摘要" 為建立無(少)側芽切花菊組培快繁技術體系,篩選對其芽誘導、增殖和生根的最佳培養(yǎng)基配方,本試驗以切花菊莖段為試驗材料,使用75%乙醇和0.5%苯扎溴銨進行消毒,篩選出適宜菊花莖段的消毒方法;設置不同激素配比,對莖段接種誘導率、褐化率等,不定芽增殖系數以及組培苗生根率進行研究。結果表明,75%酒精消毒20"s+0.5%苯扎溴銨15"min消毒效果最佳,存活率高達96.0%;A5培養(yǎng)基(MS+6-BA 1.0"mg/L+NAA 0.5"mg/L+蔗糖30"g/L+瓊脂6"g/L)是芽誘導最佳培養(yǎng)基,誘導率為78.33%;B1培養(yǎng)基(MS+6-BA 0.5"mg/L+NAA 0.2"mg/L+蔗糖30"g/L+瓊脂6"g/L)是增殖最佳培養(yǎng)基,增殖系數為4.88;C3培養(yǎng)基(1/2 MS+IBA 0.1"mg/L+NAA 0.1"mg/L+蔗糖20"g/L+瓊脂6"g/L)是生根最佳培養(yǎng)基,生根率為100%。本文為無(少)側芽切花菊工廠化生產提供參考。
關鍵詞" 無(少)側芽;切花菊;消毒;芽誘導;組培快繁
中圖分類號" S628.1+1"""""" 文獻標識碼" A"""""" 文章編號" 1007-7731(2025)06-0037-05
DOI號" 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2025.06.010
Research on tissue culture and rapid propagation technology of cut flower chrysanthemum without (few) side buds
YANG Zhen1,2""" YAO Jianjun3""" SUN Yi1,2""" ZHOU Lin1,2""" YANG Liuyan1,2
(1Shanghai Academy of Agricultural Sciences,Forest amp; Fruit Tree Institute, Shanghai 201403, China;
2Shanghai Key Laboratory of Protected Horticultural Technology, Shanghai Academy of Agricultural Sciences,
Shanghai 201403, China;
3Shanghai Honghua Horticulture Co., Ltd., Shanghai 201600, China)
Abstract" To establish the tissue culture and rapid propagation technology system of cut flower chrysanthemum group without (few) side buds, and the best medium formula for bud induction, proliferation and rooting was screened, the stem segment of cut flower chrysanthemum was used as the test material, and the stem segment was disinfected with 75% alcohol and 0.5% benzalkonium bromide, and the appropriate disinfection method was selected. The induction rate, browning rate, coefficient of adventitious bud proliferation, and rooting rate of tissue culture seedlings were studied by setting different hormone ratios. The results showed that 75% alcohol disinfection for 20 s+0.5% benzal konium bromide for 15 min had the best disinfection effect, and the survival rate was as high as 96.0%. A5 medium (MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.5 mg/L+ sucrose 30 g/L+ agar 6 g/L) was the best medium for bud induction, and the induction rate was 78.33%. B1 medium (MS+6-BA 0.5 mg/L+NAA 0.2 mg/L+ sucrose 30 g/L+ agar 6 g/L) was the best medium for proliferation, and the proliferation coefficient was 4.88. C3 medium (1/2 MS+IBA 0.1 mg/L+NAA 0.1 mg/L+ sucrose 20 g/L+ agar 6 g/L) was the best medium for rooting, and the rooting rate was 100%. This paper provides references for the factory production of chrysanthemum without (less) side bud cutting.
