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【摘要】:本实验以美国红枫的带芽茎段为外植体,分别采用75%酒精(15min)、0.1%升汞(5~8min)消毒,不同基本培养基(MS、WPM),激素种类及浓度等方面进行了研究。研究结果表明:最佳消毒处理为酒精15s+升汞6min,污染率为36.7%;外植体选用木质化茎段比半木质化茎段好,木质化茎段腋芽萌发率为半木质化茎段萌发率的3倍左右;PVP处理难以将外植体彻底消除褐化;启动培养基MS优于WPM;启动培养以MS+NAA0.25mg/L+6-BA1mg/L的效果较好;腋芽增殖的最佳培养基配方为:WPM+TDZ0.002mg/L+IBA0.1mg/L+IAA0.5mg/L+6-KT0.5mg/L,增殖率达到80%。
【关键词】:美国红枫;组织培养;外植体;褐化
1前言
美国红枫(Acerrubrum),是槭树科槭树属,别称有红花槭、北方红枫、北美红枫等,原产美国东海岸地区,主要生产地是美国北部及加拿大大部分地区。美国红枫是北美红枫与中国红枫杂交并经过基因改良的的彩叶落叶大乔木[1],美国红枫是一种适用于群植、孤植及园林造景的优秀观赏树种[2],在实际生产中,美国红枫的繁殖限制了其广泛的应用[3-6]。本试验通过对美国红枫的组织培养快速繁殖技术的初步研究,探索在美国红枫组织培养过程中适合的外植体灭菌方法、外植体的选择、筛选适合外植体生长的基本培养基、褐化抑制措施以及利于芽的增殖的激素种类和浓度,探索诱导愈伤组织分化的培养基,为进一步开展美国红枫组织培养提供一定参考。
2材料与方法
2.1试验材料
选用美国红枫当年生枝条带腋芽的茎段作为外植体。材料都取自于湖南农业大学。选择一树形优美健壮的母株,从同一母株的剪取当年生枝条,剪去叶片,带1cm左右叶柄,外植体依腋芽剪成2.5~3cm小段,上端长1.5cm左右,下端长1.5~2cm左右,放入干净的培养盒中,移置超净工作台备用。
2.2试验方法
2.2.1外植体表面升汞灭菌时间筛选
外植体表面选用酒精、升汞消毒。75%酒精处理15s后,0.1%升汞+一滴吐温处理1~10min,无菌水漂洗3~4次。消毒处理后将外植体放置在灭菌后的干燥无菌滤纸上,用消毒过后的解剖刀或手术剪刀将外植体依腋芽剪成2~2.5cm小段,上端长0.5cm左右,下端长1.5cm左右,叶柄0.5cm左右,接种于pH5.8~6.0的培养基上统计污染率、死亡率、存活率。
存活率(%)=存活的外植体数÷接种的外植体数×100%
污染率(%)=污染的外植体数÷接种的外植体数×100%
死亡率(%)=死亡的外植体数÷接种的外植体数×100%
2.2.2外植体取材种类的筛选
选取同一母株的当年生枝条,处理枝条过程中将带腋芽的茎段剪去叶片修剪成2.5~3cm小段,并将修剪好的茎段分成木质化茎段和相对幼嫩的半木质化的茎段。将分好的两种茎段在无菌操作台上用75%酒精处理15s后,无菌水漂洗1~2次,0.1%升汞处理1~10min,无菌水漂洗3~4次进行消毒处理,剪成2~2.5cm小段。接种于pH值5.8~6.0的培养基上。统计存活率、死亡率、污染率。
2.2.3启动培养基的筛选
在快速繁殖培养过程中,植物的材料,不同的实验目的等所需的培养基都是不同的。本实验分别选取WPM和MS两种基本培养基,添加6-KT(1.0mg/L)、6-BA(0.5,1.0,1.5mg/L),NAA(0.125,0.25mg/L)将美国红枫带腋芽茎段接种于激素配比不同的培养基中,统计存活率和死亡率。
2.2.4腋芽增殖培养基的筛选
取在启动培养基上启动的腋芽接种于添加不同配比6-BA,NAA,TDZ,6-KT的以WPM为基本培养基的培养基中。并置于培养箱中培养,一段时间后统计本实验中腋芽的存活并增殖率及死亡率。
3结果与分析
3.1外植体表面升汞灭菌时间筛选
消毒时间为5min时,污染率最高达到77.8%。而在超过7min时,外植体的存活率直线下降,直至8min时,外植体的存活率为0%。综合以上,我们不难看出外植体用升汞消毒的最佳消毒时间是6min。在消毒时间为6min时,外植体的污染率及存活率最为合理。所以我们认为对于外植体消毒的最佳方式为:70%酒精消毒15s+0.1%升汞加一滴吐温消毒6min+无菌水漂洗3~4次。
