红枫品种“四季红”休眠芽萌发诱导与培养

来源 :江苏农业科学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mygd520
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  摘要:四季红红枫是一种重要的园林绿化树种,为获得足够多的外植体材料并建立“四季红”红枫的离体快速繁殖体系,分别在自然条件和离体条件下利用植物激素对休眠芽进行催芽处理。结果表明,在活体情况下喷施0.1 mg/L赤霉素能够促进休眠芽萌发。在离体培养条件下,通过在MS基本培养基中添加0.5 mg/L TDZ、1.0 mg/L BA、1.0 mg/L NAA,休眠芽萌发率最高可达到73.3%。
  关键词:休眠芽;赤霉素(GA);噻苯隆;萌发培养;萌发率;红枫
  中图分类号: S687.04 3文献标志码: A文章编号:1002-1302(2015)11-0090-03
  收稿日期:2014-11-12
  基金项目:江苏省高校自然科学基金(编号:13KJA220001);江苏高校优势学科建设工程项目(编号:PAPD)。
  作者简介:施帅男(1989—),女,江苏南通人,硕士研究生,研究方向为林木遗传育种。E-mail:shishuainan99@163.com。
  通信作者:施季森,教授。E- mail:jshi@njfuedu.cn。红枫品种“四季红”(Acer palmatum ‘Trompenburg’)是槭树科的落叶小乔木。其叶形优美,红色鲜艳持久,树姿美观,是一种非常美丽的观叶稀有树种[1],具有很高的开发利用价值。“四季红”的主要繁殖方法有播种繁殖、扦插繁殖和嫁接繁殖[2],但是红枫种子繁殖方式成活率较低,一般在30%~40%[3-4],而扦插繁殖与嫁接繁殖效率受母树年龄与环境因素影响较大。组织培养不仅可以克服种子繁殖中存在的诸多问题,而且可以克服扦插繁殖速度慢、难生根、繁殖率低的缺点,还能保持母体的遗传特性,是解决优良种苗快速繁殖的最佳方式。但是笔者观察到红枫“四季红”品种的休眠芽不仅萌动较慢,而且只有部分能够展叶,其他多数休眠芽一直停留在休眠状态,因此如果要建立该品种的离体快速繁殖体系,必须解决外植体材料来源困难的问题。为获得足够多的用于离体培养的外植体材料,本研究分别在活体条件和离体条件下外施植物激素,探讨植物激素对红枫休眠芽萌发的影响。
  1材料与方法
  1.1试验材料
  研究材料为南京桥林林业科技有限公司的红枫“四季红”品种的嫁接盆栽苗,地径为3cm,苗高1m,休眠芽均处于休眠状态。
  1.2试验方法
  1.2.1活体条件下赤霉素对茎段休眠芽萌发的影响“四季红”红枫原种购自加拿大,目前在市场上出现得很少,国内只有少数公司进行培育,市场供不应求。本试验中用到的材料为嫁接再生植株,由于嫁接难度大因而材料稀少,因此,本试验选取24株嫁接盆栽苗,进行不同浓度(0、0.05、0.10 mg/L)的赤霉素处理,每组8株。每隔3 d喷施1次,共处理9次,27 d后统计休眠芽萌发个数。
  1.2.2离体条件下TDZ和NAA对休眠芽萌发的影响
  1.2.2.1外植体灭菌处理从未经GA处理的植株上剪下带有休眠芽的茎段,每个茎段长约4 cm,分别标号,用于后期组织培养。剪取材料时用镊子夹取,再放入收纳袋,避免手指上的油脂触碰到茎段,难以表面灭菌,造成后期组培污染。
