中圖分類號:S685.99 文獻標志碼:A 文章編號:1002-2910(2025)03-0013-05
Research on tissue culture and rapid propagation technology of Cerasus cerasoides
XULi1,ZHANGBing2,TANYuel,ZONGXiaojuan1, ZENG Peiyuan1,WEI Hairongl (1.ShandongInstituteofomologyai'an,handong2oo,China;.iyueistrictForestryProtectiod DevelopmentCenter,Tai’anCity,Tai'an,Shandong27ooo,China)
Abstract:A rapid in vitro propagation system was successfully established for Cerasus cerasoides(D.Don)Sok.using semi-lignified stem segments as explants.The optimal surface sterilization method involved sequential treatment with 75% ethanol for 30s and 5% sodium hypochlorite solution for 10min .Theinitial culturemediumwasMS basal medium supplemented with 1.0mg/L 6-benzylaminopurine(6-BA)and 0.1mg/L indole -3- butyricacid(IBA).The optimal proliferation medium was MS containing 0.3mg/L 6-BAand 0.2mg/L IBA,yielding a multiplication coefficient of 4.6.Rooting was optimally induced in half-strength MS medium supplementedwith 0.5mg/L α-naphthalene acetic acid(NAA),resulting in 84% rooting rate with an average of 6.24 roots per plantlet.The survival rate of transplanting using perlite + peat soil + vermiculite (volume ratio 1:3:2 )substrateis 92%
Key words:Cerasus cerasoides;proliferation culture;rooting cultivation; transplant
冬櫻花[Cerasuscerasoides(D.Don)Sok.]為薔薇科(Rosaceae)櫻屬(Cerasus)落葉喬木,又名冬海棠,小陽春,因冬季開花而得名,是中國野生櫻花資源中唯一在冬季開花的櫻花種類[1]。冬櫻花是云南特有的野生鄉(xiāng)土樹種,抗逆性強,耐干旱,耐貧瘠,具有很強的適應性,主要分布于高海拔地區(qū)的山坡、山谷、溪邊和叢林[2]。除了作為觀賞樹種,還可用作櫻屬植物的砧木,嫁接親和力強,成活率高,因此,冬櫻花是一種十分優(yōu)良的櫻屬種質(zhì)資源[3]。
