鐘永莉 陳玟旭 譚宏超
(云南師范大學生命科學學院 昆明 650500)
甜龍竹(Dendrocalamusspp.)俗稱甜竹,包括云南甜龍竹(DendrocalamusbrandissKurz)、版納甜龍竹(DendrocalamushamiltoniiNees et Arn.ex Munro)和馬來甜龍竹 [Dendrocalamusasper(J.A.et J.H.Schult.)Backer ex Heyhe]3 個種,屬竹亞科牡竹屬大型叢生竹類[1]。其中,云南甜龍竹直徑10~16 cm,竹高 15~25 m,自然筍期 6—11月(在熱量足、冬春季節進行澆水覆蓋條件下,全年都可出竹筍),是極好的筍用竹。其筍味脆甜可口,可作為刺生、水果、沙拉食材鮮食,也可炒、燉、煮、煎等多種烹飪方法食用。竹筍生長過程中幾乎沒有病蟲害,無需使用農藥;開始產筍后若只施有機肥,筍味更美,是天然綠色健康食材[2]。
組織培養技術是快速獲得良種種苗的重要途徑。1968年Alexander 等[3]首次報道了利用竹子的成熟種胚離體培養而獲得完整植株。利用版納甜龍竹的腋芽作為外植體,通過不同濃度的激素誘導也獲得了再生植株[4-5]。目前,竹子組織培養技術已成為竹苗繁育、竹子生物技術、種質遺傳改良等研究得以實現的重要技術基礎,受到越來越多的關注[6]。本文通過云南甜龍竹組培及移栽試驗,試圖找到適合其組培繁殖的各項條件,以降低育種成本,對于增加云南甜龍竹資源,提升其利用價值具有重要的現實意義。
組織培養試驗在云南師范大學呈貢校區生命科學學院進行,這里擁有豐富的云南甜龍竹資源及先進的研究設施,可滿足組織培養所需要的條件。甜龍竹組培苗的移栽試驗選擇在云南省昆明市嵩明縣云南珍竹農業科技有限公司林地,該公司擁有溫室大棚等先進設施,技術人員充裕,適合開展各類林業研究。
2.1.1 外植體選取
外植體宜選取芽分化程度較低的部位為好,且性狀優良。試驗設置6 種類型的外植體:種子、1年生種子苗莖段、2年生種子苗莖段、3年生種子苗莖段、扦插苗節芽、成年竹叢枝芽。每種外植體各取30 個樣本進行試驗。將外植體經無菌處理移入盛有MS+6-BA 2.0 mg/L 的培養基瓶內,連續觀察30 d。記錄每種外植體開始生芽、褐化、發霉的時間,并計算外植體的芽誘導率。
2.1.2 外植體消毒
外植體消毒前先用水沖洗除去外部污染物,然后剝除外層表皮或組織。對外植體進行消毒,在實驗室的無菌操作臺上進行。將外植體用自來水沖洗6~8 h 后,用 70%的酒精浸泡 30 s,再用一定濃度的升汞消毒一定時間,最后用無菌水沖洗5 次。將種子放到置有兩層無菌濾紙的培養皿中,于顯微鏡下切取種胚并接種到誘導培養基中;其他類型外植體直接植入誘導培養基中[8]。
選擇培養基MS+6-BA2.0 mg/L,試驗設置了4種質量百分比濃度的升汞進行消毒:0.05%、0.10%、0.15%、0.20%;并依據經驗用 0.1%升汞設置 4 種消毒時間:3、6、9、12 min。接種 30 d 后分別記錄外植體的芽誘導率。
2.1.3 適宜誘導培養基的選取
試驗設置4 種外植體誘導培養基:MS、1/2MS、3/4MS、1.5MS,試驗培養基對6 種外植體的組培效果,記錄每種外植體的發芽率。誘導培養基均添加20 g/L 白糖、5 g/L 瓊脂,pH 值為 5.8。培養溫度25~28 ℃,誘導和增殖培養時光照度 500 Lx,生根培養時前期光照度為500 Lx,20 d 后光照度為1 500 Lx,光照時間為 12 h/d[9]。
2.1.4 培養基中6-BA 濃度的選取
外植體經充分消毒后分別接種在添加不同濃度的6-BA 的MS 培養基中,30 d 后記錄外植體的芽誘導率。6-BA 設置 5 種濃度水平:0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 mg/L。
2.1.5 叢芽誘導、叢芽繼代、生根培養
利用6-BA、KT、激素混合配比的培養基 MA+6-BA 2.0 mg/L+KT 0.5 mg/L 對其進行叢芽誘導培養。待幼芽發育到一定階段,將竹苗從培養基中取出,移至新的培養基中,新培養基的激素配比為MS+6-BA 1.5 mg/L,用于促進芽的生長。當芽增殖到一定數量后,轉入生根培養基中(1/2MS+NAA1.0 mg/L),進行生根培養。
用以1年生種子苗莖段為外植體培育的1年生組培苗進行移栽試驗。試驗設置6 種育苗基質(珍珠巖、紅土、黑土、植物碎末、泥炭、蛭石)和 4種育苗環境(小弓棚、大棚、大棚套小棚、遮陽網)。3 個月后觀察幼苗生長情況,調查指標有移栽成活率、每叢株數、苗木平均地徑和平均高。
不同外植體組培效果的調查結果見表1。從表1中可以看出:1年生種子苗莖段接種后最先生芽,為接種后第3 d,而出現褐化和發霉的時間最晚,分別為接種后第18 d 和第19 d,芽誘導率最高,為97.2%;其次是2年生種子苗莖段和3年生種子苗莖段,出現生芽的時間分別為接種后第4 d 和第6 d,出現褐化的時間分別為第15 d 和第10 d,出現發霉時間分別為第16 d 和第14 d 天,芽誘導率分別為95.1%和91.7%;扦插苗節芽和成年竹從枝芽的生芽時間要晚于種子外植體,且發霉時間要早于種子,但芽誘導率比種子外植體高。可見,云南甜龍竹組培宜選擇1年生種子苗莖段作為外植體。