3.2外植体取材种类的筛选
木质化程度较高枝条健壮的外植体的腋芽萌发率比木质化程度低枝条细嫩的外植体的腋芽萌发率要高3倍左右。木质化茎段的腋芽比较饱满健壮,萌发的枝条健壮,木质化程度低的半木质化茎段的腋芽比较幼嫩不够饱满,腋芽萌发需要更长时间,且萌发的枝条细嫩。
3.3启动培养基的筛选
2号和4号培养基的对比,可以看出当各激素浓度一样时,基本培养基为MS培养基时腋芽萌动率比WPM培养基的高8倍以上。随着NAA浓度和6-BA浓度的提升,外植体腋芽萌动率会随之提高,但是愈伤组织生长也会随着浓度的提升而增加。因此综合考虑,最佳启动培养基为:MS+NAA0.25mg/L+6-BA1mg/L。
3.4腋芽增殖培养基的筛选
2号培养基和4号培养基的增殖率是1号和3号培养基增殖率的2-4倍,所以不难看出添加了IBA的培养基比没有添加IBA的培养基腋芽增殖率要高,且2号培养基上的腋芽增殖率最高,增殖系数最大,达到80%的增值率,远高于其他培养基配方。在观察中我们发现2号培养基上增殖的腋芽长势最好,萌芽健壮且数多。所以腋芽增殖的最佳培养基配方为:WPM+TDZ0.002mg/L+IBA0.1mg/L+IAA0.5mg/L+6-KT0.5mg/L。
3结论
在美国红枫组织培养中选择木质化茎段作为外植体的萌芽率要比半木质化茎段的萌芽率高3倍左右。最佳消毒处理为酒精15s+升汞6min,污染率为36.7%。启动培养基MS优于WPM;启动培养以MS+NAA0.25mg/L+6-BA1mg/L的效果较好。红枫的愈伤组织分化仅仅依赖激素的调节是难以实现的;腋芽增殖的最佳培养基配方为:WPM+TDZ0.002mg/L+IBA0.1mg/L+IAA0.5mg/L+6-KT0.5mg/L。
参考文献:
[1]李捷,王爱波.美国红枫在我国的栽培管理现状[J].商丘职业技术学院学报,2015,5(14):105-106.
[2]董转年,方乐金,等.红枫的不同繁殖方法比较[J].湖南农业科学2011,(5):114-115.
[3]叶景丰,尤文忠,马冬菁,等.美国红枫组织培养技术研究[J].辽宁林业科技,2014(4):0035-0036.
[4]宗树斌,周春玲,牛立军,等.美国红枫的组织培养研究[J].山东林业科技,2006(1):1-3.
[5]金晓梅,张英,钟敏.美国红枫的高效繁殖[J].石河子科技,2015(08):10-13.
[6]张健,李玉娟,李敏.典型彩叶树种美国红枫研究技术综述[J],广西农学报,2009(4):55-59
【关键词】:美国红枫;组织培养;外植体;褐化
1前言
美国红枫(Acerrubrum),是槭树科槭树属,别称有红花槭、北方红枫、北美红枫等,原产美国东海岸地区,主要生产地是美国北部及加拿大大部分地区。美国红枫是北美红枫与中国红枫杂交并经过基因改良的的彩叶落叶大乔木[1],美国红枫是一种适用于群植、孤植及园林造景的优秀观赏树种[2],在实际生产中,美国红枫的繁殖限制了其广泛的应用[3-6]。本试验通过对美国红枫的组织培养快速繁殖技术的初步研究,探索在美国红枫组织培养过程中适合的外植体灭菌方法、外植体的选择、筛选适合外植体生长的基本培养基、褐化抑制措施以及利于芽的增殖的激素种类和浓度,探索诱导愈伤组织分化的培养基,为进一步开展美国红枫组织培养提供一定参考。
2材料与方法
2.1试验材料
选用美国红枫当年生枝条带腋芽的茎段作为外植体。材料都取自于湖南农业大学。选择一树形优美健壮的母株,从同一母株的剪取当年生枝条,剪去叶片,带1cm左右叶柄,外植体依腋芽剪成2.5~3cm小段,上端长1.5cm左右,下端长1.5~2cm左右,放入干净的培养盒中,移置超净工作台备用。
2.2试验方法
2.2.1外植体表面升汞灭菌时间筛选
外植体表面选用酒精、升汞消毒。75%酒精处理15s后,0.1%升汞+一滴吐温处理1~10min,无菌水漂洗3~4次。消毒处理后将外植体放置在灭菌后的干燥无菌滤纸上,用消毒过后的解剖刀或手术剪刀将外植体依腋芽剪成2~2.5cm小段,上端长0.5cm左右,下端长1.5cm左右,叶柄0.5cm左右,接种于pH5.8~6.0的培养基上统计污染率、死亡率、存活率。
存活率(%)=存活的外植体数÷接种的外植体数×100%
