沙棘莖段組織培養(yǎng)體系優(yōu)化研究

王　莉, 徐慧霞，郭　雪，郭　穎，阮成江

(大連民族大學(xué) 環(huán)境與資源學(xué)院，遼寧 大連 116605)

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沙棘莖段組織培養(yǎng)體系優(yōu)化研究

王莉, 徐慧霞，郭雪，郭穎，阮成江

(大連民族大學(xué) 環(huán)境與資源學(xué)院，遼寧 大連 116605)

以“實優(yōu)一號”沙棘品種的一年生莖段為材料，利用0.1 % HgCl2對其進(jìn)行不同時間的表面消毒處理，并經(jīng)過啟動培養(yǎng)后，將生長健壯的莖段培養(yǎng)于含不同植物激素質(zhì)量濃度配比的WPM生根培養(yǎng)基中，以期優(yōu)化沙棘幼嫩莖段的表面消毒條件以及生根條件。結(jié)果顯示，利用0.1 % HgCl2處理7 min，沙棘莖段成活率最高(100 %)且無污染，為最佳的莖段表面消毒條件。此外，與其他激素質(zhì)量濃度配比相比，在添加0.5 mg·L-1IBA的生根培養(yǎng)基中，莖段分化出1～3條短粗的根，生根率最高(60 %)。

沙棘；莖段；消毒條件；激素；生根率

沙棘(HippophaerhamnoidesL.)是經(jīng)濟(jì)和生態(tài)價值雙優(yōu)的灌木或小喬木樹種，在中國主要分布于華北、西北、西南等地[1]。由于沙棘具備眾多的優(yōu)良特性，近幾年來，已經(jīng)在食品、化妝品、醫(yī)藥、生態(tài)保護(hù)等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。隨著沙棘資源開發(fā)力度的加大以及生態(tài)環(huán)境建設(shè)對沙棘良種苗木需求量的大幅增加[2]，如何快速規(guī)?；庇臣缒境蔀槠惹行枰鉀Q的問題。然而目前沙棘的繁殖仍然以幼嫩枝條的扦插和種子繁殖為主[3]，嫩枝扦插需要較多的母體植株，且易受病毒的侵染，而種子繁殖在生產(chǎn)實踐中又難以保持優(yōu)良品種的特性，這些均限制了沙棘的快繁和優(yōu)良新品種的培育，成為沙棘良種繁育推廣的障礙[4]。眾多實踐證明，植物組織培養(yǎng)是實現(xiàn)苗木快繁以及規(guī)?；a(chǎn)的主要途徑之一，同時也是開展種質(zhì)資源保存以及遺傳育種研究的重要前提。

近幾十年來，對沙棘組織培養(yǎng)的研究已有很多報道[5-9]，然而不同研究者的繁殖效率卻相差較大，快繁體系依然不夠健全。針對沙棘快繁中存在的外植體消毒難以及生根率較低的問題，本研究以“實優(yōu)一號”沙棘品種的一年生莖段為材料，進(jìn)行表面消毒條件和生根條件的優(yōu)化，進(jìn)而建立最佳的沙棘莖段組織培養(yǎng)體系，為構(gòu)建完善的沙棘快繁體系提供關(guān)鍵技術(shù)支持。

1　材料與方法

1.1莖段的前處理

于11月份取田間生長的 “實優(yōu)一號”沙棘品種一年生休眠枝條，將其剪成帶休眠芽的3～5 cm莖段。

1.2莖段的表面消毒

將剪好的莖段放在流動的自來水下沖洗4 h，然后用75 %酒精對莖段消毒30 s，用無菌蒸餾水沖洗3次。再用0.1 % HgCl2對莖段進(jìn)行消毒并保持不斷振蕩，分別設(shè)置3個處理組，即消毒6.5 min、7 min 和7.5 min，每個處理組30株莖段。最后用無菌蒸餾水沖洗5次，并將莖段表面的水分用無菌濾紙吸干。

1.3莖段的接種及啟動培養(yǎng)

