兩種高山杜鵑試管增殖和生根影響因子*

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兩種高山杜鵑試管增殖和生根影響因子*

彭綠春1,2,3，解瑋佳1,2,3，賈紅芬4，陸琳1,2,3，李世峰1,2,3

(1.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院花卉研究所，云南昆明650205；2.云南省花卉育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南昆明650205;

3.云南花卉技術(shù)工程研究中心，云南昆明650205；4.云南省昆明市祿勸縣農(nóng)業(yè)局農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)管中心，云南祿勸651500)

摘要：以腋花杜鵑和Rhododendron ‘Germania’試管苗為材料，研究了外植體類型、激素濃度對其增殖效應(yīng)；基本培養(yǎng)基類型、NAA和IBA濃度對其生根的效果。結(jié)果表明，外植體類型為影響腋花杜鵑和Rhododendron‘Germania’增殖的主效因子，莖段組合ZT 2 mg/L，腋花杜鵑增殖效果最佳，增殖率達(dá)408 %，莖段組合ZT 1 mg/L是較適合Rhododendron‘Germania’增殖的組合，增殖率達(dá)632 %；NAA和IBA為影響腋花杜鵑生根的主效因子，且NAA的影響大于IBA，在WPM+NAA 1 mg/L+IBA 0.75 mg/L培養(yǎng)基中生根率最高，為85.33 %，NAA為影響Rhododendron‘Germania’生根的主效因子，生根的最佳培養(yǎng)基為WPM+NAA 1.5 mg/L+IBA 0.5 mg/L，生根率達(dá)89.33 %。

關(guān)鍵詞：腋花杜鵑；Rhododendron‘Germania’；增殖效應(yīng)；生根

高山杜鵑是指杜鵑屬(Rhododendron)常綠杜鵑亞屬(RhododendronsubgenusHymenanthes)的種質(zhì)資源及由其資源育成的杜鵑花。高山杜鵑品種多為雜合體，種子繁殖后代易發(fā)生嚴(yán)重分離，一般只用于育種[1]；組織培養(yǎng)是高山杜鵑繁殖和種苗生產(chǎn)的主要途徑。

腋花杜鵑(Rhododendronracemosum)為中國特產(chǎn)，在云貴川地區(qū)廣布的高山杜鵑野生種，花序常數(shù)個簇生枝頂或上部葉腋，花冠粉紅色或淡紫紅色，花期3-5月，適應(yīng)性廣，抗逆性強(qiáng)，具較高觀賞和園林應(yīng)用價(jià)值[2]?！瓽ermania’為近年市場流行栽培品種，花紅色，花序大而豐滿，極具觀賞價(jià)值和市場推廣應(yīng)用潛力。

國內(nèi)外對高山杜鵑組織培養(yǎng)技術(shù)有廣泛的研究，結(jié)果不盡相同，實(shí)現(xiàn)植株再生的栽培品種眾多，野生及瀕危種也達(dá)十余個。研究主要集中于基本培養(yǎng)基類型，增殖、生根培養(yǎng)的激素種類和濃度等方面，眾多高山杜鵑的研究結(jié)果普遍認(rèn)為：基本培養(yǎng)基和激素種類對高山杜鵑再生和生長有顯著影響，WPM為適宜的基本培養(yǎng)基，ZT為優(yōu)選的細(xì)胞分裂素[3]，但價(jià)格昂貴，TDZ在增殖培養(yǎng)中的效果僅次于ZT[4～5]，價(jià)格便宜而得到廣泛應(yīng)用。作者在研究中發(fā)現(xiàn)，同一品種，低濃度ZT下的增殖率有時(shí)反而高于高濃度ZT下增殖率的現(xiàn)象，推斷除了細(xì)胞分裂素外，外植體類型(莖尖和莖段)是影響高山杜鵑增殖的另一重要因子，但對于高山杜鵑增殖，這二者誰是主要影響因子，是協(xié)同作用，還是獨(dú)立作用，還沒有得到進(jìn)一步闡明。生根一直是高山杜鵑組織培養(yǎng)中研究較少的內(nèi)容，人們一般以NAA和IBA為植物激素，針對不同品種，經(jīng)過幾次濃度試驗(yàn)就能找到相對適宜的濃度。但究竟何種植物激素起主要作用，如何有效選擇使用等生根效應(yīng)卻沒有得到明確研究。