目前,關于冬櫻花的研究主要集中在冬櫻花群落學特征、生態(tài)地理學、開花習性、物候及觀賞期和繁殖等方面[4-6]。冬櫻花的繁殖主要是通過種子繁殖,也可以通過捍插、嫁接等無性方式進行繁殖[7-10]。但是受種子本身質(zhì)量,播種條件以及管理情況的影響,種子繁殖存在發(fā)芽率低和出苗不整齊的問題。捍插繁殖受季節(jié)限制,同時需要大量的枝條,還存在捍插技術難度大等問題,不能短時間內(nèi)獲得大量苗木,無法滿足市場需要。與傳統(tǒng)繁殖方式相比,組培快繁技術不受季節(jié)影響,能縮短繁育周期,提高繁殖系數(shù),滿足生產(chǎn)推廣的需求,而且能確保冬櫻花的穩(wěn)定遺傳。盡管冬櫻花的應用價值極高,但關于冬櫻花組培快繁的相關研究較少。僅有的報道是以冬櫻花的花梗、花托、子房、葉片和花苞等為外植體,研究了激素濃度對外植體出愈率的影響以及抑制褐化的措施[11]。筆者以冬櫻花半木質(zhì)化莖段為外植體,研究了不同培養(yǎng)基和植物生長調(diào)節(jié)劑在冬櫻花繼代培養(yǎng)以及生根培養(yǎng)過程的作用,建立了冬櫻花的穩(wěn)定組培快繁體系,可為冬櫻花的進一步開發(fā)利用提供參考。
1材料與方法
1.1試驗材料
試驗材料為冬櫻花半木質(zhì)化新梢,一般于4月取自金牛山試驗示范基地。
1.2試驗方法
1.2.1外植體消毒處理 春季剪取冬櫻花的半木質(zhì)化新梢,去除葉片,剪成單芽莖段作為外植體,用洗潔精攪拌浸泡 20min ,在自來水下沖洗 40~60min 轉(zhuǎn)移至超凈工作臺,用 75% 酒精處理 30s 、無菌水沖洗,再用 5% 的次氯酸鈉分別浸泡 5min 、 8min 、10min 和 15min ,無菌水清洗5~6次,用無菌濾紙吸干莖段表面水分,將帶芽莖段接種到初代培養(yǎng)基,誘導腋芽萌發(fā)。
1.2.2初代培養(yǎng)初代培養(yǎng)基以MS為基本培養(yǎng)基,添加 糖和6.5g/L 瓊脂, pH 值為5.8。根據(jù)櫻屬植物常用初始培養(yǎng)基,預實驗證明該激素配比下,腋芽分生組織能夠啟動分化,苗端發(fā)育正常。培養(yǎng)溫度為( 25± 1) C ,光/暗周期 16h/8h. 。28d后統(tǒng)計其污染數(shù)和成活數(shù),計算污染率和成活率。
污染率 (%)= (污染外植體數(shù)/接種外植體數(shù))×100
成活率 (%)= (成活外植體數(shù)/接種外植體數(shù))×100 。
1.2.3繼代培養(yǎng)基篩選誘導出的腋芽長 1.0cm 以上時,剪取長勢一致的莖尖,分別以MS、WPM和QL為基礎培養(yǎng)基,添加 0.5mg/L6-BA 、 30g/L 蔗糖和 6.5g/L 瓊脂, pH 值為5.8,共計3個處理,每處理15株,重復3次。培養(yǎng)條件同初代培養(yǎng), 28d 后觀察統(tǒng)計植株的生長表現(xiàn)及增殖系數(shù)。
1.2.4植物生長調(diào)節(jié)劑篩選以篩選出的MS為繼代基本培養(yǎng)基,添加不同濃度的6-BA和IBA。6-BA濃度設置為 0.2, 0.3, 0.5, 0.8mg/L ,IBA濃度設置為0.05、0.1、 0.2mg/L ,共12個處理,每個處理20株,重復3次。培養(yǎng)條件同初代培養(yǎng),培養(yǎng)28d后調(diào)查組培苗的增殖情況,并記錄其生長狀況,計算增殖系數(shù)。
增殖系數(shù) Σ=Σ 增殖總株數(shù)/接種株數(shù)。
1.2.5生根培養(yǎng)基篩選選取長勢一致的繼代苗,以1/2MS為基本培養(yǎng)基,分別添加不同濃度的IBA(0.5、 1.0mg/L )和NAA(0.5、 1.0mg/L )誘導生根。共4個處理,每個處理5瓶,每瓶接種6株,每處理重復3次。25d后統(tǒng)計生根情況,計算生根率、平均生根數(shù)和平均根長。
生根率 (%)= (生根株數(shù)/接種株數(shù)) ×100 平均生根數(shù) 總根數(shù)/生根植株總數(shù);
平均根長(cm) Σ=Σ 總根長/植株總根數(shù)
