野生草莓資源種子無(wú)菌萌發(fā)條件優(yōu)化建立

黃系倫 劉海婷 劉雅 段可 高清華 鄒小花

摘 要 為初步建立野生草莓資源組織培養(yǎng)快速繁殖體系，對(duì)“Yellow Wonder”“Hawaii4”“Rugen”3種野生草莓資源種子萌發(fā)進(jìn)行條件優(yōu)化。結(jié)果表明：1）野生草莓種子適合在1/2 MS+0.525 g·L-1 MES+3%蔗糖+7 g·L-1瓊脂培養(yǎng)基上誘導(dǎo)萌發(fā);2）“Yellow Wonder”資源春化5 d，暗培養(yǎng)10 d，光照培養(yǎng)5 d時(shí)發(fā)芽率達(dá)100%;3）“Hawaii4”資源春化7 d，暗培養(yǎng)10 d，光照培養(yǎng)5 d時(shí)發(fā)芽率達(dá)100%;4）“Rugen”資源春化15 d，暗培養(yǎng)10 d，光照培養(yǎng)7 d時(shí)發(fā)芽率達(dá)100%。

關(guān)鍵詞 草莓;種子萌發(fā);低溫春化

中圖分類號(hào)：S668.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.02.067

草莓（Fragaria）是薔薇科多年生草本植物，在園藝學(xué)上屬漿果類果樹(shù)。中國(guó)是世界上野生草莓資源最豐富的國(guó)家，自然分布有13個(gè)種。草莓果實(shí)是由許多小瘦果聚生長(zhǎng)在果肉上的聚合瘦果，草莓種子較小，成熟后種皮不會(huì)裂開(kāi)，種皮較厚，吸水性較差，這導(dǎo)致在獲取大量無(wú)菌優(yōu)質(zhì)材料時(shí)，直接培養(yǎng)出苗率低，并且出芽緩慢、不整齊等問(wèn)題，對(duì)野生草莓資源無(wú)菌增殖擴(kuò)繁、育種造成了一定的阻礙[1]。基于此，本試驗(yàn)對(duì)3種野生草莓資源的種子進(jìn)行低溫春化處理來(lái)打破種子休眠，促進(jìn)種子快速萌發(fā)，并篩選出草莓無(wú)菌種子萌發(fā)、生根壯苗的最適培養(yǎng)基，以達(dá)到野生草莓無(wú)菌苗增殖擴(kuò)繁的目標(biāo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料、消毒與接種培養(yǎng)

試驗(yàn)材料“Yellow Wonder”“Hawaii4”“Rugen”3種不同野生草莓資源種植于上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院莊行基地。果實(shí)成熟采收種子，4 ℃過(guò)夜浸泡，用無(wú)菌水清洗2～3次，再用5%次氯酸鈉消毒3 min，消毒2次，最后用無(wú)菌水清洗8～10次，轉(zhuǎn)移到培養(yǎng)皿中，黑暗培養(yǎng)或者放于光照16 h（光）/8 h（暗），光照強(qiáng)度2000～3000 lx，溫度26～28 ℃培養(yǎng)。

1.2 低溫春化和草莓種子誘導(dǎo)萌發(fā)

種子發(fā)芽誘導(dǎo)培養(yǎng)基：1/2 MS+MES+3%蔗糖+7g·L-1

瓊脂（pH為5.8）、

實(shí)驗(yàn)針對(duì)3個(gè)野生草莓品種進(jìn)行0 d、3 d、5 d、7 d、10 d、12 d和15 d的4 ℃低溫春化處理，每個(gè)品種處理兩個(gè)培養(yǎng)皿（每個(gè)培養(yǎng)皿接種30～50粒種子），3次重復(fù)。暗培養(yǎng)10 d后進(jìn)行光照培養(yǎng)，并開(kāi)始統(tǒng)計(jì)發(fā)芽數(shù)。

1.3 發(fā)芽率調(diào)查

各個(gè)條件下春化處理發(fā)芽率與對(duì)照發(fā)芽率比較;直接光照培養(yǎng)與暗培養(yǎng)10 d處理后再光照培養(yǎng)進(jìn)行比較。春化處理后第10 d、12 d、15 d、17 d、20 d、22 d和

