香沙芋是我国的标志性农产品,靖江盛产香沙芋,香沙芋含有丰富的营养,具有独特的香味,下面这篇文章是关于靖江香沙芋的论文。
摘要:以靖江香沙芋茎尖为外植体进行快速繁殖技术研究。结果表明,75%乙醇浸泡30 s和84消毒液消毒10~15 min配合使用灭菌效果最好;芽诱导最适培养基为MS+0.5 mg/L TDZ,培养25 d后芽诱导率最高,为80%,芽高度为2.3 cm;继代增殖最适培养基为MS+1.0 mg/L TDZ,月增殖倍数可达4.3;生根培养最适培养基为1/2MS+01 mg/L 6-BA+0.5 mg/L NAA+0.02%活性炭,平均生根时间为11 d,生根率达100%,根系最长为2.9 cm;生根培养45 d,将试管苗移入营养土中生长,30 d后移栽成活率达100%。
关键词:靖江香沙芋;组织培养;芽诱导;快繁
靖江香沙芋属天南星科(Araceae)芋属(Colocasia) 多子芋类型,是靖江市农民栽培的芋类作物当家品种。其块茎中淀粉含量高,既可以当粮食,又可做蔬菜,是老幼皆宜的滋补品,并含有多种维生素,有一股独特的香味。加工前景广阔,闻名并畅销广西、广东及港、澳地区。靖江香沙芋通常采用母芋留种方式进行繁殖,种性退化问题较为突出,抗病性和抗逆性减退。建立靖江香沙芋组培再生体系,不仅有利于品种的更新复壮,更可为种苗工厂化生产和新品种选育提供技术支持与储备。
近年来,芋组织培养已相继开展,对其茎尖和叶片等不同外植体培养进行了广泛的研究[1-5]。但这些研究主要围绕外植体愈伤诱导及植株再生,而愈伤诱导过程中易发生变异,不利于保持本品种的优良特性。本研究旨在建立一种从芽直接到多芽体,多芽体到试管苗的繁殖方式。这种繁殖方式不仅可以提高繁殖系数和繁殖速度,而且利于保持本品种的优良特性,可有效保护具有地方特色的种质资源。
1材料与方法
1.1材料
供试材料为靖江香沙芋芋茎尖。
1.2方法
1.2.1无菌材料的处理选取保存完好、无腐烂斑点的芋,经0.2%的K2MnO4消毒5 min后整齐排列在周转箱中,用沙子覆盖到整个芋块的2/3处,放置到光照培养箱中催芽。待芽生长到1~3 cm时切取茎尖,剥除外层2~3层叶片,流动水冲洗10 min,在超净台上用75%乙醇浸泡30 s,分别用NaClO、84 消毒液2种消毒剂,NaClO设10、15、20 min,84消毒液设5、10、15 min 3个时间段处理灭菌,每种处理分别接种12个茎尖于MS培养基中,观察灭菌效果。
1.2.2芽诱导分化外植体经灭菌后接种在添加不同浓度的6-BA和NAA及TDZ和IBA组合的MS培养基中,接种25 d后比较芽的分化率、芽高度及叶片数等确定适宜芽分化的培养基。激素浓度设置7个处理,每个处理设3次重复,每次重复接种15个茎尖。
1.2.3继代增殖诱导培养基上萌发出的不定芽长到2 cm左右时,切取单芽接种在添加不同浓度的6-BA和NAA及TDZ和IBA组合的MS培养基中,30 d时观察其增殖倍数。激素浓度设置6个处理,每个处理设3次重复,每次重复接种20个单芽。
1.2.4生根将高2.0 cm以上、带有2张或2张以上叶的健壮小苗切下,转入生根培养基中培养。生根基本培养基为1/2MS并添加0.02%活性炭。调查不同处理的平均生根时间,30 d的生根数、生根率、叶片数、根系平均长度及根系形态。生根培养基设置4个处理,每个处理设3次重复,每次重复接种15个小苗。
1.2.5炼苗与移栽生根培养45 d的再生苗在室外常温下放置5 d后,打开瓶盖炼苗1~2 d。将根系发达、株高5~12 cm 的再生苗从培养瓶中取出,洗去根部的培养基,移栽到营养土中,并置于相对湿度80%~90%、温度20~25 ℃的环境中遮阴培养1周,2周后正常光照培养,30 d时统计成活率。
1.2.6培养基灭菌及培养条件高压灭菌前调整培养基pH值为5.8,保持121 ℃灭菌20 min。培养室温度为(25±2) ℃,光照度2 000~3 000 lx,每天光照12 h。培养基中琼脂的质量分数为7 g/L,蔗糖质量分数为30 g/L。