1.2.6煉苗與移栽將不定根長度約 2cm 的健壯冬櫻花組培苗,進行煉苗馴化。移栽時,用鑷子輕輕取出組培苗,清水洗掉根部培養(yǎng)基,然后多菌靈500倍液蘸根處理 2~3min ,移栽到滅菌的育苗基質(zhì)中,覆膜保濕。育苗基質(zhì)為珍珠巖 + 草炭土 + 蛭石(體積比 1:3:2 )。生長30d統(tǒng)計植株成活株數(shù),計算成活率。
成活率 (%)= (成活株數(shù)/移栽株數(shù)) ×100
1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計及分析
數(shù)據(jù)采用Excel和SPSS20統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析和差異顯著性分析。
2 結(jié)果與分析
2.1初代苗的建立
在溫室播種冬櫻花種子,獲得實生苗(圖1-A),然后取冬櫻花半木質(zhì)化莖段接種到初代培養(yǎng)基(圖1-B),2周后腋芽萌發(fā)(圖1-C),4周后腋芽伸長形成綠梢(圖1-D)。MS培養(yǎng)基添加1.0mg/L 6-BA 和 0.1mg/L IBA適合冬櫻花莖段腋芽啟動和分化,新芽無玻璃化現(xiàn)象。
由圖2可知,次氯酸鈉不同消毒時間對冬櫻花的莖段污染和成活率有明顯的影響,隨著次氯酸鈉消毒時間的延長,污染率降低,成活率呈先上升再下降的趨勢。冬櫻花外植體最佳消毒方法為先用75% 的酒精消毒30s,再用 5% 次氯酸鈉消毒 10min 。
2.2.1基本培養(yǎng)基對繼代培養(yǎng)的影響分析了MS、WPM和QL3種基本培養(yǎng)基對冬櫻花組培苗繼代培養(yǎng)的影響,結(jié)果顯示以MS為基本培養(yǎng)基增殖系數(shù)最高,組培苗成簇增殖,但有些植株弱小。以QL和WPM為基本培養(yǎng)基,增殖系數(shù)較低,在QL培養(yǎng)基上組培苗葉片綠色,長勢好,而在WPM培養(yǎng)基上組培苗生長緩慢,植株矮小。因此選擇增殖系數(shù)高的MS培養(yǎng)基為基本培養(yǎng)基進行后續(xù)試驗。
2.2.2不同生長調(diào)節(jié)劑對增殖培養(yǎng)的影響以MS為基本培養(yǎng)基,當IBA濃度一定時,隨著6-BA濃度增加,增殖系數(shù)呈下降趨勢,6-BA濃度為 0.2mg/L 或 0.3mg/L 時,增殖系數(shù)比 0.5mg/L 或 0.8mg/L 的高,表明添加低濃度6-BA( 0.2mg/L 或 0.3mg/L )的MS培養(yǎng)基有利于冬櫻花增殖,高濃度的6-BA會抑制其增殖(表1)。當6-BA濃度一定時,添加IBA有助于增殖,增殖系數(shù)隨IBA濃度增加呈現(xiàn)上升趨勢。6-BA濃度為 0.2mg/L ,IBA為0.05、0.1、 0.2mg/L 時,增殖系數(shù)分別為 2.63,2.50,4.40 06-BA濃度為 0.3mg/L ,IBA為 0.05,0.1,0.2mg/L 時,增殖系數(shù)分別為1.90、4.20、4.60(表1)。選擇適宜濃度配比的6-BA和IBA,可以提高冬櫻花增殖系數(shù)和改善其健壯程度。綜上,冬櫻花適宜的增殖培養(yǎng)基為 MS+0.3mg/L6-BA+0.2mg/L IBA,植株生長健壯,葉片較大,顏色綠色。
2.3不同生根培養(yǎng)基對冬櫻花組培苗生根的影響
冬櫻花增殖組培苗在含IBA或NAA的1/2MS生根培養(yǎng)基上均能生根。添加IBA時的主根較長,且能產(chǎn)生側(cè)根,但生根率和生根數(shù)都不高(圖3-A),IBA濃度為 0.5mg/L 和 1.0mg/L (圖3-B)時生根率和生根數(shù)均無明顯差異。添加NAA時,冬櫻花組培苗的生根率和生根數(shù)優(yōu)于添加IBA的培養(yǎng)基(表2)。NAA濃度為 0.5mg/L 時,生根率最高為 84% ,根粗壯(圖3-C);當NAA濃度增加到1.0mg/L 時,生根率下降,根較短,且根部出現(xiàn)愈傷組織(圖3-D)。綜合分析生根率、生根數(shù)和根的生長狀況,冬櫻花的最適生根培養(yǎng)基為1/2MS添加 0.5mg/LNAA 。
