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刺五加组织培养快繁技术研究

2020-04-09刘国丽

北方果树 2020年2期
关键词:刺五加外植体存活率

刘国丽,龚 娜,杨 光

(辽宁省农业科学院,沈阳 110866)

刺 五 加[Acanthopanax senticosus(Rupr.rt Maxim.)Harms]属于五加科(Araliaceae)五加属(Acanthopanax),又称五加参、老虎镣子、刺拐棒[1]。主要分布在我国黑龙江、吉林、辽宁、河北、陕西等省及俄罗斯、朝鲜、韩国、日本诸国[2]。作为一种新型水果,刺五加果实富含多种活性物质,具有抗疲劳、改善睡眠等功效[3~5],为珍稀保健食品,具有较好的经济价值和药用价值。现已利用刺五加浆果开发出风味独特、具有保健功能的刺五加果酒、果醋、果汁饮料、果糕等食品。

随着刺五加相关商品不断被开发,人们对刺五加的需求量日益增加,对野生刺五加采挖强度不断加大,甚至挖断野生刺五加根系。这种无限制地自由采挖,加上刺五加自身繁殖能力低,导致刺五加野生资源的严重破坏,产量大幅削减[6]。因此,探索刺五加种苗繁育技术,提高刺五加栽培水平,加大人工保护和培育是实现刺五加产业可持续利用的必然之路。本研究以刺五加的分蘖芽为外植体,开展不同消毒方法及不同激素浓度组合对芽诱导和增殖影响的研究,以期为刺五加快繁体系的建立和开发利用提供理论支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2018年在辽宁省农科院省重点实验室进行。供试材料为野生、健壮、无病虫害且带有完整饱满越冬芽的刺五加根颈。洗净根部的泥土,将枝条切割成2~3 cm 的小段,置于饱和洗衣粉溶液浸泡10 min,流水冲洗2~3 h,再用无菌水冲洗3 遍,置于超净台备用。

1.2 试验设计

1.2.1 外植体消毒时间试验

选取刺五加的分蘖芽作为外植体,以75%乙醇浸泡消毒30 s,无菌水冲洗3 遍,再用0.1%升汞分别消毒处理3、5、7、10 min;消毒后用无菌水冲洗5 次,吸干表面的水分;用无菌手术刀剥去芽保护层,接种于培养基,置于培养室培养。设置温度为22 ℃,光照强度为1 500 lx,光照时间为12 h/d。每个处理接种10 瓶,每瓶3 个外植体。定期观察统计外植体污染率、存活率、死亡率、萌发及生长状况。

死亡率(%)=(接种的外植体总数-污染的外植体数-存活的外植体数)/接种的外植体总数×100

1.2.2 芽诱导培养的激素组合筛选试验

MS 培养基,分别添加不同浓度的6-BA 和NAA(表1),接入外植体,对其进行不定芽诱导。每个培养基接种10 瓶,每瓶接2 个外植体,重复3 次。定期观察不同激素浓度组合因素对芽形成的影响。

诱导率(%)=产生不定芽的外植体数/存活的外植体数×100

表1 芽诱导培养基不同激素浓度组合

1.2.3 增殖培养的激素组合筛选试验

采用MS 培养基,分别添加不同浓度的6-BA 和IBA(表2),接入诱导出的丛生芽。每个处理10 瓶,每瓶2 个外植体,重复3 次。

增殖倍数=萌发出丛生芽的总数/(接种的外植体总数-污染的外植体数)

表2 外植体继代增殖培养基不同激素浓度组合

1.3 数据分析

数据计算在Microsoft Excel 2007 中进行,方差分析采用Duncan's 新复极差检验法进行数据方差分析,在SPSS19.0 中完成。

2 结果与分析

2.1 刺五加外植体消毒的最佳时间

外植体的消毒处理非常重要,直接决定组织培养的成功与否[7]。外植体上附着各种杂菌,若消毒时间过短,外植体杂菌未被完全杀死,污染率高,外植体存活率低;消毒时间过长,外植体受到伤害严重,难以萌发。接种35 d 后,进行数据统计(表3),不同升汞消毒时间对刺五加外植体污染率、存活率及死亡率的影响显著。随着消毒时间的延长,污染率逐渐降低,死亡率升高。升汞消毒7 min 消毒效果较好,污染率较低(11.11%),存活率最高(81.11%);升汞消毒10 min 外植体虽然污染率最低(3.33%),但是芽褐变严重,芽的存活率比消毒7 min 低。

表3 不同消毒方法对刺五加外植体的影响

2.2 刺五加芽诱导培养的适宜激素组合

激素具有调节植物生长和刺激细胞分裂作用,添加激素种类和浓度是芽诱导和增殖的关键影响因素。接种35 d后进行数据统计(表4),6-BA和NAA不同浓度组合对刺五加芽诱导率影响显著。6-BA 1.5 mg·L-1+NAA 0.5 mg·L-1组合处理的芽诱导率最高 (85.56%)。其 次 为6-BA 1.5 mg·L-1+NAA 0.3 mg·L-1处 理 的(82.22%)。此外,当NAA 浓度一定时,6-BA 浓度与芽诱导率有一定正相关。当6-BA 浓度为0.5 mg·L-1和1.0 mg·L-1时,NAA 浓度增加芽诱导率也随之增加;当6-BA 浓度为1.5 mg·L-1时,NAA 浓度为0.8 mg·L-1的芽诱导率低于NAA 0.5 mg·L-1和0.3 mg·L-1处理的。

表4 不同激素浓度组合对刺五加外植体芽诱导率的影响

2.3 刺五加增殖培养的适宜激素组合

把诱导出的丛生芽转入增殖培养基进行继代培养。由表5可见,不同浓度激素组合对外植体继代增殖的影响很大。其中MS+6-BA 1.0 mg·L-1+IBA 0.5 mg·L-1,增殖倍数最大(3.4 倍),且苗叶片大,生长健壮。其次为MS+6-BA 1.0 mg·L-1+IBA 0.25 mg·L-1,增殖倍数次之(3.13 倍)。此外,当6-BA 浓度一定时,IBA 浓度增加,增殖倍数也随之增大。

表5 不同激素组合对外植体继代增殖的影响

3 结论

外植体木质化程度不同、携带杂菌等都会影响消毒的效果,因此合适的外植体与最佳消毒方法非常重要,是组织培养成功的关键。本研究以刺五加的分蘖芽为外植体,用75%乙醇消毒30 s 后,采用0.1%升汞消毒7 min 的,外植体污染率低,存活率高( 81.11%)。刺五加芽诱导培养的最佳激素组合为6-BA 1.5 mg·L-1+NAA 0.5 mg·L-1,芽诱导率最高(85.56%);增值培养的最佳激素组合为6-BA 1.0 mg·L-1+IBA 0.5 mg·L-1,芽增殖倍数最高(3.4 倍),丛生芽生长势好,健壮。

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