摘 要:以嫩芽、莖尖為外植體,研究巨尾桉DH3229的組織培養及育苗技術。實驗證明,不同的激素組合對巨尾桉DH3229外植體的誘導、生根有不同的影響。最適合誘導的增殖培養基為MS+6-BA 0.5mg/L+NAA 0.2mg/L,其誘導出來的植株生長最快速,分枝最多,植株最高;最適合的生根培養基為MS+NAA 1mg/L+6-BA 0.2mg/L,生根率達94%,主根粗壯,平均長3根根須。但是移植到基質為黃土的培養杯中育苗時,成活率最高的培養基是MS+NAA 0.5mg/L+6-BA 0.2mg/L,成活率達93%。
關鍵詞:巨尾桉;組培;生根;移栽
中圖分類號 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731(2013)15-26-03
Study on Tissue Culture and Genetic Improvement of Eucalyptus grandis×Eucalyptus urophylla DH3229
Lu Juan et al.
(Yulin Forestry Research Institute of Guangxi,Yulin 537501,China)
Abstract:The tender buds were used as explants to study the tissue culture and genetic improvement of Eucalyptus grandis×Eucalyptus urophylla DH3229 in the experiment.The results were as follws: The optimal subculture medium was MS+6-BA 0.5mg/L+NAA 0.2mg/L,in which the plants grew expeditiously and strongly.The optimal rooting medium for test-tube plants was MS+NAA 1mg/L+6-BA 0.2mg/L,in which the rooting rate reached 94% and per plant could produce 3 roots.But the best optimum medium for plant transplantation was MS+NAA 0.5mg/L+6-BA 0.2mg/L,in which the transplanting survival rate of the plants reached 93%.
Key words:Eucalyptus grandis×Eucalyptus urophylla;Tissue culture;Rooting;Transplant
桉樹(Eucalyptus)為桃金娘科桉樹屬植物的總稱,共有945個種和變種,原產地為澳大利亞和印度尼西亞及其附近的島嶼[1]。桉樹是世界三大速生樹種之一,也是經濟林和防護林的理想樹種,而且具有速生豐產、適應性廣、抗性強、繁殖容易等特點而被全球廣泛引種[1-3]。巨尾桉(Eucalyptus grandis×Eucalyptus urophylla)優株是以巨桉(E·grandis)為母本、尾葉桉(E·urophylla)為父本的雜交種[4]。巨尾桉具有生長迅速、樹干圓滿通直、輪伐期短的特點,是發展工業原料林的優良闊葉樹種,其木材用途廣,是造紙、造船和膠合板等的主要原料,木材暢銷[5]。
筆者利用不同生長調節劑對巨尾桉DH3229外植體組織培養及育苗方面進行研究,研究結果為解決巨尾桉快速繁殖大量優質種苗具有一定的指導意義,并且為實現規模化育苗提供理論基礎,對于建立高效、優質的桉樹外植體組織培養系統等研究也有重要參考價值。
1 材料與方法
1.1 材料 在廣西玉林市林業科學研究所孤木沖的優良巨尾桉DH3229品系中,選擇樹干筆直、樹冠高大、生長良好的植株作為母本,在根部距離地面約20~30cm處進行環割,約100d后,取長出的嫩芽嫩莖作為外植體。
1.2 方法
1.2.1 外植體的選取和消毒
1.2.1.1 外植體的選取 用剪刀把生長良好的巨尾桉DH3229的嫩芽、莖尖剪取下來,用干凈的塑料袋裝好,密封。然后用流動的自來水沖洗干凈,隨后放到裝有飽和洗衣粉液的三角瓶中,振蕩5~10min,再用流動的自來水沖洗干凈,約沖洗2h,置于超凈工作臺備用。
1.2.1.2 外植體的消毒 在超凈工作臺上,用滅過菌的剪刀把預處理的外植體(嫩芽、莖尖)剪成0.5~1.0cm的長度,用75%酒精消毒30s,然后放到裝有0.1%氯化汞的玻璃瓶中,消毒10min,期間不斷振動,以便外植體滅菌徹底。之后,用無菌水清洗5次,最后用無菌的濾紙吸干水分,待用。