針對以上兩個能有效提高高山杜鵑組織培養(yǎng)效率，卻一直沒有得到深入研究的關(guān)鍵問題,本研究以腋花杜鵑和Rhododendron‘Germania’試管苗為材料，以外植體類型、ZT濃度為因子進(jìn)行完全隨機(jī)試驗(yàn)，闡明材料類型和激素濃度對高山杜鵑的增殖效應(yīng)；以基本培養(yǎng)基類型、NAA和IBA濃度進(jìn)行正交設(shè)計(jì)，比較各因子對高山杜鵑生根的效果，為高山杜鵑基礎(chǔ)研究和種苗生產(chǎn)提供技術(shù)支撐，為高山杜鵑產(chǎn)業(yè)化發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

1材料與方法

1.1材料

腋花杜鵑為野生種，Rhododendron‘Germania’為栽培品種，均來自云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院花卉研究所組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室，為外植體進(jìn)瓶后增殖培養(yǎng)兩代的試管苗。

1.2方法

1.2.1外植體類型及激素濃度處理

WPM為基本培養(yǎng)基，NAA濃度為0.1 mg/L，以ZT(0 mg/L，1mg/L,2mg/L)和外植體類型(莖段和莖尖：莖段有2個莖節(jié)，莖尖長約2 cm)進(jìn)行兩因素隨機(jī)試驗(yàn)，共6個處理，每處理5瓶，每瓶接種10棵，之后觀察記錄增殖數(shù)。

1.2.2基本培養(yǎng)基、激素種類和濃度處理

以基本培養(yǎng)基、NAA及IBA進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，因素及水平見表1。將增殖苗分成單棵，切成2～2.5 cm，接種到生根培養(yǎng)基中，每瓶接種15棵，每處理5瓶，之后觀察記錄生根情況。

表1　高山杜鵑生根試驗(yàn)因素及水平表

1.2.3培養(yǎng)基制備及培養(yǎng)條件

培養(yǎng)基中均添加蔗糖30 g/L、瓊脂粉6 g/L，pH值調(diào)至5.4。并于高壓滅菌鍋中121℃，滅菌15 min。

培養(yǎng)溫度為23±2℃；光照強(qiáng)度為2 000～2 500 Lx，光照時(shí)間為14 h/天。

1.2.4數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)使用SPSS 18.0軟件進(jìn)行方差分析。

2結(jié)果與分析

2.1外植體類型及激素濃度對高山杜鵑的增殖效應(yīng)研究

接種后，莖段及莖尖基部均長出直徑0.2～0.5 cm的瘤狀愈傷組織，之后，莖尖從基部瘤狀愈

傷組織上長出不定芽，莖段除此之外，還在莖節(jié)葉腋處長出側(cè)芽。45天后，統(tǒng)計(jì)6種處理下的增殖數(shù)(表2)，并進(jìn)行外植體類型和ZT濃度對增殖數(shù)影響的方差分析(表3，表4)。主效應(yīng)分析結(jié)果顯示，材料類型和ZT濃度對腋花杜鵑和Rhododendron‘Germania’增殖數(shù)的影響都極為顯著，但影響的程度大小有差異，外植體類型>ZT濃度。根據(jù)估算邊際均值及單因素成對比較結(jié)果，腋花杜鵑以莖段為材料時(shí)，增殖數(shù)均值(29.067)最大，顯著大于莖尖的增殖數(shù)(P<0.05)；ZT濃度為2 mg/L時(shí)，增殖數(shù)均值(27.3)最大，顯著大于其他兩濃度時(shí)的增殖數(shù)(P<0.05)。Rhododendron‘Germania’以莖段為材料時(shí)，增殖數(shù)均值(45)最大，顯著大于莖尖的增殖數(shù)(P<0.05)；ZT濃度為2 mg/L時(shí)，增殖數(shù)均值(38.6)最大，顯著大于ZT為0時(shí)的增殖數(shù)(P<0.05)，與ZT為1 mg/L時(shí)的增殖數(shù)無顯著性差異(P=0.73>0.05)。

表2　不同外植體類型及ZT濃度下的高山杜鵑增殖數(shù)

表3　腋花杜鵑增殖數(shù)的方差分析表

表4　Rhododendron ‘Germania’增殖數(shù)的方差分析表

由此可知，外植體類型對腋花杜鵑和Rhododendron‘Germania’的增殖效應(yīng)大于ZT濃度，莖段為增殖優(yōu)選材料。以莖段為材料，組合ZT 2 mg/L，腋花杜鵑增殖效果最佳，增殖率可達(dá)408 %；以莖段為材料，組合ZT 1 mg/L 是Rhododendron‘Germania’適宜的增殖組合，增殖率可達(dá)632 %。增殖效果無顯著差異的情況下，低濃度的外源激素可減少變異發(fā)生，降低成本。