Keywords" no (few) side buds; cut flower chrysanthemum; disinfect; bud induction; tissue culture and rapid propagation
菊花(Dendranthema morifolium)是菊科菊屬多年生宿根草本,栽培歷史悠久[1]。該植物具觀賞用、藥用和食用等多種功能,產量較高[2-4]。菊花是重要的出口花卉之一,其中單頭標準菊是其主要類型,在市場中占據優(yōu)勢,具有較高的經濟價值[5-6]。
單頭切花菊是切花菊的主要類型之一,標準切花菊的生產通常需要通過人工抹除側芽來保證切花品質,而抹芽的人工費用占據切花生產成本的1/3,繁育無(少)側芽的標準切花菊品種具有重要的現實意義。目前,菊花的繁殖方式主要是扦插繁殖[7-8]。該繁殖方式對母株材料需求多,繁育周期長、效率低、成本高及易受季節(jié)影響[9-10]。組培快繁技術是通過外源施加細胞分裂素和生長素來促進無(少)側芽菊花側枝的數量,從而達到快速繁殖的目的。其主要由細胞分裂素(CTK)、生長素(IAA)和獨腳金內酯(SLs)三類植物激素調控[11]。CTK會促進腋芽的萌發(fā),IAA和SLs則會抑制腋芽萌發(fā)[12-13]。激素間相互作用,共同影響組培苗的增殖[14]。萘乙酸(NAA)、IAA、3-吲哚丁酸(IBA)、6-芐氨基嘌呤(6-BA)和噻苯?。═DZ)是生產上應用較廣泛的植物生長調節(jié)劑。IAA可顯著抑制水稻分蘗[15]和楊樹枝條的形成[16];6-BA可促進梨樹枝條的發(fā)育[17]以及蘋果幼苗的分枝[18]。目前,關于無(少)側芽菊花品種的組織培養(yǎng)研究有待進一步深入。
本試驗以無(少)側芽切花菊‘精の光彩’當年生幼嫩莖段為試驗材料,探討不同消毒處理、不同激素配比對其芽誘導、芽增殖以及組培苗生根的影響,成功建立了快速繁殖培育體系,為無(少)側芽切花菊工廠化生產提供參考。
1 材料與方法
1.1 試驗材料
以無(少)側芽切花菊品種‘精の光彩’當年生莖段為外植體材料,其取自上海虹華園藝有限公司港沿基地。
1.2 試驗方法
1.2.1 外植體消毒 取該品種切花菊當年生幼嫩莖段,去除葉片,保留少許葉柄。加少許洗潔精,置于流水下沖洗2"h,用1"g/L頭孢溶液浸泡30"min。采用3種消毒方法進行消毒。(1)用75%乙醇消毒10"s,無菌水沖洗1次,0.5%苯扎溴銨浸泡消毒10"min,無菌水沖洗3次,每次5"min。(2)75%乙醇消毒20"s,無菌水沖洗1次,0.5%苯扎溴銨浸泡消毒15"min,無菌水沖洗3次,每次5"min。(3)75%乙醇消毒30"s,無菌水沖洗1次,0.5%苯扎溴銨浸泡消毒20"min,無菌水沖洗3次,每次5"min。消毒后接種于MS培養(yǎng)基中。各消毒方法接種40瓶,每瓶接種5個外植體。接種30"d后統計褐化率、真菌和細菌污染率以及存活率,并觀察外植體的生長狀況。褐化率、染菌率和存活率計算如式(1)~(3)。
褐化率(%)=出現褐化的組織塊數/接種的外植體總數×100(1)
染菌率(%)=染菌的外植體數/接種外植體數×100(2)
存活率(%)=存活的外植體數/接種外植體數×100(3)
1.2.2 誘導培養(yǎng) 以MS培養(yǎng)基為基本培養(yǎng)基(MS+蔗糖30"g/L +瓊脂6"g/L,pH 5.8),添加不同濃度的6-BA(0.5、1.0和2.0"mg/L)、NAA(0.1、0.5和1.0"mg/L)。激素組合分別為A1,6-BA 0.5"mg/L+NAA 0.1"mg/L;A2,6-BA 1.0"mg/L+NAA 0.1"mg/L;A3,6-BA 2.0"mg/L+NAA 0.1"mg/L;A4,6-BA 0.5"mg/L+NAA 0.5"mg/L;A5,6-BA 1.0"mg/L+NAA 0.5"mg/L;A6,6-BA 2.0"mg/L+NAA 0.5"mg/L;A7,6-BA 0.5"mg/L+NAA 1.0"mg/L;A8,6-BA 1.0"mg/L+NAA 1.0"mg/L;A9,6-BA 2.0"mg/L+NAA 1.0"mg/L;以未添加激素的MS培養(yǎng)基為對照組(CK)。將消毒好的外植體剪成1.5"cm的小段,每段帶有1~2個腋芽,接種到含有不同濃度激素的誘導培養(yǎng)基中,每個處理接種10瓶,每瓶接種4個外植體,3次重復。在溫度(23±2)℃、光周期12"L∶12 D條件下培養(yǎng)60"d,統計有芽數、誘導率和褐化率,篩選出最佳的芽誘導培養(yǎng)基。誘導率計算如式(4)。
