歐洲花楸組織培養(yǎng)中缺素癥狀的研究1）

舒鈺，周野，王丹，李晶＊

（1.黑龍江省林業(yè)科學(xué)研究所，哈爾濱 150081；2.黑龍江省農(nóng)科院食品加工研究所）

歐洲花楸（Sorbus aucuparia L.）為薔薇科、花楸屬、落葉小喬木，高15～20m。樹(shù)干端直，樹(shù)形魁梧，春季花為白色，花朵密集，繁花似錦；夏季葉色翠綠，隨風(fēng)搖曳；秋季葉色為橙紅，鮮紅的果實(shí)垂掛枝頭，更是秋季一抹亮麗的景色。整個(gè)冬季至翌年3月果實(shí)宿存于枝頭，與瑞雪互映，鮮紅亮麗、耀眼奪目，是優(yōu)良的景觀(guān)樹(shù)種。可作庭院、公園、廣場(chǎng)、小區(qū)綠化。歐洲花楸具有四季皆宜的觀(guān)賞效果，是集觀(guān)花、觀(guān)葉、觀(guān)果等價(jià)值于一身的珍貴花木。

培養(yǎng)基是植物組織培養(yǎng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是植物組織培養(yǎng)能否獲得成功的重要因素之一［1］。植物組織培養(yǎng)成功與否，一方面取決于培養(yǎng)材料本身的性質(zhì)，另一方面取決于培養(yǎng)基的成分。因此在建立一項(xiàng)新的培養(yǎng)系統(tǒng)時(shí)，選擇適合的培養(yǎng)基并掌握正確的制備方法是組織培養(yǎng)的前提。本研究對(duì)組織培養(yǎng)進(jìn)行了缺素癥研究，旨在為試驗(yàn)或者生產(chǎn)中直觀(guān)地從植株外部形態(tài)來(lái)判斷養(yǎng)分的豐缺、科學(xué)的判斷和改進(jìn)培養(yǎng)基的配方提供理論依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)材料選取歐洲花楸帶側(cè)芽莖段。取生長(zhǎng)情況良好的花楸當(dāng)年休眠的枝條，放入燒杯中，加入適量的水和洗滌劑，攪拌洗滌10min，再在流水中刷洗干凈，然后截成小段，每個(gè)帶腋芽莖段切成1.5～2.5cm。置于超凈工作臺(tái)上，用70%乙醇浸泡數(shù)秒鐘，再用無(wú)菌水沖洗3～5次，再用0.2%升汞浸泡6～8min，無(wú)菌水沖洗5次以上，用無(wú)菌濾紙吸干水分，接種在初代培養(yǎng)基中（MS＋NAA0.5mg／L＋2%蔗糖，pH值6.0）。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

待花楸長(zhǎng)勢(shì)良好后，對(duì)歐洲花楸進(jìn)行缺素實(shí)驗(yàn)，試驗(yàn)設(shè)4個(gè)處理：對(duì)照（CK），缺鈣（Ca），缺鎂（Mg），缺鐵（Fe），每個(gè)處理設(shè)6次重復(fù)。采用不完全的 MS培養(yǎng)基，用量如表1，用配好的HCl，和NaOH溶液將培養(yǎng)基pH值調(diào)到6.0，培養(yǎng)基分裝采用100mL的三角瓶，兩層封口膜。

2011年5月8日開(kāi)始缺素培養(yǎng)，每隔8天記錄歐洲花楸缺素表現(xiàn)。

表1 培養(yǎng)基配方 mg·L－1

續(xù)表1

2 結(jié)果與分析

2.1 組織培養(yǎng)中花楸缺素癥狀表現(xiàn)

表2 組織培養(yǎng)中歐洲楸缺素癥狀表現(xiàn)

2.2 結(jié)論與討論

花楸的缺素癥狀出現(xiàn)的比一般植物［2－6］要早，其原因可能是因?yàn)?，在組織培養(yǎng)中，光照條件，水分，和溫度都比較適合花楸生長(zhǎng)。

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，最早出現(xiàn)缺素癥狀的是缺Mg試驗(yàn)。鎂主要存在于幼嫩器官和組織中，植物成熟時(shí)則集中于種子。鎂離子在光合和呼吸過(guò)程中，可以活化各種磷酸變位酶和磷酸激酶，同樣，鎂也可以活化DNA和RNA的合成過(guò)程。鎂是葉綠素的組分，也是許多酶的活化劑，在光合磷酸化中是氫離子的主要對(duì)應(yīng)離子。歐洲花楸組織培養(yǎng)時(shí)，缺乏鎂離子時(shí)候首先表現(xiàn)在，老葉葉脈失綠，老葉呈雜色，隨后是下位老葉有壞死斑點(diǎn)，老葉焦枯狀，莖細(xì)。

