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‘金标’玉簪组培快繁技术研究

2023-10-09谢树章杨小艳

安徽农学通报 2023年17期
关键词:金标玉簪腋芽

谢树章 杨小艳 吴 红 韩 垚

(重庆市农业科学院生物技术研究所,逆境农业研究重庆市市级重点实验室,重庆 401329)

玉簪属(HostaTratt.)是百合科多年生宿根草本植物,因花型形似古人头饰玉簪而得名,耐阴耐寒[1],品种繁多,株型大小各异,叶片的形状、大小、颜色、纹理和质地等各不相同[2-3],被广泛应用于园林地被、花境和盆栽观赏,是重要的观花观叶的阴生植物[4-5]。近年来随着玉簪属植物园林绿化应用的增多,玉簪特别是新培育或新引进的玉簪新品种由于母株资源较少,且传统方法繁殖速度慢,难以满足市场需求[6-7]。通过离体组织培养的方式繁育玉簪种苗,可快速繁殖大量优质种苗,保持玉簪亲本的优良性状[8],育苗周期短,出苗一致性高[9-10],同时可减少土地占用及人力物力消耗、避免病虫危害[11-12],具有很好的经济效益和应用前景。目前已有研究人员对‘金鹰’玉簪[13]、‘大父’玉簪[7]、‘蓝天使’玉簪[14]、‘翠鸟’玉簪[15]等开展离体组织培养技术研究,结果表明不同玉簪品种适宜的不定芽诱导、增殖和生根的培养基植物生长调节剂配比组合有较大差异,玉簪组培快繁可能受基因型的影响较大。‘金标’玉簪,属中型玉簪,叶片心形至卵形,叶质较厚,叶心黄色,边缘绿色,花紫色,花期7—9 月,耐寒、耐阴,地下茎粗壮,分蘖能力强,长势繁茂,是少有的黄心绿边花叶优良玉簪品种,其组织培养技术研究尚未见报道。本研究以幼嫩腋芽为外植体,建立‘金标’玉簪组培快繁体系,为‘金标’玉簪种苗快速繁殖规模化生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

供试玉簪品种‘金标’玉簪取材自重庆寰宇金禾园艺有限公司花卉基地。

1.2 方法

1.2.1 外植体的消毒处理 选取长势健壮、叶片色泽亮的优良植株,以其幼嫩腋芽作为试验材料,先用洗衣粉泡洗,在流水下冲洗1~2 h。然后置于70%乙醇溶液中浸泡处理30 s,倒掉70%乙醇溶液后,用灭菌水冲洗2次。再用0.1% HgCl2溶液加2滴Tween-20 分别消毒5、10、15、20 min,并不断摇动。将HgCl2溶液倒出,用灭菌水冲洗5~6次,用无菌滤纸吸干水分后将腋芽外包叶片剥掉,切取带生长点分生组织接种到诱导培养基MS+(3 mg/L 6-BA)+(0.10 mg/L NAA)+30 g/L 蔗糖+7 g/L 琼脂中,每个处理接种20瓶,每瓶接种2个外植体材料,及时观察外植体污染情况并记录,60 d后统计外植体污染率、存活率和死亡率及不定芽生长情况。

污染率(%)=(污染的外植体数/接种外植体数)×100;

死亡率(%)=(未污染但腋芽褐化死亡的外植体数/接种外植体数)×100;

存活率(%)=(未污染且腋芽正常的外植体数/接种外植体数)×100。

1.2.2 诱导培养 以MS 培养基为基本培养基,设置不同浓度6-BA 和NAA 组合诱导培养基,命名为Y1、Y2、Y3、Y4。将消毒处理好的腋芽外包叶片剥掉,切取带生长点芽组织,接种到Y1~Y4培养基中,温度25 ℃,光照强度2 500~3 000 lx,光暗交替12 h,每个处理接种20 瓶,每瓶接种2 个腋芽,观察外植体生长发育状态,60 d 后统计丛生芽诱导情况。

1.2.3 继代增殖培养 设置不同浓度6-BA 和NAA组合的继代增殖培养基,命名为A1~A9培养基。切下增殖的丛生芽,接种到以下培养基MS+(2、3、4 mg/L 6-BA)+(0.05、0.10、0.20 mg/L NAA)+30 g/L蔗糖+7 g/L琼脂中。每个处理接种4瓶,每1瓶接种5 个芽块,3 次重复。光照强度为2 500~3 000 lx,光暗交替12 h,温度25 ℃,40 d 后统计增殖情况。计算公式:增殖系数=新芽数/接种数。

1.2.4 生根培养 挑取健壮继代芽苗接至生根培养基G1~G7中壮苗生根,每个处理接种1盒,每盒接种50株苗,3次重复。光照强度为2 500~3 000 lx,光暗交替12 h,温度25 ℃。每天观察并记录组培苗生根时间(试验处理内部超过50%组培苗生根的时间),30 d后统计生根情况,确定最佳生根培养基。生根率(%)=(生根苗数/接种数)×100;平均根数(%)=(总根数/生根苗数)×100。