25 d統(tǒng)計(jì)發(fā)芽數(shù)，計(jì)算發(fā)芽率和發(fā)芽速度。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，采用SPSS 17.0軟件中Duncan比較法進(jìn)行差異極顯著性分析及LSD（P<0.01）檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

許多野生草莓資源在利用種子發(fā)芽來(lái)獲取無(wú)菌材料時(shí)，受種子自身?xiàng)l件約束，發(fā)芽速度慢、不齊、出芽率不高阻礙，本實(shí)驗(yàn)利用低溫春化和暗培養(yǎng)等方法促進(jìn)草莓種子萌發(fā)。結(jié)果如圖1所見(jiàn)，圖1A為“Yellow Wonder”，春化處理5 d后，暗培養(yǎng)10 d發(fā)芽速度最快，光照下培養(yǎng)5 d能完成100%發(fā)芽率;其次是春化處理7 d，光照培養(yǎng)7 d完成100%發(fā)芽率，其余春化處理后在培養(yǎng)間光照培養(yǎng)15 d都能完成100%發(fā)芽率，沒(méi)有春化處理的對(duì)照組發(fā)芽率為40%。

圖1B是“Yellow Wonder”直接光照培養(yǎng)，春化處理7 d后，光照培養(yǎng)22 d時(shí)發(fā)芽率達(dá)到100%。其他低溫春化處理3 d、10 d、15 d、12 d、5 d后在光照培養(yǎng)25 d

時(shí)發(fā)芽率分別是100%、100%、90%、85%和75%;不進(jìn)行春化處理對(duì)照組發(fā)芽率為45%，春化處理組平均發(fā)芽率比對(duì)照組高46.67%。在同等春化條件后，暗培養(yǎng)

10 d比不進(jìn)行暗培養(yǎng)發(fā)芽率平均高8.3%。

圖1C是“Hawaii4”春化后暗培養(yǎng)10 d進(jìn)行光照培養(yǎng)，圖1D是“Hawaii4”春化處理后不進(jìn)行暗培養(yǎng)直接光照培養(yǎng)，圖1C和圖1D都是春化處理7 d發(fā)芽速度最快。圖1C在光照培養(yǎng)5 d時(shí)等同條件下比較，其他春化處理?xiàng)l件發(fā)芽率分別為10 d，80%;15 d，75%;5 d，50%;3 d，40%;12 d，40%。圖1D中在光照培養(yǎng)15 d時(shí)等同條件下比較，不同春化條件下的發(fā)芽率分別為10 d，75%;15 d，55%;3 d，40%;5 d，35%;12 d，35%。由此可見(jiàn)，暗處理10 d可以將“Hawaii4”的發(fā)芽率提高9%。

圖1E是“Rugen”暗培養(yǎng)10 d后進(jìn)行光培養(yǎng)。由圖1E可見(jiàn)，暗培養(yǎng)10 d，春化處理15 d時(shí)，“Rugen”發(fā)芽速度最快，光照培養(yǎng)7 d時(shí)，達(dá)到100%發(fā)芽率;其余春化處理后光照培養(yǎng)15 d時(shí)發(fā)芽率分別為12 d，100%;10 d，100%;3 d，100%;7 d，80%;5 d，20%。不進(jìn)行春化處理對(duì)照組發(fā)芽率為0%。圖1F為“Rugen” 不進(jìn)行暗培養(yǎng)直接光照處理組，該條件下春化處理12 d發(fā)芽速度最快，光照培養(yǎng)25 d時(shí)達(dá)到100%發(fā)芽率;春化處理10 d，發(fā)芽率為50%;其他春化條件下“Rugen”發(fā)芽率和對(duì)照組均為0%。