  在灭菌处理之前,先用自来水冲洗20 min,并用毛刷轻轻刷去上面的杂质,然后设计不同灭菌方式。消毒处理采用3因子2水平的L4(23)正交试验设计,分别利用70%乙醇(10、15 s)、吐温80(加2滴、不加)和0.1% HgCl2(10、15 min)进行处理。各处理后均用无菌水冲洗5遍,均处理30个外植体,25 d后统计污染率和萌发率,筛选出最佳灭菌方式。
  1.2.2.2培养基的设计本试验根据报道的美国红枫组培方法[5-6],以MS 1.0 mg/L BA为基础,分别测定TDZ和NAA对休眠芽萌发的影响。生长调节剂的浓度和种类采用2因素3水平L9(32)正交试验设计(表1),其中TDZ的浓度分别为 0、0.5、1.0 mg/L,NAA的浓度分别为0.50、0.75、1.00 mg/L。
  培养基中蔗糖30 g/L、琼脂6.4 g/L,pH值为5.7,分装至三角瓶中后于121 ℃高压灭菌20 min。每瓶接种1个外植体,每个处理接10瓶,3次重复。接种后每天观察休眠芽的萌动趋势,25 d后统计接种数(除去污染数)、萌芽率并观察芽的长势,寻找最合适的培养基。培养期间及时随机取出污染的瓶子,以避免交叉污染,因此统计的接种数为去除污染数后的总数。
  1.2.2.3培养环境培养材料于(25±2) ℃光培养16 h,暗培养8 h,在相对湿度50%~70%的环境下进行培养,每25 d继代培养1次。
  1.2.2.4数据分析方法培养25 d后统计各个处理的污染率、萌芽率等指标。指标计算方法如下:污染率=(污染的休眠芽数目/接种的休眠芽数目)×100%;萌芽率=(未污染休眠芽萌动数目/未污染的休眠芽数目)×100%。
  用Excel软件计算在活体条件下试验组和对照组数据的显著性,用SPSS软件分析离体条件下最佳组合培养基。
  2结果与分析
  2.1赤霉素处理对茎段休眠芽萌发的影响
  根据不同处理条件下休眠芽萌发情况(图1),休眠芽的萌发率随着所施GA浓度升高而升高。当赤霉素浓度为 0.10 mg/L 时,萌发率最高,平均每天萌发2个休眠芽,27 d后,平均每株萌发数达到20个(图2-C);赤霉素浓度为 0.05 mg/L 时,平均每天萌发1个休眠芽,27 d后,平均每株萌发数达到12个(图2-B);而对照组平均每6 d左右萌发1个休眠芽,27 d后只有顶部枝条发芽,平均每株萌发8个(图2-A)。经GA处理后,休眠芽萌发时间提前,在处理3 d后,休眠芽开始萌发,而对照组则在处理6 d后开始萌发。将处理27 d后各组休眠芽萌发个数用Excel进行显著性分析可以得出,P值为0.043<0.05,说明赤霉素对休眠芽萌发促进效果显著,浓度为0.10 mg/L时萌发效果最好。   2.2离体条件下休眠芽萌发培养
  2.2.1不同消毒方式的影响选择适当的消毒剂组合并确定合适的消毒时间是建立外植体无菌体系的重要基础。本试验对“四季红”红枫带芽茎段用70%乙醇表面消毒20~30 s,无菌水冲洗5次,然后用0.1%HgCl2灭菌5~7 min(加或不加吐温80)进行表面灭菌,用无菌水冲洗5次后,接种到休眠芽萌发培养基上,消毒剂组合效果见表2。
  方差分析结果表明,根据污染率试验结果,吐温80对外植体灭菌效果影响最大,其次是0.1% HgCl2灭菌时间,最后是乙醇灭菌时间。综合污染率及萌发率试验结果,A2B1C1为最优组合,即乙醇处理30 s,含吐温80的0.1%HgCl2灭菌 5 min,该处理条件下污染率为4.60%,与其他处理差异极显著(P<0.01)。吐温80可增加灭菌液的溶解度,使消毒液能充分与植物材料接触,不会造成材料的损伤,数据结果表明,吐温并未对萌发率造成干扰。
