理论教育 樱花组织培养与应用:快速繁殖与再生

樱花组织培养与应用:快速繁殖与再生

时间:2023-11-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:Boxus最早开展樱花组织培养,1977年对日本樱花进行了离体培养研究,均获得了丛芽。国内自王永清最先报道了樱花组织培养芽外植体建立以来,有关观赏樱花组织培养快速繁殖获得再生植株的报道逐渐增多。图4茎尖培养A,茎尖;B,茎尖培养25 d图5种胚培养A,种子;B,MS+GA3100 mg/L中黑暗培养20 d时幼苗4) 生长调节剂目前,樱属植物使用最多的细胞分裂素和生长素分别为6-BA和NAA、IBA。

樱花组织培养与应用:快速繁殖与再生

Boxus(1974)最早开展樱花组织培养,1977年对日本樱花进行了离体培养研究,均获得了丛芽(贺爱利等,2010)。国内自王永清最先报道了樱花组织培养芽外植体建立以来,有关观赏樱花组织培养快速繁殖获得再生植株的报道逐渐增多(邹娜等,2007)。

1) 外植体的选择

樱属再生研究中,已经利用的外植体种类有带芽茎段(周志坚等,1994;及华,1998;王光萍等,2002;王守印等,2003;姚连芳等,2004;周丽华等,2004;吕月良等,2006;王贤荣等,2008;荣冬青等,2008a;李艳敏等,2008;何月秋,2010;南程慧等,2010;陈志伟,2011)、芽心(王永清等,1997;黄宇翔等,2006)、种子(闫道良等,2006;南程慧等,2010)、叶片(黄守印等,2002a;王贤荣等,2008)、叶柄(黄守印等,2002a;王贤荣等,2008)、花梗(王文房等,2006)、花托、子房、苞片(和凤美等,2010)及无菌系茎段(孟月娥等,2006)。带芽茎段是目前使用最多的离体快繁外植体,其中以幼嫩的茎尖为佳(见图4);种胚外植体具有不受季节限制、污染率低等优点,亦为外植体的首选(见图5)。

2) 外植体的灭菌

吕月良等(2006)、王贤荣等(2008)、荣冬青等(2008a)、南程慧等(2010)、陈志伟等(2011)将采回的外植体先在流水下冲洗0.5~2 h,后用70%的乙醇浸泡30 s,无菌水冲洗干净,接着用0.1%的升汞浸泡3~15 min(不同樱花种类处理时间有所区别),无菌水反复冲洗,灭菌效果较理想。黄守印等(2003)、周丽华等(2004)李艳敏等(2008)、荣冬青等(2008b)研究了不同灭菌处理对带芽茎段灭菌效果的影响。

黄守印等(2002)采用1.0%次氯酸对叶片和叶柄进行灭菌。王文房等(2006)、王贤荣等(2008)和凤美等(2010)也都进行了叶片与叶柄灭菌相关实验。闫道良(2005)还对种子作为外植体的灭菌方法进行了实验。

3) 培养基

在已知的10种(包括变种及栽培种)观赏类樱花的组织培养研究中,芽诱导、愈伤组织诱导以及不定芽增殖培养多以MS和经改良过的MS为基本培养基,而生根培养时则以1/2MS或3/4MS培养基为主,全价的MS及1/4MS培养基的生根效果差(闫道良等,2006;邹娜等,2008;陈志伟等,2011;南程慧,2012)。研究者也尝试使用其他的基本培养基,如周丽华等(2004)对绯寒樱的芽增殖培养研究,孟月娥等(2006)比较了MS培养基和ML培养基对日本晚樱试管苗增殖与生根的影响。王永清等(1997)研究发现,启动培养基的MS对樱花芽外植体褐化死亡及水浸状的发生有很大影响。王光萍等(2002)、吕月良等(2006)和黄宇翔等(2006)发现,钟花樱不定芽初代诱导时,改接于1/4MS培养基上后外植体则生长良好。

