杉木無(wú)性系不定芽誘導(dǎo)及植株再生研究

景蕓

摘 要：以6種優(yōu)良杉木無(wú)性系組培苗為試驗(yàn)材料，研究了不同誘導(dǎo)培養(yǎng)基對(duì)杉木莖段不定芽誘導(dǎo)的影響及生根培養(yǎng)基對(duì)不同無(wú)性系誘導(dǎo)生根的差異。結(jié)果表明，不同培養(yǎng)基對(duì)不同無(wú)性系不定芽誘導(dǎo)存在較大差異，在MS+0.65mg/L6-BA+5.4g/L瓊脂+20g/L蔗糖培養(yǎng)基中加入0.25mg/L IBA或0.15mg/L IBA均具有較好的不定芽誘導(dǎo)效果，誘導(dǎo)率可達(dá)58.3%；培養(yǎng)基MS+0.15mg/LIBA+0.07mg/LNAA+6.5g/L卡拉膠+20g/L蔗糖基本上能滿(mǎn)足6種杉木無(wú)性系的生根需求，具有較大的廣譜性。

關(guān)鍵詞：杉木；無(wú)性系；不定芽誘導(dǎo)；植株再生

中圖分類(lèi)號(hào) Q343.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2016）01-62-03

Adventitious Bud Induction and Plantlet Regeneration of Chinese fir Clones

Jing Yun

（College of Forestry，F(xiàn)ujian Agriculture and Forestry University，F(xiàn)uzhou 350002，China）

Abstract：Six excellent Chinese fir clones were used to study the impact of different induction medium on bud differentiation of stem segment and the impact of same rooting medium on the rooting induction differences.The results showed that different media on different clones of adventitious bud induction were quite different.The best adventitious bud induction mediums were MS+0.65mg/L6-BA+0.25mg/L IBA+5.4g/L agar+20g/L sugar and MS+0.65mg/L6-BA+0.15mg/L IBA +5.4g/L agar+20g/L sugar，and the highest induction rate was 58.3%.The medium MS+0.15mg/LIBA+0.07mg/LNAA +6.5g/L carrageenan +20g/L sugar can meet the root growth of the six Chinese fir clones，which can be widely used in practice.

Key words：Chinese fir；Clones；Adventitious bud induction；Plantlet regeneration

杉木（Cunninghamia lanceolata（Lamb.）Hook.）是我國(guó)南方特有的速生商品材樹(shù)種，具有速生、豐產(chǎn)、材性?xún)?yōu)良及用途廣等優(yōu)良特性，在我國(guó)林業(yè)生產(chǎn)中占有重要的地位[1]。經(jīng)過(guò)多年的良種繁育，我國(guó)在杉木優(yōu)良種質(zhì)資源培育方面取得了較大進(jìn)展[2]，但目前杉木人工林造林仍以種子繁殖的實(shí)生苗為主，無(wú)性系幼苗在造林中的應(yīng)用還較少，另外杉木種子生產(chǎn)常受到氣候及大小年等因素的影響，優(yōu)良種子的產(chǎn)量波動(dòng)較大[3]，嚴(yán)重制約著杉木人工林可持續(xù)經(jīng)營(yíng)。而利用無(wú)性繁殖技術(shù)可以在短時(shí)間內(nèi)獲得大量遺傳基因型一致的優(yōu)良苗木，既可以彌補(bǔ)杉木傳統(tǒng)育種的缺陷，又可以充分發(fā)掘優(yōu)良遺傳材料的遺傳潛能[4]。