表1 云南甜龍竹不同外植體接種后的變化
表2 為4 種質量百分比濃度的升汞對外植體進行消毒,其組培效果的統計結果。可以看出,各類型外植體均在升汞質量百分比濃度為0.10% ~0.15%時芽誘導率較高;而用較低或較高濃度的升汞消毒,其外植體的芽誘導率均較低。
用0.1%升汞對外植體消毒不同時間,外植體的生芽情況見表3。可以看出,消毒時間在6 和9 min時外植體的芽誘導率較高,消毒時間不足3 min 或是超過9 min 后外植體芽誘導率均降低;同時,隨外植體木質化程度增加,所要求的消毒時間也延長。

表2 不同濃度的升汞處理外植體的芽誘導率 %

表3 升汞不同處理時間外植體的芽誘導率 %
表4 為外植體接種在4 種不同培養基中的生芽情況。可以發現,MS 培養基中的外植體芽誘導率最高,說明MS 培養基最適合云南甜龍竹的組織培養。

表4 在不同培養基中外植體的芽誘導率 %
在MS 培養基中添加不同濃度的6-BA,外植體接種后的生芽情況見表5。可以看出,在添加1.5 ~2.0 mg/L 6-BA 的 MS 培養基中,6 種外植體的芽誘導率均較高。6-BA 為細胞分裂素,適當濃度的6-BA 有利于外植體細胞組織的分裂分化。
將用1年生種子苗莖段經培育生根后的組培苗移栽至6 種基質中,3 個月后幼苗的生長情況見表6。可以看出,不同基質對組培苗的生長有較大的影響,其中以植物碎末為基質的幼苗成活率最高,每叢株數最多,幼苗地徑和苗高度最大;其次為蛭石基質,幼苗生長也較好。

表5 培養基中6-BA 不同濃度處理的外植體芽誘導率 %

表6 不同育苗基質中組培苗的生長情況
以植物碎末為育苗基質,將生根后的組培苗在4 種小環境下培育,3 個月后幼苗的生長情況見表7。可以看出,在大棚套小棚的環境下,幼苗生長表現最好,移栽成活率可達91.6%,平均每叢株數為 12 株,地徑達 1.2 cm,苗高達 1.9 cm。對幼苗生長有利的其他環境條件依次為大棚、小弓棚、遮陽網。

表7 不同環境中組培苗的生長情況
試驗結果顯示,云南甜龍竹組培繁育以1年生種子苗莖段作為外植體,用0.10%~0.15%的升汞消毒6~9 min,使用標準 MS 培養基,添加濃度為1.5~2.0 g/mL 的6-BA,能夠獲得較高的芽誘導率。在1年生組培苗移栽時,采用大棚套小棚的移栽環境,以植物碎沫作為栽培基質,苗木成活率較高,幼苗生長較好。