污染率(%)=污染的外植体数÷接种的外植体数×100%
死亡率(%)=死亡的外植体数÷接种的外植体数×100%
2.2.2外植体取材种类的筛选
选取同一母株的当年生枝条,处理枝条过程中将带腋芽的茎段剪去叶片修剪成2.5~3cm小段,并将修剪好的茎段分成木质化茎段和相对幼嫩的半木质化的茎段。将分好的两种茎段在无菌操作台上用75%酒精处理15s后,无菌水漂洗1~2次,0.1%升汞处理1~10min,无菌水漂洗3~4次进行消毒处理,剪成2~2.5cm小段。接种于pH值5.8~6.0的培养基上。统计存活率、死亡率、污染率。
2.2.3启动培养基的筛选
在快速繁殖培养过程中,植物的材料,不同的实验目的等所需的培养基都是不同的。本实验分别选取WPM和MS两种基本培养基,添加6-KT(1.0mg/L)、6-BA(0.5,1.0,1.5mg/L),NAA(0.125,0.25mg/L)将美国红枫带腋芽茎段接种于激素配比不同的培养基中,统计存活率和死亡率。
2.2.4腋芽增殖培养基的筛选
取在启动培养基上启动的腋芽接种于添加不同配比6-BA,NAA,TDZ,6-KT的以WPM为基本培养基的培养基中。并置于培养箱中培养,一段时间后统计本实验中腋芽的存活并增殖率及死亡率。
3结果与分析
3.1外植体表面升汞灭菌时间筛选
消毒时间为5min时,污染率最高达到77.8%。而在超过7min时,外植体的存活率直线下降,直至8min时,外植体的存活率为0%。综合以上,我们不难看出外植体用升汞消毒的最佳消毒时间是6min。在消毒时间为6min时,外植体的污染率及存活率最为合理。所以我们认为对于外植体消毒的最佳方式为:70%酒精消毒15s+0.1%升汞加一滴吐温消毒6min+无菌水漂洗3~4次。
3.2外植体取材种类的筛选
木质化程度较高枝条健壮的外植体的腋芽萌发率比木质化程度低枝条细嫩的外植体的腋芽萌发率要高3倍左右。木质化茎段的腋芽比较饱满健壮,萌发的枝条健壮,木质化程度低的半木质化茎段的腋芽比较幼嫩不够饱满,腋芽萌发需要更长时间,且萌发的枝条细嫩。
3.3启动培养基的筛选
2号和4号培养基的对比,可以看出当各激素浓度一样时,基本培养基为MS培养基时腋芽萌动率比WPM培养基的高8倍以上。随着NAA浓度和6-BA浓度的提升,外植体腋芽萌动率会随之提高,但是愈伤组织生长也会随着浓度的提升而增加。因此综合考虑,最佳启动培养基为:MS+NAA0.25mg/L+6-BA1mg/L。
3.4腋芽增殖培养基的筛选
2号培养基和4号培养基的增殖率是1号和3号培养基增殖率的2-4倍,所以不难看出添加了IBA的培养基比没有添加IBA的培养基腋芽增殖率要高,且2号培养基上的腋芽增殖率最高,增殖系数最大,达到80%的增值率,远高于其他培养基配方。在观察中我们发现2号培养基上增殖的腋芽长势最好,萌芽健壮且数多。所以腋芽增殖的最佳培养基配方为:WPM+TDZ0.002mg/L+IBA0.1mg/L+IAA0.5mg/L+6-KT0.5mg/L。
3结论
在美国红枫组织培养中选择木质化茎段作为外植体的萌芽率要比半木质化茎段的萌芽率高3倍左右。最佳消毒处理为酒精15s+升汞6min,污染率为36.7%。启动培养基MS优于WPM;启动培养以MS+NAA0.25mg/L+6-BA1mg/L的效果较好。红枫的愈伤组织分化仅仅依赖激素的调节是难以实现的;腋芽增殖的最佳培养基配方为:WPM+TDZ0.002mg/L+IBA0.1mg/L+IAA0.5mg/L+6-KT0.5mg/L。
参考文献:
[1]李捷,王爱波.美国红枫在我国的栽培管理现状[J].商丘职业技术学院学报,2015,5(14):105-106.
[2]董转年,方乐金,等.红枫的不同繁殖方法比较[J].湖南农业科学2011,(5):114-115.
[3]叶景丰,尤文忠,马冬菁,等.美国红枫组织培养技术研究[J].辽宁林业科技,2014(4):0035-0036.
[4]宗树斌,周春玲,牛立军,等.美国红枫的组织培养研究[J].山东林业科技,2006(1):1-3.
[5]金晓梅,张英,钟敏.美国红枫的高效繁殖[J].石河子科技,2015(08):10-13.
[6]张健,李玉娟,李敏.典型彩叶树种美国红枫研究技术综述[J],广西农学报,2009(4):55-59