粉蕉新品种组织培养中的防褐化研究.pdf

陕西农业科学():./.粉蕉新品种组织培养中的防褐化研究陈淑媛张 露覃换玲黄丽辉高营营黄天琨王歆昕周松英(广西植物组培苗有限公司广西 南宁)摘 要:为降低粉蕉新品种组织培养中的褐化现象提高组培成功率以粉蕉新品种的健壮吸芽为外植体研究不同激素浓度、培养条件、防褐剂种类浓度及转接方式对其外植体启动和继代增殖培养过程中组培苗褐化的影响 结果表明在外植体启动培养阶段 浓度为./时褐化程度最低新芽长势较好继代增殖培养过程中 为转接后前 暗培养、后 光照培养条件下防褐化效果最佳以培养基中添加./活性炭对继代苗的防褐化效果较好将继代丛芽分割切好后先放到无菌水中浸泡 再取出转接到新的继代培养基中该转接方式的防褐化效果最明显关键词:粉蕉新品种组织培养防褐化培养条件防褐剂转接方式中图分类号:.文献标识码:文章编号:()收稿日期:修回日期:第一作者简介:陈淑媛()女广西南宁人本科主要从事农业生物技术方面的研究通信作者:张露 (.):././.:粉蕉()是芭蕉属的一个香蕉杂交栽培种又名安南蕉、西贡蕉、奶蕉等与常规香蕉品种相比抗寒、抗旱等能力较强我国粉蕉常年栽种面积占蕉类栽种面积虽不大但它是香蕉产业中重要的组成部分对促进香蕉产业品种多样性具有重要意义 粉蕉肉质柔滑、口感软糯香甜一直深受种植户和广大消费者喜爱市场前景较好 但粉蕉极易感染香蕉镰刀菌枯萎病传统的挖吸芽种植常携带病菌对植株生长、产量及品质影响巨大 因此通过植物组培快繁技术繁育无病苗是粉蕉种苗生产的主要方式褐化植物组织培养的三大难题之一指在植物组培过程中从培养材料伤口处分泌出一种褐色物质抑制材料的生长和分化严重时会导致植物组织死亡的一种现象 许多研究者认为褐化现象能否控制是组培可否成功的关键所在 褐化产生的机理有酶促反应和非酶促反应其中酶促反应是引起褐化的主导因素 已有研究表明植物组培的褐化程度与植物体内酚类物质的种类及含量均有一定关系同时还与培养基中激素浓度、培养温度、光照条件等均相关目前有关粉蕉组织培养关键技术方面的研究已有不少报道但主要针对常规粉蕉品种组培中的繁殖 系 数、变 态 芽、变 异 率、生 根 率 等 问 题 展开 而对抗(耐)香蕉镰刀菌枯萎病的粉蕉新品种组培中褐化问题的研究鲜见报道 有记载表明芭蕉属于易发生褐化的植物种类芭蕉属中的 型基因对组培褐化有影响携带 型基因越多褐化程度越严重 另笔者经多年组培科研生产实践经验发现与常规感病粉蕉品种相比抗(耐)病粉蕉品种的组培褐化现象愈发显著 因此为解决抗(耐)病粉蕉新品种的组培工厂化生产难题本研究以该新品种健壮吸芽为外植体从培养基激素浓度、培养条件、防褐剂种类浓度、转接方式四方面着手进行粉蕉新品种组织培养中的防褐化研究为抗(耐)病粉蕉新品种的组培工厂化生产提供技术支撑 材料与方法.材料 年 月在广西植物组培苗有限公司双定基地(南宁市西乡塘区双定镇)粉蕉抗(耐)病新品种资源圃中选取生长健壮、无病虫害、正常挂果的植株为母株挖取其高度 、球茎饱满、芽体粗壮、无病虫害的一路吸芽简单处理后带回实验室备用 组培试验于广西植物组培苗有限公司研究发展部实验室(南宁市西乡塘区)内进行.方法.外植体消毒在预处理室将吸芽切成直径 、高度 的圆柱形用 酒精擦拭进行表面消毒后移入组培实验室 在超净工作台上将吸芽切成约.见方的小块酒精浸泡 无菌水冲洗 次再用.溶液浸泡消毒 无菌水冲洗 次 将消毒好的外植体用无菌滤纸吸干水分切除表面.组织后接种于相应的启动培养基内.不同 浓度对粉蕉新品种外植体褐化的影响将消毒好的外植体接种于 (、.、.、.)/./蔗糖./琼脂(.)的启动培养基中共 个处理(表)每处理接种 个外植体设置 个重复 培养条件:室内温度 湿度暗培养(光照强度 )接入 时转接 次第 时统计外植体褐化程度及褐化率.