不同激素濃度對食用菊花組織培養(yǎng)的影響

劉玉堂 趙憲爭 楊迎霞 岳東霞 尉萬聰

摘要：以盆栽食用菊花的莖尖為外植體，通過調(diào)節(jié)激素濃度誘導(dǎo)愈傷形成、芽體萌發(fā)、繼代增殖以及生根壯苗，快速擴繁食用菊花組培苗。研究結(jié)果表明：愈傷分化和芽誘導(dǎo)的最適培養(yǎng)基為MS+ 1 mg/L 6-BA+ 0.1 mg/L NAA，芽的誘導(dǎo)率可達到55%；不定芽增殖的最適培養(yǎng)基為MS+ 1 mg/L 6-BA+ 0.3 mg/L NAA+ 0.1 mg/L KT，平均每株芽數(shù)4.9個；生根的最適培養(yǎng)基為1/2MS+ 0.1 mg/L NAA，根數(shù)最多可達11根。

關(guān)鍵詞：食用菊花；激素；組織培養(yǎng)

中圖分類號：S682.1＋1文獻標志碼：A論文編號：2013-0921

0引言

菊花為菊科菊屬多年生宿根花卉，食用菊花為菊屬中味甘芳香的栽培種，含有多種氨基酸、維生素、微量元素及菊花甙、膽堿、腺嘌呤等有效成分[1]。菊花在中國栽培歷史悠久，以扦插繁殖為主，但是這種繁殖方式系數(shù)低、速度慢，受外界環(huán)境條件影響嚴重，不能滿足當(dāng)前市場的需求[2]。而利用組織培養(yǎng)技術(shù)，不僅可對品種進行脫毒復(fù)壯、保持其優(yōu)良性狀，而且能在較短時間里大量擴繁[3]。生長素和細胞分裂素是植物組織培養(yǎng)中比較常用的激素，這2類激素的協(xié)同調(diào)控在組織培養(yǎng)中起著重要作用[4]。裘文達[5]從1982年開始，對菊花組織培養(yǎng)技術(shù)進行了研究。近年來組織培養(yǎng)成為菊花快繁的主要技術(shù)[6-10]，但是不同培養(yǎng)基中激素的最佳濃度配比仍有待進一步探討。因此，本試驗擬在前人研究基礎(chǔ)上，進一步優(yōu)化激素濃度配比，提高菊花快繁效率。筆者以食用菊花幼嫩莖尖為研究材料，通過調(diào)節(jié)培養(yǎng)基中生長素(NAA、IBA)和細胞分裂素(6-BA、KT)的濃度比例，篩選各生長階段適宜激素濃度，旨在為菊花的組培快繁提供參考。

1 材料與方法

1.1試驗時間、地點

研究田間試驗于2012、2013年在天津武清試驗基地進行，室內(nèi)試驗在本研究中心植物組培室進行。

1.2試驗材料

供試菊花為本研究室種植的盆栽食用菊花，選用其中生長狀況良好的幼嫩莖尖為試材。

1.3試驗方法

1.3.1無菌材料的獲得剪取菊花幼嫩莖尖，用自來水沖洗干凈，在超凈工作臺內(nèi)用70%酒精表面消毒10~20 s后，用0.8%次氯酸鈉處理10 min，并不時搖動，然后用無菌水沖洗3次，以徹底沖洗掉消毒液，剪成1 cm長帶側(cè)芽原基的莖段，接種到1/2MS培養(yǎng)基中，即得到無菌外植體。

1.3.2組織培養(yǎng)分別以MS和1/2MS為基本培養(yǎng)基，其中含25 g/L蔗糖、7.5 g/L瓊脂粉，添加不同濃度的6-BA、NAA、KT和IBA，pH調(diào)至5.8。試驗材料培養(yǎng)條件為：溫度(25±2)℃左右，每天光照時間14 h，光照強度1500~2000 lx。不同激素濃度對愈傷、萌芽、繼代培養(yǎng)以及根誘導(dǎo)試驗各設(shè)5個處理，每處理接種10瓶，每瓶接種20個外植體，每隔3天觀察記錄1次，培養(yǎng)40天后統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

2結(jié)果與分析

2.1不同激素配比對愈傷及萌芽誘導(dǎo)的影響

無菌材料在1/2MS培養(yǎng)基中培養(yǎng)15~20天后，剔除污染的材料。然后取無菌苗，以MS為基本培養(yǎng)基，將剪取的莖段分別接種在5種不同激素配比的培養(yǎng)基中。其愈傷及不定芽的誘導(dǎo)結(jié)果如表1所示。經(jīng)過一周的培養(yǎng)，1、2號培養(yǎng)基中長出愈傷組織，其中2號培養(yǎng)基中愈傷組織生長較快。

分化愈傷組織的外植體再經(jīng)過1周左右的培養(yǎng)，腋芽和不定芽漸漸長出，且逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榫G色，不定芽的誘導(dǎo)時間為20~40天。從表1可以看出，2號培養(yǎng)基中芽的誘導(dǎo)率最高，達到55%，說明本試驗中MS+ 1 mg/L 6-BA+ 0.1 mg/L NAA的激素濃度配比是食用菊花愈傷分化和芽誘導(dǎo)的最適培養(yǎng)基。

2.2不同激素濃度對增殖快繁的影響

當(dāng)不定芽長至1.0 cm左右時，切取新芽轉(zhuǎn)入不同激素配比的增殖培養(yǎng)基中進行增殖培養(yǎng)。40天后，統(tǒng)計其有效芽數(shù)，具體結(jié)果見表2。

