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大蒜组织培养快繁技术的研究

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摘 要:以贵州务川紫皮大蒜茎尖为试验材料,将其接种在附加不同NAA和6-BA的MS分化培养基中,比较组织诱导、分化和生根效果。试验结果表明,以MS+6-BA 3.0 mg/L+NAA 0.5 mg/L培养基诱导愈伤组织效果最好;以MS+6-BA 2.0 mg/L+NAA 0.1 mg/L培养基诱导不定芽增殖的效果较好,增殖倍数达5倍;以MS+NAA 0.4 mg/L培养基的生根效果最佳。

关键词:大蒜;茎尖;组织培养;快繁

大蒜(Allium sativum L.)为百合科葱属植物,以鳞茎(蒜头)、蒜薹和幼株供食,还可生产青蒜和蒜黄,因其具有杀菌、防癌之功效,成为群众喜爱的主要蔬菜之一,且蒜薹为高档蔬菜,颇受国内外市场欢迎[1]。大蒜生产中主要用鳞茎作繁殖材料,不仅繁殖系数低,而且生产成本高。同时,在长期的无性繁殖过程中,鳞茎易感染多种病毒,造成大蒜种性退化,使大蒜的产量和商品质量降低。而利用组织培养技术快速繁殖大蒜,不仅可提纯复壮,还可解决连年种植导致的种性退化等问题[2,3]。遵义务川紫皮大蒜为贵州优质大蒜品种,但其在长期栽培过程中也存在种性退化的问题,严重影响当地大蒜产业的发展。因此,本试验旨在通过研究不同植物激素配比对大蒜愈伤组织的诱导、不定芽分化及生根的影响,加快大蒜繁殖速度、提高繁殖率、增加繁殖倍数,为进一步快繁务川大蒜提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

贵州务川紫皮大蒜。

1.2 试验方法

①外植体的选取和消毒 选取完好的蒜瓣,用蒸馏水冲洗数次后,小心切开,将其内的茎尖取出,先用75%的酒精消毒30 s,再用0.1%的升汞消毒10 min,用无菌水冲洗5次,小心切取0.2~0.5 cm的茎尖待用。

②愈伤组织的诱导 将大蒜茎尖接种在附加不同浓度的6-BA(0.2,0.5,1.0,2.0,3.0,4.0,5.0 mg/L)和NAA(0.2,0.5 mg/L)组合(共14个处理)的MS培养基中,每瓶接种3个茎尖,每个处理10瓶,接种30 d后统计愈伤组织的诱导率。

③不定芽的诱导 将产生的愈伤组织切成

1 cm×1 cm的小块,并接种于附加不同浓度的6-BA(0.2,0.5,1.0,2.0,3.0,4.0,5.0 mg/L)和NAA(0.1,

0.5 mg/L)组合(共14个处理)的MS培养基中,进行不定芽的诱导。每瓶接种1块,每个处理10瓶,接种30 d后统计诱导率。

④根的诱导 选取生长旺盛的再生芽,从其基部与愈伤组织切离,分别接种于附加不同浓度NAA(0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0 mg/L)(6个处理)的MS培养基中生根。每瓶接种1个芽,每个处理10瓶,30 d后统计生根情况。

⑤培养条件 将培养材料放在培养室内培养。培养室温度24~26℃,光照强度2 000~3 000 lx,每天光照14~16 h, 相对湿度为60%以上。

2结果与分析

2.1 不同浓度6-BA和NAA组合对大蒜愈伤组织诱导率的影响

由表1可知,不同浓度的NAA和6-BA配比对大蒜茎尖愈伤组织的诱导效果不同。当6-BA浓度为2.0~3.0 mg/L时,添加0.5 mg/L NAA的培养基比添加0.2 mg/L NAA的培养基更有利于大蒜愈伤组织的诱导。而且,当NAA浓度不变时,愈伤组织的诱导率随着6-BA浓度的增加呈先升后降的趋势,其中,以附加6-BA 3.0 mg/L和NAA 0.5 mg/L的MS培养基上的大蒜愈伤组织长势最好,为淡黄色,诱导率最高,达到76.7%,是试验中最适合诱导大蒜愈伤组织的培养基。

2.2 不同浓度6-BA和NAA对大蒜不定芽诱导的影响

从表2可以看出,各处理培养基内的愈伤组织均能分化出不定芽。当NAA浓度不变时,大蒜愈伤组织分化出的芽数随着6-BA浓度的增加呈先增后降的趋势,且低浓度的NAA(0.1 mg/L)对芽的诱导效果好于高浓度的NAA(0.5 mg/L)。表明6-BA与NAA间的浓度比值较大时,有利于芽的分化,而其比值较小时不定芽分化受到抑制。其中附加6-BA 2.0 mg/L和NAA 0.1 mg/L的MS培养基的处理效果最好,其增殖倍数达5倍,不定芽苗的长势最好,且较节约成本。试验发现,6-BA浓度过高时会抑制不定芽的分化,个别处理出现玻璃苗,这与前人的研究结果一致[4]。