把消毒過的外植體接種于初代培養基中。該培養基以MS培養基為基礎培養基,附加3.5g/L的瓊脂、蔗糖濃度為25g/L,然后用1mol HCl和1mol NaOH把培養基的pH調至5.8~6.2,隨后把培養基分裝到150mL的廣口瓶中,121℃滅菌25min。
接種后培養條件為溫度(28±2)℃,光照時間超過10h/d,培養7d,每天觀察記錄不同消毒處理的外植體污染率的情況。
1.2.2 不同激素配比對外植體誘導培養的影響 把滅菌后無污染的莖尖、嫩芽轉接種于表1中的誘導培養基中,每種處理接種10瓶,每瓶20株,每7d觀察記錄其誘導情況。
表1 誘導培養基(mg/L)
[處理\基礎培養基\6-BA\NAA\A(ck)\MS\0\0\B\MS\0.5\0\C\MS\0.5\0.2\D\MS\1\0\E\1/2 MS\0.5\0\F\1/2 MS\0.5\0.2\G\1/2 MS\1\0\]
1.2.3 不同激素配比對外植體生根培養的影響 把相同條件下得到的生長大小等較一致的增殖苗,于無菌環境中,用滅過菌的剪刀剪取0.5cm長度的莖尖,直立向上接種到表2中的生根培養基中,每種處理接種10瓶,每瓶20株,每7d觀察記錄其生長情況及統計生根率情況。
表2 生根培養基(mg/L)
[處理\基礎培養基\NAA\6-BA\IAA\A(ck)\MS\0\0\0\B\MS\0.5\0\0\C\MS\0.5\0.2\0\D\MS\1\0.2\0\E\MS\0\0\0.5\F\MS\0.5\0\0.5\G\MS\0.5\0\1\H\1/2 MS\0.5\0\0\I\1/2 MS\0.5\0.2\0\J\1/2 MS\1\0.2\0\K\1/2 MS\0\0\0.5\L\1/2 MS\0.5\0\0.5\M\1/2 MS\0.5\0\1\]
1.2.4 培育條件 除了另外說明外,實驗所用的MS、1/2MS培養基均按常規方法配制,在培養基中附加3.5g/L的瓊脂、蔗糖濃度為25g/L,然后用1mol HCl和1mol NaOH把培養基的pH調至5.8~6.2,隨后把培養基分裝到150mL的廣口瓶中,121℃滅菌25min。自然冷卻后備用。接種后,培養溫度為(28±2)℃,先黑暗培養7d,然后在光強度為2 000~2 500lx下每天光照12~14h,培養30d。
1.2.5 煉苗與移栽 將生根植株置于自然條件下煉苗7d,用清水洗干凈根部的培養基,然后用1%高錳酸鉀浸泡7~10min后,移植到基質為黃心土的塑料營養杯里,移植后立即澆水,然后遮蔭。3d后用72%的農用鏈霉菌清液噴灑一次,待小苗長出新葉就開始施肥,30d記錄生長情況。
2 結果與分析
2.1 不同激素配比對外植體誘導培養的影響 從表3中可以看出,不同的激素對巨尾桉DH3229外植體的誘導有不同的影響。當6-BA為0.5mg/L、NAA為0.2mg/L時(即處理C),巨尾桉DH3229外植體生長最快速,而且分枝多,植株最高,但是莖部較細小,與其他處理比較,仍適合用來做增殖培養(圖1)。6-BA濃度過高,會讓外植體生長過快,使得葉子出現黃色;在誘導培養基中缺少NAA則會使得外植體生長不穩定,表現出植株的高度不均一。在相同的激素條件下,巨尾桉DH3229的外植體在1/2 MS培養基上的生長情況沒有在MS培養基上的好。
表3 不同激素配比對外植體誘導培養的影響
[處理\30d的生長情況\A(ck)\外植體生長緩慢,分枝較少,植株矮小,莖部較細小,葉子青色 \B\外植體生長較快,分枝較多,植株高度不均一,莖部較粗,葉子青色\C\外植體生長最快速,分枝最多,植株最高,莖部卻細小,葉子淺綠色\D\外植體生長快速,分枝較多,植株矮小,莖部粗,葉子出現黃色\E\外植體生長較為快速,分枝較多,植株較高,莖部粗,葉子淺綠色\F\外植體生長較快,分枝較少,莖部細小,葉子較大,呈青色\G\外植體生長快速,分枝較多,莖部較粗,葉子細小,出現白色的愈傷組織\]
圖1 不同激素配比對外植體誘導培養的影響
2.2 不同激素配比對外植體生根培養的影響 從表4中可以看出處理D,即MS+NAA 1mg/L+6-BA 0.2mg/L對巨尾桉DH3229的生根最為有利。植株生長快速,莖部粗壯,主根粗大,其根須也較多(圖2)。同時表4也說明,不同的激素對巨尾桉DH3229外植體生根有不同的影響。NAA與6-BA配比對巨尾桉DH3229生根的作用比較明顯,而且主根比較粗壯,而NAA與IAA的配比對巨尾桉DH3229的生根影響則相對沒那么顯著。其根系總體比較細小。在相同激素配比下,MS培養基比1/2 MS培養基的生根作用更好。
