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朱顶红组培苗小鳞茎切割诱导新植株技术研究

?作者: 组培设备 发布时间:2019-12-19 10:25?? 浏览次数:

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  朱顶红(Hippeastrum hybridum)又名孤挺花、并蒂莲、君子红、朱顶兰、对对红等,石蒜科多年生的草本植物,原产热带美洲,是世界著名的球根花卉。朱顶红性喜温暖湿润、阳光不过于强烈的环境,稍耐寒;要求富含腐殖质、疏松肥沃而排水良好的砂质壤土;生长期需给予充分的水肥,夏季宜凉爽,冬季休眠期要求冷凉干燥。朱顶红花大色艳,叶片鲜绿洁净,一般用于盆栽观赏,一些花朵大、株形高的可以用作切花,抗性强的品种还可以运用到园林中,如花坛、花径和林下自然景观的布置。因此,朱顶红是一种优良的观赏球根花卉,其应用范围广泛,在国内的潜在市场很大。

  以往研究显示,国内对朱顶红繁殖技术的研究主要集中在播种繁殖、分球繁殖、组织培养、鳞茎扦插等方面,对以朱顶红组培无菌小鳞茎为材料进行再切割繁殖技术的研究甚少。试验在充分吸取前人对朱顶红鳞茎切割方式和培养基激素配比研究工作的基础上,探讨了以组织培养得到的朱顶红无菌苗为材料,用切割小鳞茎的方法诱导新植株的技术,旨在通过该技术提高朱顶红的繁殖速度,为朱顶红工厂化生产提供技术依据,具有重要的科学和经济价值。

  1 材料与方法

  1.1 试验材料

  供试植物材料为朱顶红白肋品种和荷兰进口朱顶红栽培品种双龙(Double Dragon)的无菌组培苗。使用的植物生长调节剂为6-苄基氨基嘌呤(6-BA),2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)和萘乙酸(NAA)。

  1.2 试验方法

  1.2.1 朱顶红无菌苗小鳞茎的再切割繁殖 试验目的是研究无菌苗的叶片和鳞茎的再生能力,从而确定以无菌苗作为外植体进一步诱导新植株的可行性。取基部小鳞茎膨大明显、叶片宽厚的朱顶红无菌苗进行试验。在超净工作台上,将无菌苗切割分成鳞茎和叶片2部分。鳞茎纵切成 2 mm 厚的切片(包含鳞片和鳞茎盘),每个鳞茎切割成 16个切块;叶片切成长0.5~1.0 cm的切段。将鳞茎切片和叶片切断接入不同激素配比的诱导培养基(表1)中进行培养。每个处理4瓶,每瓶 4个切片,重复3次,30 d后统计结果。

  表1 诱导培养基不同浓度的6-BA与NAA配比(mg/L)

  

 

  1.2.2 小鳞茎切割方式对繁殖系数的影响 将直径为1.0~1.5 cm 的双龙和白肋小鳞茎切去上部鳞叶后, 进行纵向切分(切片带有鳞茎盘)或横向切分(切片不带有鳞茎盘),接种于培养基MS+6-BA 2.0 mg/L +NAA 1.0 mg/L中。每个处理5瓶,每瓶 4个切片,重复3次,40 d后比较2种切割方式的繁殖系数。繁殖系数=统计时总芽数/接种鳞片数。

  1.2.3 无菌苗小鳞茎的再切割繁殖最佳诱导培养基筛选 采用纵向切割方式,将直径为1.0~1.5 cm 的双龙和白肋小鳞茎切割成16份,接种到不同浓度的6-BA、NAA、2,4-D组合培养基中,各处理的培养基按照表2配制,培养基经过高压灭菌。每个处理接种10瓶,每瓶4片,重复3次,40 d后统计各处理的繁殖系数。

  表2 诱导培养基中不同激素的配比 (mg/L)

  

 

  1.3 培养条件

  以MS为基本培养基,添加琼脂6 g/L,蔗糖30 g/L,pH值6.0。培养温度(25±2)℃,光照时间12 h/d,光照强度1 500~2 000 Lx的培养条件。

  1.4 数据处理

  试验数据采用Microsoft Excel 2010和SPSS 22.0软件进行整理分析,用单因素方差分析(one-way ANOVA)和Duncan多重比较对数据进行显著性分析。

  2 结果与分析

  2.1 不同品种的朱顶红无菌苗再切割繁殖能力

  研究发现,朱顶红无菌小鳞茎切块诱导培养14 d后开始出芽,30 d后如图1所示。从表3中可以看出,不同品种朱顶红的诱导率不一样,白肋品种的诱导率普遍高于双龙品种。双龙和白肋2个品种在配方4(MS+6-BA 2.0 mg/L +NAA 1.0 mg/L)中培养均达到最大诱导率,分别为58.3%和89.6%。用叶片进行愈伤组织诱导时,接种10 d后,叶片切段膨大蜷缩,但30 d后都未出现分化苗。通过观察诱导分化苗的生长状况和培养基情况,发现双龙在培养过程中培养基稍变成褐色,而白肋培养基未褐变;双龙分化苗生根现象明显,白肋诱导苗未出现生根现象。