2结果与分析
2.1不同消毒液和灭菌时间对外植体灭菌效果的影响
从表1可以看出,外植体用84消毒液灭菌10~15 min效果最好,灭菌成功率达83.3%以上。NaClO灭菌成功率远远低于84消毒液。
表1不同消毒液和灭菌时间对外植体灭菌效果的影响
消毒剂种类时间
(min)接种茎段数
(个)污染数
(个)污染率
(%)NaClO1012650.01512433.32012325.084消毒液512650.01012216.7151218.3
2.2芽诱导分化
从表2可以看出,MS+0.5 mg/L TDZ和MS+1.0 mg/L TDZ培养基芽诱导率及芽长势优于另外几种培养基。其中以MS+0.5 mg/L TDZ培养基芽诱导率最高,为80%,芽高度为2.3 cm(图1-A)。TDZ与6-BA 2种植物生长调节剂对芋芽诱导及生长的影响差异较大,与6-BA相比,TDZ对芽分化率及株高差异都达到显著水平,经25 d就能诱导茎尖长成2~3张叶。随着6-BA与NAA配比浓度的提高,芽分化率呈上升趋势,但株高及展开叶数呈下降趋势。当 6-BA ∶NAA=4.0 ∶0.2时,叶片容易发生卷曲。表2不同激素浓度和激素种类对芽诱导的影响激素种类及浓度接种数
(个)分化数
(个)分化率
(%)株高
(cm)展开叶数
(张)植株表现6-BA 0.5 mg/L+NAA 0.2 mg/L154c26.7c1.4c1b芽矮小6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.2 mg/L153c20.0c1.3c1b芽矮小6-BA 2.0 mg/L+NAA 0.2 mg/L157b46.7b1.8b2ab芽矮小6-BA 4.0 mg/L+NAA 0.2 mg/L157b46.7b1.4c1b叶片卷曲TDZ 0.5 mg/L+IBA 0.0 mg/L1512a80.0a2.3a3a正常TDZ 1.0 mg/L+IBA 0.0 mg/L1511a73.3a2.3a3a正常TDZ 1.0 mg/L+IBA 0.4 mg/L158b53.3b1.7b2ab芽粗短注:同列数据后不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。表3、表4同。
2.3继代增殖
由表3 可以看出,诱导丛生芽增殖最适宜培养基为MS+1.0 mg/L TDZ,丛生芽分化速度快,增殖倍数可达4.3(图1-B),与其他处理差异显著。方差分析结果显示,TDZ对芽增效系数显著高于6-BA。随着6-BA与NAA配比浓度的提高,增殖系数呈先升后降的趋势。当6-BA ∶NAA=4.0 ∶0.2 时,增殖系数和芽均较小。
2.4生根培养
由表4可以看出,不同激素浓度对组培苗生根影响较大。其中激素浓度为6-BA ∶NAA=0.1 ∶0.5时生根效果最好,平均生根时间为11 d,生根率达100%,30 d的根系长度、叶片数以及株高均显著高于其他处理,分别为2.9 cm、3.5张和5.6 cm(图1-C)。随着NAA浓度增大,根系长度、叶片数和株高都有不同程度的下降,根系逐渐变短变粗,最终呈鸡爪
表3不同激素浓度和激素种类对芽增殖的影响
激素种类激素浓度
(mg/L)接种数
(个)芽数
(个)增殖系数生长描述6-BA/NAA1.5/0.22034e1.7e芽较小2.0/0.22042d2.1d芽较大4.0/0.22032e1.6e芽很小TDZ/IBA0.5/0.02078b3.9b正常1.0/0.02086a4.3a正常1.0/0.42075c3.75c易生根
状,并伴有少量气生根出现。组培苗培养45 d左右(图1-D)移入苗床营养土中,15 d后开始长出新叶,30 d时成活率达100%(图1-E)。
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