荸薺不同組培快繁方式的對(duì)比研究

荸薺不同組培快繁方式的對(duì)比研究

高美萍，陳麗娟，蔡炳華，江文，郭暢，董偉清，閉志強(qiáng)
（廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所，南寧，530007）

以廣西農(nóng)科院生物所選育的荸薺組培苗桂蹄2號(hào)為材料，利用間歇浸沒(méi)式生物反應(yīng)器（TIBs）與傳統(tǒng)固體組培進(jìn)行快繁培養(yǎng)，對(duì)比研究?jī)煞N技術(shù)體系。研究結(jié)果表明，TIBs系統(tǒng)可使荸薺組織培養(yǎng)一代增殖40倍以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)方法，且培養(yǎng)出的植株分蘗多，葉狀莖粗，生根少，長(zhǎng)勢(shì)好。

荸薺；間歇浸沒(méi)式生物反應(yīng)器（TIBs）；固體組培；增殖；植株生長(zhǎng)勢(shì)

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

荸薺材料，經(jīng)過(guò)莖尖培養(yǎng)脫毒的桂蹄2號(hào)第五代繼代苗，由廣西農(nóng)科院生物技術(shù)研究所提供。固體培養(yǎng)參照杭玲等[13]和林輝鋒等[14]組培快繁技術(shù)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)瓶為250 mL翠綠色玻璃瓶，瓶高13 cm，直徑7 cm，固體培養(yǎng)基體積30 mL，凝固劑用卡拉膠。TIBs系統(tǒng)根據(jù)Lorenzo等[15]的設(shè)計(jì)思路建立，TIBs系統(tǒng)中培養(yǎng)瓶和儲(chǔ)液瓶分別為2.5、3.0 L的廣口無(wú)色玻璃瓶和三角瓶，瓶高分別為26、30 cm，直徑分別14、15 cm。儲(chǔ)液瓶中液體培養(yǎng)基體積為1 L。

1.2 試驗(yàn)方法

TIBs系統(tǒng)各參數(shù)參照Lorenzo等的設(shè)計(jì)方案，即間歇頻率按浸沒(méi)1 min間歇3 h、接種密度為10叢/瓶，每15棵芽為一叢。TIBs系統(tǒng)增殖培養(yǎng)階段為40 d。固體培養(yǎng)試驗(yàn)繼代接種密度為5叢/瓶，20 d繼代1次。以上各試驗(yàn)均采用相同培養(yǎng)環(huán)境和培養(yǎng)基成分，即光強(qiáng)1 500 lx；光周期：16 h光照，8 h黑暗；溫度25～28℃的培養(yǎng)環(huán)境。培養(yǎng)基繼代增殖成分：MS+6-BA 1.5 mg/L+NAA 0.01 mg/L+白糖30 g/L。TIBs系統(tǒng)5套，固體培養(yǎng)10瓶。每隔10 d拍照記錄一次，40 d后統(tǒng)計(jì)增殖數(shù)，計(jì)算增殖率，并比較2種方法的增殖率、組培材料的長(zhǎng)勢(shì)等。

2 結(jié)果與分析

2.1 TIBs系統(tǒng)與傳統(tǒng)固體培養(yǎng)荸薺增殖率的比較

利用間歇浸沒(méi)式生物反應(yīng)器（TIBs）與傳統(tǒng)固體組培進(jìn)行快繁培養(yǎng)40 d后，結(jié)果如表1所示，利用TIBs系統(tǒng)進(jìn)行荸薺組織培養(yǎng)，除去1瓶污染，第1代增殖數(shù)為389叢、426叢、459叢、406叢，平均增殖數(shù)420叢，增殖率為42倍。傳統(tǒng)固體組培選擇其中長(zhǎng)勢(shì)最好的5瓶，經(jīng)過(guò)第一代、第二代增殖，增殖平均數(shù)為41.8叢，增殖率為8.36倍。可見(jiàn)，TIBs系統(tǒng)增殖率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)固體組培方法。

2.2 TIBs系統(tǒng)與傳統(tǒng)固體培養(yǎng)荸薺生長(zhǎng)勢(shì)的比較

利用間歇浸沒(méi)式生物反應(yīng)器（TIBs）與傳統(tǒng)固體組培養(yǎng)進(jìn)行快繁培養(yǎng)，各個(gè)階段生長(zhǎng)勢(shì)結(jié)果如表2所示，TIBs系統(tǒng)中的組培苗分蘗多，葉狀莖粗，生根少，長(zhǎng)勢(shì)好，優(yōu)于傳統(tǒng)的固體培養(yǎng)。