2.3 不同浓度NAA对大蒜不定芽苗生根的影响

由表3可知,在不添加NAA的MS培养基上,大蒜不定芽诱导出根的概率较低,且不定芽苗表现出根少、细弱、上部芽尖黄化等特征。而附加0.2~0.8 mg/L NAA的MS培养基对大蒜不定芽苗的生根有不同程度的促进作用,其中添加0.4 mg/L NAA的MS培养基上的不定芽苗的生根率达到83.3%,且根数多、较长、粗壮,但随着NAA浓度的增加,生根率下降,可认为较高浓度的NAA对根的分化和生长有抑制作用,当NAA浓度达1.0mg/L时,大蒜不定芽苗的生根率最低,且低于不添加NAA的。

3 结论与讨论

诱导茎尖产生愈伤组织进行不定芽增殖可作为大蒜快速繁殖的有效手段。本试验中以MS+6-BA 3.0 mg/L+NAA 0.5 mg/L培养基诱导愈伤组织的效果最好;以MS+6-BA 2.0 mg/L+NAA 0.1 mg/L培养基诱导不定芽增殖的效果较好,其增殖倍数达5倍;以MS+0.4 mg/L NAA培养基中不定芽苗的生根效果最佳、根长势最好。同时,还在较短时间内获得了大量的大蒜试管苗,这为做大、做强贵州遵义务川大蒜产业提供了技术支持。

前人研究表明,附加不同激素的培养基会对大蒜离体培养产生不同的效果,而合理搭配生长素和细胞分裂素有利于大蒜愈伤组织的诱导和继代培养[5,6]。本试验也揭示了不同的植物激素配比对大蒜茎尖愈伤的诱导及增殖有重要影响,并进一步验证了附加NAA的培养基能促进大蒜不定芽苗根的分化、生长,但当其浓度达到1.0 mg/L时反而起到抑制作用,这和王秀芝等[4]的研究结果一致,却与裴雁曦等[7]的研究结果不一致,这可能与试验材料的基因型有关。但这些研究都表明,高浓度的NAA对大蒜不定芽苗根的分化和生长有抑制作用。汤青林等[5]以白皮大蒜茎尖为材料,认为诱导愈伤组织的最适培养基为MS+BA 0.2 mg/L+NAA0.5 mg/L;诱导不定芽的最适培养基为MS+BA 1.0 mg/L+NAA 0.1 mg/L,与本试验中紫皮大蒜愈伤组织的最适诱导及增殖培养基不同,本文中不定芽在MS+BA 1.0 mg/L+NAA 0.1 mg/L培养基上的增殖系数并不高,这说明不同种类的大蒜细胞对植物激素的利用有差异。

笔者研究发现紫皮大蒜较适宜的茎尖切取长度为3~5 mm,即切取茎尖较大时,则其消毒时不易死亡;反之切取茎尖较小则会使其在消毒时致死,这与汤青林等[5]的报道一致。为达到最佳的分化率和良好的脱毒效果,紫皮大蒜茎尖的最佳切取长度有待进一步研究。

参考文献

[1] 孙必贤,朴成学,赵海锋,等.大蒜的脱毒与快繁技术[J].吉林蔬菜,2008(3):17.

[2] 刘延明,刘文英,曹鸣庚,等.脱毒苍山大蒜原种繁育体系的建立及配套栽培技术[J].山东农业科学,1991(6):3-5.

[3] 赵一鹏,宋建伟,周岩,等.植物组织培养及其在园艺上的应用[J].河南职业技术师范学院学报,2002,30(3):30-32.

[4] 王秀芝,孙震晓,宋兴民.大蒜组织培养快速繁殖的激素调节[J].山东师大学报:自然科学版,1996,11(3):118-120.

[5] 汤青林,王志敏,宋明,等.大蒜不定芽的诱导及其增殖系数的调节[J].中国农学通报,2006,22(6):224-226.

[6] 屈二军,李文建,张现青,等.植物激素对大蒜愈伤组织诱导及继代培养的影响[J].安徽农业科学,2008,36(21):

8 932-8 933.

[7] 裴雁曦,邢国明,曹家树,等.大蒜愈伤组织植株再生的研究[J].山西农业大学学报:自然科学版,2002(3):258-260.