綜上所述，3種不同野生草莓資源在相應(yīng)春化處理?xiàng)l件下，暗培養(yǎng)10 d后進(jìn)行光照培養(yǎng)比春化處理后直接光照培養(yǎng)的發(fā)芽率高、發(fā)芽速度快。“Yellow Wonder”暗培養(yǎng)10 d，春化處理5 d的發(fā)芽速度最快，光照培養(yǎng)5 d就達(dá)到了100%發(fā)芽率;而不進(jìn)行10 d暗培養(yǎng)處理，春化處理7 d的發(fā)芽速度最快，光照培養(yǎng)22 d可達(dá)到100%的種子發(fā)芽率。“Hawaii4”春化處理7 d，暗培養(yǎng)10 d，光照培養(yǎng)5 d發(fā)芽速度最快;不進(jìn)行暗培養(yǎng)時(shí)，也是春化處理7 d發(fā)芽速度最快，光照培養(yǎng)15 d就能達(dá)到100%發(fā)芽率?！癛ugen”春化處理15 d，暗培養(yǎng)10 d處理后，光培養(yǎng)7 d能完成100%發(fā)芽率;不進(jìn)行10 d暗培養(yǎng)處理，春化處理12 d發(fā)芽速度最快，光照培養(yǎng)25 d完成100%發(fā)芽率;在同等培養(yǎng)條件下，培養(yǎng)25 d，進(jìn)行10 d暗培養(yǎng)比不進(jìn)行10 d暗培養(yǎng)“Rugen”發(fā)芽率平均高出41.7%。

3 討論

在提高草莓種子離體培養(yǎng)發(fā)芽率的研究中，李好琢等[2]研究培養(yǎng)基質(zhì)對(duì)發(fā)芽的影響，以1/2 MS+3%蔗糖+0.6%瓊脂的培養(yǎng)基質(zhì)最佳，發(fā)芽率達(dá)90%以上，本試驗(yàn)在1/2 MS+3%蔗糖+0.7%瓊脂培養(yǎng)基上培養(yǎng)，也得到了相應(yīng)的效果，發(fā)芽率能到100%[3]。Bringhurst等和Thompsen等[4]認(rèn)為，草莓瘦果一般需經(jīng)120 d的低溫冷藏才能達(dá)到最高發(fā)芽率，這與馬鴻翔等[3]在草莓瘦果離體培養(yǎng)對(duì)種子發(fā)芽率的影響時(shí)利用新鮮種子處理萌發(fā)試驗(yàn)相反。

本研究發(fā)現(xiàn)“Yellow Wonder”野生草莓資源春化5 d暗培養(yǎng)10 d后發(fā)芽率最高。針對(duì)“Hawaii4”野生草莓資源，本試驗(yàn)采用4 ℃低溫春化處理7 d后進(jìn)行10 d暗培養(yǎng)處理，15 d就能完成100%種子發(fā)芽率?！癛ugen”在春化15 d暗培養(yǎng)10 d后種子發(fā)芽率最高（圖2）。該結(jié)果與劉南波、鄭穗平等[5]在尾穗莧種子萌發(fā)及愈傷組織的誘導(dǎo)研究中4 ℃春化處理第7天的種子萌發(fā)率高達(dá)82.7%的試驗(yàn)結(jié)果有相似性。所以，種子快速萌發(fā)與溫度有一定的關(guān)系，短時(shí)間的低溫春化有利于提高種子的發(fā)芽率。岳永寰[6]在不同光照條件和水分脅迫下對(duì)醉馬草種子萌發(fā)特性的研究表明，種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)均隨著黑暗時(shí)間的增加呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)。本實(shí)驗(yàn)中3種野生草莓資源種子暗培養(yǎng)10 d發(fā)芽速度要比不進(jìn)行暗培養(yǎng)的種子快。王鴻彬等[7]在光照、水分、基質(zhì)對(duì)江南油杉種子萌發(fā)的影響研究中表明，光照對(duì)江南油杉種子萌發(fā)無(wú)顯著性影響，在持續(xù)黑暗脅迫條件下江南油杉幼苗均為黃化苗;間歇性光照對(duì)江南油杉種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)均無(wú)顯著影響，說(shuō)明不同資源種子萌發(fā)率對(duì)光照條件的敏感度不同，仍需探索。

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（責(zé)任編輯：趙中正）