香蕉新品种东蕉号的组织培养技术研究

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  摘要 东蕉1号香蕉是从巴西蕉种植群体芽变单株中筛选出的香蕉新品种,其植株高大粗壮、长势旺盛、果肉黄白色、肉质软滑、风味香甜、田间枯萎病发病率较低,目前还没有其组织培养技术的报道。本研究对东蕉1号香蕉的组织培养技术进行了较全面的研究。结果表明,臭氧、升汞和酒精消毒能有效控制外植体污染;外植体诱导最佳培养基配方为MS 6-BA 3 mg/L NAA 0.3 mg/L;不定芽增殖最佳培养基为MS 6-BA 3 mg/L NAA 0.3 mg/L,增殖系数达到2.7;生根培养基为1/2 MS IBA 0.2 mg/L NAA 0.1 mg/L 0.5%活性碳,可以有效诱导生根,生根率达到92%。同时,研究发现,在东蕉1号香蕉不定芽的增殖过程中,NAA是必要的。
  关键词 香蕉;东蕉1号;组织培养
  中图分类号 S668.1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2018)04-0068-02
  香蕉(Musa spp.)属于芭蕉科芭蕉属,是世界上重要的热带、亚热带水果,我国是香蕉的主产国之一,主产区集中在广东、广西、福建、云南、海南等省(区)。随着香蕉生产的迅速发展,香蕉产业已经成为我国热带地区的农业支柱性产业。香蕉的栽培品种几乎都是三倍体植物,没有种子,其种苗繁育一般都采用组织培养快繁技术。随着香蕉组培技术的成熟,香蕉组培苗的工厂化生产在我国南方取得了显著的经济效益,推进了我国香蕉产业的发展。研究表明,不同类型的香蕉(香蕉、大蕉、粉蕉),甚至不同品种的香蕉,组织培养中芽的诱导及增殖对激素水平的反应差异较大[1-4],对于激素种类及比例的要求也有所不同,研究不同种类以及不同香蕉品种的组织培养技术能提高组培效率。
  近年来,香蕉枯萎病肆虐,没有很有效的化学防治方法,加剧了市场对抗病品种的需求,目前育成了具有一定抗性的农科1号、粉杂1号、粤优抗1号等香蕉新品种。由于许多香蕉组培工厂一直沿用巴西蕉的组培技术,造成了新品种的组培效率低,市场上种苗供应不足,经济效益降低,同时也影响了这些新品种的推广。东蕉1号是东莞市香蕉蔬菜研究所于2015年通过广东省农作物品种审定委员会审定的香蕉新品种,该品种是从巴西蕉芽变选育而来,对香蕉枯萎病具有一定抗性,长势旺盛,产量较高,具有较好的推广价值[5]。笔者所在课题组对东蕉1号香蕉的组织培养技术进行了研究,以期为东蕉1号的推广提供高效种苗繁育技术。
  1 材料与方法
  1.1 供试材料
  东蕉1号香蕉吸芽采自东莞市香蕉蔬菜研究所内试验基地。在晴天时,选取无传统病害、长势健壮、正常挂果的香蕉母株,挖取其高度50 cm左右、球茎粗壮、无病虫害的吸芽,在田间切除球茎表面带泥的部分,带回实验室备用。
  1.2 试验方法
  1.2.1 外植体的消毒与接种。将采回的吸芽在预处理室进行前处理,用干净的刀将吸芽切成高20 cm(球茎、假茎均为10 cm)、直径约6 cm的长圆柱形,在消毒室内用臭氧消毒2 h。在组培室内切成长6 cm(球茎和假茎均为3 cm)、宽3 cm、高3 cm的长方体。将切好的芽在超净工作台用75%酒精浸泡1 min,无菌水冲洗1次,0.1%升汞溶液消毒杀菌8 min,并不断摇动处理液,无菌水冲洗2~3次,用已消毒的刀片逐层剥去假茎的苞片,最后留下直径1 cm左右,切去多余的假茎,接入诱导培养基。接种后25 d调查污染率。
  污染率(%)=污染的芽数/接种的总芽数×100
  1.2.2 不定芽的誘导。诱导培养基采用以下4种配方,分别为1号:MS 6-BA 1.0 mg/L;2号:MS 6-BA 2.0 mg/L NAA 0.2 mg/L;4号:MS 6-BA 3.0 mg/L NAA 0.3 mg/L;5号:MS 6-BA 4.0 mg/L NAA 0.4 mg/L。上述培养基均附加30 g/L蔗糖和5.0 g/L卡拉胶,pH值5.8~6.0(下同)。温度为28 ℃、弱光照(光照强度150 lx 左右)培养。每个配方接种10瓶,每瓶接1个芽,25 d后调查外植体变化情况及不定芽诱导情况。
  1.2.3 不定芽的增殖。经过2代诱导培养,转入增殖培养基,增殖培养基采用以下5种配方,分别为1号:MS 6-BA 1.0 mg/L;2号:MS 6-BA 2.0 mg/L NAA 0.2 mg/L;3号 :MS 6-BA 3.0 mg/L;4号:MS 6-BA 3.0 mg/L NAA 0.3 mg/L;5号:MS 6-BA 4.0 mg/L NAA 0.4 mg/L。每个配方接种6瓶,每瓶接5个芽。培养温度为28 ℃,光照强度为800 lx,每天光照12 h。培养25 d后记录芽的分化数及生长情况,计算芽的增殖率:
