千年桐扦插生根生理及组织培养研究

来源 :中国林业科学研究院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:fengwei27149
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千年桐(Vernicia montana)为大戟科(Euphorbiaceae)油桐属(Vernicia)落叶乔木,是我国重要的工业油料树种。桐油具有一定的防水性、耐热性以及绝缘性,常用于半导体、汽车、家具和船舶的制造,桐油还具有无公害、绿色环保等优点,可开发成优良的生物质油料和其他工业用油。利用千年桐种子繁殖的幼苗进行生产造林时,种子苗存在遗传差异性大的缺点,不能保持母本优良性状,同时,从幼苗到果实成熟所需周期长,投入成本较高,在一定程度上限制了千年桐良种产业的发展。本文通过对千年桐扦插生根生理和组织培养进行研究,为千年桐无性快繁及引种驯化提供科学依据。主要研究结果如下:(1)采用3因素3水平L9(34)正交试验设计,探究植物生长调节剂种类、浓度和处理时间对扦插生根的影响。处理组根系生长情况均极显著优于对照(P<0.01),植物生长调节剂ABT-1促进根系生长效果显著优于IBA和NAA,处理10 min和30 min生根效果显著优于1 min(P<0.05),植物生长调节剂浓度对生根影响不显著,用500 mg/L的ABT-1浸泡处理30 min生根率达到43.97%为最优处理。(2)采用800 mg/L的三种植物生长调节剂IBA,NAA和ABT-1分别对插穗浸泡处理10 min,观察插穗生根形态、解剖结构以及生根类型,检测其下部韧皮部及根系内源激素含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性。研究发现扦插21 d后插穗基部形成白色愈伤组织,35 d后产生不定根,插穗生根类型为混合生根型,以皮部生根为主,愈伤组织产生少量不定根。显微观察发现其生根大致经历4个阶段,分别为诱导分化根原始细胞、根原始细胞形成根原基、根原基发育形成不定根和不定根的伸长。愈伤率与扦插21 d的脱落酸(ABA)含量呈显著正相关,与SOD,POD活性呈显著负相关,生根率与扦插63 d的生长素(IAA),玉米素核苷(ZR)含量呈显著正相关(P<0.05),不同处理内源激素含量与氧化酶活性变化差异明显,内源激素与氧化酶通过协同作用对愈伤组织和生根产生不同影响。(3)采用3因素3水平L9(34)正交试验设计,探究母树年龄、留叶方式和基质对扦插生根的影响。研究表明母树年龄和留叶方式对生根有显著影响(P<0.05),母树年龄越大越难以生根,保留顶芽和1片叶(L1)生根效果显著优于仅保留顶芽(L2)和仅保留侧芽(L3)。选取1年生插穗保留顶芽和1片叶扦插于河沙+泥炭(1:1)混合基质,其生根率达到45.31%,基质对插穗生根影响不显著。(4)对L1、L2和L3三种留叶方式的插穗生根过程进行拍照和显微观察,测其顶芽、侧芽及叶片内源激素和营养物质含量。L1处理愈伤组织产生速率、根原始细胞经诱导分裂分化形成不定根的速率显著快于L2和L3;不同处理生长素(IAA)含量变化趋势大致相同,前期快速下降,生根之后缓慢上升,L1、L2处理玉米素核苷(ZR)含量前期下降,生根后开始上升,赤霉素(GA3)含量远低于生长素(IAA)和玉米素核苷ZR,总体呈上升趋势,L1、L2处理脱落酸(ABA)含量中期缓慢下降。L2、L3处理可溶性蛋白含量前期略有下降,之后呈上升趋势。愈伤率与扦插21 d的玉米素核苷(ZR)含量呈显著正相关,与可溶性蛋白,可溶性糖含量呈中正相关,但不显著(P<0.05);生根率与可溶性蛋白含量呈显著性正相关,与生长素(IAA),玉米素核苷(ZR)含量呈极显著正相关(P<0.01)。(5)研究表明由种胚获得的无菌苗组培时污染率低,但诱导生成的不定芽长势弱,不利于继代增殖培养;室外千年桐优树新生茎段消毒困难,极易褐化污染;温室大棚的扦插苗经过前期消毒处理,易获得较多无菌不定芽,且不定芽生长健壮,有利于继代增殖培养,将室外优树通过嫁接、扦插等方式进行室内培养可提高组培成功率。(6)植物生长调节剂6-BA和IBA更有利于千年桐组培再生,IBA和6-BA浓度过高容易使外植体玻璃化,获得畸形不定芽。当IBA浓度保持一定时,随着6-BA浓度的升高,不定芽增殖系数呈下降趋势,低浓度的6-BA更有利于不定芽的增殖。综合比较各培养基不定芽生长情况,发现MS+2.0 mg/L 6-BA+0.01 mg/L IBA培养基诱导效果较好,利用无菌苗获得的不定芽进行增殖时,发现MS+2.0 mg/L 6-BA+0.01 mg/L IBA+1.0 mg/L GA3培养基增殖效果较好,利用扦插苗获得的不定芽进行增殖时,发现MS+2.0 mg/L 6-BA+0.05 mg/L IBA+1.0 mg/L GA3培养基增殖效果较好。芽苗在含有1.0 mg/L IBA的培养基中产生了少量不定根,在含有0.5 mg/L IBA和1.0 mg/L ABT-1的培养基均产生了生根点,但未形成不定根。
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