不同培养条件对粉蕉新品种继代苗褐化的影响 将经 代诱导培养出的继代苗转入 ././蔗糖./琼脂(.)的继代培养基中 培养条件设置 个培养温度和 个光照处理培养温度处理分别为、和 光照处理分别为暗培养、光培养(光照强度 /)、暗培养 光培养(前 暗培养后 光培养光照强度 /)共 个温光组合(表)每处理接种 瓶每瓶接种 个丛芽每丛芽 个小芽 转接第 时统计继代苗褐化程度及褐化率.不同防褐剂种类、浓度对粉蕉新品种继代苗褐化的影响以 ././蔗糖 ./琼脂(.)为基础培养基分别添加(.、.、.)/活性炭()、(.、.、.)/抗坏血酸()、(.、.、.)/聚乙烯吡咯烷酮()三种防褐剂共 个处理(表)每处理接种 瓶每瓶接种 个丛芽每丛芽 个小芽 培养条件:室内温度 暗培养 光培养处理 转接第 时统计继代苗褐化程度及褐化率.不同转接方式对粉蕉新品种继代苗褐化的影响 以 ././蔗糖./琼脂(.)为继代培养基采用常规转接(将继代丛芽切割后直接转入新的继代培养基)和泡水处理转接(将继代丛芽切割后先浸泡在无菌水中 再取出转入新的继代培养基)两种方式进行(表)每处理接种 瓶每瓶接种 个丛芽每丛芽 个小芽 培养条件:室内温度 暗培养 光培养处理 转接第 统计褐化程度及褐化率.数据处理与统计分析褐化程度:为轻微褐化 越多说明褐化越严重褐化率()(褐化数/接种总数)采用 进行数据处理及制图用.软件对数据进行单因素、双因素、三因素方差分析及多重比较 结果与分析.不同 浓度对粉蕉新品种外植体褐化的影响 由表、表 可知不同 浓度对粉蕉新陕西农业科学 年第 卷第 期品种外植体褐化有显著影响(.)外植体在启动培养基生长 后随着 浓度升高褐化程度和褐化率呈先下降后升高的趋势 不添加 的培养基中外植体的褐化率最高达到而添加适量 后外植体褐化率有所下降当培养基中 浓度为./时外植体褐化程度及褐化率最低为 但随着 浓度从./上升到./外植体的褐化程度及褐化率明显上升表 不同 浓度对粉蕉新品种外植体褐化的影响 (/)褐化程度褐化率/.注:同列数据后小写英文字母不同者表示差异显著(.)下同表 不同 浓度对粉蕉新品种外植体褐化影响的方差分析变异来源均方 值 值 .不同培养条件对粉蕉新品种继代苗褐化的影响 由表、表、表 可知温度对粉蕉新品种继代苗的褐化存在显著影响(.)温度和光照两者没有交互作用(.)当培养温度为 时在暗培养、光培养、暗培养 光培养条件下继代苗褐化率均为.而随着培养温度升高褐化率明显下降当培养温度达到 时 种光照强度处理的继代苗褐化率均为最低褐化程度也最轻 另外在同温度培养条件下不同光照强度处理对继代苗褐化的影响不同防褐化效果优劣程度为:暗培养 暗培养 光培养 光培养 采用进行暗培养时继代苗褐化率最低为 褐化程度也较轻但在多次试验过程中发现虽然暗培养处理下继代苗褐化率有所下降新芽较白但芽体较细弱易折断后期培养更易受温度变化的影响而再次出现褐化而采用 暗培养 光培养处理下的组培苗虽褐化率比单纯暗培养处理的稍高但二者的褐化程度相同且随着继代次数增加组培苗长势健壮更有利于后期继代增殖和生根分化培养表 不同培养条件对粉蕉新品种继代苗褐化的影响培养温度/光照处理褐化程度褐化率/暗培养 .光培养 .暗培养 光培养 .暗培养 .光培养 .暗培养 光培养 .暗培养.光培养 .暗培养 光培养.表 不同培养条件对粉蕉新品种继代苗褐化影响的方差分析变异来源均方 值 值温度.光照.温度 光照.表 温度对粉蕉新品种继代苗褐化影响的多重比较培养温度/平均褐化率/.不同防褐剂种类及浓度对粉蕉新品种继代苗褐化的影响 由表、表、表、表 可知培养基中添加、防褐剂对抑制继代苗褐化的效果有显著差异(.)