2.2不同基本培養(yǎng)基、激素種類和濃度對高山杜鵑生根的影響

接種30天后，統(tǒng)計(jì)腋花杜鵑和Rhododendron‘Germania’在不同基本培養(yǎng)基、激素濃度組合下的生根數(shù)(表5)，并進(jìn)行方差分析(表6)。腋花杜鵑和Rhododendron‘Germania’對3個因素的反應(yīng)有差異。腋花杜鵑生根數(shù)的方差分析結(jié)果顯示，基本培養(yǎng)基對其生根沒有顯著影響，而NAA和IBA對其生根的影響極為顯著，且NAA的影響大于IBA。根據(jù)估算邊際值及單因素成對比較結(jié)果，基本培養(yǎng)基為WPM時(shí)，生根數(shù)均值(8.4)最大，兩種基本培養(yǎng)基之間的生根數(shù)無顯著性差異(P=0.72>0.05)；NAA濃度為1 mg/L時(shí)，生根數(shù)均值(10.7)最大，與其他各濃度下的生根數(shù)有顯著性差異； IBA濃度為0.75時(shí)，生根數(shù)的均值(10.25)最大，與濃度為0時(shí)的生根數(shù)無顯著差異，而與濃度為0.25和0.5時(shí)的生根數(shù)有顯著差異。腋花杜鵑生根的最佳培養(yǎng)基為WPM +NAA 1 mg/L+IBA 0.75 mg/L，生根率可達(dá)85.33 %。

表5　不同處理中高山杜鵑的生根數(shù)

表6　腋花杜鵑生根數(shù)方差分析表

表7　Rhododendron ‘Germania’生根數(shù)方差分析表

Rhododendron‘Germania’生根數(shù)的方差分析(表7)顯示， NAA(P=0<0.05)對其生根數(shù)的影響極為顯著，而基本培養(yǎng)基類型(P=0.828>0.05)和IBA(P=0.821>0.05)對其生根卻沒有顯著影響。根據(jù)估算邊際值及單因素成對比較結(jié)果，不同濃度NAA下的生根數(shù)差異顯著，NAA濃度為1.5時(shí)，生根數(shù)均值(10.2)最大；基本培養(yǎng)基為WPM時(shí)，生根數(shù)均值(6.875)最大，且兩種基本培養(yǎng)基之間的生根數(shù)不存在顯著性差異；IBA濃度為0.5時(shí)，生根數(shù)均值最大(7.2)，且各濃度下的生根數(shù)不存在顯著性差異。Rhododendron‘Germania’生根的最佳培養(yǎng)基為WPM + NAA 1.5 mg/L + IBA 0.5 mg/L，生根率可達(dá)89.33 %。

3結(jié)論與討論

外植體類型為影響腋花杜鵑和Rhododendron‘Germania’增殖的主效因子，配合適宜的細(xì)胞分裂素可達(dá)到較高的增殖系數(shù)。關(guān)于提高高山杜鵑繁殖效率的大部分研究只著重于激素種類和濃度對增殖作用的研究，而忽略了最根本的外植體類型的影響。本研究闡明了外植體類型對腋花杜鵑和Rhododendron‘Germania’增殖的影響效應(yīng)大于外源激素，莖段為其理想的外植體類型；以莖段為材料時(shí)，不添加外源細(xì)胞分裂素，增殖數(shù)雖顯著高于莖尖為材料時(shí)，但卻不能達(dá)到期望的增殖系數(shù)，理想的材料類型還需配合適宜的外源細(xì)胞分裂素。姜云天[6]、顧地周[7～8]、王艷萍[9]等的研究中也指出，以帶1葉莖節(jié)為材料，無任何外源細(xì)胞分裂素，僅添加IBA或NAA或GA3等生長素的情況下，可獲得4.5以上的增殖系數(shù)。可見，莖節(jié)因?yàn)槿コ隧敹藘?yōu)勢，利于其側(cè)芽萌發(fā)和叢生芽誘導(dǎo)，在高山杜鵑增殖中表現(xiàn)出主效應(yīng)。顧地周等以莖段為材料增殖培養(yǎng)，不添加外源細(xì)胞分裂素，本研究認(rèn)為莖段須配合適宜的外源細(xì)胞分裂素才可達(dá)到理想的增殖系數(shù)。研究結(jié)果差異的原因，可能一方面是基因型的差異,一方面是以莖節(jié)增殖，即使沒有外源細(xì)胞分裂素，前期細(xì)胞分裂素在植物體內(nèi)的積累，加上不同種類和濃度外源生長素的存在，對增殖有一定的影響作用，這需要進(jìn)一步的試驗(yàn)驗(yàn)證。

