本文摘要：摘要:本研究旨在建立適于綠桐(PaulowniafortuneiPaulowniatomentosa)的快速無性繁殖技術,為試管苗工廠化生產提供技術參考。實驗以綠桐當年生枝條為外植體,對消毒方式、取材部位、植物生長調節劑及其濃度配比條件進行優化,篩選合適的誘導、增殖和生根培養基。
摘要:本研究旨在建立適于綠桐(Paulowniafortunei×Paulowniatomentosa)的快速無性繁殖技術,為試管苗工廠化生產提供技術參考。實驗以綠桐當年生枝條為外植體,對消毒方式、取材部位、植物生長調節劑及其濃度配比條件進行優化,篩選合適的誘導、增殖和生根培養基。實驗結果表明,最佳消毒方式為依次采用75%乙醇、等體積的10%次氯酸鈉與0.1%升汞混合液、0.1%升汞消毒;當年生嫩條頂端10cm長度的莖段為最佳外植體;外植體在MS+1.0mg/L6
關鍵詞:綠桐無性繁殖組織培養外植體不定芽
0引言
綠桐(Paulowniafortunei×Paulowniatomentosa)也叫青桐,是玄參科泡桐屬(Paulownia)植物,因樹皮呈綠色而得名,是由白花泡桐Paulowniafortunei與毛泡桐Paulowniatomentosa通過雜交培育出來的泡桐新品種。綠桐具有適應性強、生長迅速、成材量大、木材物理性能好、可高密度種植等優點[1
但是,綠桐無性繁殖速度慢且需要較大的人力及占地面積,導致在短期內難以獲得大量優質苗木。另外,在無性繁殖過程中易造成苗木體內病毒的“累積”效應,致使叢枝病(通過種根和種苗傳播)逐代加重,嚴重影響綠桐的生長速度和成材率。通過組織培養技術快速獲得大量的綠桐組培苗,可以解決當前在種植區苗木帶菌率高、病害隨繁殖材料傳播蔓延等問題,滿足當前市場需求。有關泡桐屬其他樹種的組織培養研究較多,如范國強等對白花泡桐的愈傷誘導[5]及體細胞胚誘導[6
孔德廣等[10]采取溫度處理組培苗后結合莖尖培養脫去植物菌原體的脫毒方法,既能保證種苗無病,又能保持泡桐原來的優良特性。田國忠等以泡桐成年樹上莖段為外植體,獲取再生植株,并結合莖尖培養方法進行脫毒試驗[11],同時還對泡桐組培脫毒苗和規�；a關鍵技術進行優化和完善[12,13],結果表明使用0.1%升汞(HgCl2)對外植體進行消毒(莖尖消毒7-8min,莖段消毒10-12min),消毒效果較好,且對外植體傷害較小,萌發較快,易獲得無菌苗;春季營養杯苗移栽適宜時間為3月中旬至5月初,秋季移栽時間為8月下旬至10月上旬。楊晨星等[14]對大巖桐外植體消毒進行研究,結果顯示10%H2O2消毒處理,外植體污染和褐化率較高;消毒效果較好的2個組合為75%乙醇30s+0.1%HgCl2消毒10min和75%乙醇30s+5%NaClO消毒10min,該研究為其他類似植物外植體消毒提供參考。江香梅等[15]以“桐優1”等3個泡桐品種的葉片、莖段、根萌條為外植體材料進行誘導試驗,結果發現根萌條是建立泡桐無菌體系的理想材料。
蘇江等[16]建立白花泡桐的組織培養技術,認為最佳培養基如下:初代誘導培養基為MS+2.0mg/L6
但由于植物組織培養存在種屬特異性,不同種屬之間差別很大[17],因此不同泡桐優良單株的最優組培脫毒技術和方法也不盡相同[18]。另外,幼苗從生根到室外移栽成活率極低,因此需要對綠桐組織培養技術進一步研究。目前有關綠桐組織培養的研究還鮮有報道,加之市場上綠桐組培苗供應量小,價格奇高(每株高達幾十元),完全滿足不了市場需求。因此,本研究擬建立綠桐快繁技術體系,通過對外植體消毒方式、不定芽誘導及增殖繼代、組培苗生根及室外移栽等因素進行系統性研究,為工廠化生產綠桐組培苗提供技術參考。
1材料與方法
1.1材料
供試材料綠桐1號由廣西瑞譜生物科技有限公司提供,選取當年生嫩枝或從大樹旁長出的嫩枝作為外植體,取材期為2018年4月。所用瓊脂,蔗糖,MS培養基所需的微量元素、大量元素,有機物試劑,以及植物生長調節劑如6
1.2方法
1.2.1外植體消毒
選取健壯的速生綠桐當年生枝條。截取前端30cm左右,剪去葉片,保留葉柄2-3cm,修整后的枝條置于加有2滴洗潔精的水中浸泡5min;流水沖洗20min,轉入超凈臺,剪成長4-5cm且帶有一個或者2個葉柄的小段,用75%酒精浸泡30s。然后分成3等份分別進行以下處理:(1)0.1%升汞浸泡8min;(2)10%次氯酸鈉和0.1%升汞等體積混合,浸泡8min;(3)10%次氯酸鈉和0.1%升汞等體積混合消毒處理5min,無菌水沖洗1次,然后用0.1%升汞消毒3min。最后分別用無菌水沖洗3次后待用。每個處理10瓶,每瓶接種10個外植體,外植體得率(%)=無污染外植體數/外植體總數×100%。
