冬青(Ilex chinensis Sims)离体快繁体系建立及光合自养培养研究

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冬青(Ilex chinensis Sims)为冬青科冬青属常绿乔木,不仅具有较高的园林绿化观赏价值,而且具有一定的药用价值。由于冬青种子发芽率低,且种子繁殖易分离而不能有效保持亲本优良特性;加之扦插生根率低且插穗有限;而通过组织培养繁殖则能够克服以上问题。本试验系统研究了冬青离体培养及快速繁殖各个阶段的影响因子,为冬青种苗工厂化生产提供参考。并且通过环境调控对提高冬青组培苗的光合自养能力进行了研究,即进行光自养培养,探讨了环境调控对冬青组培苗的生长发育的影响。研究结果如下:对冬青无菌体系的建立进行了研究,灭菌剂HgCl2灭菌时间以15min为最佳,时间过长,容易造成外植体或组织伤害过大,后期培养出现褐化死亡,时间在10min时,灭菌效果不佳。以冬青茎段为外植体,接种茎段长度以1.0cm为适宜,外植体过大或过小均不能达到理想灭菌效果和提高冬青外植体利用率。添加0.5mg·L-1 6-BA和1.0mg·L-1GA3的MS培养基有助于冬青的腋芽萌发,萌发率达到46.7%;不添加GA3,只添加细胞分裂素和生长素时,以6-BA1.0mg·L-1+NAA0.05mg·L-1的激素组合萌发率高,长势较好。增殖培养中发现,基本培养基以营养元素较高的MS为宜,比营养元素浓度低的WPM培养基更有利于冬青的生长和增殖。在相同浓度下,6-BA比KT、2iP的增殖效果好,随着细胞分裂素浓度的增加,增殖率有下降之趋势,表现出抑制作用。在NAA为0.05mg·L-1时,配以0.5~1.0mg·L-1 6-BA或0.5mg·L-1 2iP可以获得较高的增殖率。综合考虑组培苗的质量和增殖率,生长素以NAA为佳,0.05~0.1mg·L-1浓度范围内可获的生长质量较好的冬青苗、且增殖率较高。生根培养研究中,对生长素NAA和IBA在不同浓度下的生根效果进行比较发现,在相同的浓度水平上,NAA的生根率远高于IBA,NAA在0.4mg·L-1时生根率达到83.3%,总根数、平均根长,均比IBA效果好。MS、WPM、1/2MS(大量元素减半)3种基本培养基中,以1/2MS更适宜冬青无菌苗生根,生根的各项指标均较好;此外,添加活性炭与否对冬青的生根影响不大。以冬青无菌苗叶片为外植体,对冬青叶片进行愈伤组织诱导研究。结果表明,细胞分裂素中以6-BA作用较好,KT次之,TDZ诱导效果不理想。培养基MS+6-BA 1.0mg·L-1+2,4-D 0.5mg·L-1愈伤组织诱导率最高,可达93.3%。生长素中以2,4-D最有效,NAA次之,IAA效果不理想。2,4-D的适宜浓度范围为0.5 mg·L-1~1.0 mg·L-1。光照和黑暗对愈伤组织的诱导影响不大,但在光下诱导愈伤组织质量比较好。但愈伤组织无不定芽分化,30 d后不继代,愈伤组织开始在培养基上褐化。在培养基MS+6-BA1.0 mg·L-1+2,4-D 0.5 mg·L-1上继代、愈伤组织有不定根分化现象。在光合自养培养中,以冬青无菌苗为材料研究组培苗的光合自养培养条件,设置不同的CO2浓度和光合光量子通量密度(PPFD)进行环境调控处理。并配以培养基中不同的蔗糖浓度,对不同处理的冬青组培苗的叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜、可溶性糖、可溶性蛋白、鲜重增加量、干重和根系活力等生理指标进行测定。结果表明环境调控能促进冬青组培苗的生长发育,提高光合自养的能力。培养基中糖浓度对冬青组培苗也有影响,但配以光自养调控设施处理,可以减少蔗糖的用量,而到达理想的效果,CO2浓度过高,部分生理指标开始下降。初步认为CO2浓度1000μmol·mol-1、PPFD 100μmol·m-2·s-1和20 g·L-1蔗糖为最适组合。
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