紫葉挪威槭的組織培養(yǎng)及其生根的研究

竇 玥,郭海軍,邸圓媛,王關(guān)林

(遼寧師范大學(xué)植物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,遼寧大連 116029)

紫葉挪威槭的組織培養(yǎng)及其生根的研究

竇 玥,郭海軍,邸圓媛,王關(guān)林

(遼寧師范大學(xué)植物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,遼寧大連 116029)

為解決紫葉挪威槭生根難的問題,研究了激素配比、蔗糖濃度、木質(zhì)化程度及活性炭濃度幾個(gè)因素對(duì)根誘導(dǎo)的影響。結(jié)果表明,紫葉挪威槭最佳生根培養(yǎng)基為MS+ IBA(0.4 mg·L-1)+NAA(0.1 mg·L-1),附加 25 g·L-1的蔗糖和 0.5 g·L-1的活性炭,生根率高達(dá) 74.26%。

紫葉挪威槭;組織培養(yǎng);生根

紫葉挪威槭 (Acer platanoides L.),又名國(guó)王楓、紅帝挪威槭,是一種落葉喬木。該樹種因葉片隨季節(jié)的變化而呈現(xiàn)不同的顏色,在歐美地區(qū)非常流行,常作為觀賞植物被栽植在公路或街道兩旁[1]。因其生命力旺盛,容易移栽,適應(yīng)能力較強(qiáng),抗逆性好,在中國(guó)東北三省均能良好生長(zhǎng),從而彌補(bǔ)了中國(guó)紅楓和日本紅楓生長(zhǎng)周期長(zhǎng)、夏季葉片焦邊、冬季不耐寒的弱點(diǎn)。隨著人們生活水平的提高,對(duì)彩葉樹種的需求也隨之增加,如何提高彩葉樹的移栽成活率成為人們普遍關(guān)注的問題。

由于紫葉挪威槭試管苗不易生根,故其組培試管苗的栽植成功率低,從而制約了該樹種試管苗的大面積推廣。目前,在金葉槭 (Acer negundo‘Aurea’)、粉葉復(fù)葉槭 (Acer negundo‘Flam ingo’)的組織培養(yǎng)方面的研究已有報(bào)道[2-3],而關(guān)于紫葉挪威槭的研究報(bào)導(dǎo)卻很少。眾多研究表明,植物組培苗的生根質(zhì)量與外源激素、木質(zhì)化程度、蔗糖濃度及活性炭等多種因素密切相關(guān)[4-7]。本文在紫葉挪威槭組培苗休眠芽的誘導(dǎo)與植株再生的基礎(chǔ)上對(duì)影響生根的因素作了進(jìn)一步的研究[8],解決了紫葉挪威槭生根較難的問題,為其大面積推廣種植奠定了理論和技術(shù)基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

2009年 3月,于大連市人民廣場(chǎng)一帶采集挪威槭的休眠芽,并以此為外植體,接種于芽誘導(dǎo)培養(yǎng)基中進(jìn)行組織培養(yǎng)[3]。待其長(zhǎng)出植株后,將其轉(zhuǎn)入不同處理的根誘導(dǎo)培養(yǎng)基中,用于研究不同處理對(duì)根誘導(dǎo)的影響。

1.2 方法

1.2.1 基本培養(yǎng)基及激素成分

(1)芽啟動(dòng)培養(yǎng)基:以 MS為基本培養(yǎng)基,附加外源激素 NAA(0.05 mg·L-1)、6-BA(1.5 mg·L-1)、GA(1.0 mg·L-1)及水解酪蛋白(300～400 mg·L-1)[8]。

(2)繼代培養(yǎng)基:以 MS為基本培養(yǎng)基,附加外源激素 NAA(0.05 mg·L-1)、6-BA(1.0 mg·L-1)、GA(1.0 mg·L-1)及水解酪蛋白 (300～400 mg·L-1)[8]。

1.2.2 培養(yǎng)基成分優(yōu)化

1.2.2.1 外源激素對(duì)生根的影響

將 90瓶用于生根的挪威槭的試管苗接種于附加不同濃度的 IBA(0.2,0.4,0.8 mg·L-1)和NAA(0.05,0.1,0.2 mg·L-1)的 MS培養(yǎng)基上,每種培養(yǎng)基接 30瓶,3種不同激素濃度配比均附加 0.3 mg·L-1的 6-BA,觀察統(tǒng)計(jì)不同激素配比中根長(zhǎng)、根的數(shù)量以及生根率有何不同。

1.2.2.2 木質(zhì)化程度對(duì)生根的影響

選取木質(zhì)化程度不同的 3種試管苗,每種 30瓶和 30瓶生長(zhǎng)旺盛且長(zhǎng)勢(shì)相近的試管苗作為對(duì)照,編號(hào) M0,M1,M2,M3。M0為生長(zhǎng)旺盛沒有木質(zhì)化的對(duì)照組;M1為愈傷組織呈深綠且略帶些黃色,長(zhǎng)勢(shì)一般,剛剛基部開始木質(zhì)化的試管苗;M2為愈傷組織完全變黃,長(zhǎng)勢(shì)不好,基部輕微有些木質(zhì)化的試管苗;M3為愈傷組織呈黃褐色,并且基部有死亡,木質(zhì)化程度較嚴(yán)重的試管苗。將這 4種試管苗接種于上述激素配比試驗(yàn)中效果比較好的培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng),定期觀察其生根情況,比較木質(zhì)化程度對(duì)根長(zhǎng)、根的數(shù)量及生根率的影響。