目前，許多學(xué)者已在杉木扦插繁殖[5-6]、嫁接繁殖[7]及組織培養(yǎng)[8]等方面開(kāi)展了大量的研究，如莫亞芳等[3]以杉木優(yōu)良樹(shù)種基部莖段為材料，進(jìn)行了不定芽誘導(dǎo)，篩選得到了最佳誘導(dǎo)培養(yǎng)基，其誘導(dǎo)率達(dá)47%；席夢(mèng)麗等[9]以杉木成熟和未成熟合子胚為材料進(jìn)行愈傷組織誘導(dǎo)和植株再生，篩選得到最佳愈傷誘導(dǎo)培養(yǎng)基、最佳的取材階段和生根培養(yǎng)基，其生根率達(dá)100%。但受到不同區(qū)域環(huán)境條件、基因型及繼代次數(shù)的差異的影響，各種誘導(dǎo)培養(yǎng)基對(duì)不同杉木材料的誘導(dǎo)程度存在一定的差異，因此，在杉木無(wú)性繁殖過(guò)程中，既要注重培養(yǎng)基應(yīng)用的廣譜性，又要注重培養(yǎng)基對(duì)不同的杉木材料的特異性研究。有鑒于此，在前期研究的基礎(chǔ)上，以課題組收集到的6個(gè)優(yōu)良杉木無(wú)性系為材料，通過(guò)設(shè)定不同的不定芽誘導(dǎo)培養(yǎng)基和生根培養(yǎng)基，開(kāi)展不同培養(yǎng)基的廣譜性和特異性研究，為杉木組織培養(yǎng)快繁技術(shù)和良種培育提供一定的參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料 本試驗(yàn)6種優(yōu)良杉木無(wú)性系組培苗由國(guó)家林業(yè)局杉木工程技術(shù)研究中心提供，無(wú)性系編號(hào)分別為FS01、FS03、FS04、FS09、FS21、FS35。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 不定芽誘導(dǎo) 以MS為基本培養(yǎng)基，設(shè)置6種不同的激素組合，分別為：A1（含0.35mg/L6-BA和0.25mg/L IBA），A2（含0.35mg/L6-BA和0.15mg/L IBA）、A3（含0.5mg/L6-BA和0.25mg/L IBA）、A4（含0.5mg/L6-BA和0.15mg/L IBA）、A5（含0.65mg/L6-BA和0.25mg/L IBA）、A6（含0.65mg/L6-BA和0.15mg/L IBA），培養(yǎng)基pH為5.4，蔗糖20g/L，瓊脂5.4g/L。選取6種無(wú)性系中長(zhǎng)勢(shì)一致的組培苗，分別剪取2.0cm長(zhǎng)莖段，無(wú)菌條件下接入到配制好的各處理培養(yǎng)基中，每瓶接4株，每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)。

1.2.2 生根培養(yǎng) 首先將誘導(dǎo)得到的不定芽，轉(zhuǎn)接到繼代培養(yǎng)基中培養(yǎng)30d，繼代培養(yǎng)基MS+0.2mg/L IBA+0.33mg/L 6-BA+5.4g/L瓊脂+40g蔗糖，pH為5.4。選取各無(wú)性系經(jīng)繼代培養(yǎng)后長(zhǎng)勢(shì)一致的組培苗，接入生根培養(yǎng)基，接入后首先進(jìn)行10d的黑暗處理，進(jìn)行生根誘導(dǎo)，誘導(dǎo)培養(yǎng)基MS+0.15mg/L IBA+0.07mg/L NAA+6.5g/L卡拉膠+20g蔗糖，pH為5.4，每瓶接3株，每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)。

1.3 數(shù)據(jù)處理 相關(guān)計(jì)算公式如下：誘導(dǎo)率（%）=誘導(dǎo)數(shù)/接種數(shù)×100，萌芽率（%）=萌芽數(shù)/誘導(dǎo)數(shù)×100[3]，生根率（%）=（產(chǎn)生不定根的株數(shù)/接種的總株數(shù)）×100，生根數(shù)或根長(zhǎng)=所有植株總根數(shù)或根長(zhǎng)/接種的總株數(shù)[10]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同激素處理組合對(duì)杉木無(wú)性系不定芽誘導(dǎo)的影響 各杉木無(wú)性系組培苗莖段接種于不同的誘導(dǎo)培養(yǎng)基，不定芽誘導(dǎo)效果見(jiàn)表1。由表1可知，不同激素種類(lèi)及配比狀況明顯影響不定芽的誘導(dǎo)效果，在MS基礎(chǔ)培養(yǎng)基上，隨著6-BA濃度的升高，各無(wú)性系不定芽誘導(dǎo)率和萌芽率均表現(xiàn)出增加的趨勢(shì)。0.35mg/L6-BA+0.25mg/L IBA和0.35mg/L6-BA+0.15mg/L IBA2種處理下，各無(wú)性系不定芽誘導(dǎo)率均保持在16.7%～33.3%的較低水平，0.65mg/L 6-BA+0.25mg/L IBA和0.65mg/L6-BA+0.15mg/L IBA2種處理下，各無(wú)性系不定芽誘導(dǎo)率均保持在41.7%～58.3%的較高水平，且萌芽率也可以達(dá)到100%的水平。在相同的6-BA濃度下，不同的IBA濃度也導(dǎo)致誘導(dǎo)率的差異明顯，6-BA為0.65mg/L條件下，0.25mg/L IBA對(duì)無(wú)性系FS01和FS03的誘導(dǎo)效果均優(yōu)于0.15mg/L IBA，0.15mg/L IBA對(duì)無(wú)性系FS21和FS35的誘導(dǎo)效果均優(yōu)于0.25mg/L IBA。