  2.2.3离体培养条件下TDZ和NAA对休眠芽萌发的影响由表3可以看出,不同生长调节剂及配比对休眠芽的萌发效果存在一定的差异。当浓度为0.5 mg/L TDZ与不同浓度NAA配比时,萌发率最好。如表3所示,1.00 mg/L NAA和0.5 mg/L TDZ组合为正交试验最佳组合,休眠芽的萌发率最高,萌发率为73.3%,而且萌发状态较好,在接种培养10 d后芽苞膨大(图3-B),随后开始慢慢展叶,20 d后展出新叶(图3-C),30 d后基于稳定,35 d后完全展叶,叶柄长约1 cm(图3-D)。其次,0.75 mg/L NAA 0.5 mg/L TDZ,萌发率为66.7%;最后为0.5 mg/L NAA 0.5 mg/L TDZ,萌发率为66.7%。当TDZ浓度提高到1.0 mg/L时,萌发率明显下降,0.5 mg/L NAA 0.5 mg/L TDZ萌发率为20%,0.75 mg/L NAA 0.5 mg/L TDZ萌发率为40%,1.00 mg/L NAA 0.5 mg/L TDZ萌发率为60%。由此看出,在相同浓度TDZ条件下休眠芽萌发率随NAA浓度升高而升高。同时,试验结果表明当TDZ浓度高于0.5 mg/L时,茎段底部玻璃化现象的频率增加,玻璃化程度加重将抑制植物的生长,萌发率开始下降。这与谢寅峰等的青钱柳休眠芽萌发诱导研究结果[7]一致。
  3结论与讨论
  赤霉素是一种高效广普性植物激素,赤霉素处理会促进植物可溶性糖和蛋白质的合成,促进植物细胞及茎段伸长、叶片扩大,加速生长和发育,使作物提早成熟[8]。薛志成用 5~10 mg/L赤霉素溶液处理15 min,有利于马铃薯休眠芽的萌发[9]。本研究首次对“四季红”红枫休眠芽喷施赤霉素,探讨外源激素对休眠芽萌发的影响,在3组试验中,对照组萌发率明显低于试验组,说明赤霉素有利于“四季红”红枫休眠芽的萌发,而且萌发速率随着浓度的升高而升高。结果显示,当赤霉素浓度为0.10 mg/L时,休眠芽萌发效率最佳。
  外源植物激素对外植体的形态建成及其调控起着十分重要的作用,其种类的选择和浓度的搭配影响着植株的再生方式。TDZ是科学家们发现的具有植物细胞分裂素活性的一类生长调节物质,可以促进植物芽的再生和繁殖,打破芽的休眠,并且可以通过配合其他植物激素和生理活性物质的作用来调节植物的生长发育过程[10-13]。Hutchison等利用热带果树的带腋芽茎段为外植体,在培养基中添加TDZ,已成功诱导腋芽萌发[14-16]。本试验参考美国红枫MS 1.0 mg/L BA的培养条件,在培养基中添加不同浓度的TDZ和NAA,结果显示,当添加0.5 mg/L TDZ 1.0 mg/L NAA时,能快速有效的促进休眠芽萌发。
  本试验分别在自然条件和离体条件下,初步探讨了四季红红枫休眠芽萌发的影响因子,通过调整外源激素的浓度,达到休眠芽快速萌发的效果,为稳定而高效的组织培养与快繁技术体系的建立奠定了基础。
  参考文献:
  [1]荣旭升,孙迎坤,赵爽,等. 彩叶树种新品种——美国红枫[J]. 现代园林,2006(4):42-43.
  [2]何丰州. 红枫繁殖技术[J]. 现代农业科技,2010,39(24):213,215.
  [3]曹受金,刘辉华,田英翠. 美国红枫组织培养与快繁技术的研究[J]. 湖北农业科学,2010,49(11):2643-2645.
  [4]雷伟成,沈波. 红枫的繁殖与栽培研究进展[J]. 现代农业科技,2009(13):194-196.
