天然有机添加物对草莓组培苗...aN_3离体诱变体系的建立_徐梦琴.pdf

安徽科技学院学报，（）：收稿日期：基金项目：蚌埠市 年标准化奖补基金。作者简介：徐梦琴（），女，安徽宣城人，硕士研究生，主要从事植物生物技术及育种应用研究。通信作者：崔广荣，教授，：。天然有机添加物对草莓组培苗生长的影响及 离体诱变体系的建立徐梦琴，彭安妹，毛敏，何克勤，胡能兵，崔广荣（安徽科技学院 农学院，安徽 凤阳 ）摘要：目的：探索 培养基中添加天然有机添加物对草莓组培苗生长的影响和叠氮化钠（）对草莓的离体诱变效应。方法：以草莓 红颜 组培苗为试验材料，设置种天然有机添加物（土豆、椰子、香蕉、水解乳蛋白）的不同浓度梯度，筛选出对草莓组培苗效果最佳的体系。并结合不同浓度（、）及处理时间（、）对草莓 红颜 诱变达到半致死剂量的处理进行批量诱变。结果：添加土豆汁对草莓组培苗效果最佳，其叶大且植株健壮，增殖系数为 ；处理草莓组培苗达到半致死；且在田间农艺性状考察发现，经 诱变的草莓单株苗匍匐茎比对照匍匐茎数量平均多个，且平均长度长。结论：经 诱变后转入含有土豆汁的 培养基中，既达到了一定的诱变效果，也保证了诱变组培苗的健壮程度。关键词：草莓；天然有机物；叠氮化钠；诱变中图分类号：文献标志码：文章编号：（）开放科学（资源服务）标识码（）：，（，）：（）：（，）（，）（，），：，：，：；草莓（.）是蔷薇科（）草莓属（）多年生常绿草本植物，在园艺学上属于浆果类果树，是世界七大水果之一，素有“水果皇后”之称。有清热去火、调和脾胃、防癌抗癌等功效。在实际生产中，由于耕地有限，通常采取连种的栽培模式，但随着种植茬口的增加，土壤逐渐开始出现盐碱化、养分失调等问题。草莓发生连作病害，病毒侵害严重，造成草莓品质、产量降低，甚至导致植株死亡。采用茎尖脱毒方法进行组织培养既可以代替常规匍匐茎繁殖、老株分株繁殖等繁殖方式，也可以有效改善草莓田间生长状况，减少病虫害对草莓植株的侵害。有机添加物中含有天然的外源激素和能量，其中氨基酸、激素等能够为植物生长提供一些生理活性物质，补充一些未知的微量成分。采用天然有机添加物优化草莓组织培养技术体系，提高其增殖效率，提升草莓试管苗质量，在草莓种苗生产上具有重要价值。化学诱变育种是一种重要的育种手段，是利用化学诱变剂处理植物材料，从而诱发植株体内遗传物质的突变。将植物组织培养技术与化学诱变育种技术结合起来，具有独特的优势 。叠氮化钠（）作为一种呼吸抑制剂，处理植株后能够获得较高的突变频率，并且对植株不产生残毒，使用安全、方便、高效，是非常好的化学诱变剂。目前，国内针对 诱变草莓育种的研究尚未报道。因此，建立高效率草莓组培苗繁殖体系并将其与 诱变技术结合起来，探讨草莓离体化学诱变技术，建立草莓离体化学诱变技术体系，在草莓性状改良和新品种培育等方面具有重要价值。材料与方法 材料 植物材料草莓组培苗由安徽科技学院植物组织培养实验室通过单株茎尖培育获得，品种为 红颜 。天然有机物新鲜土豆、香蕉、椰子等从超市购买。基本培养基增殖培养基：蔗糖 琼脂粉；生根培养基：蔗 糖 琼 脂粉。培养基在高压灭菌前用 溶液将 值调节为。方法 天然有机添加物处理方法土豆培养基：土豆去皮切丁，加入等量的蒸馏水，煮 ，用纱布过滤掉土豆残渣，在增殖培养基中加入、的土豆滤液。椰子培养基：椰汁煮沸，用纱布过滤，在增殖培养基中加入、的椰汁滤液。