  增殖率=增殖的总芽数/接种的芽数
  1.2.4 不定芽的生根。将生长至4~6 cm、粗壮的芽切成单芽转入生根培养基,生根培养基采用6号培养基:1/2 MS IBA 0.2 mg/L NAA 0.1 mg/L 0.5%活性碳。培养温度为28 ℃,光照强度为1 500 lx,每天光照12 h。接种20瓶,每瓶5株,25 d后调查生根情况,计算生根率:
  生根率(%)=生根芽数/接种总芽数×100
  1.2.5 移栽。生根苗培养25 d后,将瓶苗放到日光温室大棚炼苗1周,然后移栽至沙床,覆盖黑网遮光,同时保湿。
  2 结果与分析
  2.1 外植体的消毒
  本研究中,采用臭氧对外植体进行前处理,结合酒精、升汞消毒,可以有效、稳定地控制外植体污染率。尤其是在不同季节、不同气候条件下采芽,污染率可控制在10%左右。
  2.2 腋芽和不定芽的诱导
  从表1可以看出,1号培养基的激素水平较低,无法诱导东蕉1号香蕉腋芽和不定芽,顶芽也不生长。当6-BA浓度达到2 mg/L、NAA浓度达到0.2 mg/L时,外植体可以萌动,并萌发出不定芽,而且芽的诱导率达到80%。当6-BA升高时,诱导率升高,达到100%,同时诱导的腋芽数增多。继续升高激素浓度,诱导率达100%,但是芽多且密,芽质量较差。2号、4号、5号培养基配方中芽的褐变情况均较轻。综上分析可知,最佳诱导培养基为4号培养基。   2.3 丛芽的增殖
  从表2和图1可以看出,低浓度的激素不能诱导东蕉1号香蕉外植体产生丛芽,并且外植体发生褐变。当6-BA浓度达到2 mg/L、NAA浓度达到0.2 mg/L时,有效启动丛芽的诱导,且芽的生长良好。继续提高6-BA和NAA的浓度,丛芽增加,增殖率提高,当6-BA浓度达到3 mg/L、NAA浓度达到0.3 mg/L时,丛芽的增殖率达到2.70,芽生长健壮。当6-BA浓度达到4 mg/L、NAA浓度达到0.4 mg/L时,丛芽的增殖率达到3.39,但是芽细小,生长不良。从3号和4号培养基培养效果来看,当只加入6-BA时,东蕉1号香蕉丛芽的增殖率下降,芽细、质量较差。综上可见,4号培养基增殖效果最好。
  2.4 生根培养与移栽
  不定芽在6号生根培养基上培养1周左右,开始生根,15 d后根长达到2 cm左右。继续培养1周后,每株苗长出3~5条根,根长达到5~8 cm左右,白色,较为粗壮,生根率92%。培养25 d后,将苗移出,在日光温室炼苗1周,小苗叶片转绿后,移栽至沙床,移栽成活率达95%。
  3 结论与讨论
  本文主要研究对香蕉枯萎病具有一定抗性的香蕉新品种东蕉1号的组织培养快繁技术。香蕉苗的工厂化生产基本都是采用香蕉吸芽为外植体建立无性系,吸芽均采自田间,其表面带有微生物,在香蕉的组织培养中防止污染是关键。卢塔山等[6]研究香蕉离体培养药物消毒技术发现,以香蕉吸芽作外植体,在离体培养中产生污染与是否进行表面药物消毒关系不大,对外植体进行了不经表面药物消毒与传统消毒的对比试验,污染率无明显差异,均在23%左右。但是笔者发现,在实际科研、生产中,采芽地点往往离组培室较远,加上一次性采芽的数量较大,蕉芽表面带菌如果处理不好,污染率较高,且潮湿季节污染率更是会急剧上升。本研究中,在田间采芽首先除去根部泥土,带回实验室及时处理,在处理中逐层剥除假茎苞片,沿假茎剥除的边缘切去多余球茎部分,与直接用刀切割相比,假茎的伤口少,流出蕉汁少,避免引起表面微生物的扩散甚至侵入到外植体内部。进而进行臭氧表面消毒,有效地控制了外植体表面的微生物,减少由表面微生物引起的外植体污染。香蕉吸芽茎尖多酚氧化酶的活性较强,褐变正是由于组织中的多酚氧化
  (下转第72页)
  (上接第69页)
  酶被激活使酚类物质氧化产生棕褐色醌类物质,扩散到培养基中,抑制其他酶的活性,导致组织细胞部分坏死[7]。可见,在香蕉芽诱导阶段,外植体褐变对不定芽的诱导影响较大。本研究中,在外植体接种时,采用逐层剥除假茎苞片直到茎间的方法,减少切口,减轻了外植体褐变。
  细胞分裂素6-BA有效促进东蕉1号香蕉芽的增殖,低浓度的6-BA(1 mg/L)無法诱导其成芽,并且外植体基本无变化,分析原因主要是由于前期激素浓度低,芽的生长慢,同时香蕉茎尖褐变,影响其后期生长。6-BA浓度为2~3 mg/L可以有效诱导东蕉1号香蕉芽的增殖,同时芽生长良好;当6-BA浓度达到4 mg/L,东蕉1号香蕉芽的增殖率继续上升,但芽生长差,无效芽增多。可见,东蕉1号香蕉芽的增殖中6-BA浓度不能太高,这与西贡蕉相似[8]。
  香蕉的组织培养中,芽的诱导一般采用低浓度的生长素和细胞分裂素[9-10],而只含细胞分裂素不含植物生长素的培养基芽的增殖速度较慢。本研究发现,生长素NAA对于东蕉1号香蕉芽的增殖是必要的。
  4 参考文献
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