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桤叶唐棣愈伤组织的诱导分化及影响因素

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摘要 以经过3次继代培养的桤叶唐棣茎尖组培苗的茎段和叶片为外植体,研究了不同培养基类型、不同浓度2,4-D、不同浓度NAA和6-BA配比对愈伤组织诱导的影响。结果表明,MS、H、White、N6、1/4 MS 5种基本培养基均能诱导桤叶唐棣茎段和叶片产生愈伤组织,以MS、H培养基诱导的愈伤组织生长快、光泽好;添加适量的2,4-D能够缩短愈伤组织出愈时间,浓度应低于0.5mg/L;向H基本培养基中添加NAA是必要的,其浓度应在1.0mg/L以上,同时6-BA和NAA浓度比值不宜过高。

关键词 桤叶唐棣 愈伤组织 诱导分化 影响因素

桤叶唐棣(Amelanchier alnifolia Nutt.)为蔷薇科唐棣属植物,落叶小乔木或灌木,为北美著名经济树种。其果实含有多种营养成分,钙含量较高,可加工或鲜食。我国先后从国外引进多个桤叶唐棣品种,已在辽宁、吉林、青海等省建立引种示范园,发展势头良好。前人在桤叶唐棣苗木繁育方面做了相关研究,杜保国等以尼尔森桤叶唐棣品种为材料,成功获得茎尖培养苗,生根率96.43%,一级苗移栽成活率98%,但其愈伤组织诱导和植株再生方面的研究尚未见报道,目前苹果、葡萄、柑橘、枇杷等主要果树已成功由愈伤组织获得再生植株或者体细胞胚。本文以经过多次继代培养的茎段和叶片为材料,对不同培养基类型、不同浓度2,4-D、不同浓度NAA和6-BA组合对愈伤组织诱导的影响因素进行了初步研究,以期为进一步进行桤叶唐棣遗传育种和品种改良打下基础。

1 材料与方法

1.1试验材料

试验于2005年在西北农林科技大学林学院组培实验室进行,试验所用的桤叶唐棣叶片和茎段取自经过3次继代培养的尼尔森桤叶唐棣品种茎尖组培苗。组培苗的获得,即休眠芽在添加0.1mg/L IAA+0.5mg/L 6-BA+0.5mg/L KT的MS培养基上进行初代培养之后,在添加0.1mg/L IAA+2.0mg/L 6-BA的MS培养基中进行增殖培养。

1.2试验方法

1.2.1培养条件

培养室温度为24~26℃,空气相对湿度为50%~70%,每天光照时间12小时,光照强度为1500~2000lx,培养基pH值5.8,琼脂5g/L。每个处理分别选取5个茎段和5片叶片共10个外植体,重复3次,每3天观察1次,记录愈伤组织的颜色和光泽及量的大小,4周后统计。愈伤组织的量描述,通过观察和估测后用+表示,共分5个等级:+表示愈伤组织量极小,肉眼可见;++表示愈伤组织量小,仅在切口处有愈伤组织;+++表示愈伤组织量一般,外植体表面约1/2生有愈伤组织;++++表示愈伤组织量较多,覆盖外植体表面的绝大部分;+++++表示愈伤组织量很大,覆满整个外植体。出愈天数为肉眼可见愈伤组织时的培养时间。

诱导率(%)=[产生愈伤组织的叶片(茎段)数/该处理叶片(茎段)总数]×100

1.2.2愈伤组织诱导基本培养基的筛选

分别以组培苗的茎段和叶片为外植体,接种在添加2.0mg/L NAA和1.0mg/L 6-BA的MS、H、White、N6和1/4MS 5种基本培养基上。接种前将茎段剪成1cm左右的小段,平放在培养基上,叶片接种前剪去叶缘和叶柄,分叶面向上和向下2种方式平铺在培养基上。

1.2.32,4-D对愈伤组织诱导的影响

以H培养基为基本培养基,分别添加0.5、1.0、3.0、5.0、7.0mg/L 2,4-D,以不添加激素为对照。

1.2.4NAA和6-BA组合对愈伤组织诱导的影响

以H培养基为基本培养基,分别添加1.0、2.0、4.0mg/L 6-BA和0.1、1.0、2.0、4.0、6.0mg/LNAA,进行配合试验,共15个组合,分别接种茎段和叶片。