  [5]宗树斌,周春玲,牛立军,等. 美国红枫的组织培养研究[J]. 山东林业科技,2006,162(1):1-3.
  [6]于传. 美国红枫(Acer rubrum)的组织培养技术体系研究[D]. 重庆:西南大学,2013.
  [7]谢寅峰,张志敏,尚旭岚,等. 青钱柳茎段腋芽萌发和丛生芽增殖[J]. 林业科学,2011,47(1):50-55.
  [8]石海燕,郭靖,周颖,等. 赤霉素和脱落酸在植物生长发育中相互关系的研究进展[J]. 华中师范大学研究生学报,2007,14(1):138-142.
  [9]薛志成. 赤霉素在蔬菜上的应用[J]. 农业科技与信息,1998(6):17.
  [10]周连霞,马锋旺,陈登文,等. TDZ对仙客来不同外植体再生的影响[J]. 西北农林科技大学学报:自然科学版,2006,34(4):39-42.
  [11]陈荣,李庆玲,朱昌叁. TDZ在白掌组织培养中的应用[J]. 江苏农业科学,2012,40(5):34-35.
  [12]徐晓峰,黄学林. TDZ:一种有效的植物生长调节剂[J]. 植物学通报,2003,20(2):227-237.
  [13]张晓娟,方小平,罗丽霞,等. TDZ和BA对诱导大豆胚轴植株再生的影响[J]. 中国油料作物学报,2000,2(1):25-27.
  [14]Hutchison M J,Murch S J,Saxena P K,et al. Morphoregulatory role of TDZ:evidence of the involvement of geranium (Pelargoniu×horturum Bailey)[J]. Plant Physiol,1996,149:573-579.
  [15]Huetteman C A,Preece J E.TDZ:a potent cytokinin forwoody plant tissue culture[J]. Plant Cell Tissue Organ Cult,1993,33:105-119.
  [16]Mundhara R,Rashid A. Stimulation of shoot_bud regeneration on hypocotyl of linum seedings on a transient withdrawal of cal-cium:effect of calcium,cytokinin and thidiazuron[J]. Plant Science,2002,162:211-214.吕艳东,郭晓红,李红宇,等. 肥水耦合对寒地水稻产量的影响[J]. 江苏农业科学,2015,43(11:93-97.
其他文献
你在哪一刻開始喜欢自己?  默豆豆:在农村小学支教,条件有点艰苦。忙碌完一天的事情,回到小平房宿舍,去公共水龙头打一桶水回来,烧好,洗完头发,涂上好闻的护发精油,再一点一点把头发吹顺,缩进被窝里还能闻到白天晒过阳光的味道……忽然之间,就很喜欢自己。无论什么时候,都让自己散发着努力生活的气息。  高中有一次同桌邀请我去看她表演的彩排,她站在舞台上唱着歌,并且跟着歌声翩翩起舞。尽管当时没有聚光灯打在她
摘要:为了更有效缓解红小豆连作障碍问题,为建立合理的轮作方式(大蒜—红小豆)提供理论依据,采用室内培养皿生物测量法和盆栽试验法,以10个红小豆品种为材料,记录大蒜根系水提液培养下不同品种红小豆种子萌发数,测定幼苗株高、叶面积、生物量,SOD、POD活性,MDA含量。结果表明,(1)30 g/L大蒜根系水提液对不同基因型红小豆种子的发芽率有显著影响;(2)30 g/L大蒜根系水提液对10个红小豆品种