觀察統(tǒng)計結(jié)果表明：MS+1 mg/L 6-BA+ 0.3 mg/L NAA+ 0.1 mg/L KT的激素組合最適于不定芽增殖，平均每株芽數(shù)4.9個，芽的平均長度0.6 cm?？梢?，在培養(yǎng)基中，加入適當(dāng)濃度的激素組合，有利于菊花不定芽的增殖。低濃度的KT，可以促進細胞分裂和不定芽分化，有利于芽的增殖。相對于愈傷組織繁殖的方式，芽增殖更有利于保持遺傳的穩(wěn)定性。重復(fù)利用增殖培養(yǎng)基B進行培養(yǎng)，擴繁到一定數(shù)量后，選取帶有4個節(jié)的瓶苗，在增殖培養(yǎng)基中微扦插，即能達到快速繁殖菊花組培苗的目的。

2.3生根壯苗階段

將1~2 cm高的幼苗分別轉(zhuǎn)入1/2MS+ 0.1 mg/L IBA、1/2MS+ 0.5 mg/L IBA、1/2MS+0.1 mg/L NAA、1/2MS+ 0.5 mg/L NAA培養(yǎng)基中。5~10天形成根的突起，15天的生根率均達90%以上，平均根數(shù)可達8根以上。從試驗結(jié)果可以看出，在同一質(zhì)量濃度下，NAA對根的誘導(dǎo)效果較好，根數(shù)最多可達11根，其中 1/2MS+ 0.1 mg/L NAA對根的誘導(dǎo)效果最好，外植體生長狀態(tài)最好。

3結(jié)論

在菊花的組織培養(yǎng)過程中，生長素濃度較低，有利于根的生長和愈傷分化；而濃度較高有利于愈傷的形成。細胞分裂素可以催進愈傷分化，但對根的生長有抑制作用。兩者同時使用時，細胞分裂素的比列較高有利于芽分化；生長素濃度較低、比例較高促進根的生長[11-12]。適宜的激素組合對菊花的組織培養(yǎng)及快繁有促進作用。

筆者研究發(fā)現(xiàn)，生長素和細胞分裂素的比例和絕對含量不同，對菊花各生長時期的影響不同。同時，外界環(huán)境條件對組培結(jié)果也有影響，情況比較復(fù)雜。因此，必須根據(jù)菊花生長的不同階段，針對不同的培養(yǎng)目標，反復(fù)進行激素濃度試驗，才能取得較好的效果。

4討論

激素是植物生長的重要調(diào)節(jié)因子。已有的研究結(jié)果表明，在菊花的愈傷及芽誘導(dǎo)階段，一般采用6-BA和NAA的激素組合誘導(dǎo)愈傷組織[13-14]。劉軍等[13]以菊花葉片為材料，篩選出愈傷組織誘導(dǎo)的最適培養(yǎng)基為MS+ 6-BA 1.0 mg/L+ NAA 0.5 mg/L；鄭杰等[14]以萬壽菊為材料，篩選出適合誘導(dǎo)愈傷組織的培養(yǎng)基為MS+ 6-BA 2.0 mg/L+ NAA 0.2 mg/L，適合愈傷組織分化不定芽的培養(yǎng)基為MS+ 6-BA 1.0 mg/L+ NAA 0.1 mg/L；而本研究認為，MS+ 6-BA 1.0 mg/L+ NAA 0.1 mg/L是愈傷誘導(dǎo)及芽分化的最適培養(yǎng)基。由此可見，不同菊花品種對6-BA和NAA濃度需求存在差異，應(yīng)根據(jù)具體品種確定最適濃度。

在芽增殖階段，細胞分裂素6-BA的含量不宜超過1.0 mg/L[10,15]，如果含量過高，會導(dǎo)致芽變粗并且不能形成正常的增殖芽；NAA含量不宜過高[10,16]，過高會影響芽分化且使分化出的苗細長不適合以后的壯苗和練苗，本研究結(jié)果與前人研究結(jié)果相似。

在生根壯苗階段，本研究認為1/2MS+ 0.1 mg/L NAA是生根的最適培養(yǎng)基，該結(jié)果與汪曉沙[10]、建德鋒[17]和周洲[18]等的研究結(jié)果相同，而與李秋杰[19]和丁世民[20]等的研究結(jié)果不同。這可能與他們分別以葉片、花蕾為外植體有關(guān)，而在本研究中使用的外植體為菊花莖尖。因此，適宜激素濃度與種類的不同，可能與試驗菊花品種及取材部位有關(guān)。

在組織培養(yǎng)過程中，材料的消毒是特別關(guān)鍵的一步。本研究發(fā)現(xiàn)，對于幼嫩的菊花莖尖，采用0.8%的次氯酸鈉消毒效果較為理想；但是選用較老的材料，同樣的劑量，即使經(jīng)過嚴格的消毒，污染情況依然很嚴重。因此只有選取合適的材料，在適當(dāng)?shù)臐舛认虏拍苓_到理想的消毒效果。此外，相比于傳統(tǒng)培養(yǎng)基中 30 g/L蔗糖，筆者所使用的25 g/L蔗糖已足夠菊花生長發(fā)育需要，減少蔗糖使用量，在大規(guī)模組織培養(yǎng)過程中可以達到節(jié)省成本的目的。

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