誘導率(%)=有芽的外植體數/接種外植體數×100(4)
1.2.3 增殖培養(yǎng) 以MS培養(yǎng)基為基本培養(yǎng)基(MS+蔗糖30"g/L +瓊脂6"g/L,pH 5.8),添加不同濃度的6-BA(0.5、0.8和1.0"mg/L)、NAA(0.2"mg/L)。激素組合分別為B1,6-BA 0.5"mg/L+NAA 0.2"mg/L;B2,6-BA 0.8"mg/L+NAA 0.2"mg/L;B3,6-BA 1.0"mg/L+NAA 0.2"mg/L;以未添加激素的MS培養(yǎng)基為對照組(CK)。將誘導培養(yǎng)基上長至1.5"cm的芽切下接種到增殖培養(yǎng)基中,各處理接種10瓶,每瓶接種4個外植體,3次重復。在上述相同光照條件下培養(yǎng)30"d,統計增殖系數,篩選出最佳的增殖培養(yǎng)基。增殖系數計算如式(5)。
增殖系數=誘導不定芽總數/接種不定芽總數(5)
1.2.4 生根培養(yǎng) 以1/2 MS培養(yǎng)基為基本培養(yǎng)基(1/2 MS+蔗糖20"g/L+瓊脂6"g/L,pH 5.8),添加IBA(0.1"mg/L)、NAA(0.1"mg/L),激素組合分別為C1,IBA 0.1"mg/L;C2,NAA 0.1"mg/L;C3,IBA 0.1"mg/L+NAA 0.1"mg/L;以未添加激素的1/2 MS培養(yǎng)基為對照組(CK)。將健壯的無根小苗接種到含有不同濃度激素的誘導培養(yǎng)基中,各處理接種10瓶,每瓶接種4個外植體,3次重復。在上述相同光照條件下培養(yǎng)30"d,統計生根率、根長和根數,篩選出最佳的生根培養(yǎng)基。生根率計算如式(6)。
生根率(%)=生根的外植體數/接種外植體數×100(6)
1.3 數據處理
采用SPSS 19.0軟件對試驗數據進行處理,采用單因素方差分析(one-way ANOVA)和最小顯著差LSD法進行統計學分析。
2 結果與分析
2.1 不同消毒方法對初代培養(yǎng)效果的影響
由表1可知,接種30"d后,處理1的外植體染菌率最高,為7.5%;處理3的染菌率最低,為2.5%。因消毒時間增加,處理3褐化率較高,達7.0%。綜合考慮染菌率及褐化率,處理2存活率最高,達96.0%,同時該消毒方法下接種7"d可產生小芽。綜合來看,75%乙醇消毒20"s+0.5%苯扎溴銨15"min是該品種菊花當年生幼嫩莖段外植體的最佳消毒方法。
2.2 不同激素配比對組培苗芽誘導的影響
使用不同濃度6-BA、NAA的培養(yǎng)基進行芽誘導,各處理的組培苗生長狀況存在差異。由表2可知,A5培養(yǎng)基的有芽數和芽誘導率較高,分別為31.33個和78.33%,與其余處理差異具有統計學意義(Plt;0.05),該處理下的褐化數和褐化率較低。由圖1可知,在A5培養(yǎng)基中培養(yǎng)7"d后,莖段誘導的嫩芽葉片舒展,生長狀況較佳。綜合來看,A5(MS+6-BA 1.0"mg/L+NAA 0.5"mg/L+蔗糖30"g/L+瓊脂6"g/L)是最佳的芽誘導培養(yǎng)基。
2.3 不同激素配比對組培苗增殖的影響
由表3可知,低濃度的6-BA有利于菊花組培苗的增殖,B1培養(yǎng)基的組培苗增殖系數為4.88,與其余處理差異具有統計學意義(Plt;0.05)。由圖2可知,隨著培養(yǎng)基中6-BA激素濃度的升高,組培苗玻璃化程度增加。綜合來看,B1培養(yǎng)基(MS+6-BA 0.5"mg/L+NAA 0.2"mg/L+蔗糖30"g/L+瓊脂6"g/L)是最佳的增殖培養(yǎng)基。