將上述不同消毒時間處理后的3組沙棘莖段(每組30株莖段)進(jìn)行無菌接種，培養(yǎng)在添加1 mg·L-1BAP、0.01 mg·L-1IBA和0.03 mg·L-1GA且包含7 g·L-1蔗糖和30 g·L-1瓊脂的SBM培養(yǎng)基中[9]。每組共接種10瓶，每個培養(yǎng)瓶接種3株莖段。接種后將培養(yǎng)瓶置于溫度為(25±1) ℃、光強(qiáng)27～36 μmol·m-2·s-1、光暗周期18L:6D的培養(yǎng)室中。15 d后統(tǒng)計3個消毒處理組中莖段的成活率、死亡率和污染率。

1.4莖段的生根培養(yǎng)

經(jīng)過啟動培養(yǎng)后，從生長健壯的莖段中選取60株健康個體，完全隨機(jī)分為4組(每組15株)并分別接種于添加4種不同激素配比(即未添加激素、添加0.2 mg·L-1IBA、0.5 mg·L-1IBA、1 mg·L-1IAA + 0.5 mg·L-1IBA)的WPM生根培養(yǎng)基(包含30 mg·L-1活性炭和16 g·L-1瓊脂)中[9]。每種培養(yǎng)基類型共15瓶，其中每個培養(yǎng)瓶接種1株莖段。接種后將其置于溫度為(25±1)℃、光強(qiáng)27～36 μmol·m-2·s-1、光暗周期16L:8D 的培養(yǎng)室中培養(yǎng)。培養(yǎng)期間觀察各激素質(zhì)量濃度配比下莖段的生根情況，并于培養(yǎng)30 d后統(tǒng)計莖段的生根率。

2　結(jié)果與分析

2.1沙棘莖段的表面消毒條件優(yōu)化和啟動培養(yǎng)

接種培養(yǎng)3 d后，一些莖段的側(cè)芽開始萌發(fā)。7 d后，萌發(fā)長出的無菌苗均生長旺盛(如圖1)。培養(yǎng)15 d后，在0.1 % HgCl2消毒7 min的處理組中沙棘莖段的成活率為100 %，高于6.5 min處理組(80 %)和7.5 min處理組(76.67 %)。而消毒7 min和7.5 min處理組沒有雜菌污染，低于消毒6.5 min處理組的污染率(見表1)?？梢?.1 % HgCl2消毒7 min條件下，沙棘莖段成活率最高且污染率低。

圖1　在SBM培養(yǎng)基上，沙棘莖段的側(cè)芽萌發(fā)長出無菌苗

消毒時間/min接種數(shù)/株成活數(shù)/株污染數(shù)/株死亡數(shù)/株成活率/%污染率/%6.53024338010730300010007.530230776.670

2.2沙棘莖段的生根條件優(yōu)化

選取生長健壯的莖段并接種在4種不同激素配比的WPM生根培養(yǎng)基中。培養(yǎng)15 d后，發(fā)現(xiàn)在添加0.5 mg·L-1IBA的生根培養(yǎng)基中莖段分化出淺黃色的根。培養(yǎng)30 d后，在添加不同激素質(zhì)量濃度配比的生根培養(yǎng)基中沙棘莖段的生根情況出現(xiàn)明顯差異(見表2)。其中在添加0.5 mg·L-1IBA的生根培養(yǎng)基中，一些莖段分化出1～3條主根，根短粗，有的先形成一條主根再由主根進(jìn)一步分化成叢生根系，生根率最高(60 %)(如圖2)。在添加0.2 mg·L-1IBA和添加1 mg·L-1IAA + 0.5 mg·L-1IBA的生根培養(yǎng)基中，莖段的生根率較低，多數(shù)莖段只產(chǎn)生1條白細(xì)狀的主根。在未添加激素的生根培養(yǎng)基中，所有的莖段均沒有生根。

表2　不同激素質(zhì)量濃度配比對沙棘一年生莖段生根的影響

圖2　在含有0.5 mg·L-1 IBA的WPM生根培養(yǎng)基中，沙棘莖段分化出短粗的根或分化成叢生根系(白色箭頭所示)

