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香椿组培增殖和生根培养基筛选

作者:组培架 发布时间:2019-12-05 17:26 浏览次数:

文章来源:组培架

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  椿为楝科香椿属乔木,因其植株散发出浓郁的香味而得名。香椿用途广泛,首先是我国特有的珍贵速生用材树种,木质优良,且耐腐蚀,在家具、模具、建筑、船舶等领域被大量应用;其次,香椿的嫩叶还是一种传统的蔬菜,具有丰富的营养且味道鲜美;另外,其叶、根、皮、果实等各个部位都可作为中药并具有独特的功效。香椿传统上多以种子繁殖、分株繁殖、插根及插条繁殖等繁殖方式为主,但这些繁殖方式往往存在繁殖系数低、速度慢、产量低及分离变异大等缺点,大大限制了香椿优良品种的选育和工厂化生产。利用组织培养快繁技术,不但可在短时间内迅速繁殖得到大量苗木,而且可保持母株的优良性状。香椿为福建省重要的乡土树种,全省分布广泛。本研究对香椿组织培养的培养基配方进行研究和筛选,以期取得适合香椿的组培快繁技术,为香椿优良材料快速繁殖提供参考。

  1 材料与方法

  1.1 材料来源

  试验材料来自福建省邵武市二都采育场2年生香椿种源试验林和家系测定林中选出的优良单株,取早春刚萌发、腋芽饱满的枝条作为组培外植体。

  1.2 外植体消毒

  将采集的外植体去叶,用清水洗净,切成10 cm左右的茎段置于三角瓶中,用75%酒精溶液处理30 s,0.1%升汞溶液处理8~10 min,再用无菌水洗4~5次;然后将处理过的茎段切成1 cm左右带有顶芽或者侧芽的小段,接种到诱导培养基中(150 mL的培养瓶装25 mL的培养基),每瓶接4段外植体。

  1.3 培养方法

  1.3.1 诱导培养 以B5为基本培养基,添加6-BA 0.3 mg·L-1进行诱导培养。

  1.3.2 芽增殖培养 在MS基本培养基中添加不同浓度的6-苄基腺嘌呤(6-BA)、萘乙酸(NAA)、赤霉素(GA3),采用3因素3水平L9(34)的正交试验设计进行芽增殖培养基配方试验(表1)。试验选用生长一致的无菌苗为材料,接种到培养基中,每个组合接种7瓶,每瓶5株,30 d后统计芽增殖倍数。

  1.3.3 生根培养 以MS和1/2 MS为基本培养基,分别添加NAA(0.2、0.5 mg·L-1)、IBA (0.2、0.5 mg·L-1)或NAA+IBA组合,共12个生根培养基配方(表2)。将带有芽的茎段(长2 cm左右)接种于生根培养基中,统计记录生根情况。

  1.4 培养条件

  基本培养基加蔗糖3%、琼脂0.9%,pH 5.8,培养温度(25±2) ℃,光照强度1200~2000 lx,光照时间12 h·d-1。

  2 结果与分析

  2.1 诱导培养

  将消毒好的带有侧芽(或顶芽)的外植体接种于诱导培养基上进行诱导培养,由于生长环境的改变,诱导培养需要一个逐渐适应人工培养条件的过程,因此香椿诱导培养生长缓慢,15~20 d左右侧芽才开始萌动,培养30 d后,萌动的侧芽形成1~2 cm长的淡绿色芽丛,茎纤细,羽状复叶的小叶展开或不展开,主茎伸长生长慢,此时可进行丛生芽继代培养。

  2.2 植物生长调节剂对芽增殖的影响

  正交试验结果(表1)表明,添加BA和NAA对芽增殖影响较大,高浓度的6-BA和低浓度的NAA配方组合,芽增殖率高,生长情况好;GA3的浓度影响组培苗的茎节长度,但是对组培苗的生长影响不大,GA3 0.1 mg·L-1时效果好。极差分析结果表明,影响香椿芽增殖的主要因素是6-BA,在试验浓度范围内芽增殖率随着6-BA浓度的升高而提高,其佳质量浓度为1.0 mg·L-1;对香椿芽增殖影响的次要因素是NAA,在试验浓度范围内随着NAA浓度的升高增殖率递减,佳质量浓度为0.1 mg·L-1,说明香椿芽增殖培养过程NAA浓度宜低;GA3对芽增殖的影响小,但GA3对幼茎紧缩的节间伸长生长有促进作用。方差分析结果表明,6-BA对芽增殖的影响已达显著水平(P<0.05),而NAA、GA3对芽增殖的影响均未达显著水平(P值分别为0.15、0.31,均>0.05)。可见佳芽增殖激素组合为MS+6-BA 1.0 mg·L-1+NAA 0.1 mg·L-1+GA3 0.1 mg·L-1,增殖培养30 d后其增殖倍数达到3.6倍。不同植物生长调节剂浓度组合处理的香椿苗的生长情况见图1,1号、4号、7号处理的苗生长情况好,8号、9号处理的苗生长情况差,综合比较可知7号处理组的苗增殖率高,苗质量相对较好,从而印证了上述分析结果。

