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植物生长调节剂对软枣猕猴桃茎愈伤组织生长分化的影响

刘政,曲淼,杨殿静,王丹萍,李立才,张功

(通化市园艺研究所,吉林通化 134000)

软枣猕猴桃(Actinidiaarguta)果面光滑无毛,果实含有脂肪、氨基酸、多种维生素和微量元素、果胶等营养成分[1],适合鲜食、加工罐头、果脯等,具有健胃、解热、止血等医疗保健功能,根及根皮对消化道癌症具有一定的抑制和治疗作用[2],发展前景较广[3],以中国东北三省的野生资源最为丰富。目前多采用常规的种子播种、枝条扦插、嫁接等方式进行繁殖。种子繁殖易产生性状分离,扦插和嫁接繁殖速度慢。

延龙二号是延边大学2008年在吉林省蛟河市漂河镇青背村发现的,属于长白山野生软枣猕猴桃优良单株,自然杂交种。该品种为大果型,平均单果重为19.74 g,果实为扁长方形且具竖棱沟,果实成熟期果皮黄绿色。果肉细腻,高糖和低酸是该品种的最大特点,糖酸比高,口感好。可溶性固形物含量17.5%,可滴定酸含量0.42%,维生素C含量176.7 mg/100 g。果实9月中旬成熟(图1)。笔者以延龙二号品种为材料,研究不同植物生长调节剂类物质诱导愈伤组织的分化,为软枣猕猴桃生理、育种及繁殖研究提供参考。

图1 软枣猕猴桃延龙二号结果状

1 试验材料与方法1.1 试验材料

软枣猕猴桃延龙二号茎组培的无菌愈伤组织。诱导培养基为MS+Zt 2.0 mg/L+NAA 0.2 mg/L+GA3 1.0 mg/L +2,4-D 1.0 mg/L,培养时间40 d。愈伤组织生长分化培养基为基本培养基MS、琼脂4 g/L、糖30 g/L、pH值5.6~5.8。植物生长调节剂类:玉米素Zt(细胞分裂素类)、6-苄氨基腺嘌呤(6-BA,细胞分裂素类)、萘乙酸(NAA,生长素类)、2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)、赤霉素(GA3)。

1.2 试验设计与方法

试验于2019年12月中旬至2020年1月中旬进行。试验设两部分处理(表1)。试验一,筛选适宜愈伤组织生长分化的细胞分裂素类生长调节剂Zt、6-BA的浓度:在基本培养基MS中,分别加入Zt和6-BA各4个浓度(0.5、1.0、2.0、3.0 mg/L),计8个处理,重复4次。试验二,应用试验一筛选出的Zt和6-BA的适宜浓度(1.0 mg/L),再以生长素类生长调节剂NAA 6个浓度(0.05、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 mg/L)进行试验,筛选出适宜茎愈伤组织生长分化的植物生长调节剂浓度组合,计12个处理,重复4次。

所有试验在无菌超净工作台上操作。愈伤组织培养基制作,MS加琼脂、糖、植物生长调节剂,混匀,以NaOH调节pH值,置于电磁炉上加热至沸腾,倒入培养瓶中,拧好瓶盖,再置于高压灭菌锅内,121 ℃、灭菌20 min后,培养茎愈伤组织。

表1 试验设计

用镊子从培养瓶中取出茎愈伤组织,在操作盘上,用手术刀去掉茎部分,将愈伤组织接种在新配置的培养瓶内,置于温度25±2 ℃、空气相对湿度40%~50%培养室内,全天光照,光强1 500~2 000 lx。培养10、20、30 d时3次观察愈伤组织的诱导及分化情况,其中愈伤组织生长发育情况以正常生长,无褐化现象发生(或褐化轻且时间晚),及有芽或根分化为好。

2 结果与分析2.1 Zt和6-BA对软枣猕猴桃茎愈伤组织生长发育的影响

由表2可知,MS+Zt培养基较MS+6-BA培养基的愈伤组织褐化轻。MS+6-BA各处理20 d时均有褐化现象,而MS+Zt除0.5 mg/L外其他各浓度无褐变。MS+6-BA 1.0 mg/L和MS+6-BA 2.0 mg/L培养10 d均有根分化,1.0 mg/L 6-BA较2.0 mg/L的愈伤组织褐化时间晚,程度轻。MS+Zt处理中,以MS+Zt 0.5 mg/L 10 d时有芽分化,MS+Zt 1.0 mg/L生长正常,无褐化现象。说明Zt对愈伤组织诱导生长效果好,表现褐化轻且持续生长;6-BA促进酚类物质产生,使愈伤组织出现了不同程度的褐化,但6-BA促进愈伤组织分化根。据已有数据并参考文献,当细胞分裂素浓度为1.0 mg/L时效果较好,表现为褐化时间晚,程度轻,有根分化,分化生长速度快。