1.2.2植物生長調節劑及其用量對腋芽萌發的影響
將消毒外植體(莖段)兩端各斜切小部分并除去葉柄,然后接種于含有不同濃度6
2結果與分析
2.1消毒方法對綠桐外植體污染及腋芽萌發的影響
消毒處理方式及消毒時間對外植體污染及腋芽萌發有顯著影響:消毒劑毒性過大或消毒時間過長,腋芽萌發慢甚至不萌發;消毒劑毒性過小或時間過短,外植體滅菌不徹底,污染率過高。從表1可以看出,不同消毒方式處理的莖段,其萌發時間不同且莖段的顏色也會受到影響,方法(1)和(2)的萌發時間較長,外植體污染率均超過50%,且外植體顏色由最初的深綠色變為淺綠色,有的甚至變為棕色,說明消毒對外植體傷害較大;方法(3)處理過的莖段得率最高為62%,且腋芽萌發時間也最短(12d),說明此消毒方法最有效,且對外植體毒害較小,保證了外植體的成活和誘導效果。因此,消毒方法(3)適用于綠桐莖段的消毒。
2.2植物生長調節劑對不定芽誘導的影響
在含不同植物生長調節劑的MS培養基上,莖段腋芽萌動及長勢差異明顯(表2)。MS培養基中的生長調節劑為1.0mg/L6
3討論
3.1消毒方式對綠桐外植體消毒效果影響
獲得無菌外植體是植物組織培養成功的必要前提,常通過化學藥劑如酒精、升汞、次氯酸鈉等對植物材料表面進行消毒,不同消毒方式對植物的傷害和消毒機理不同,消毒劑及消毒時間對植物外植體的消毒效果、存活率及出芽率有顯著影響[5]。為降低對外植體的傷害且達到消毒目的,通常將消毒劑組合使用。另外,消毒時間過長對外植體的毒害作用較大,會褐化外植體或者直接將其殺死,進而使腋芽無法萌發,無法建立組培體系;若消毒時間過短,則無法獲得無菌外植體[19]。
田國忠等[12]研究發現,酒精對泡桐外植體傷害較大,消毒劑可以只用0.1%升汞,但污染率偏高。本研究在借鑒前人經驗的基礎上,對綠桐消毒方式進行研究,結果發現:只是用酒精,消毒效果較差且容易褐化,這與前人研究結果一致[11,18];當使用3種消毒劑組合(先用75%酒精消毒后,再用10%的次氯酸鈉與0.1%升汞等體積混合液消毒,最后用0.1%升汞消毒)時,外植體污染率低于40%,且受到的傷害最小,易于腋芽萌發,這與一些文獻報道結果類似[14]。
3.2植物生長調節劑在綠桐組織培養中的作用
植物生長調節劑的組成及濃度對離體組織的誘導、增殖及生根等生長發育起關鍵作用[20]。其中細胞分裂素可引起細胞分裂并誘導芽的萌發和生長,生長素則促進植物細胞伸長和根系分化。在特定范圍內,外植體芽的誘導、增殖及根的分化由細胞分裂素與生長素的種類和濃度決定[21]。
3.3綠桐組培苗移栽
植物組培苗的煉苗和移栽是快繁體系最后一個核心環節。移栽成活率的高低直接影響組培快繁的生產成本[23]。組培苗不經過煉苗直接進行移栽,由于植株過于幼嫩,移栽后易引起爛根死亡,影響幼苗的成活率[24]�；|的選擇、滅菌及移栽后的保溫、保濕等措施對苗的成活也起到重要作用。試管苗比較幼嫩,從無菌轉入有菌環境生長,如果沒有滅菌、保濕等保護性措施就很難抵御外界雜菌的侵染及干燥等復雜環境,容易染菌或干枯死掉,所以移栽前必須做好基質的消毒及移栽后的覆膜保溫、保濕等工作[25]。本實驗中,先對綠桐組培苗煉苗7d后再進行移栽,移栽后用地膜覆蓋保濕,組培苗成活率可達92%。
生態植物論文投稿刊物：《應用生態學報》(月刊)創刊于1990年，是中國科學院主管、中國生態學學會和中國科學院沈陽應用生態研究所聯合主辦的綜合性學術期刊，創刊于1990年，由科學出版社出版。本刊主要報道應用生態學領域的創新性科研成果與科研進展，反映我國應用生態學的學術水平和發展方向，跟蹤學科發展前沿，注重理論與應用結合，促進國內外學術交流合作與人才培養。
4結論
本研究對綠桐外植體消毒方式、誘導分化及煉苗條件進行實驗,結果表明:最佳消毒方式為依次采用75%乙醇、等體積10%次氯酸鈉與0.1%升汞混合液、0.1%升汞消毒;選擇當年生嫩條頂端10cm長度的莖段為最佳外植體;外植體在MS+1.0mg/L6
參考文獻
[1]溫遠光.桉樹生態、社會問題與科學發展[M].北京:中國林業出版社,2008.
[2]李國雷,劉勇,于海群,等.油松(Pinustabulaeformis)人工林林下植被發育對油松生長節律的響應[J].生態學報,2009,29(3):1264
作者：張紅巖1,2,莫勇生1,歐娜1,謝唯1,申乃坤2
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