2.2 生根培養(yǎng)基對(duì)不同杉木無(wú)性系生根率的影響 將各無(wú)性系莖段接入到生根培養(yǎng)基中，20d后莖段基部切口處膨大，產(chǎn)生潔白的愈傷組織，25d后各莖段基部產(chǎn)生不定根分化，最終誘導(dǎo)產(chǎn)生不定根。由圖1可知，在同一生根培養(yǎng)基處理下，各無(wú)性系均保持較高的生根率，但各無(wú)性系間的生根率也存在一定的差異。表現(xiàn)為FS03的生根率最高，達(dá)到90.6%，F(xiàn)S04的生根率最低，為51.6%，F(xiàn)S03比FS04高出75.58%；FS01、FS09、FS21、FS35生根率均在70%～80%。

2.3 生根培養(yǎng)基對(duì)不同杉木無(wú)性系生根數(shù)的影響 由圖2可知，同一生根培養(yǎng)基培養(yǎng)條件下，不同無(wú)性系生根數(shù)存在較大差異。無(wú)性系FS04和FS09生根數(shù)最多，平均為4條；無(wú)性系FS03和FS21生根數(shù)最少，平均為2條，僅為無(wú)性系FS04和FS09生根數(shù)的50%；無(wú)性系FS01和FS35平均生根數(shù)相同，均為3條。

2.4 生根培養(yǎng)基對(duì)不同杉木無(wú)性系根長(zhǎng)的影響 由圖3可知，同一生根培養(yǎng)基培養(yǎng)條件下，不同無(wú)性系誘導(dǎo)產(chǎn)生的根的長(zhǎng)度存在較大差異。無(wú)性系FS09和FS04平均根長(zhǎng)最短，分別為2.1cm、2.2cm；無(wú)性系FS03平均根長(zhǎng)最長(zhǎng)，為3.5cm，比無(wú)性系FS09和FS04分別高出66.67%、59.09%；無(wú)性系FS21平均根長(zhǎng)為3.0cm，比無(wú)性系FS09和FS04分別高出42.85%、36.36%；無(wú)性系FS01和FS35平均根長(zhǎng)差異較小，介于最長(zhǎng)根長(zhǎng)和最短根長(zhǎng)之間，均為2.5cm。

3 討論

利用組織培養(yǎng)的方式誘導(dǎo)杉木不定芽，可以在短時(shí)間內(nèi)獲得大量的優(yōu)良苗木，是杉木育種的有效方法之一[3]。植物組織的再生能力受到種源、林木基因型、樹(shù)齡、取材部位、生理狀態(tài)、培養(yǎng)基種類(lèi)、培養(yǎng)條件、激素種類(lèi)及配比等多種因素的影響，不同植物、同一植物不同無(wú)性系間組織培養(yǎng)的繁殖系數(shù)常存在較大差異[11]。生根是杉木組織培養(yǎng)過(guò)程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，生根效果受到環(huán)境條件及無(wú)性系本身基因型差異的影響，目前還未得到很好的解決[10]。