表2 Zt和6-BA对软枣猕猴桃茎愈伤组织生长发育的影响

2.2 不同植物生长调节剂组合对软枣猕猴桃茎愈伤组织生长分化的影响

如表3,以筛选出的适宜Zt和6-BA浓度1.0 mg/L为基础,分别与6个浓度的NAA(0.05、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 mg/L)组合配制培养基,接种茎愈伤组织后的组培表现为:MS+Zt+NAA处理中,以MS+Zt 1.0 mg/L+NAA 0.2 mg/L的茎愈伤组织培养效果为好,表现生长,无褐化。MS+6-BA+NAA处理中,MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.1 mg/L培养10 d愈伤组织有芽分化,但培养20 d时出现褐化现象;MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.2 mg/L,根分化、生长明显,至30 d时愈伤组织才出现褐化现象,但仍继续生长(图2,图3)。

添加NAA后能促进愈伤组织生长,且愈伤组织褐化程度轻,可能NAA对酚类物质有一定的抑制作用。

图2 软枣猕猴桃延龙二号茎愈伤组织生长分化芽情况注:A1、A2、A3为MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.1 mg/L培养基上10 d、20 d、30 d的生长分化情况。

图3 软枣猕猴桃延龙二号茎愈伤组织生长分化根情况注:B1、B2、B3为在MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.2 mg/L培养基上10 d、20 d、30 d的生长分化情况。

3 小结与讨论

对延龙二号软枣猕猴桃茎愈伤组织进行培养,在基本培养基MS中,添加不同浓度不同种类的植物生长调节剂对愈伤组织的生长、芽分化、根分化作用不同。在MS中单添加细胞分裂素时,Zt比6-BA褐化程度轻。当MS+Zt 0.5 mg/L培养时,愈伤组织生长10 d时就有芽分化,但20 d时已严重褐化不能继续生长。MS+Zt 1.0 mg/L培养时,愈伤组织变化小,无褐化,至30 d时正常生长。当MS+6-BA 1.0 mg/L、2.0 mg/L时,愈伤组织培养10 d时均有根分化,继续培养时出现褐化现象,但直至30 d时仍能生长、分化根。以MS+6-BA 1.0 mg/L效果好,只有部分褐化。所以在MS中单添加细胞分裂素Zt、6-BA时,都以浓度1.0 mg/L培养时效果为好。茎愈伤组织于MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.1 mg/L上培养10 d时有芽分化。在MS+6-BA 1.0 mg/L +NAA 0.2 mg/L上培养10 d时根系明显生长,且有次生根生长。故认为MS+6-BA 1.0 mg/L +NAA 0.2 mg/L培养效果最好,褐化晚且轻,有根分化。

在MS添加细胞分裂素Zt、6-BA浓度都为1.0 mg/L基础上,再添加不同浓度的生长素NAA时,发现愈伤组织褐变程度有所减轻。笔者在软枣猕猴桃魁绿、绿王品种上试验有同样结果。这与Matkow等人[4]研究结果一致。细胞分裂素刺激酚类产生而发生褐变,生长素NAA能够延缓多酚合成,减轻褐变。刘小刚等[5]也有生长素NAA可以防止愈伤组织继代中的褐变的研究结论。

外植体来源不同,内源激素水平也不同,培养基中所含生长调节剂浓度不同时,导致来源不同的外植体在分化能力等方面存有差异[6,7]。刘延吉等[8]研究发现,野生软枣猕猴桃H1在6-BA、NAA浓度分别为1.0 mg/L、0.2 mg/L时分化率、增殖系数、成活率最高,适宜扩繁。朴一龙等[9]研究发现,用MS+6-BA 1.0 mg/L +NAA 0.2 mg/L和MS+6-BA 1.0 mg/L +NAA 0.5 mg/L做培养基诱导产生不定芽,芽分化率达95.83%,新芽形成30 d左右,长度3 cm时宜转接继代培养基MS+Zt 2.0 mg/L +NAA 0.2 mg/L +GA3 1.0 mg/L培养。

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