1.2.2.3 蔗糖濃度對(duì)生根的影響

以MS為基本培養(yǎng)基,附加 0.4 mg·L-1的I

BA和 0.1 mg·L-1的 NAA,分別配制 10,25,40 mg·L-13個(gè)蔗糖濃度的培養(yǎng)基,每個(gè)處理 35瓶,觀察不同的蔗糖濃度對(duì)槭樹生根的影響。

2 結(jié)果與分析

2.1 外源激素配比對(duì)根誘導(dǎo)的影響

研究結(jié)果表明, IBA與 NAA結(jié)合使用能夠促進(jìn)槭樹的生根,當(dāng)這兩種激素的濃度較低時(shí) ( IBA為 0.2 mg·L-1,NAA為 0.05 mg·L-1),根的誘導(dǎo)率較低,僅為 43.5%(見表 1),并且誘導(dǎo)出的根的數(shù)量比較少,通常只有 2～3條 (如圖 1a)。若同時(shí)提高這兩種激素的濃度 ( IBA為 0.4 mg·L-1,NAA為 0.1 mg·L-1),新生根的數(shù)量有所增加,可達(dá)到 7～8條 (如圖 1b)。當(dāng)繼續(xù)增加兩種激素的濃度時(shí) ( IBA為 0.8 mg·L-1,NAA為 0.2 mg·L-1),根的誘導(dǎo)率反而降低,僅為 59.65%,而且表現(xiàn)出芽的生長(zhǎng)狀態(tài)不好,葉片開始變黃。因此,考慮到既不影響試管苗的生長(zhǎng)又能提高試管苗生根率等因素,確定槭樹生根的培養(yǎng)基的基本成分為MS+6-BA(0.3 mg·L-1)+ IBA(0.4 mg·L-1)+NAA(0.1 mg·L-1)。

表 1 激素配比對(duì)紫葉挪威槭試管苗生根的影響

圖 1 激素配比誘導(dǎo)紫葉挪威槭生根情況

2.2 木質(zhì)化程度對(duì)根誘導(dǎo)的影響

研究表明,發(fā)生木質(zhì)化的細(xì)胞的透氣性差,也不易吸水,最后會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)原生質(zhì)體完全消失。因此,木質(zhì)化程度不同,試管苗生根能力也不同。木質(zhì)化程度對(duì)生根的影響見表 2。

表 2 木質(zhì)化程度對(duì)生根的影響

從表 2可以看到,對(duì)照組中M0的生根率較高,達(dá)到 73.3%,平均根數(shù)為 7.22條,平均根長(zhǎng)度也較長(zhǎng)為 1.54 cm,而且苗的長(zhǎng)勢(shì)也好;M1因是愈傷組織開始木質(zhì)化的組培苗,其生根誘導(dǎo)率開始降低,僅為 56.7%,誘導(dǎo)出的根雖粗,但其根的數(shù)量和長(zhǎng)度都相應(yīng)減少了,分別為 6.41條和 1.12 cm。雖然組培苗生長(zhǎng)正常,但其莖較短,沒有正常苗挺拔;M2為已剛表現(xiàn)木質(zhì)化的組培苗,其生根的誘導(dǎo)率繼續(xù)降低,僅為 13.3%,致使生根的誘導(dǎo)很困難,生出的根條數(shù)少,長(zhǎng)度短,而且苗長(zhǎng)勢(shì)一般,這樣的試管苗未伸出莖,但葉片增多,葉片較窄且顏色不鮮艷;M3為木質(zhì)化程度較高的組培苗,將其接種于根誘導(dǎo)培養(yǎng)基中未能誘導(dǎo)出根系,而且試管苗漸漸變黃直至死亡。由此可知,組培苗的木質(zhì)化程度對(duì)于誘導(dǎo)生根存在很大影響。表明木質(zhì)化程度是誘導(dǎo)槭樹生根時(shí)應(yīng)該考慮的一個(gè)重要因素。

2.3 蔗糖濃度對(duì)挪威槭生根的影響

蔗糖濃度對(duì)挪威槭生根的影響見表 3。由表3可知,蔗糖濃度不同,苗的生長(zhǎng)情況不同,根的誘導(dǎo)情況也不同。在 10 g·L-1和 40 g·L-1的蔗糖濃度下,生根的誘導(dǎo)率很低,分別為 25.7%和22.9%,而且苗的生長(zhǎng)狀態(tài)也不好,葉片均出現(xiàn)黃化的現(xiàn)象,高濃度的蔗糖反而對(duì)生根產(chǎn)生了抑制作用;在蔗糖濃度為 25 g·L-1時(shí),生根率高達(dá)74.3%,根的數(shù)量有了明顯的增加,苗生長(zhǎng)旺盛,葉片嫩綠,莖挺拔。研究認(rèn)為,25 g·L-1的是挪威槭根誘導(dǎo)適合的蔗糖濃度。