本研究結(jié)果表明，不同激素種類(lèi)和濃度配比對(duì)不同無(wú)性系組培苗不定芽誘導(dǎo)存在一定差異。在一定范圍內(nèi)，在MS培養(yǎng)基上，隨著6-BA濃度的升高不定芽誘導(dǎo)率不斷升高，6-BA濃度增至0.65mg/L時(shí)，各無(wú)性系不定芽誘導(dǎo)率達(dá)到最高。這與莫雅芳等[3]在杉木莖段不定芽誘導(dǎo)時(shí)得出結(jié)論相似，培養(yǎng)基中的細(xì)胞分裂素6-BA與生長(zhǎng)素IBA的比例適宜時(shí)，可以明顯促進(jìn)芽的分化，本研究中無(wú)性系FS01和FS03最適的不定芽誘導(dǎo)培養(yǎng)基激素組合為0.65mg/L6-BA+0.25mg/L IBA，而不同于無(wú)性系FS21和FS35的最適培養(yǎng)基激素組合0.65mg/L6-BA+0.15mg/L IBA。此外，韋如萍等[12]研究植物激素對(duì)杉木組培苗增殖和生根的影響，也得出培養(yǎng)基中6-BA與NAA、IBA的比例適宜時(shí)可以明顯促進(jìn)杉木組培苗芽分化，適宜濃度的IBA和NAA有利于根的形成和生長(zhǎng)，但是激素濃度過(guò)高也會(huì)對(duì)苗木生長(zhǎng)和芽分化起到抑制作用。本研究中同一誘導(dǎo)培養(yǎng)基對(duì)不同無(wú)性系根的數(shù)量、長(zhǎng)度及生根率產(chǎn)生不同的影響，說(shuō)明不同無(wú)性系根系誘導(dǎo)的最佳激素配比存在一定的差異，因此在生根培養(yǎng)時(shí)，應(yīng)該針對(duì)不同的無(wú)性系，有針對(duì)性的選擇有利于提高生根率、根長(zhǎng)及根數(shù)量等的培養(yǎng)基[12]，以此來(lái)達(dá)到快速繁殖的目的。

4 結(jié)論

不同無(wú)性系不定芽誘導(dǎo)最適宜的培養(yǎng)基存在一定差異，無(wú)性系FS01、FS03和FS09的最佳誘導(dǎo)培養(yǎng)基為MS+0.65mg/L6-BA+0.25mg/LIBA+5.4g/L瓊脂+20g蔗糖，無(wú)性系FS21和FS35的最佳誘導(dǎo)培養(yǎng)基為MS+0.65mg/L6-BA+0.15mg/L IBA+5.4g/L瓊脂+20g蔗糖，2種培養(yǎng)基都具有較好的誘導(dǎo)效果，具有一定的廣譜性；生根培養(yǎng)基MS+0.15mg/LIBA+0.07mg/LNAA+6.5g/L卡拉膠+20g蔗糖基本上能滿(mǎn)足6種杉木無(wú)性系的生根需求，具有較大的廣譜性。

參考文獻(xiàn)

[1]俞新妥.杉木栽培學(xué)[M].福州：福建科學(xué)技術(shù)出版社，1997.

[2]陳代喜.我國(guó)林木遺傳改良進(jìn)展綜述[J].廣西林業(yè)科學(xué)，2001，30（S1）：13-17.

[3]莫雅芳，戴勤，譚玲，等.杉木莖段不定芽誘導(dǎo)及植株再生條件篩選[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2013，44（05）：810-814.

[4]付婷.杉木優(yōu)良無(wú)性系組織培養(yǎng)研究[D].桂林：廣西師范大學(xué)，2013.

[5]吳鵬飛，何友蘭，馬祥慶，等.杉木無(wú)性系插穗生根和發(fā)芽影響因子的研究[J].福建農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2008（1）：51-56.

[6]胡伯智，厲榮良，馮建國(guó).杉木優(yōu)良家系實(shí)生苗與扦插苗造林效果比較[J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1999（4）：75-76.

[7]齊明，何貴平，羅修寶，等.杉木嫁接產(chǎn)生無(wú)性雜種的一個(gè)例證[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2012（2）：56-59.

[8]陳劍勇.杉木莖尖誘導(dǎo)愈傷組織及植株再生研究[J].西南林學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，29（5）：37-41.

[9]席夢(mèng)利，施季森.杉木合子胚愈傷組織的誘導(dǎo)及植株再生[J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2006，30（2）：6-10.

[10]龐麗，林思祖，曹光球，等.杉木優(yōu)良無(wú)性系組培苗誘導(dǎo)根的研究[J].江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，30（2）：283-286.

[11]吳大忠.不同杉木無(wú)性系組培增殖效果的比較研究[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2007，13（17）：113-114.

[12]韋如萍，胡德活，鄭會(huì)全，等.植物激素對(duì)杉木組培苗增殖和生根的影響[J].廣東林業(yè)科技，2013，29（4）：11-17.

（責(zé)編：張宏民）