2 结果与分析

2.15种基本培养基对桤叶唐棣茎段和叶片愈伤组织诱导的影响

在添加2.0mg/L NAA和1.0mg/L 6-BA的MS、H、White、N6和1/4MS 5种基本培养基上,茎段接种后第3天,MS基本培养基和H基本培养基上的桤叶唐棣茎段开始出现膨大现象,部分茎段纵向裂开,生成愈伤组织。在5种基本培养基上接种叶片,叶面向上放置的叶片部分卷曲成拱形,叶面向下放置的叶片远轴端和剪掉叶柄处微向上翘,并在这2个部位最早形成愈伤组织。茎段和叶片接种后第7天,5种基本培养基中均有愈伤组织生成,其中的MS、N6、H、1/4 MS 4种基本培养基的愈伤组织诱导量相同,均为很大水平,愈伤组织形态均为绿色、紧实、有光泽;White基本培养基中的茎段和叶片产生的愈伤组织量均为极小水平,仅有少量白色的颗粒。在愈伤组织生长速度上,MS基本培养基和H基本培养基明显优于N6、White、1/4MS基本培养基。茎段和叶片接种后第30天,5种基本培养基上的愈伤组织诱导率均为100.0%(表1)。

2.2激素及配比对桤叶唐棣茎段和叶片愈伤组织诱导的影响

2.2.12,4-D对愈伤组织诱导的影响

在H基本培养基中添加不同浓度的2,4-D,桤叶唐棣茎段愈伤组织的出愈天数为9天,比未添加2,4-D的缩短3天;添加0.5mg/L 2,4-D时,茎段愈伤组织诱导率最高为100.0%,愈伤组织量为较多水平,随2,4-D浓度增加,诱导率逐渐下降,诱导的愈伤组织呈含水状态,除添加0.5、1.0mg/L 2,4-D的愈伤组织量为较多水平外,其余浓度2,4-D处理的愈伤组织诱导量均为一般水平。添加不同浓度的2,4-D后,桤叶唐棣叶片愈伤组织诱导率整体较低,诱导率最高仅为64.0%,且愈伤组织量均为极小水平,与未添加2,4-D的叶片愈伤组织量相同(表2)。

2.2.26-BA和NAA对愈伤组织诱导的影响

在H基本培养基上,当添加0.1mg/LNAA时,3个浓度6-BA处理的桤叶唐棣茎段和叶片愈伤组织量均为极小或小水平,颜色多为白色;6-BA和NAA浓度比值过高时,叶片反应敏感,诱导率从100.0%降至53.3%。当添加1.0、2.0、4.0、6.0mg/L NAA时,茎段和叶片的愈伤组织诱导率均为100%,除4.0mg/L NAA+4.0mg/L 6-BA组合茎段和1.0mg/L NAA+4.0mg/L 6-BA组合叶片的愈伤组织量为一般水平外,其余组合的愈伤组织量均为较多或很大水平,且愈伤组织诱导初期,其形态没有明显的差异。因此,对于桤叶唐棣茎段和叶片愈伤组织的诱导,添加NAA是必要的,其浓度应在1.0mg/L以上,同时6-BA和NAA浓度比值不宜过高(表3)。

3 小结

试验研究结果表明,桤叶唐棣茎段和叶片愈伤组织诱导的最适宜基本培养基类型为含盐量较高的MS培养基和H培养基,其诱导的愈伤组织生长快,光泽度好;向H基本培养基中添加2,4-D后,茎段愈伤组织诱导率和愈伤组织量明显高于叶片,但其浓度不宜超过0.5mg/L;向H基本培养基中添加适量NAA对愈伤组织的诱导具有促进作用,其浓度应在1.0mg/L以上,同时6-BA和NAA浓度比值不宜过高。在添加NAA和6-BA的H基本培养基上,叶片诱导的愈伤组织颜色较绿,光泽较好,而茎段诱导的愈伤组织随着培养时间的延长,表面逐渐泛白,变得粗糙。

本试验还对桤叶唐棣愈伤组织再分化进行了初步探索,我们观察到桤叶唐棣愈伤组织在添加1.0mg/LNAA的1/4MS培养基上和添加0.5mg/L IBA的1/2MS培养基上分化出了略带红色的根,但未见苗的生成,尚有待进一步研究。