香蕉培养基：香蕉去皮捣碎呈泥状，在增殖培养基中分别以、的含量添加香蕉泥。水解乳蛋白：在增殖培养基中添加、的水解乳蛋白。有机添加物空白对照均设组处理。有机添加物每组处理瓶，每瓶棵草莓苗。于培养室培养，培养温度为（），光照强度约 ，光照时间为。统计增殖系数。诱变处理方法选取长势较一致、生长健硕的组培苗植株，在超净工作台上切去根部及多第 卷第期徐梦琴，等：天然有机添加物对草莓组培苗生长的影响及 离体诱变体系的建立余茎叶，留取两叶一心，先接入含不同浓度 （、）的培养基中，分别处理、，共个诱变处理组合，设未加叠氮化钠处理为对照。培养相应的处理时间，再转入优化后含有天然有机添加物的增殖培养基中，培养 后统计死亡率。统计方法和培养条件参照何克勤等 方法进行。以致死率为的处理进行批量试验，获得成活苗再接入生根培养基中培养、移栽。组培苗移栽、驯化选取根部健壮，根长，生根培养 以上的生根组培苗用于驯化移栽。基质成分比例为草炭土珍珠岩蛭石，加入少量多菌灵混匀装入穴盘。将根部的培养基洗净，移栽至穴盘，盖上薄膜及遮阳网。前天白天覆盖遮阳网，将薄膜一端打开小缝隙，夜间去除遮阳网，关闭薄膜。第天薄膜一侧可卷起通风，遮阳网掀开一半，第 天薄膜掀开至一半，遮阳网去除，将薄膜掀开，日光温室生长个月，移栽至大田，进行后期观察。结果与分析 天然有机添加物处理对草莓组培苗生长及增殖的影响如表所示，土豆、椰子、香蕉培养基对草莓组培苗的增殖率具有不同程度的影响，其中添加土豆汁的培养基增殖效果最好，水解乳蛋白随着浓度的升高使草莓组培苗增殖及生长受到抑制。由图可见，椰子培养基组培苗叶片相对较小且多，茎秆较细；土豆培养基组培苗叶大、茎秆健壮；香蕉培养基能使组培苗生长健壮，叶大而绿；水解乳蛋白培养基组培苗生长受到抑制，植株矮小，叶片卷曲。综合来看，培养基中添加一定量的土豆汁和香蕉泥有助于提高组培苗的增殖率，改善组培苗的生长状况。表天然有机添加物对草莓组培苗增殖和生长的影响 天然添加物添加量增殖系数生长状态香蕉泥 生长健壮叶大而绿茎秆细长椰子滤液（）叶多叶片较小茎秆较细土豆滤液（）叶大茎秆健壮茎秆细长水解乳蛋白植株矮小叶片卷曲茎叶偏脆注：“”表示无增殖；“、”表示水平显著差异性。图天然有机添加物对草莓组培苗的影响 注：为水解乳蛋白；为土豆；为 椰子；为 香蕉泥。安徽科技学院学报 年 处理对草莓组培苗生长的影响由图可知，培养后 处理对草莓组培苗影响不大，未导致死亡，处理的影响相较于其他组浓度处理影响更为明显。浓度为、时，随着处理时间的延长，组培苗死亡率逐渐增大，成活苗增殖率下降。随着浓度及处理时间的增大，草莓组培苗扩繁系数逐渐降低，叶片卷曲，黄化，茎秆发黑，直至死亡。试验后，在达到处理时间将处理草莓组培苗转入继代培养基中时，发现诱导培养基的部分草莓组培苗根部培养基呈现褐色，且 浓度越高颜色越深，可能与 处理有关。处理的草莓在试验第天出现茎秆发黑现象，处理的草莓出现部分心叶死亡，处理的草莓在还未转移继代培养基时就已出现死亡现象。图不同浓度 对草莓组培苗生长的影响 注：对照；：；：；：；：；：；：；：；：；：。