2.4移栽成活情況
選用基質(zhì)珍珠巖 + 草炭土 + 蛭石(體積比 1:3: 2)時,移栽成活率為 92% ,且移栽苗生長健壯,葉片綠色,生長狀況良好。
3小結(jié)與討論
櫻花具有重要的觀賞價值和經(jīng)濟價值,全世界約有150種,主要分布在北半球溫暖地區(qū)的中國及東北亞等地[12]。隨著櫻花產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,櫻花組培快繁技術日益受到人們的關注。中國櫻花的組培快繁取得成功的有高盆櫻桃[13],迎春櫻和華中櫻的優(yōu)良品系[14],天津野生山櫻花[15],御殿場櫻[16],郁金櫻[17],福建山櫻花[18],鐘花櫻[19]等。盡管櫻花的組培快繁研究取得了較大進展,但目前關于冬櫻花的組培快
繁還沒有成功的報道。
組織培養(yǎng)建立無菌體系外植體的處理至關重要。春季萌發(fā)新長出的半木質(zhì)化莖段表面微生物少,選擇半木質(zhì)化莖段作為外植體能夠減少污染。但半木質(zhì)化莖段比較幼嫩,消毒時間的選擇比較關鍵,太長容易受傷,太短消毒不徹底。本研究對4個消毒時間進行比較,發(fā)現(xiàn)先用 75% 的酒精消毒 30s ,再用 5% 次氯酸鈉消毒 10min 效果最佳。
植物組織培養(yǎng)常用的培養(yǎng)基有MS、WPM、DKW和QL等。在櫻花組織培養(yǎng)中,MS是應用較為廣泛的培養(yǎng)基。御殿場櫻、郁金櫻、染井吉野櫻、山櫻花和紅花高盆櫻不定芽增殖均適合采用MS為基本培養(yǎng)基[16,17,20],迎春櫻、華中櫻和喜馬拉雅櫻花增殖宜采用 WPM[14,21] 。本研究對MS、WPM和QL培養(yǎng)基進行比較,以MS培養(yǎng)基誘導冬櫻花增殖效果較好。
生長調(diào)節(jié)劑類物質(zhì)對植物的生長發(fā)育起著至關重要的作用。通過調(diào)整生長調(diào)節(jié)劑的種類、濃度和配比,可調(diào)控植物的生長發(fā)育進程。櫻屬植物常用的生長調(diào)節(jié)劑有6-BA、IBA、NAA、TDZ和GA3等[22]。不同基因型的櫻花對細胞分裂素的敏感性存在差異,郁金櫻宜采用6-BA,濃度 2.0mg/L[17] ,御殿場櫻和鐘花櫻宜采用6-BA,濃度3.0mg/L[16,19]。本研究中較高濃度 6-BA(0.5,0.8mg/L )不利于冬櫻花增殖培養(yǎng),低濃度6-BA(0.2、0.3mg/L )可獲得較高的增殖率,表明冬櫻花對6-BA較敏感,高濃度6-BA會抑制冬櫻花增殖。這與陳劍勇關于河津櫻[23]、李水根關于喜馬拉雅櫻花[21]的研究結(jié)果一致,采用低濃度的6-BA更利于不定芽增殖。此外添加IBA可以促進冬櫻花增殖,隨著IBA濃度增加,增殖系數(shù)增加。冬櫻花適宜的增殖培養(yǎng)基為 MS+0.3mg/L6-BA+0.2mg/LI BA。
IBA和NAA是誘導木本植物形成不定根的常用生長調(diào)節(jié)劑。較低濃度的IBA和NAA配合使用可以促進天津野生山櫻花不定根的形成[15]。本研究以 1/2MS 為基本培養(yǎng)基,選擇不同濃度的NAA或IBA進行冬櫻花組培苗的生根試驗,結(jié)果發(fā)現(xiàn)使用NAA生根的效果優(yōu)于IBA, 0.5mg/L NAA生根效果最好,組培苗的生根率最高,生根苗最健壯。生根苗移栽成活率 92% 。
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