3　討　論

誘導(dǎo)有利于植株成活的根系分化將是木本植物生根培養(yǎng)要解決的一個關(guān)鍵問題。一些木本植物如松樹、楊樹等再生植株的生根誘導(dǎo)過程中，植物激素的效果顯著[10]。同時，在沙棘的生根誘導(dǎo)中激素也表現(xiàn)出較好的促進(jìn)生根效果[6-8,11-13]。但是這些誘導(dǎo)生根的材料多數(shù)是子葉、下胚軸、胚根、莖尖和葉片的再生植株以及誘導(dǎo)的愈傷組織。通過愈傷組織誘導(dǎo)生根的組培苗一般較難存活。子葉、下胚軸、胚根、莖尖和葉片的再生植株的誘導(dǎo)生根率雖然較高，但是再生植株的形成也需要消耗一些時間。然而經(jīng)過啟動培養(yǎng)后選取生長健壯的莖段直接進(jìn)行生根誘導(dǎo)能顯著推進(jìn)沙棘的快繁進(jìn)度，有助于建立完善的工廠化生產(chǎn)快繁體系。Lummerding[9]報道了沙棘莖段在不添加激素的WPM生根培養(yǎng)基中生根，且最大生根率約為30～40 %。與Lummerding的報道不同的是，本研究發(fā)現(xiàn)在不添加激素的WPM生根培養(yǎng)基中沙棘莖段沒有生根，在含有0.5 mg·L-1IBA的生根培養(yǎng)基中莖段的生根率達(dá)到60 %?？梢?，添加合適激素質(zhì)量濃度配比的生根培養(yǎng)基有助于提高沙棘一年生莖段的生根率。在本研究的基礎(chǔ)上，未來需要使用更多種類的激素以及優(yōu)化激素質(zhì)量濃度配比來進(jìn)一步提高生根率，使之達(dá)到90 %以上。

4　結(jié)　語

本研究對“實優(yōu)一號”沙棘品種一年生莖段的表面消毒條件以及影響其生根的植物激素質(zhì)量濃度配比進(jìn)行了優(yōu)化研究。結(jié)果表明，沙棘一年生莖段的最佳表面消毒條件為利用0.1 % HgCl2消毒7 min；誘導(dǎo)沙棘一年生莖段生根的最佳激素質(zhì)量濃度配比為0.5 mg·L-1IBA。

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(責(zé)任編輯鄒永紅)

Optimization Studies on the Tissue Culture for Nodal Segments of Sea Buckthorn (HippophaerhamnoidesL.)

WANG Li, XU Hui-xia, GUO Xue, GUO Ying, RUAN Cheng-jiang

(School of Environment and Resources, Dalian Minzu University, Dalian Liaoning 116605, China)

To optimize surface sterilization conditions and rooting conditions of annual nodal segments in sea buckthorn, the annual young nodal segments of "Shiyou No. 1" strain were surface-sterilized with 0.1 % HgCl2for different time before incubation. After initiation culture, the vigorous and healthy nodal segments were incubated in WPM rooting medium supplemented with different concentration ratios of plant hormones. The results showed that under 7 min treatment using 0.1 % HgCl2, the survival rate of nodal segments was the highest (100 %) and there was no pollution. The 7 min treatment is the optimal surface sterilization condition for nodal segments. In addition, compared with other concentration ratio of hormones, healthy nodal segments differentiated 1～3 stubby roots in the rooting medium supplemented with 0.5 mg·L-1IBA, have the highest rooting rate (at a frequency of 60 %).

sea buckthorn; nodal segments; sterilization conditions; hormones; rooting rate

2096-1383(2016)05-0466-03

2016-04-21；最后

2016-05-19

中央高校基本科研業(yè)務(wù)費專項資金資助項目(DC201502070401)；大連民族大學(xué)人才啟動基金資助項目(0701-110049)。

王莉(1983-)，女，山西朔州人，講師，博士，主要從事木本油料植物功能基因組學(xué)研究。

S793.6

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