WPM是普遍適宜于木本植物生長的低鹽培養(yǎng)基，其各組分含量接近MS培養(yǎng)基的四分之一。本研究發(fā)現(xiàn)基本培養(yǎng)基不是影響腋花杜鵑和Rhododendron‘Germania’生根的主效因素，以WPM為基本培養(yǎng)基時(shí)，生根均數(shù)較高，但與1/2 WPM為基本培養(yǎng)基時(shí)的生根均數(shù)無顯著差異。雖然前人的研究中，不乏以1/2 WPM為基本培養(yǎng)基誘導(dǎo)生根的研究[3,10～12]，但本研究認(rèn)為WPM中各組分含量已經(jīng)很低，如再減半可能會影響植株長勢，尤其是在長期的培養(yǎng)過程中。

高山杜鵑野生種和栽培品種眾多，其植株再生能力和方法，野生種和栽培種之間，不同基因型之間有差異。本研究僅以野生種腋花杜鵑和栽培種Rhododendron‘Germania’為代表，研究了材料類型和激素的增殖效應(yīng)，基本培養(yǎng)基類型、NAA和IBA濃度對高山杜鵑生根的效果，試驗(yàn)結(jié)果填補(bǔ)了高山杜鵑組織培養(yǎng)中相關(guān)研究內(nèi)容的空白，提高了增殖和生根率，對高山杜鵑基礎(chǔ)研究和種苗生產(chǎn)有重要的借鑒和指導(dǎo)意義。

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Proliferation and Rooting Factors of 2 Alpine Rhododendron Species

PENG Lv-chun1,2,3，XIE Wei-jia1,2,3，JIA Hong-fen4,LU Lin1,2,3，LI Shi-feng1,2,3

(1.Flower Research Institute,Yunnan Academy of Agricultural Sciences,Kunming Yunnan 650205,P.R.China;

2.Yunnan Flower Breeding Key Laboratory,Kunming Yunnan 650205,P.R.China;3.Yunnan Flower Research and Development Center,Kunming

Yunnan 650205,P.R.China;4 Supervision Center for Agricultural Products of Agriculture bureau of Luquan County,Luquan Yunnan 651500,P.R.China)

Abstract:With the plantlets of Rhododendron racemosum and Rhododendron ‘Germania’as materials,the effect of material type and hormone concentration on multiplication,the effect of basic medium type,NAA and IBA concentration on rooting were studied.The results showed that material type was the major influencing factor on multiplication of R.racemosum and ‘Germania’.For R.racemosum,the combination of stem segment with ZT 2 mg/L showed the best results with 408 % multiplication rate;For ‘Germania’,the combination of stem with ZT 1mg/L was the suitable with 632 % multiplication rate.NAA and IBA were the major influential factors on rooting of R.racemosum,and the effect of NAA was greater than IBA.The WPM medium containing NAA 1 mg/L,IBA 0.75 mg/L showed the best results in inducing roots with 85.33 % rooting rate;NAA was the major influential factor on rooting of ‘Germania’,and the WPM medium containing NAA 1.5 mg/L,IBA 0.5 mg/L showed the best results in inducing roots with 89.33 % rooting rate.

Key words:Rhododendron racemosum ；Rhododendron‘Germania’ ； proliferation effect；rooting

中圖分類號：S 685.21

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1672-8246(2015)06-0061-05

通訊作者簡介：李世峰(1970-)，男，研究員，碩士，主要從事花卉資源評價(jià)利用、種質(zhì)創(chuàng)新及繁殖技術(shù)研究。E-mail:kylin7023@126.com

作者簡介：第一彭綠春(1981-)，女，助理研究員，碩士，主要從事園林植物繁育研究。E-mail:green315@126.com

基金項(xiàng)目：國家觀賞園藝工程技術(shù)研究中心(2012FU125X10)，云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)(2014CZYY019), 云南省科技計(jì)劃項(xiàng)目(2011EB111)。

收稿日期：*2015-05-06

doi10.16473/j.cnki.xblykx1972.2015.06.013