  

 

  图1 30 d后不同品种的朱顶红无菌小鳞茎诱导苗生长情况

  (a:双龙无菌小鳞茎诱导苗;b:白肋无菌小鳞茎诱导苗)

  表3 不同培养基对无菌鳞茎再切割芽的诱导率

  

 

  2.2 朱顶红小鳞茎切割方式的研究

  由图2可知,接种40 d后,双龙和白肋小鳞茎纵向切割的繁殖系数分别为1.32和1.58,横向切割的繁殖系数分别为0.12和0.30,双龙纵向切割的繁殖系数是横向切割的11倍,白肋纵向切割的繁殖系数是横向切割的6.1倍。这表明纵向切割有利于朱顶红小鳞茎诱导出苗。

  

 

  图2 不同切割方式对无菌鳞茎再切割诱导率的影响

  2.3 无菌苗小鳞茎的再切割繁殖最佳诱导培养基筛选

  由表4可知,在鳞茎诱导芽过程中,与NAA质量浓度为1.0 mg/L 组合时,双龙和白肋的繁殖系数随6-BA质量浓度的增加呈先上升后下降的趋势,当6-BA质量浓度为2.0 mg/L 时,繁殖系数最大,分别为1.04和1.26;其次是处理2(培养基MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.5 mg/L)和处理8(培养基MS+6-BA 4.0 mg/L +NAA 2.0 mg/L),其中双龙的繁殖系数分别为1.02和0.91,白肋的繁殖系数分别为1.04和1.12。在6-BA与不同质量浓度的2,4-D配比的培养基(处理9~12)中,朱顶红无菌小鳞茎再切割繁殖系数较低,双龙和白肋的繁殖系数均小于0.5。

  表4 不同激素配比处理下朱顶红鳞茎再切割诱导芽的繁殖系数

  

 

  注:表中数据为平均值±标准差,同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。

  3 结论与讨论

  试验结果表明,双龙和白肋2个朱顶红品种无菌苗叶片培养30 d均未能分化出幼苗;在适合培养基中,小鳞茎切割的诱导率较高,均大于50%;同种培养基中,白肋的诱导率高于双龙,双龙分化苗生根现象明显,培养基稍褐变。将无菌鳞茎用2种不同的方式切割(纵向分切和横向分切)都能诱导出芽,但纵向分切的繁殖系数远远大于横向分切,因此纵向分切的切割方式有利于朱顶红无菌鳞茎诱导出苗。培养基中不同激素配比对鳞茎再切割的繁殖系数影响较大,其中, MS+6-BA 2.0 mg/L +NAA 1.0 mg/L的组合表现最好,40 d后,双龙和白肋的繁殖系数分别为1.04和1.26。同时,6-BA与NAA配比的培养基比6-BA与2,4-D配比的培养基更利于朱顶红鳞茎再切割芽的诱导。

  以往的试验,采用朱顶红大球进行消毒后切割接种培养,外植体消毒过程繁复,且容易出现消毒不彻底导致污染率高等问题。因此,在该试验中采用无菌小鳞茎作为材料,避免切割大球鳞茎和消毒处理,大大降低了污染率,节约了消毒成本和时间,加快了朱顶红幼苗的繁殖速度。该试验方案设计在培养基配方上设置多个激素质量浓度梯度,同时每种激素配比均设置3次重复,提高了试验的科学性和数据的可靠性。

  通过对双龙和白肋2个朱顶红品种无菌苗的鳞茎再切割试验,得出朱顶红无菌苗的鳞茎具有再切割诱导新一代幼苗的能力,对朱顶红品种橙色君主(Orange sovereign)的研究结果一致。在不同切割方式的试验中,带有鳞茎盘的纵向切分更加有利于诱导出新植株。对朱顶红鳞茎不同部位对组织培养形态发生的影响研究结果相似,对朱顶红鳞片试管培养的研究结果一致。生长调节物质包括生长抑制剂在植物组织培养中起到非常关键的作用,其中细胞分裂素和生长素的比例至关重要。在不同激素浓度对鳞茎再切割诱导繁殖系数试验中,6-BA与NAA配比的培养基比6-BA与2,4-D配比的培养基更利于芽的诱导,对朱顶红不同激素配比的研究结果一致。

  朱顶红鳞茎分割可以增加繁殖系数,但究竟每球径切割多少份,才能既保证有较高的繁殖系数,又保持较高的繁殖质量。该试验中将球径纵向切割成16等份,关于切割份数对繁殖系数的影响未做深入的试验,后续有待进一步研究。培养基筛选试验中,对于基本培养基MS、蔗糖浓度、pH值、其他植物激素以及浓度的综合研究还有待更加深入的探讨。

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