Botanical Research
Vol.06 No.04(2017), Article ID:21425,6 pages
10.12677/BR.2017.64029

Effect of Different Ratio of Exogenous Hormones to the Tip Meristem Generation and Propagation of Pine-Berry

Huihui Dai, Congbin Kang, Jianhao Wu, Hao Shi, Yue Li, Jieshan Cheng

Agricultural and Forestry Crop Genetically Improvement Center, Agricultural School, Ludong University, Yantai Shandong

Received: Jul. 2nd, 2017; accepted: Jul. 17th, 2017; published: Jul. 20th, 2017

ABSTRACT

This paper researches about the effect of different ratio of exogenous hormones to the tip meristem generation and propagation of Japanese pine-berry which was introduced from Japan. 6-BA concentration gradient, hormone ratio, generation and reproduction efficiency were investigated. The results showed that, high concentration of 6-BA can retard the tip stem generation, and has negative effect on propagation. The main effects are dwarf, cluster, and abnormality. On the MS media with 6-BA 0.5 mg/L and NAA 0.1 mg/L, tip stem generating ratio was low and accompanied with callus occurred severely. However, on the MS media with 6-BA 0.5 mg/L and IBA 0.1 mg/L, the generation ratio was 99% in this experiment. First regeneration MS media with 6-BA 1.5 mg/L and IBA 0.1 mg/L, from second regeneration, the 6-BA concentration was gradually decreased to 0.5 mg/L in the end, but the IBA concentration remained unchanged. Under this condition, the generating seedlings regenerated rapidly. The propagation coefficient was higher than 2.5. Propagating seedlings sub-cultured on the MS media with 6-BA 0.5 mg/L and NAA 0.1 mg/L, grew rapidly and healthily.

Keywords:Pine-Berry, Stem Tip Culture, Exogenous Hormones, Concentration Gradients of 6-BA

外源激素不同配比对“白草莓”茎尖萌发及 增殖的影响研究

代会会,康从彬,吴建豪,史昊,李月,程杰山

鲁东大学农学院农林作物遗传改良中心,山东 烟台

收稿日期:2017年7月2日;录用日期:2017年7月17日;发布日期:2017年7月20日

摘 要

以日本白草莓为试材,研究6-BA浓度梯度及其它激素的配比不同对白草莓茎尖萌发和增殖的影响,结果表明,高浓度6-BA对茎尖萌发有抑制作用,对连续增殖也有不利影响,主要是矮化簇生和畸形;MS培养基加入6-BA 0.5 mg/L和NAA 0.1 mg/L,茎尖生长点萌发时愈伤化严重,且萌发率不高;MS培养基添加6-BA 0.5 mg/L和IBA 0.1 mg/L,“白草莓”茎尖萌发率为99%。第一代增殖MS培养基中添加6-BA 1.5 mg/L,IBA 0.1 mg/L,以后应逐渐降低6-BA浓度,直到降到0.5 mg/L,但IBA浓度保持0.1 mg/L不变,茎尖萌发苗增殖迅速,繁殖系数2.5以上。增殖的白草莓幼苗继代到6-BA 0.5 mg/L和NAA 0.1 mg/L的MS培养基上,长势迅速且健壮。

关键词 :白草莓,茎尖培养,外源激素,6-BA浓度梯度

Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc.

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1. 引言

草莓(Fragaria × ananassa Duch.)是蔷薇科草莓属多年生草本植物,据统计(2014年)我国草莓年栽培面积已达13万hm2,产量约200万t,已跃居世界草莓第一生产大国 [1] 。因为草莓果实酸甜可口,营养丰富,是经济价值较高的天然高档食品,深受消费者喜爱,市场需求量极大 [2] 。草莓主要是靠匍匐茎进行无性繁殖,经过几代繁殖之后,容易感染多种病毒,造成植株生长缓慢、叶片皱缩、果实小而畸形、品质变差,并且病情逐年加重 [3] ,对草莓生产造成严重影响。

目前草莓无病毒苗的培育方法,主要有热处理法、花药培养法和茎尖组织培养法等。其中茎尖培养不仅可以有效脱除病毒,而且可以快速繁殖、工厂化培育草莓苗,对草莓新品种的推广起重要作用 [4] 。

