尖叶茶藨子种子无菌苗再生体系的建立

作者: 林丽霞 林建忠 张雪芹 钟赞华 赖瑞云

尖叶茶藨子种子无菌苗再生体系的建立0

摘要 以尖叶茶藨子成熟种子为试材,采用不同处理及消毒方式获得无菌苗,再以幼苗茎段为外植体,研究不同植物生长调节剂对丛芽诱导、增殖、壮苗及生根的影响。结果表明:500 mg/L GA3浸泡处理有利于种子的萌发,发芽率可达66.7%,最佳消毒处理为75%乙醇30 s+0.1% HgCl*消毒8 min,污染率为23.3%;最佳丛芽诱导培养基为MS+2.0 mg/L 6-BA+0.05 mg/L NAA,增殖倍数为7.5;最佳壮苗培养基为MS+0.1 mg/L 6-BA+0.05 mg/L NAA+50 g马铃薯泥;最佳生根培养基为1/2MS+2.0 mg/L IBA,生根率为100%,平均生根条数为6.33。炼苗后,移栽到泥炭土∶椰糠∶珍珠岩体积比为3∶1∶1的基质中,成活率达87.5%。该研究建立了尖叶茶藨子种子组培快速繁育技术体系,适用于尖叶茶藨子种苗的规模化生产和应用。

关键词 尖叶茶藨子种子;组织培养;丛生芽;快速繁育

中图分类号 S 722.3  文献标识码 A  文章编号 0517-6611(2024)22-0115-03

doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2024.22.023

开放科学(资源服务)标识码(OSID):

Establishment of Rapid Propagation for Sterile Seedlings of Ribes maximowiczianum Komarov by Tissue Culture

LIN Li-xia, LIN Jian-zhong,ZHANG Xue-qin et al

(Fujian Institute of Subtropical Botany/Fujian Lab of Subtropical Plant Physiology and Biochemistry, Xiamen, Fujian 361006)

Abstract The seedlings of mature Ribes maximowiczianum Komarov seed germination under different disinfection treatment were used as explants to study the influence of different plant growth regulators on buds induction, hyperplasia,sound seedling and rhizogenesis. The results showed that 500 mg/L GA3 soaking treatment was conducive to seed germination, and the germination rate could reach 66.7%, and the best disinfection treatment was 75% alcohol for 30s and 0.1% mercuric acid disinfection for 8 min,the contamination rate was 23.3%. The best medium for bud induction was MS + 2.0 mg/L 6-BA + 0.05  mg/L NAA, the proliferation times was 7.5. The best medium for rooting was 1/2MS+2.0 mg/L IBA, the rooting rate was 100%, and the average number of rooting shoots was 6.33. The survival rate was 87.5% in the medium of 3∶1∶1 in peat soil∶coir∶perlite. This study established a complete system of tissue culture and rapid propagation for Ribes maximowiczianum Komarov seed, which is suitable for the large-scale production and application of Ribes maximowiczianum Komarov seedlings.

Key words Seeds of Ribes maximowiczianum Komarov;Tissue culture;Cluster buds;Rapid propagation

尖叶茶藨子(Ribes maximowiczianum Komarov)为虎耳草科茶藨子属的落叶小灌木[1,又称北方茶藨或远东茶藨,生于海拔900~2 700 m的山坡或山谷林下及灌丛中,分布于我国东北各省、朝鲜北部、俄罗斯远东地区[2-3。茶藨子树型优美、花色鲜艳、气味香馥,具有很高的观赏价值,其浆果红色可食,味酸,可制作果酱、果汁、果糖、果酒等,还可提取维生素、食品色素及果胶酶4-7。尖叶茶藨子可通过播种、扦插进行繁殖,但需外界干扰打破种子休眠才能相对缩短种子的繁殖周期,且实生苗较弱生长较慢,扦插繁殖需要大量的母本材料,硬枝扦插不易生根。笔者利用植物组织培养技术建立尖叶茶藨子快速繁殖体系,繁殖系数高,不受时间和外界环境的影响,更适用于工厂化育苗,满足市场需求。

1 材料与方法

1.1 试验材料

该试验所用的宁夏尖叶茶藨子种子由宁夏皇达生物科技股份有限公司提供,果实采收后保鲜运往福建省亚热带植物研究所,置于冰箱4 ℃保存。

1.2 试验方法

1.2.1 种子的预处理与消毒。

为保证种子质量均一,试验前对保鲜浆果进行搓揉去除果皮肉,将分离出来的种子混匀,选取颗粒饱满、新鲜且有光泽的尖叶茶藨子种子,分成2组,其中1组种子用清水浸泡48 h,另1组种子采用500 mg/L GA3溶液浸泡48 h,每组30粒种子,3次重复。将处理好的种子用75%乙醇杀菌30 s,0.1% HgCl*溶液消毒4~10 min,无菌水冲洗4~5次,灭菌种子置于无菌滤纸上吸干水分,转接至MS基础培养基上,每处理接种20粒种子,3次重复。

1.2.2 丛生芽的诱导。

以尖叶茶藨子无菌苗为材料,切成1~2 cm的带芽茎段,接种于添加不同浓度植物激素的MS培养基上,0.5、1.0、2.0 mg/L 6-BA与0.05、0.10、0.50 mg/L NAA组合共9种处理,每处理接种20个带芽茎段进行丛生芽诱导培养,重复3次。