表1 TIBs系統(tǒng)與傳統(tǒng)固體組培荸薺增殖率的比較

表2 TIBs系統(tǒng)與傳統(tǒng)固體組培植株生長(zhǎng)勢(shì)的比較

3 小結(jié)與討論

間歇浸沒(méi)式生物反應(yīng)器是一套集植物組織培養(yǎng)和植物次生代謝物質(zhì)研究為一體的設(shè)備。該培養(yǎng)方式結(jié)合了固體培養(yǎng)和液體培養(yǎng)的優(yōu)點(diǎn)而舍棄其缺點(diǎn)，為植物在液體培養(yǎng)的過(guò)程中提供了一個(gè)良好的氣體交換環(huán)境[16]，防止?fàn)I養(yǎng)成分的沉積及有害物質(zhì)的過(guò)度積累[17]，保證組培苗充分有效地利用培養(yǎng)基的營(yíng)養(yǎng)成分。

本試驗(yàn)利用TIBs系統(tǒng)和傳統(tǒng)固體法進(jìn)行荸薺組培快繁，對(duì)比研究發(fā)現(xiàn)，在相同培養(yǎng)條件下，TIBs系統(tǒng)增殖率達(dá)40倍，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)固體培養(yǎng)方法。其次，TIBs系統(tǒng)中的組培苗分蘗多，葉狀莖粗，生根少，長(zhǎng)勢(shì)好，優(yōu)于傳統(tǒng)的固體培養(yǎng)。據(jù)Bernale等在2008年報(bào)道，甘蔗在一代增殖可達(dá)40倍，在田間的生長(zhǎng)情況也較傳統(tǒng)方法獲得的組培苗適應(yīng)性好。Angela等在2009年報(bào)道，澳大利亞的幾個(gè)不同甘蔗品種在不同生物反應(yīng)器進(jìn)行試驗(yàn)比較，其中利用TIBs系統(tǒng)的甘蔗組培苗一代增殖率也均超20倍[12]。同類報(bào)道的植物種類還有辰星草、蘋(píng)果[6]、菠蘿[10]、香蕉[7，5]、甘蔗[11]、山藥[9]、桉樹(shù)[8]等。

傳統(tǒng)的固體培養(yǎng)由于成本較高，勞動(dòng)密集等原因，導(dǎo)致荸薺健康種苗生產(chǎn)尚無(wú)法滿足荸薺種植業(yè)的需求。利用TIBs系統(tǒng)開(kāi)展荸薺健康種苗的快速繁殖和生產(chǎn)，有望成為荸薺產(chǎn)業(yè)化的理想選擇。目前，該試驗(yàn)尚處于初步階段，系統(tǒng)和技術(shù)有待于進(jìn)一步研究。同時(shí)，該試驗(yàn)為推廣TIBs系統(tǒng)在植物組培中的應(yīng)用提供一定參考。

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Comparison of Different Rapid Propagation Methods of Water Chestnut

GAO Meiping,CHEN Lijuan,CAI Binghua,JIANG Wen,GUO Chang,DONG Weiqing,BI Zhiqiang

Taking the tissue culture seedlings of Guiti No.2 as materials,we studied and compared two rapid propagation technical systems temporary immersion bioreactors system(TIBs)and traditional solid culture of water chestnut.The results showed that,the multiplication times of TIBs method was more than 40,which was much higher than that of traditional solid culture method,and the plants had more tillers,thicker cladophyll,less roots and grew well,providing a reference for the popularization and application of TIBs system in plant tissue culture.

Water chestnut;Temporary immersion bioreactors system (TIBs);Solid culture;Rapid propagation;Plant growth vigor

S645.3

：A

：1001-3547（2013）18-0133-03

10.3865/j.issn.1001-3547.2013.18.043

國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2012BAD27B01-6），廣西科技成果轉(zhuǎn)化與推廣計(jì)劃（桂科轉(zhuǎn)1346004-28），廣西農(nóng)科院重點(diǎn)項(xiàng)目（桂農(nóng)科2012JZ04）

高美萍（1985-），女，碩士，實(shí)習(xí)研究員，從事荸薺組培快繁研究，電話:13677716023，E-mail:gmp2009@163.com

2013-08-29