为了取得较好的脱毒效果,在保证成活的前提下尽量切取茎尖生长点,但生长点太小也增加培养的难度,所以微茎尖的启动培养是茎尖脱毒培养的关键环节,文献上也多有报道,但方法不一,培养基的外源激素的种类及浓度差异较大 [5] [6] [7] [8] 。此外,微环境的控制对茎尖的培育也有很大的影响,Kozai 等 [9] 研究表明,改变组培微环境使其更接近自然条件,有利于移栽的试管苗加速驯化。“白草莓”其中一个品系的桃熏草莓是日本农业与食品产业综合研究机构利用久留米1H1与父本杂交而成,其果实主要的特征为果肉为奶白色,表面均匀分布着小红点,与一般的草莓颜色恰好相反。因此,本试验拟以从日本引进的草莓新品种菠萝莓为试材进行试验,通过调查不同外源激素配比对茎尖培养的影响,探讨适宜的培养基激素配比及浓度,为其脱毒培养和高效扩繁提供参考。

2. 材料与方法

2.1. 材料

选取来自辽宁省大连市伸泽生物科技有限公司引进的日本“白草莓”(Pine-berry)新萌发的健康匍匐茎为试材。

2.2. 外植体的剥取及消毒

选取优质健壮的“白草莓”匍匐茎嫩梢长3~5 cm,在流水下洗净,然后冲洗1 h后,移至超净工作台,用75%的酒精浸泡摇匀30 s后,用无菌水冲洗3遍,再用6%的次氯酸钠浸泡5 min,无菌水冲洗3遍,然后在双目解剖镜下剥取带有1个叶原基的生长点(长约0.2 mm~0.3 mm),迅速切下接种到事先配置好的诱导培养基上。

2.3. 植株的诱导

以6-BA浓度为梯度,设置不同的诱导培养基在26℃下进行茎尖萌发诱导培养,诱导培养2周后,观察统计茎尖萌发情况。

2.4. 增殖培养

增殖培养时,选取萌发良好组培苗,继代到含有不同生长调节物质6-BA、IBA、NAA,及不同配比的培养基上进行继代培养,观察统计组培苗生长情况。

3. 结果与分析

3.1. 低浓度的6-BA对茎尖萌发诱导有促进作用

在含有0.5 mg/L 6-BA的MS培养基上,剥离接种21个草莓茎尖,且全部萌发,生长良好(图1(a))。添加1.5 mg/L 6-BA的培养基,茎尖萌发速度较缓慢且死亡率高,添加1.0 mg/L 6-BA的培养基,茎尖萌发速度较慢且长势一般,而添加6-BA 0.5 mg/L的培养基,茎尖萌发速度较快且长势良好,萌发率高达100% (表1)。

3.2. 不同激素配比对‘白草莓’小苗增殖的影响

继代培养的不同激素配比对草莓芽苗增殖的影响同样有明显差异。本实验共分四组继代64株无菌苗。设置两种不同激素配比,每个配比激素用量按梯度设计几组对照试验(表2),以寻找出最适激素浓度,为了能直观的表示草莓芽苗快繁的能力,用其繁殖系数来展示结果,植物组培增殖系数 = 瓶苗在一个周期内形成的有效苗数/接种苗数,结果如图2图3,最佳组合为MS中加入IBA0.05 mg/L, 6-BA 0.5 mg/L,植株生长速度快,长势健壮(图1(b)和图1(c))。继代后的白草莓幼苗分支多,生长健壮(图1(d)和图1(e))。

4. 小结与讨论

茎尖分化培养中,众多研究表明,6-BA对植物最明显作用是诱导细胞分裂并调节分化,单独使用细胞分类素,只有芽的分化,不利于茎的伸长。在一定浓度范围内,单独使用生长素,只对苗的增高有作用,不利于芽的分化和增殖 [10] 。生长素和细胞分裂素只有达到合适的配比才能使草莓发育良好:郝文胜