植物類(lèi)的鈣呈離子狀態(tài)即Ca2＋。鈣主要存在于葉子的老的器官和組織中，它是一個(gè)比較不易移動(dòng)的元素。鈣在生物膜中可作為磷脂的磷酸根和蛋白質(zhì)的羧基間聯(lián)系的橋梁，因而可以維持膜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。植物從氯化鈣等鹽類(lèi)中吸收鈣離子。胞質(zhì)溶膠中的鈣與可溶性蛋白質(zhì)即鈣調(diào)蛋白（又稱(chēng)鈣調(diào)素）結(jié)合，形成有活性的Ca、CaM復(fù)合體，在代謝調(diào)節(jié)中起“第二信使”的作用。鈣是構(gòu)成細(xì)胞壁的一種元素，細(xì)胞壁的胞間層是由果膠酸鈣組成的。缺鈣時(shí)，細(xì)胞壁形成受阻，影響細(xì)胞分裂，或者不能形成新細(xì)胞壁，出現(xiàn)多核細(xì)胞。因此缺鈣時(shí)生長(zhǎng)受抑制，嚴(yán)重時(shí)幼嫩器官（根尖、莖端）潰爛壞死。番茄蒂腐病、萵苣頂枯病、芹菜裂莖病、菠菜黑心病、大白菜干心病等都是缺鈣引起的。鈣離子和鉀離子共同作用調(diào)節(jié)氣孔閉合：氣孔關(guān)閉時(shí)，關(guān)閉信號(hào)會(huì)刺激鈣離子進(jìn)入胞質(zhì)溶膠，使膜去極化，打開(kāi)陰離子通道，釋放氯離子和蘋(píng)果酸。依照此原理，陰離子的喪失會(huì)進(jìn)一步去極化，打開(kāi)鉀離子通道，鉀離子就被動(dòng)地伸出到臨近的副衛(wèi)細(xì)胞和表皮細(xì)胞，氣孔就關(guān)閉。歐洲花楸具體表現(xiàn)在，癥狀首先出現(xiàn)在上位的嫩葉，頂芽死亡，嫩葉變型，隨著缺素時(shí)間的延長(zhǎng)，缺鈣程度加劇，部分嫩葉開(kāi)始變黃脫落，葉尖和葉緣向內(nèi)死亡，最后停止生長(zhǎng)。

鐵是光合作用、生物固氮和呼吸作用中的細(xì)胞色素和非血紅素鐵蛋白的組成。鐵在這些代謝方面的氧化還原過(guò)程中都起著電子傳遞作用。由于葉綠體的某些葉綠素－蛋白復(fù)合體合成需要鐵，所以缺鐵時(shí)會(huì)出現(xiàn)葉片葉脈間缺綠。與缺鎂癥狀相反，缺鐵發(fā)生于嫩葉，因鐵不易從老葉轉(zhuǎn)移出來(lái)，缺鐵過(guò)甚或過(guò)久時(shí)，葉脈也缺綠，全葉白化，華北果樹(shù)的“黃葉病”就是植株缺鐵所致。歐洲花楸具體表現(xiàn)在，癥狀首先出現(xiàn)在上位的嫩葉，嫩葉部分焦枯，頂芽和嫩葉失綠，葉脈淺綠色，而后部分嫩葉開(kāi)始變黃脫落，最后停止生長(zhǎng)。

本實(shí)驗(yàn)研究了，組織培養(yǎng)中花楸缺素時(shí)的生理指標(biāo)和癥狀的表現(xiàn)，進(jìn)一步探討了三種元素缺素癥狀的營(yíng)養(yǎng)診斷指標(biāo)，為科學(xué)的判斷和改進(jìn)培養(yǎng)基的配方，從而提供理論依據(jù)。

［1］沈海龍.植物組織培養(yǎng)［M］.北京：中國(guó)林業(yè)出版社，2005.

［2］郭衍銀，徐坤，王秀峰，等.生姜對(duì)氮磷鉀缺乏的反應(yīng)［J］.土壤肥料，2004（1）：7－9.

［3］劉麗娟，馮玉才，趙蘭坡，等.穿龍薯蕷氮磷鉀缺素癥狀研究［J］.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，28（4）：426－429.

［4］張立今，林茂森，劉云強(qiáng)，等.切花玫瑰缺素癥狀研究［J］.遼寧農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，8（3）：4－6

［5］黃 鑫，王磊，李成，等.玉米幼苗缺素癥狀研究［J］.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，35（3）：272－275.

［6］隆學(xué)武，楊希，黃勇，等.金山葵缺素癥研究［J］.福建林業(yè)科技，2002，29（2）：54－64.