2 结果与分析

2.1 外植体的消毒处理与诱导培养

0.1 % HgCl2溶液不同的处理时间对玉簪腋芽的消毒效果不同(表1)。

由表1 可见,玉簪腋芽在0.1% HgCl2溶液处理5 min 的消毒效果最差,污染率达到77.5%。随着处理时间的增加,污染率显著降低,在20 min时外植体污染率降至12.5%;外植体死亡率随着0.1% HgCl2溶液消毒时间的增长而上升,说明0.1% HgCl2溶液处理时间过长会对外植体造成毒害作用,故外植体玉簪腋芽用0.1% HgCl2溶液消毒处理时间选为15 min 较佳,污染率可控制在15.0%,存活率达到75.0%,同时腋芽正常萌发,基部微膨大,不定芽逐渐出现。

2.2 诱导培养

玉簪腋芽接种到诱导培养基上,随着时间推移,腋芽基部逐渐膨大,然后出现不定芽,各个处理诱导玉簪腋芽产生不定芽的效果不同(表2)。

表2 不同诱导培养基不定芽生长情况统计

由表2 可见,外植体在Y1~Y4培养基的上的不定芽诱导率在85.0%~90.0%,在Y2培养基上最高,诱导率达到90%;从不定芽的生长情况对比,不定芽的质量和生长速度差异明显,在Y1和Y2培养基上不定芽生长正常,健壮,且在6-BA 为5 mg/L的Y2培养基上不定芽生长出芽时间短,速度快。当NAA 浓度为1.00 mg/L 时,不定芽生长受到影响,偏小,且生长缓慢,生长势较弱,部分出现轻微玻璃化。因此,选择MS+(5 mg/L 6-BA)+(0.50 mg/L NAA)培养基作为不定芽诱导培养基较为合适。

2.3 继代增殖培养

由表3 可以看出,植物生长调节剂6-BA 和NAA 的不同配比对玉簪丛生芽增殖影响很大。在6-BA 在5 mg/L 时新生芽都较小较弱,在4 mg/L 时增殖系数较高,同时芽苗也较正常。另一方面,NAA 在浓度在0.25 和0.50 mg/L 时,芽苗生长正常,比较健壮,同时繁殖系数也较高。随着NAA 浓度的继续增加,芽变弱,矮化,基部出现愈伤,甚至玻璃化,叶片黄化。综合考虑,培养基A6上的芽苗健壮(图1),丛生芽增殖数较多,增殖系数达到4.12,是比较理想的继代增殖培养基。

表3 不同继代增殖培养基丛生芽生长情况统计

2.4 生根培养

本研究把NAA 和IBA 单独使用用于诱导组培苗生根,从表4可看出,不添加植物生长调节剂的G1培养基上,组培苗生根时间较长,且生根率较低。而添加植物生长调节剂的处理G2~G7能提高生根率,加快生根速度,与对照相比达到显著水平。在G4和G7培养基中,部分组培苗基部出现了轻微玻璃化,影响了新根的质量,后续移栽时也会造成移栽成活率下降。而在G3培养基中(图1),出根时间短,组培苗生根率达到96.67%,平均根数达到5.76,故确定G3培养基作为玉簪组培苗生根壮苗培养基使用。

表4 植物生长调节剂对玉簪组培苗生根的影响

3 结论

玉簪组织培养的外植体一般选用腋芽和花器官作为外植体材料,冯慧等[16]采用花葶作为外植体材料,污染率较低,再生出不定芽,建立了玉簪花器官植株再生体系,但由于花器官受生长季节影响,取材时间受限,而腋芽丛生法以其操作简便,繁殖速度快,可保持遗传稳定性的优势广泛用于园艺、农林果树等林木植物的组培繁殖[17-18]。在本研究中,通过幼嫩腋芽作为外植体材料,可在春季开展试验,通过筛选确定0.1% HgCl2溶液最佳消毒时间为15 min,控制外植体污染率在15%以内。

植物激素的配比对芽的诱导启动和增殖均有显著影响,其中6-BA 为细胞分裂素,具有促进细胞分裂和扩大、诱导芽的分化作用,NAA 为生长素,具有促进植物伸长生长的作用[19-20]。本研究利用6-BA和NAA 的组合诱导‘金标’玉簪外植体直接分化出不定芽,不经过愈伤组织诱导阶段,遗传性状稳定,继而4 mg/L 6-BA 和0.50 mg/L NAA 配合使用,有效促进了丛生芽增殖,芽健壮且长势快。一般来讲,无机盐浓度低,有利于根的生长[21],本研究采用1/2 MS培养基作为基础培养基,添加IBA或NAA均能有效诱导玉簪生根,这与郝砚英、陈必胜等[22-23]研究结果一致。

综上所述,本研究筛选了适合‘金标’玉簪腋芽的消毒处理方法:最佳不定芽诱导培养基为MS+(5 mg/L 6-BA)+(0.50 mg/L NAA),最佳的丛生芽继代增殖培养基MS+(4 mg/L 6-BA)+(0.50 mg/L NAA),最佳的生根培养基1/2 MS+(0.50 mg/L IBA)。通过应用上述技术体系本实验室已生产‘金标’玉簪组培苗近3 万株,采用草炭∶珍珠岩(3∶1)作为基质移栽至128 孔育苗盘中,根据环境条件进行适时喷淋和遮阴,最终移栽成活率达到94.5%,初步建立了‘金标’玉簪组培快繁体系,可为‘金标’玉簪进行种苗繁殖规模化生产提供参考。

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