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杂交构树开放式组培快繁技术研究

作者:组培瓶 发布时间:2020-01-13 14:59 浏览次数:

文章来源:组培瓶

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  1 前言

  杂交构树是当前中科院科学专家利用杂交技术和高科技的生物技术培育出来的速生优良树种,其种植方式主要是插杆。但在实际应用过程中,插杆种植具有较低的成活率,即便选择最合适的种植时间和成活率较高的幼苗,成活率也不到四分之一。科学研究发现,无菌操作可以有效提升插杆幼苗的成活率,不受冷热交替的限制。开放式组织培养在杂交构树培育中具有十分重要的意义,该技术可以不对组织培养效果造成影响,也不受到无菌操作的限制,可以有效降低树木培育成本,减少树木培养的环节。

  2 实验材料和方法

  2.1 实验材料

  本研究所用实验材料如表1所示。

  表1 实验材料

  


  2.2 实验方法

  2.2.1 组培塑料杯前处理

  组培塑料杯在使用前需要经过灭菌处理,但基于开放式组织培养过程对无菌操作要求相对宽泛,本研究接种容器选取透光性好、便于运输的塑料杯,利用奶茶封盖机对塑料杯进行封口操作,在使用封口膜之前需要经过同位素钴60 消毒处理。

  2.2.2 配制培养基

  配制浓度分别为0mg/L(CK1,未灭菌)、0mg/L(CK2,经121℃、20min 灭菌)、5mg/L、10mg/L、20mg/L、30mg/L 的次氯酸钠溶液作为培养基抑菌试剂。培养基的配制场地需要30min 紫外线消毒处理,设置培养室温度为25℃,每天日光灯照射12h,空气相对湿度约70%,光照强度为2KLX-3KLX 范围内。

  2.2.3 接种方式

  接种前24h 需要对接种房间进行紫外线消毒2h 和酒精尘降处理。采用开放式接种法,CK2 在超净工作台完成接种操作。接种操作在消毒处理的接种室内进行,具体方法为取经过消毒的构树嫩芽放在接种盘上,剪去组织褐化部分,每个接种芽留一个生长点。接种操作完成后灼烧瓶口,并迅速密封。

  诱导分化的培养基每组10 杯,接种2 芽/杯,平行接种三次。扩繁培养基每组20 杯,接种6 芽/杯,平行接种三次。完成接种操作后的一个月时间里,计算杂交构树引种的污染、褐化以及存活率。

  2.2.4 污染率、褐化率以及存活率计算公式

  污染率/褐化率/存活率(%)=污染瓶数/褐化瓶数/存活瓶数÷总接种瓶数X100%

  3 结果与讨论

  3.1 诱导分化杂交构树次氯酸钠最佳浓度

  从实验结果来看,随着次氯酸钠溶液浓度的增加,污染率逐渐降低,当次氯酸钠溶液浓度高于30mg/L 时,污染率已经下降到10%以下,与其它组相比,污染率极低。随着次氯酸钠溶液浓度的增加,褐化率逐渐提高,当次氯酸钠溶液浓度高于30mg/L时,全部杂交构树的嫩芽全部死亡。究其原因可能是杂交构树是木本属性,自身会大量分泌多酚类物质,容易发生褐变反应,此外,当次氯酸钠溶液浓度过高时,杂交构树的褐变程度也会加剧。实验结果显示,次氯酸钠溶液浓度为5mg/L、10mg/L 时的褐变率分别为35%、40%,与CK2 的褐变率极其接近。与此同时,随着次氯酸钠溶液浓度的增加,杂交构树的存活率逐渐下降,使用20mg/L-30mg/L 浓度范围内的次氯酸钠溶液,嫩芽存活率不到10%。

  综合以上实验结果看来,次氯酸钠溶液浓度为30mg/L 时,杂交构树污染率、存活率较褐化率较高;次氯酸钠溶液浓度为5mg/L 和10mg/L 时,褐化率差别不明显,但浓度为10mg/L 的污染率和存活率有优势。因此,本研究选取杂交构树培养基中次氯酸钠溶液浓度为10mg/L。存活的幼苗如图1所示。

  


  图1 存活幼苗

  3.2 扩繁杂交构树次氯酸钠最佳浓度

  结合实验结果分析,扩繁杂交构树污染率随着次氯酸钠溶液浓度的增加而逐渐下降。当次氯酸钠溶液浓度为30mg/L 时,污染率甚至低于CK2 处理组。随着次氯酸钠溶液浓度的增加,扩繁杂交构树的褐化率逐渐提高,对杂交构树嫩芽的生长极为不利,甚至次氯酸钠浓度时褐化率已经高于80%。同时,随着次氯酸钠溶液浓度的增加,存活率逐渐下降,次氯酸钠浓度为30mg/L时,存活率下降到6%。因此,扩繁杂交构树次氯酸钠最佳浓度选择10mg/L。

  4 结论

  针对杂交构树培育技术来说,开放式组织培养的研究报道相对较少,但以往传统的培养基因富营养化而为细菌生长繁殖提供了便利条件,不利于开放式组织培养技术的顺利开展和进行。如果可以采取有效措施来对培养基进行优化处理,就可以在不影响杂交构树幼苗正常生长和繁殖的前提下,降低培养基中蔗糖和其它有机物质的使用量,有效节约培养成本,提高组织培养技术的成活率。本研究所用培养基的次氯酸钠溶液浓度选择为诱导、扩繁最佳抑菌浓度选择都是10mg/L。但基于现实应用条件的限制,10mg/L 的次氯酸钠溶液浓度是否满足生根培养、培养基优化的需要还需要该领域科学技术人员的进一步探索。

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