表4 不同激素配比對外植體生根培養的影響
[處理\培養數量
(株)\生根數量
(株)\生根率
(%)\生根情況\A(ck)\200\87\43.5\植株生長緩慢,植株最矮小,莖部較細小,生根率低,根系不發達,長的根須纖細,1株只有1個主根\B\200\156\78.0\植株生長較快,植株較高,莖部較粗,生根率高,主根較大,平均有2條根須\C\200\165\82.5\植株生長較慢,植株矮小,莖部較粗,主根纖細,絕大部分植株有2條根須, 長3條根須的極少\D\200\188\94.0\植株生長最快速,莖部最粗,主根粗大,平均有3條根須\E\200\149\74.5\植株生長快速,莖部較粗,主根短而大,平均有2條根須\F\200\171\85.5\植株生長快速,莖部較粗,主根短小,平均有2條根須\G\200\120\60.0\植株生長緩慢,莖部較細,主根短而極小,只有1條根須\H\200\167\83.5\植株生長較快速,莖部細,主根長而粗小,長有3條根須\I\200\108\54.0\植株生長緩慢,植株中等,莖部細小,主根極短而粗,平均有2條根須\J\200\146\73.0\植株生長較快,莖部較粗,主根短而粗,平均有1條根須\K\200\170\85.0\植株生長較快,莖部細小,主根較小,平均有2條根須\L\200\136\68.0\植株生長緩慢,莖部細小,主根細小,平均有1條根須\M\200\164\82.0\植株生長緩慢,莖部細小,主根較小,平均有3條根須\]
圖2 不同激素配比對外植體生根培養的影響
2.3 生根苗移植成活率及生長情況 待生根苗長到一定程度,先在自然條件下馴化7d,然后移植到營養杯中,其成活率及生長情況如表5所示。
表5 生根苗移植的生長情況
[處理\培育數量(株)\成活數量(株)\成活率(%)\A(ck)\85\12\14.12\B\156\59\37.82\C\165\152\93.00\D\187\139\74.33\E\148\108\72.97\F\169\135\79.88\G\120\58\48.33\H\165\61\36.97\I\104\89\85.58\J\140\96\68.57\K\170\92\54.12\L\131\102\77.86\M\163\78\47.85\]
從表4、5可以看出,移栽后的成活率與生根率沒有明顯的正比關系。處理D,即培養基為MS+NAA 1mg/L+6-BA 0.2mg/L時,其生根率最高,主根粗,莖部粗壯,但是移植后的成活率沒有預期中高。處理C,即MS+NAA 0.5mg/L+6-BA 0.2mg/L,其成活率達93%。
3 小結與討論
(1)最適合誘導巨尾桉DH3229外植體的增殖培養基為MS+6-BA 0.5mg/L+NAA 0.2mg/L,其誘導出來的植株生長最快速,分枝最多,植株最高,莖部卻較為細小。(2)最適合的生根培養基為MS+NAA 1mg/L+6-BA 0.2mg/L,生根率達94%,主根粗壯,其上平均長有3根根須。(3)移植到基質為黃土的培養杯中育苗時,成活率最高的培養基是MS+NAA 0.5mg/L+6-BA 0.2mg/L,成活率達93%。這可能與巨尾桉DH3229的根質量有關。有研究表明,桉樹的木質化程度與根的質量呈正比關系[6]。因此,巨尾桉DH3229的木質化與移栽成活之間的關系還有待進一步的研究。
參考文獻
[1]Eldridge K,Davidson J,Harwood C,et al.Eucalypt domestication and breeding[M].New York:Oxford University Press,1993.
[2]Williams J E,Brooker M I H.Eucalypts:an introduction[A]//Williams J E,Woinarski J C Z,Eucalypt E cology:Individuals to Ecosystemal[C].Cambridge:Cambridge University Press,1997:1-15.
[3]謝耀堅.中國桉樹人工林可持續經營戰略初探[J].世界林業研究,2003,16(5):59-64.
[4]吳幼媚,王以紅,蔡玲,等.巨尾桉優株芽器官的組培技術體系研究[J].西部林業科學,2009(3):28-32.
[5]蘇建華.巨尾桉組培苗嫩梢扦插育苗技術探討[J].林業勘察設計,2011(1):159-161.
[6]石大興,王米力,石鐵松,等.巨尾桉芽器官離體培養與快繁體系建立的研究[J].林業科學,2003,19(1):69-75.
(責編:徐世紅)