  表1 香椿芽增殖培养的正交试验结果及极差分析

  


  


  图1 香椿组培苗生长情况

  2.3 植物生长调节剂对组培苗生根的影响

  NAA和IBA植物生长调节剂对生根的影响见表2。对比分析可知,添加单一植物生长调节剂时,NAA 0.2 mg·L-1与0.5 mg·L-1相比,高浓度的生根率更高,根更粗壮,生根时间更早;IBA低浓度比高浓度生根时间更早,生根率更高,但根生长状况不如高浓度处理。同时添加NAA与IBA的组合,低浓度组合比高浓度组合的生根率高,根生长状况更好,生根时间更短。相同条件下,MS基本培养基比1/2MS培养基生根率更高,生根也更早,7 d左右开始发根。相同的基本培养中,添加低浓度IBA的组合发根早,添加高浓度NAA的组合根粗壮且主根明显,2种植物生长调节剂综合使用的发根率高。综合比较,NAA与IBA共同组合的生根率高,根生长状况好,生根时间10 d左右。因此,佳发根培养基是MS+NAA 0.2 mg·L-1+IBA 0.2 mg·L-1,该组合茎段易形成愈伤组织,但浓度还需进一步调整。

  表2 植物生长调节剂对香椿组培苗生根的影响

  


  表2(续)

  


  *:“+”为根长<3 cm;“++”为根长3~6 cm;“+++”为根长>6 cm。

  2.4 炼苗移栽

  选取长势好,高度5 cm以上的组培苗,打开培养瓶盖炼苗3 d,然后小心取出组培苗,用自来水冲洗干净根部培养基,移栽到用多菌灵消毒的腐殖土基质中,前期用薄膜进行覆盖,保持湿度90%以上,随后逐渐降低湿度,15 d后去掉覆盖薄膜,定期浇水,保持温度20 ℃左右,移栽苗成活率达95%以上,移栽苗生长迅速,长势好,见图2。

  


  图2 香椿组培苗炼苗生长情况

  3 小结与讨论

  通过香椿芽增殖和生根试验,初步选出了芽增殖和生根的佳培养基配方,分别为MS+6-BA 1.0 mg·L-1+NAA 0.1 mg·L-1+GA3 0.1 mg·L-1和MS+NAA 0.2 mg·L-1+IBA 0.2 mg·L-1,芽增殖倍数可达3.6倍,生根率可达25%。另外,腐殖土作为香椿组培苗移栽的基质,移栽成活率可达95%以上,苗木长势好。

  关于香椿组培的研究,认为适宜分化丛生芽的理想培养基为4/5 MS+ 6-BA 0.5~1.0 mg·L-1+NAA 0.1 mg·L-1+GA3 0.5 mg·L-1,适合生根培养基为1/2 MS+NAA 0.5 mg·L-1+GA3 0.1 mg·L-1或1/2 MS+IBA 0.5 mg·L-1+GA3 0.1 mg·L-1。而研究认为在继代和增殖培养基中以MS+6-BA 0.2 mg·L-1+GA3 2.0 mg·L-1对香椿腋芽的增殖效果好,生根诱导以单一IBA诱导生根效果佳。可见对适宜培养基的筛选,不同的研究还存在较大的差异,这可能是由试验材料、试验条件等因素的差异造成的。本研究认为6-BA对香椿芽增殖有显著影响,质量浓度1.0 mg·L-1时增殖系数达3.6倍以上,这与研究结果基本一致,可见6-BA具有抑制植物顶端优势的作用,但其浓度不宜过高,否则诱导出的芽会出现严重的玻璃化和轻微的白化现象。认为GA3是影响香椿芽萌发的重要因子,本研究认为GA3 0.1~1.0 mg·L-1对腋芽的伸长也有促进作用。另外,生根诱导的研究还发现,较低浓度的IBA、NAA有利于促进组培苗发根,且2种混合使用效果佳。本试验并没有获得理想的生根效果,今后还将在此基础上进一步研究,以期筛选出高效的生根培养基。

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