1.2.3 无菌苗壮苗的培养。

以培养50 d的尖叶茶藨子丛芽为材料,转接至壮苗培养基中继续生长,培养基中添加6-BA(0.1、0.5 mg/L)、NAA(0.05、0.10 mg/L)、马铃薯泥(50 g/L),每个处理接种20瓶,重复3次,30 d后统计苗高及生长情况。

1.2.4 生根培养。

经壮苗培养后,切取生长健壮的单个芽苗接种至生根培养基上,在1/2MS培养基上分别添加不同浓度的IBA(0.1、0.5、1.0、2.0 mg/L),每个处理接种20瓶,重复3次,30 d后统计生根率、生根条数及根系生长情况。

1.2.5 炼苗移栽。

将组培苗开盖置于育苗室中炼苗3 d,轻轻洗掉根部的培养基,移栽至泥炭土∶椰糠∶珍珠岩体积比为3∶1∶1的混合基质中,应用种苗智能化快繁苗床进行植株的培养,育苗室中配有智能感应系统、弥雾降温系统及间歇式自动喷灌系统等设施,保持室内温度为25 ℃,湿度为80%~90%,光照强度为2 500 lx。

1.3 数据统计与分析

采用Excel 2016、SPSS 22.0软件对试验数据进行统计分析。

萌发率=萌发种子数/(接种种子数-被污染种子数)×100%,污染率=被污染种子数/种子总数 ×100%,成苗率=成苗数/(接种种子数-被污染种子数)×100%,

增殖系数=增殖后获得的单芽个数/接种的外植体数,生根率=生根的苗数/接种的芽苗数×100%,平均生根条数=每处理生根的总根数/生根的总苗数。

2 结果与分析

2.1 不同处理对种子萌发和污染情况的影响

由表1可知,48 h浸泡处理对尖叶茶藨子种子的萌发有明显的促进作用(图1A、B),尤其是经GA3浸泡后的种子发芽率可达66.7%,初始发芽时间缩短为20 d;相比于CK,清水浸泡48 h的种子

初始发芽时间提早12 d,发芽率约为CK的1.5倍。由表2可知,随着0.1% HgCl*处理时间的延长,污染率呈逐渐降低趋势,而萌发率呈先升高后降低的趋势;其中消毒时间为10 min的污染率最低,但萌发率仅为25.0%;消毒时间为8 min时,污染率为23.3%,萌发率达到最高61.7%。因此,综合考虑污染率与萌发率,可以采用0.1% HgCl*对尖叶茶藨子种子消毒处理8 min。

2.2 不同植物生长调节剂组合对丛生芽诱导的影响

由表3可知,不同浓度植物生长调节剂组合均可诱导出尖叶茶藨子的丛生芽(图1C),但其增殖系数差异较大,且丛生芽的生长情况明显不同。当6-BA浓度为0.5 mg/L时,不同组合处理的芽增殖系数为2.3~3.2,其中与0.10 mg/L NAA组合处理的分生芽最少,增殖系数仅为2.3,丛生芽较小且叶色偏黄;当6-BA浓度为1.0、2.0 mg/L时,不同组合处理的芽增殖系数均在4.5及以上,其中2.0 mg/L 6-BA与0.05 mg/L NAA组合处理的增殖效果最佳,芽增殖系数最高,达7.5,诱导的分生芽多、粗壮且生长旺盛;1.0 mg/L 6-BA与0.05 mg/L NAA组合处理的芽增殖系数高达6.7,但其丛生芽小、生长缓慢且伴有少量愈伤组织,不利于后期培养。因此,从芽增殖系数和分生芽的生长情况看,适合尖叶茶藨子丛芽增殖的最佳激素组合为6-BA 2.0 mg/L+NAA 0.05 mg/L。

2.3 不同植物生长调节剂组合对试管苗壮苗培育的影响

由于丛生芽的增殖系数较高,芽苗细弱,采用不同生长调节剂组合及添加马铃薯泥对其进行壮苗培养(图1D),以获得大量的健壮芽苗,有利于后期生根培养。由表4可知,只添加土豆泥的处理组可以促进芽苗生长,但生长缓慢且芽苗细弱,添加不同植物生长调节剂后基部明显膨大。当6-BA浓度为0.1 mg/L、NAA为0.05 mg/L时,芽苗的基部膨大且粗壮,长势最好;当6-BA浓度为0.5 mg/L时,芽苗虽有长高且基部膨大,但出现增殖现象或者产生少量愈伤组织,这都不利于壮苗培养。因此,尖叶茶藨子壮苗的最佳培养基为MS+0.1 mg/L 6-BA+0.05 mg/L NAA+50 g马铃薯泥+30 g蔗糖+8 g琼脂。

2.4 不同浓度IBA对组培苗生根的影响

由表5可知,随着IBA浓度增加,生根率逐渐升高,生根数量也随之增多(图1E)。当IBA浓度为2.0 mg/L时,生根率高达100%,且生根数量也最多(6.33),根系生长状况良好,其主根多、粗壮、长,生根效果最佳。因此,1/2MS+IBA 2.0 mg/L为最佳生根培养基。将生根30 d的瓶苗开盖在25 ℃育苗室中炼苗3 d(图1F),保持其湿度为70%左右。根部的培养基冲洗干净后,移栽至泥炭土∶椰糠∶珍珠岩体积比为3∶1∶1的混合基质中,置于25 ℃育苗室中继续培养,采用弥雾降温系统及间歇式自动喷灌系统,保持育苗室内湿度85%左右。30 d后统计移栽的成活率达到87.5%。

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