表 3 蔗糖濃度對(duì)挪威槭生根的影響

3 結(jié) 論

3.1 外源激素 6-BA對(duì)生根的影響

在對(duì)紫葉挪威槭進(jìn)行組織培養(yǎng)研究中發(fā)現(xiàn),由于芽誘導(dǎo)以及繼代培養(yǎng)次數(shù)增多,常導(dǎo)致試管苗老化或生長(zhǎng)較微弱,以致移栽困難。較多研究表明,草本植物的細(xì)胞分裂快,而木本植物細(xì)胞的分裂速度慢,因此,在根誘導(dǎo)過程中,加入一定濃度的 6-BA可以促進(jìn)細(xì)胞分裂,加快試管苗的生長(zhǎng),從而起到壯苗和提高移栽成活率的效果。

3.2 內(nèi)源酚類物質(zhì)對(duì)生根的影響

研究發(fā)現(xiàn),部分挪威槭試管苗的基部膨大明顯,并且存在褐化的現(xiàn)象。究其原因,可能在木本植物中存在內(nèi)源酚類物質(zhì),這些物質(zhì)的種類和含量會(huì)影響根的形態(tài)建成,有些會(huì)對(duì)根的形成產(chǎn)生抑制作用。活性炭能夠吸附植物分泌的一些內(nèi)源激素,促進(jìn)植物的生根,避免植物由于自身分泌的一些內(nèi)源激素而導(dǎo)致植物基部產(chǎn)生褐化的現(xiàn)象[9]。然而,由于內(nèi)源酚類物質(zhì)的種類不同,其產(chǎn)生的效果也不同。有些內(nèi)源酚類物質(zhì)也會(huì)對(duì)生根產(chǎn)生促進(jìn)作用,因此,分清哪些內(nèi)源酚類物質(zhì)有促進(jìn)作用和哪些有抑制作用還有待于進(jìn)一步研究。

[1]錢又宇,薛雋.世界著名觀賞樹木挪威槭與亞歐槭(桐葉槭)[J].園林,2008,44(5):60-61.

[2]李艷敏,孟月娥,趙秀山,等.金葉復(fù)葉槭組織培養(yǎng)技術(shù)研究[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué),2008,36(7):98-99.

[3]李艷敏,孟月娥,趙秀山,等.粉葉復(fù)葉槭的組織培養(yǎng)和快速繁殖[J].植物生理學(xué)通訊,2007,43(5):895.

[4]高紅兵,王朋飛,刁紹啟,等.6-BA對(duì)酸櫻桃組培苗 4種內(nèi)源激素質(zhì)量分?jǐn)?shù)動(dòng)態(tài)變化的影響[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2007,50(7):46-48.

[5]郭韓玲,趙亞麗,梁建軍.培養(yǎng)基蔗糖濃度對(duì)蘋果組培苗擴(kuò)繁和生根的影響 [J].山西果樹,2006,26(5):11-12.

[6]張素勤,鄒志榮,耿廣東,等.活性炭對(duì)非洲菊組培苗的生根誘導(dǎo)和移栽基質(zhì)的篩選[J].北方園藝,2008,31(5):207-208.

[7]徐春明,趙兵,耿楠,等.植物激素和活性炭對(duì)新疆雪蓮組培苗生根的影響[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào),2006,22(2):41-43.

[8]王靜,王關(guān)林,華蜻,等.紫葉挪威槭的休眠芽培養(yǎng)與植株再生[J].植物生理學(xué)通訊,2007,43(10):896.

[9]王靜.高寒地區(qū)植物中酚類物質(zhì)含量動(dòng)態(tài)及其與抗寒性關(guān)系的研究[D/OL].[2010-02-11].中國(guó)優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù),2005.http://ln.wanfangdata.com.cn/D/Thesis_Y724226.aspx.

Study on Tissue Culture and Rooting ofAcer platanoides‘Cr im son King’

DOU yue,GUO Ha i-jun,D IYuan-yuan,WANG Guan-lin
(KeyLaboratory of Plants,LiaoningNor malUniversity,Dalian Liaoning 116029,China)

In order to solve the problem of the difficult rooting ofAcer platanoides‘Crimson King’,we studied the effects of hor mone combination,sucrose concentration,lignification degree and active carbon concentration on its root induction.The result shows that the optimal rootingmedium isMS+ IBA(0.4 mg·L-1)+NAA(0.1mg·L-1)modifiedwith 25 g·L-1sucrose and 0.5 g·L-1active carbon,underwhich condition the rooting rate increased to 74.26%.

Acer platanoides;tissue culture;rooting

S792

A

1009-315X(2010)03-0206-03

2009-10-28

竇玥 (1984-),女,遼寧盤錦人,遼寧師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院碩士研究生,主要從事植物基因工程研究。

王關(guān)林 (1943-),男,浙江海鹽人,教授,博士生導(dǎo)師,主要從事植物基因工程研究,E-mail:guanlinwang@163.com。

(責(zé)任編輯 鄒永紅)