摘要:比较研究5种中华补血草黄酮类化合物——异鼠李素、槲皮素、异槲皮苷、木樨草素、芹菜素的体外抗氧化和抗肿瘤活性。运用MTT试验,检测5种中华补血草黄酮类化合物对HepG2和Hela肿瘤细胞体外增殖的影响;运用DPPH自由基清除试验,检测中华补血草黄酮的体外抗氧化活性。研究结果可知,5种中华补血草黄酮类化合物均显示一定抗氧化和抗肿瘤活性,但其活性强弱存在差异。本试验条件下其抗肿瘤活性由强到弱的顺序
摘要:以荒漠野生白刺作为试验材料,研究不同消毒方式对白刺茎段无菌外植体建立的影响及不同激素、不同浓度组合对野生白刺试管苗增殖和生根的影响。结果表明:选取室内种子萌发的实生苗茎段为外植体,用10% NaClO 消毒15~18 min可以获得理想的成活率;适宜的增殖培养基是MS 0.2 mg/L 6-BA 0.5 mg/L IBA或MS 0.5 mg/L IBA;比较适宜的生根培养基是1/2 MS 0
[1]  我爸在我高考之后一直絮叨个不停,让我和堂哥花明去考驾照,理由是在那所驾校报考的高考生,学费可以减免500元。  当时我去成都校考,没有顾及太多,推辞着:“等我回去再说。”  另一边的花明去了上海做兼职,让我考完就去寻他,然后让我爸一等就是小半个月。  高考成绩不出意料,我爸打电话过来询问的时候,虽然我早有心理准备,但还是好难过,不想回答。  花明委婉地表示:“小叔,明年她学车还可以减50
王奶奶收到一封信,是孫女诗佳寄来的。因为儿子儿媳常年在外打工,孙女诗佳是她一手带大的,祖孙俩感情很好。拿着孙女的信,王奶奶小心翼翼的样子,仿佛手中拿着无价之宝。  王奶奶没上过几年学,认识的字不多,加上年纪大了,很多字早就忘了。王奶奶只好带着信去了村东头的刘爷爷家,刘爷爷是退休中学教师。听刘爷爷一字一句地读孙女的来信,王奶奶开始还面带笑容,当听到孙女说最近和好朋友产生了误会,心情不太好时,王奶奶开
很难想象,如果世界没有爱,我们是否可以活下去,同样,如果艺术没有爱,艺术还可以称为艺术吗?一个真正的艺术家应该以爱轻抚世界,王建军正是这样的艺术家。  谈到艺术家王建军的作品,我不能不想到他写实和写意相结合的图式语言,其人物和风景,所呈现的意境和观念使我印象深刻,这种来自生命意识、自然意识使得他的画更接近事物的本真,也更接近艺术的真实。  人是情感和思想的容具,一个优秀的艺术家可以用作品去打开她,
摘要:采用随机区组试验设计,以龙庆1号和龙盾104为试验材料,研究肥水耦合对寒地水稻产量的影响。结果表明:2个品种的肥料与水分处理间在穗数、结实率、千粒质量及产量上均存在互作关系;龙盾104肥料处理以F3的产量最高,肥水耦合以F3S3的产量最高,显著或极显著高于F3S1、F1S3、F1S1、F1S4、F2S3处理;龙庆稻1号水分处理以S1产量最高,肥水耦合以F3S1最高,显著或极显著高于F3S4、
摘要:在阐述城乡统筹发展中农地流转、劳动力转移与城镇化互动作用机制的基础上,构建社会保障体系下城乡统筹发展的耦合协调度指标体系,运用相关数学模型及计量方法,以山东省菏泽市为例,分析了该市2000—2011年农地流转、劳动力转移与城镇化三者之间互动变化及其所处阶段特征和优化改进措施,进而采用城乡统筹发展复合系统内各子系统自相关及滑动平均预测的方法,预测了该市2012—2014年各子系统之间耦合协调度
我觉得生活有种引力,有时候你觉得过不去的,在未来就莫名奇妙过去了,所以可以多等等,对生活多点儿希望。  分享人:枯草逢秋盛  你有难以释怀的事情吗?  16岁那年的元旦前夕,学校按照惯例举办狂欢日,那是一年中最隆重的项目,上午是热闹的游行,下午高二年级会坐在礼堂观看精彩的表演。  其实节目都是同学在身边排练过数月的,但坐在柔软的红色观众椅上,我心里还是悄然绽开一朵欣喜,那天是我第一次看喜欢的男生穿