表不同浓度 处理草莓组培苗的成活率 （）（）时间致死率苗生长状况 叶片卷曲，茎秆粗壮，部分增殖 叶片卷曲，植株粗壮，无增殖 有叶片黄化现象，无死亡 试管苗死亡一半，植株矮小 叶片青黄，长势缓慢 叶片枯黄，茎秆褐化，死亡明显 植株生长不明显，叶片枯黄 茎秆、根部褐化严重，死亡明显 全部死亡第 卷第期徐梦琴，等：天然有机添加物对草莓组培苗生长的影响及 离体诱变体系的建立如表所示，对草莓组培苗的伤害作用较明显，在高浓度、长时间的处理下，草莓组培苗的死亡数明显增多，处理对草莓组培苗伤害程度相对较小，组培苗无一死亡；处理草莓组培苗，致死率达到 ，接近半致死，后期可用此剂量进行批量诱变实验。处理草莓组培苗，致死率达到 。诱变处理对草莓组培苗移载及生长的影响 诱变处理对草莓组培苗穴盘炼苗的影响对上述试验筛选的 诱变处理草莓组培苗进行离体诱变批量处理。经过 诱变处理后的草莓苗较弱，所以将 诱变的草莓苗放入 培养基继代 后再进行生根移栽，移栽驯化个月后记录成活率。共生根移栽 棵诱变草莓组培苗，成活 棵，成活率达 。未经 处理的草莓苗共移栽 棵，成活率为 。由图可看出，经 诱变后的草莓组培苗植株健壮、叶片大、茎秆长、叶片颜色深、初期生长速率更快。图诱变草莓组培苗驯化 生长状况 注：为对照；为 诱变处理。诱变处理对草莓组培苗田间生长的影响植株驯化成活后移栽，诱变处理对草莓匍匐茎的生长表现出促进作用。图为驯化成活移栽大田个月后的效果，对照与诱变苗长势基本一致，但诱变苗新长出的匍匐茎明显比对照的匍匐茎数量多，平均每株诱变匍匐茎个数比对照匍匐茎多个，平均长度长。图移栽 后诱变草莓组培苗匍匐茎生长状况 注：为对照；为 诱变处理；为匍匐茎长度对比。安徽科技学院学报 年结论与讨论在草莓组织培养过程中，培养基中加入天然有机添加物对组培苗具有一定的增殖作用，但效果不明显，其中土豆培养基和香蕉培养基对草莓组培苗增殖效果较好，植株健壮，叶片较大，茎秆且长。但水解乳蛋白培养基对草莓组培苗却有一定的抑制作用，添加水解乳蛋白的草莓苗生长缓慢，叶片卷曲，逐渐趋向死亡。本试验可看出，天然有机质的添加对草莓组培苗的作用并不明显，这与崔广荣等 研究的甜叶菊结果较为相似。当然，不同草莓品种组织培养特性可能不同。天然有机添加物中含有较多的矿质营养，能够调节植株生长。因此，在植物离体培养中加入天然有机添加物可以改善组培苗的生长状况。为保证后续诱变苗的健壮，培养基中激素浓度选择低浓度以保证天然有机添加物中的微量成分充分发挥。因此，本试验中组培苗增殖系数有所偏低。何松林等 发现不同有机添加物蛋白胨对蝴蝶兰类圆球茎（）增殖效果显著。在有关蝴蝶兰圆球茎研究中，增殖效果最好的是添加 椰汁的培养基。崔广荣等 在研究中发现添加有机物对甜叶菊试管苗生根阶段没有明显变化。可见，不同植物的不同阶段有机物的添加效果都有所不同。使用 作为诱变剂，选择不同浓度处理不同时间，诱变剂量的确定通常以达到半致死剂量为依据。本试验在 处理时达到半致死。刘建霞等 用 处理苦荞麦，吴正景等 用 处理玉扇愈伤组织，均达到了接近一半的死亡量。因此，本研究认为，以 浓度 、诱变时间为最佳诱变条件。驯化移栽进入大田，发现诱变后的草莓苗初期生长速率高于正常草莓苗，且匍匐茎也较正常苗有所增多，其原因尚待进一步研究。陈灿 研究发现化学诱变剂对水稻的生长具有“抑高促蘖”的效应，蔺豆豆等 在研究 处理水稻 青永久 中表明，会影响植物体内相关激素的合成，从而调控植株生长。此类研究表明，经 诱变后，植株在生长发育上会产生一定的变化。作为化学诱变剂，是植物育种中常用的诱变剂之一，诱变效率高，使用方便，价格便宜，诱变处理苗（）损伤小，是一种较为安全的化学诱变剂。温日宇等 在对绿豆诱变研究中发现，在诱变浓度为 或诱变时间小于，可提高其根长和幼苗鲜质量。