA都不利于腋芽的诱导和丛生芽的增殖,6-BA的质量浓度为2~3 mg/L,NAA质量浓度为0.2~0.4 mg/L时有利于芽的增殖。当6-BA质量浓度为4 mg/L对芽的生长有抑制作用,芽多但生长较慢。另外,通过本试验还发现,杂交狼尾草在增殖培养过程中极易发生褐化,随着培养时间的延长,褐化情况会明显加重,在20~25 d的生长周期内进行转接,并在培养基中加入活性炭(0.5 g/L),可减轻褐化现象的发生。说明适时转接并在培养基中添加活性炭对抑制褐化现象十分重要。

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