Table 1. Effect of different 6-BA concentration to the tip-stem generation

表1. 6-BA不同浓度对茎尖萌发的影响

Figure 1. (a) peeling off the stem tip under the anatomical microscope; (b) growing in the early stages of a culture medium containing 0.5 mg/l6-ba and 0.05 mg/L IBA; (c) in the medium that contains 0.5 mg/l6-ba and 0.05 mg/L IBA, the plant is overgrown and robust; (d) the batch white strawberries that have been proliferated on the culture medium containing 0.5 mg/l6-ba and 0.05 mg/L IBA; (e) the proliferation of white strawberry seedlings

图1. (a) 解剖镜下剥取得茎尖;(b) 在含有0.5 mg/l6-BA和0.05 mg/L IBA的培养基上扩繁初期小植株生长迅速;(c)在含有0.5 mg/l6-BA和0.05 mg/L IBA的培养基上扩繁后期植株丛生且健壮;(d) 在含有0.5 mg/l6-BA和0.05 mg/L IBA的培养基上继代增殖后的批量白草莓;(e) 增殖后的白草莓幼苗

Figure 2. Effect of NAA ratio to pine-berry seedling multiplication

图2. NAA激素配比对草莓芽苗增殖的影响

Figure 3. Effect of IBA/6-BA ratio to pine-berry seedling multiplication

图3. IBA/6-BA激素配比对草莓芽苗增殖的影响

Table 2. Effect of different exogenous hormones ratio to pine-berry seedling reproduction efficiency

表2. 不同激素配比对草莓芽苗快繁的影响

等 [11] 通过实验认为0.2 mg/L 6的实验表明6-BA对茎尖发育有抑制作用。刘卫平等 [12] 实验的结果表明6-BA的浓度越高,分化芽越多,但随浓度的升高,形成玻璃化苗的可能性增大。本实验结果表明,高浓度6-BA对茎尖诱导友抑制作用,其浓度梯度的变化使得茎尖萌发状况不同,在低浓度6-BA培养基上诱导的茎尖,萌芽快速,苗壮且丛生。其中最适合诱导草莓茎尖萌发的培养基为含有0.5 mg/L 6-BA的MS培养基,即保证了白草莓茎的伸长同时能加速其分化。

在草莓增殖实验中,李晓亮等 [13] 研究表明,当6-BA > 1.0 mg/L、NAA > 0.01 mg/L或NAA > 0.05 mg/L、IBA > 0.1 mg/L时,会直接影响“鬼怒甘”草莓的形态发育(分化、增殖),表现诸如植物分化为愈伤组织、植物玻璃化等问题,更适合工厂化育苗,最适草莓增殖继代的培养基为MS + 6-BA0.5~1.0 mg/L + NAA0.01~0.05 mg/L+白砂糖20~30 g/L。本实验结果表明,最适增殖的培养基为MS + 0.05 mg/L IBA + 0.5 mg/L 6-BA,增殖系数,苗高3 cm,丛生且根系发达。经以上两培养基对比可得,草莓增殖最适的6-BA浓度皆为0.5 mg/L,而细胞分裂素不同,可能由于不同品种的缘故,白草莓更适合在含有IBA的激素条件下良好的生长,在含有NAA培养基内,已由本实验的到验证,生长缓慢,且会出现愈伤组织的现象,影响白草莓生长速度,因此本实验中最适合白草莓生长的培养基为MS + 0.05 mg/L IBA + 0.5 mg/L 6-BA。

本实验建立了一个适合“白草莓”茎尖萌发及组培苗增殖的快繁体系。应用茎尖培养,实现了白草莓脱毒的目的,增强该草莓品种的品质,加速生长速率,提高了增殖系数,为该品种实现了工厂化育苗加快繁育推广,提供了技术支持。

文章引用

代会会,从彬,吴建豪,史昊,李月,程杰山. 外源激素不同配比对“白草莓”茎尖萌发及增殖的影响研究
Effect of Different Ratio of Exogenous Hormones to the Tip Meristem Generation and Propagation of Pine-Berry[J]. 植物学研究, 2017, 06(04): 224-229. http://dx.doi.org/10.12677/BR.2017.64029

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