2.4 不同激素配比對組培苗生根的影響
由表4可知,生長激素對菊花組培苗生根誘導有明顯的促進作用,NAA比IBA更加有利于菊花組培苗生根。C3培養(yǎng)基的生根率較高、根長和根數均較多,分別為100%、12.81"cm和27.00條,與其余處理差異具有統計學意義(Plt;0.05)。因此,C3培養(yǎng)基(1/2 MS+IBA 0.1"mg/L+NAA 0.1"mg/L+蔗糖20"g/L+瓊脂6"g/L)是最佳的生根培養(yǎng)基(圖3)。
3 結論與討論
控制污染率是組織培養(yǎng)的首要步驟。本試驗選取的材料為菊花當年生幼嫩莖段,試驗結果表明,75%乙醇消毒20"s+0.5%苯扎溴銨消毒15"min消毒效果最佳,莖段存活率達96.0%。崔樂源等[19]研究得出,‘金絲皇菊’莖段的最佳表面消毒條件為75%酒精消毒30"s+15%次氯酸鈉消毒20"min。相對高濃度的6-BA和NAA有利于菊花不定芽的誘導,MS+6-BA 1"mg/L+NAA 0.5"mg/L+蔗糖 30"g/L+瓊脂 6"g/L是芽誘導最佳培養(yǎng)基,誘導率為78.33%。王自布等[20]研究得出,6-BA 2"mg/L和NAA 0.2"mg/L有利于藍菊、墨菊和紫菊等的芽誘導。梁芳等[21]研究得出,6-BA 1"mg/L和NAA 0.1"mg/L有利于菊花品種‘獅子頭’的芽誘導。丁世民等[22]研究得出,6-BA 0.3"mg/L和NAA 0.1"mg/L有利于‘金絲菊’‘墨荷’等菊花品種的芽誘導。本試驗結果與以上研究結果存在差異,可能是因為菊花品種以及誘導材料的不同。
本研究結果表明,在不定芽增殖試驗中,低濃度的6-BA和NAA有利于菊花組培苗的增殖,增殖最佳培養(yǎng)基為MS+6-BA 0.5"mg/L+NAA 0.2"mg/L+蔗糖30"g/L+瓊脂6"g/L,增殖系數為4.88。袁成志等[23]研究發(fā)現,6-BA 3"mg/L和NAA 0.5"mg/L有利于菊花品種‘煉丹爐’的增殖培養(yǎng);龔明霞等[24]研究發(fā)現,6-BA 1"mg/L和NAA 0.5"mg/L有利于菊花品種‘黃繡球’的增殖培養(yǎng)。不同菊花品種間的增殖系數差異較大。本試驗結果表明,組合生長激素比單一生長激素更有利于菊花的生根誘導,生根培養(yǎng)的最佳培養(yǎng)基配方為1/2 MS+IBA 0.1"mg/L+NAA 0.1"mg/L+蔗糖20"g/L+瓊脂6"g/L,生根率為100%。
綜上,本試驗以無(少)側芽切花菊‘精の光彩’當年生幼嫩莖段為試驗材料,探討不同消毒處理、不同激素配比對其誘導、芽增殖以及組培苗生根的影響,發(fā)現75%乙醇消毒20"s+0.5%苯扎溴銨消毒15"min消毒效果最佳;最佳芽誘導培養(yǎng)基是MS+6-BA 1"mg/L+NAA 0.5"mg/L+蔗糖 30"g/L+瓊脂6"g/L;最佳增殖培養(yǎng)基為MS+6-BA 0.5"mg/L+NAA 0.2"mg/L+蔗糖30"g/L+瓊脂6"g/L;生根最佳培養(yǎng)基為1/2 MS+IBA 0.1"mg/L+NAA 0.1"mg/L+蔗糖20"g/L+瓊脂6"g/L,本文可為無(少)側芽菊花的產業(yè)化高效繁殖提供參考。
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(責任編輯:吳思文)
基金項目 上海市科技興農項目(2021-02-08-00-12-F00756);農業(yè)科技創(chuàng)新支撐領域研究專項[農科應基2024(02)]。
作者簡介 楊貞(1990—),女,江蘇徐州人,碩士,助理研究員,從事花卉育種與栽培研究。
通信作者 楊柳燕(1981—),女,浙江臺州人,博士,研究員,從事花卉栽培與種質創(chuàng)新研究。
收稿日期 2024-11-18