田鑫等 有关大豆研究中认为，组培苗较弱，采取浓度低时间长的处理方式更佳，这与本研究诱变结果类似。草莓其他相关诱变研究结果发现，利用 射线辐照获得诱变系 ，其 含量、可溶性固形物、硬度柱头可受性均高于红颊；刘艳萌等 研究发现诱变后的草莓植株表现出对盐胁迫环境有一定的抗性。本试验中，诱变处理的部分匍匐茎明显多于对照植株，这在生产上具有一定的价值，但这种农艺性状的变异是否由 突变引起的变异，尚有待于进一步证实。本试验初步建立了草莓 红颜 离体化学诱变技术体系，对开展其他草莓品种或品系离体诱变具有一定参考意义，为进一步开展草莓离体诱变及育种应用提供了有价值的参考，也为草莓相关分子生物学研究奠定了一定的基础。参考文献：汪李平 长江流域塑料大棚草莓栽培技术（上）长江蔬菜，（）：雷家军 红花草莓新品种“粉佳人”和“俏佳人”北方果树，（）：吴晓云，高照全，李志强，等 国内外草莓生产现状与发展趋势 北京农业职业学院学报，（）：，（）：，（）：，第 卷第期徐梦琴，等：天然有机添加物对草莓组培苗生长的影响及 离体诱变体系的建立 ，：闵红，陈磊，呼世斌，等大棚果蔬连作土壤肥力限制性因子研究西北农林科技大学学报（自然科学版），（）：刘奇志，李星月，刘艳斌，等 国内外草莓连作障碍与综合治理研究进展 中国果树，（）：郭月玲，解振强，王永平我国草莓组织培养生产研究现状及前景浙江农业科学，（）：李扬，凌永胜，林金秀 不同有机添加物对马铃薯组培苗生长的影响 福建热作科技，（）：刘艳萌，张学英，葛会波 诱发草莓不同组培材料的耐盐性变异核农学报，（）：彭程，张路路，叶超，等 低浓度秋水仙素离体诱导甜叶菊多倍体技术体系的建立 热带作物学报，（）：钮力亚，于亮，付晶，等叠氮化钠在农作物育种中的应用河北农业科学，（）：，何克勤，胡能兵，周玉丽，等 甜叶菊离体诱变与分子初检 热带作物学报，（）：崔广荣，何克勤，胡能兵，等微量元素及天然有机质对甜叶菊试管苗增殖和生长的影响安徽科技学院学报，（）：张立磊，李桂荣，张浩，等 不同草莓品种无菌苗增殖及不定芽诱导的研究 西北林学院学报，（）：，何松林，孔德政，杨秋生，等 碳源和有机添加物对文心兰原球茎增殖的影响 河南农业大学学报，（）：李汝婷，宫子惠，张英杰，等不同有机添加物对蝴蝶兰原球茎增殖的影响农业科学研究，（）：吴正景，张菊平，时灿辉，等叠氮化钠诱变玉扇愈伤组织的研究植物生理学通讯，（）：刘建霞，张梦丽，李慧，等苦荞麦种子与幼苗对叠氮化钠诱变的响应江苏农业科学，（）：陈灿化学诱变对水稻诱变后代组织结构及农艺性状和生理特性的影响长沙：湖南农业大学，蔺豆豆，赵桂琴，柴继宽，等叠氮化钠诱变燕麦 代的主要性状分析草地学报，（）：钱玉源，韩轩，刘祎，等 叠氮化钠（）诱变在作物性状改良中的应用 安徽农业科学，（）：，温日 宇，刘 建 霞，宋 亚 静，等叠 氮 化 钠 对 绿 豆 种 子 和 幼 苗 生 长 的 诱 变 效 应山西农业科学，（）：田鑫，钟程，李性苑叠氮化钠诱变对不同大豆种质低温耐受性的影响福建农业学报，（）：张亚 惠，周 历 萍，王 淑 珍，等 射 线 辐 射 草 莓 红 颊 诱 变 选 育 新 品 系 的 研 究 核 农 学 报，（）：刘艳萌，张学英，葛会波，等 处理对草莓离体叶片再生植株耐盐性的影响河北农业大学学报，（）：，（责任编辑：顾文亮）安徽科技学院学报 年