美国红枫组织培养增殖阶段的培养基进行了研究

发布者:admin   发布日期:2013/5/14   点击次数:7601

摘要:

    目的:研究美国红枫组织培养中增殖阶段的培养基,以期筛选出最适增殖培养基配方,为最终建立美国红枫小苗无毒快繁体系奠定基础。方法:以MS培养基为基本培养基,附加不同浓度的CPPU和6-BA,并以食用自砂糖代替分析纯蔗糖,对美国红枫进行增殖培养,比较生长状况。结果:CPPU和6一BA均能促进美国红枫单芽茎段的腋芽增殖,其中以CPPU的效果较好。结论:最适增殖培养基为(MS,30S/L蔗糖,6.5g/L琼脂,CPPU0.3ms/t,IBAO.05ms/L),可以用食用自砂糖代替分析纯蔗糖对腋芽进行增殖培养。

    美国红枫归类为槭树科槭树属,红鸡爪槭的栽培变种,是落叶小乔木,树皮光滑,枝开张,小枝细长,枝条紫红色,树冠近圆形或伞形,叶对生,叶5-9掌状深裂,基部心形,叶的裂片呈狭长的椭圆形,顶端锐尖,裂缘有缺刻状的缘齿,叶柄较细软,长4~6cm,无毛。杂性花,顶生伞房花序,花形小。翅果,未熟前微紫色,熟时棕黄色,果体两面突起,两果翅开展,形成钝角,翅的先端微向内弯。花期5月,果lO月成熟。喜湿润温暖的气候,耐阴,在土壤肥沃、排水良好的环境中生长良好,酸性土、中性土和石灰质土均能适应。

    美国红枫春季嫩叶呈鲜红色或紫红色,夏季略转青,整株姿形优美,秋季树叶常出现鲜红的色彩,风姿极佳,为城市绿化和营造风景林的著名观赏树种,目前广泛应用于公园、庭院、小区绿化。美国红枫枝叶还可药用,具有清热解毒、行气止痛的作用,可治疗关节酸痛、腹胀等症。美国红枫木材还可作细木加工。因此,美国红枫是一种值得大力推广的珍贵苗木。

    目前,美国红枫繁殖方式主要有扦插、播种和嫁接。扦插生根困难,成活率低;播种易产生变异;嫁接繁殖速度太慢。这些缺陷严重影响了美国红枫的规模发展与推广。组织培养技术具有效率高、生长快、周期短、重复性强、可周年生产等优点,利用组织培养技术对美国红枫进行快繁具有十分诱人的前景,但尚未见有关研究报道。

    我们对美国红枫组织培养中增殖阶段的培养基进行了研究,以期筛选出最适增殖培养基配方,为最终建立美国红枫无毒快繁体系奠定基础。

1 材料与方法

    1.1 材料

    美国红枫组培苗,取自河北经贸大学生物科学与工程学院实验中心植物组织培养室普通继代苗。

    1.2 组培苗的培养

    每瓶加培养基40mL左右,高压灭菌前将pH值调至5.8,121摄氏度高温灭菌20rain。培养温度为(25~2)℃,光强2000lx,每天光照14h,培养时间为28d。

    1.3 试验设计

    各试验均以MS为基本培养基,其中试验①、②和③附加蔗糖3Og/L和琼脂6.5g/L,其他成份分别见表l、2和3;试验④附加琼脂6.5g/L,其他成份见表4。

    1.3.1 试验①:不同激素对美国红枫增殖生长的影响试验见表1。

    不同激素对美国红枫增殖生长的试验

    1.3.2 试验②:CPPU浓度对美国红枫增殖生长的影响试验见表2。

    CPPU浓度对美国红枫增殖生长的影响

    1.3.3 试验③:美国红枫增殖生长培养基配方筛选试验见表3。

    美国红枫增殖生长培养基配方筛选试验

    1.3.3 试验④:美国红枫增殖生长培养基配方优化试验见表4。

    美国红枫增殖生长培养基配方优化试验

    1.4 外观指标鉴定

     记录继代无根苗数、继代后无根苗数、增殖系数、平均苗高,并用目测法观察组培苗生长状态。增殖系数=继代后无根苗数÷继代无根苗数部分实验数据用SPSSl1.0软件进行统计分析,平均值按Duncan新复极差分析进行多重比较。