图4 茎尖培养A,茎尖;B,茎尖培养25 d

图5 种胚培养A,种子;B,MS+GA3100 mg/L中黑暗培养20 d时幼苗

4) 生长调节剂

目前,樱属植物使用最多的细胞分裂素和生长素分别为6-BA和NAA、IBA。邹娜等(2007)认为BA浓度在一定范围,配合不同浓度的NAA或IBA,对不定芽的诱导分化效果比较好。和凤美等(2010)对冬樱花花梗愈伤组织分化,王文房等(2006)在对樱花花柄形成愈伤组织都进行了不同的搭配实验;黄守印等(2002a)对雾灵樱花叶片、叶柄诱导愈伤组织分化试验中发现,当细胞分裂素2.0 mg·L-1时,100%的外植体产生愈伤组织。作者在对迎春樱的组培中发现,6—BA具有促进丛芽产生的作用,浓度过高则促进愈伤组织的产生;在丛芽诱导与增殖试验中,可采取前期高浓度6-BA 刺激诱导丛芽,后期低浓度增殖生长的方法,进行迎春樱的丛芽诱导与增殖(见图6)。

图6 丛芽诱导及壮苗增殖A,愈伤苗;B,丛芽

樱花生根诱导所用的生长素多以IBA和NAA为主。黄守印等(2002)与周丽华等(2004)认为,单种生长素IBA诱导生根的效果要明显优于NAA及两种生长素配合。王贤荣等(2008)、荣冬青等(2008)及何月秋等(2010)的研究则认为,使用IBA+NAA组合促进钟花樱或日本樱花试管苗生根效果较好。王光萍等(2002)与闫道良等(2006)发现,使用IBA+NAA组合附加低浓度的细胞分裂素BA,对钟花樱根的诱导率有明显提高;吕月良(2006)的研究结果与王光萍等相反,认为IBA+NAA+BA的组合配比生根效果显著不如IBA+NAA的组合好。另外,徐兆波等(2001)、王光萍等(2002)、闫道良等(2006)及吕月良等(2006)在樱花增殖培养中还添加了GA,不仅有利于丛芽增殖,而且可起到壮苗功效。

5) 添加剂

姚连芳等(2001)在培养基中添加NaH2PO4继代培养日本樱花试管苗,表明NaH2PO4处理对日本樱花试管苗的植株生长高度有明显的促进作用。邹娜等(2008),发现活性炭对福建山樱花试管苗生根起抑制作用。

综上所述,樱属植物种子具有休眠特性,需经过激素处理或低温层积处理的方法,解除其休眠,促进种子萌发。生产上可采用低温层积处理后选播的方法,进行穴盘育苗,也可于秋季播种,利用3~5℃恒温层积+冬季自然低温变温层积播种的方法,进行大田育苗,3~5℃恒温层积时间的长短可依据不同种类的差异进行调整,但时间不宜过长。低温层积果核选播法穴盘育苗与冬季随播法高床田间育苗相比,穴盘育苗具有种子利用率高,出苗整齐,不受季节限制,后期容易移栽等优点,但此育苗方法需要大型温室辅助进行;田间高床育苗则具有简单易行,相同生长时间内生长量大,培育成本极低等优点,但存在出苗率低,受季节限制等缺点。因此,可根据培育条件的差异,选择合适的方法进行育种。

在嫁接繁殖时,应根据不同的培育目的,选择合适的嫁接方法,培育垂枝类樱花只能采用枝接的方法。同时,注重砧木的选择,宜选择生长健壮、寿命较长、无不良病害,且与接穗亲和性较好的材料作为砧木,选择合适的嫁接时期。

食用樱桃的规模化生产目前以扦插为主,而观花类樱花则多以嫁接方式。一方面可能在于多数观花类樱花的难生根性;另一面可能在于观花类樱花扦插生根的方法有待深入研究。因此,在樱花扦插时,应注重扦插季节,选择合适的促生根激素及其配比。在扦插方法上,除采用固体基质扦插外,可同时研究水培方法,探讨樱花扦插生根的类型及机理,注重皮孔生根类型的机理及过程,完善樱花类植物的生长发育过程。

组织培养目前在樱花的规模化生产中并不占优势,很少有企业采用此方法进行快速繁殖,一方面在于种子繁殖、嫁接繁殖、扦插繁殖已可满足市场的需求;另一方面也在于组织培养的成本较高,组培方法尚待完善,国产樱花中仅有少数品种进行了组培快繁方面的研究,且组培方法尚不完善,难以规模化推广。因此,应加强国产樱花的研发力度,进一步完善组培方法,降低成本,最终达到规模化生长和推广的目的。

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