防褐化效果依次为 但不同防褐剂对组培苗长势的影响效果不同培养基中添加 的防褐化效果虽较好表现为继代苗基部褐化程度最轻培养基颜色为浅黄色 但继代苗新芽长势均较差并均分化出大量根系不利于继代增殖而添加./时继代苗长势较好新生小芽较多活力佳培养基中添加 的防褐化效果最差且随着 浓度升高褐化程度越严重 表现为组培苗基部会分泌出大量黑褐色物质导致整个培养基呈黑色且褐化由继代苗外部蔓延至内部生长点甚至陈淑媛等:粉蕉新品种组织培养中的防褐化研究发生毒害死亡培养基中添加 时随着 浓度升高褐化程度越严重 表现为继代苗基部分泌出较多褐色物质芽体基部周围培养基颜色呈褐色因此从防褐化效果及对继代苗长势的影响看适宜粉蕉新品种的防褐剂种类及添加浓度为./表 不同防褐剂种类及浓度对粉蕉新品种继代苗褐化的影响(/)(/)(/)褐化程度褐化率/.表 不同防褐剂种类及浓度对粉蕉新品种继代苗褐化影响的方差分析变异来源均方 值 值.表 对粉蕉新品种继代苗褐化影响的多重比较(/)平均褐化率/.表 对粉蕉新品种继代苗褐化影响的多重比较(/)平均褐化率/.不同转接方式对粉蕉新品种继代苗褐化的影响 由表、表 可知不同转接方式对粉蕉新品种继代苗褐化有显著影响(暗培养 光培养 光培养这与邹瑜等粉蕉组培、张庆霞陇东海棠组培、杜建中等研究的藓属植物的实验结果一致他们认为陕西农业科学 年第 卷第 期暗处理对防褐化效果较好这可能与光能促进多种植物组织中多酚氧化酶活性有关 但本研究发现虽然暗培养处理下继代苗的褐化率和褐化程度均降低但丛芽整体长势较细弱后期更易受培养温度的影响而再次褐化而暗培养 光培养处理下的继代苗随着继代次数的增加丛芽长势健壮有活力更有利于后期组培增殖和生根培养添加防褐化剂是植物组织培养过程中用来抑制褐化现象的常规方式之一 本研究结果表明添加 的防褐化效果最好这与赵惠等的研究结果相同 而添加 的防褐化效果最差这与黄霞等的结论一致认为 不仅不能防止褐变的发生还会加深褐变但与何琼英等、陈友等学者认为添加 能减轻褐化的结论相反这可能与不同防褐剂种类对同芭蕉属不同品种的防褐化作用不同有关本研究中采用不同的继代转接方式对粉蕉新品种继代苗的防褐化效果最明显 已有报道表明在受伤的组织中酚类物质的多酚氧化酶活性会升高材料切割后立即浸泡在无菌水中可以快速稀释酚类物质的浓度减少酚类物质氧化为醌类物质从而减轻褐化本研究仅对启动培养基中 激素的添加浓度、培养温度、光照强度、不同防褐剂种类浓度及继代转接方式进行了研究取得了一定成果 但组培过程中材料褐化现象的发生是由多因素共同引起的也和材料的基因型、生理状态、取材时间、基础培养基类型、培养基 等多因素有关 因此后续将进一步对抗(耐)病粉蕉新品种组培的防褐化问题做深入研究以期获得更加成熟稳定的粉蕉组培苗工厂化生产流程参 考 文 献:邹瑜林贵美牟海飞等.广西粉蕉生产存在的问题及发展对策.广西农业科学():.高洁张萍薛璟祺等.酚类物质及其对木本植物组织培养褐变影响的研究进展.园艺学报():.梁艳赵雪莹白雪等.处理对黑皮油松外植体酚类物质形成及酶活性的影响.林业科学():.黄霄.粉蕉枯萎病菌拮抗菌分离、鉴定及防效研究.海口:海南大学.杨娟娟.福建粉蕉试管苗工厂化生产关键技术研究.福州:福建农林大学.邹瑜林茜龙芳等.金粉 号粉蕉高温暗培养组培快繁技术研究.西南农业学报():.冯代弟王燕陈剑平.植物组培褐化发生机制的研究进展.浙江农业学报():.().():.吴秀燕张鸽香.美国流苏离体胚的组织培养与快速繁殖.植物生理学报():.盖琼辉.楸子初代组织培养中防止外植体褐化的研究.林业通讯科技():.张庆霞.陇东海棠初代离体培养中外植体褐化影响因素 研 究 .中 国 南 方 果 树 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