2 结果

    2.1 不同种类激素对美国红枫增殖生长的影响

    由表5可以看出,IBA、CPPU和6一BA均能够促进单芽茎段的腋芽萌发生长,其中以(MS+IBA0.05mg/L)的效果最为明显,平均苗高分别比(MS+CPPU0.3mg/L+IBA0.05mg/L)和(MS+6-BA0.5mg/L+IBA0.05mg/L)高出42.86%和31.02%。除IBA外,CPPU和6一BA均能够促进腋芽增殖,不同激素对腋芽增殖系数也不同,(MS+CPPU0.3mg/L+IBA0.05mg/L)和(MS+6一BA0.5mg/L+IBA0.05mg/L)的增殖系数分别比(MS+IBA0.05mg/L)高出96.15%和76.92%。同一激素同浓度对腋芽增殖生长也不同,以6-BA为例,(MS+6-BA0.5mg/L+IBA0.05mge"L)的增殖系数和平均苗高分别比(MS+6一BA1.0mg/L+IBA0.05mg/L)高出28.67%和15.08%。总的来看,用于腋芽增殖培养的激素以CPPU为最好,(M+CPPU0.3mg/L+IBA0.05ms/L)的增殖系数达2.04。结果表明,CPPU和6-BA均能够促进美国红枫单芽茎段的腋芽增殖,其中以CPPU的效果最好。

    不同种类激素对美国红枫增殖生长的影响

    2.2不同浓度CPPU对美国红枫增殖生长的影响

    将单芽茎段转入新鲜的附有不同浓度CPPU的MS培养基上,观察腋芽增殖生长情况,结果见表6。可以看出,CPPU对美国红枫腋芽增殖生长的促进作用很明显。当CPPU浓度为0.0ms/L时,尽管平均苗高最高,达到4.90cm,但腋芽几乎没有出现丛生芽;当CPPU浓度为0.3ms/L时,增殖系数最高,达到2.04,平均苗高为3.43cm;当CPPU浓度再升高时,平均苗高先略有回升,之后降至最低,增殖系数却一直呈下降趋势。结果表明,CPPU的浓度过高或过低均不利于腋芽增殖生长。

    不同浓度CPPU对美国红枫增殖生长的影响

    2.3 美国红枫增殖生长培养基配方的筛选

    在MS培养基中附加不同浓度的CPPU、IBA进行培养。由表7可见,在MS培养基中只附加IBA时,植株平均高度达到4.90cm,而腋芽基本没有增殖。在MS培养基中只附加CPPU时,尽管腋芽增殖倍数得到提高,且低浓度的CPPU对腋芽的增殖作用好于高浓度的CPPU,但植株平均高度却偏低。在MS培养基中附加不同浓度的CPPU、IBA组合时,以(MS+CPPU0.3ms/L+IBA0.05ms/L)为最好,增殖倍数比(MS+CPPU0.3ms/L)略低1.45%,增殖效果相当,植株平均高度比(MS+CPPU0.3ms/L)明显高出21.82%,且植株生长健壮。综合腋芽增殖生长上述表现,以(MS+CPPU0.3ms/L+IBA0.05me/L)培养基最为适合,既能维持一个较高的增殖水平,又能保证植株生长健壮。

   

    2.4 美国红枫增殖生长培养基配方优化试验

    用食用的白砂糖来代替分析纯的蔗糖对美国红枫进行增殖培养试验,其结果见表8。腋芽增殖系数及平均苗高在2者间均无显著差异。这表明在对美国红枫进行增殖培养时,可以用食用的白砂糖来代替分析纯的蔗糖。

    美国红枫增殖生长培养基配方优化试验

3 讨论

    艾鹏飞等研究发现,添加有CPPU(O.2ms/L)的MS(I/2N)培养基与添加有ZT(2ms/L)的MS(I/2N)培养基对次郎等品种的腋芽萌发及生长发育的效果一致,且在CPPU中培养的试管苗比在ZT中的表现为更嫩绿,生长势更强。Watanabe[~报道,CPPU在郁金香、百合花上的应用,可促进茎秆细胞数目和细胞层数显著增加,增强茎秆的机械强度,并加速了百合花鳞茎的生长发育。Keford等采用不同的调节剂处理豌豆幼苗发现,CPPU使芽的生长较对照(无调节剂)高290%,而KT仅高110%。陈利萍等171发现,6-BA和CPPU对荸荠叶状茎的最佳增殖系数具有相似的效果,但CPPU的细胞分裂素活性是6一BA的lO倍左右。本试验结果表明,CPPU和6-BA均能够促进美国红枫一号单芽茎段的腋芽增殖,其中以CPPU的效果最好。同一激素不同浓度对腋芽增殖生长的影响也不同。从增殖系数看,较低浓度的CPPU和6一BA可大大提高每个腋芽的增殖倍数,浓度过高则对腋芽增殖不利;从腋芽生长看,浓度过低不利于腋芽的生长,随着浓度的增加,平均苗高有所增加,但浓度过高也会严重阻碍腋芽的生长发育。以上筛选试验结果表明,以(MS+CPPU0.3ms/L+IBA0.05ms/L)的培养基进行增殖培养最为适合。分别用含有食用白砂糖和分析纯蔗糖的培养基对腋芽进行增殖培养,结果表明2者对腋芽增殖系数及平均苗高均无显著差异,可以用食用白砂糖来代替分析纯蔗糖。至于回收琼脂、自来水是否可以分别代替新鲜琼脂、蒸馏水等方面的研究,还有待进一步探讨。

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