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香樟組培快繁技術研究進展

香樟,古稱“豫章”,為樟科樟屬亞熱帶常綠闊葉喬木。香樟材質優良,紋理雅致,香氣濃郁,不僅是提取純天然香料的重要原料,也是城市綠化、園林景觀的良好樹種。據報道,現在提取樟樹香料已由過去砍伐大樹提取,改為密植矮林、割取樹葉提取的方式。

但香樟采用扦插、嫁接等無性繁殖擴繁較困難,且母株材料來源有限,無法滿足規模生產的需要;種子繁殖則實生苗后代分離嚴重,多數劣變,且育苗時發芽遲緩,苗木參差不齊。而采用離體培養不僅能實現工廠化生產優良香樟,而且能夠保持母本的優良特性。

目前,國內對香樟的組織培養已經進行了不少探索,并取得了一定的成效。為了更好地推進香樟的生產發展,本文就近年來香樟的組培快繁技術的研究進展作一綜述。

一、無菌外植體的選擇

目前,用于香樟組織培養的外植體主要是幼葉、嫩莖、莖段、嫩芽和未成熟的幼胚。

如王長憲等認為,由于香樟內生菌較重,因而采用多菌靈溶液對3 年生的香樟樹枝條進行催芽培養,結果表明:培養1 周后多數枝條開始萌芽,2 周后新芽長到0.5-2.5 cm ;而吳幼媚等則以當年萌發的嫩枝為外植體,研究發現,2 月份無菌活體的獲取率最高,達60% ;其次是3 月,獲取率為46% ;而氣溫較高的6-9 月,無菌活體獲取率最低。

二、培養基配方選用

1. 基本培養基

在香樟組織培養過程中通常使用的基本培養基是MS 、改良MS 、1 / 2MS ,按培養目的的不同進行調整。吳金壽等認為,以改良Ms 為基本培養基的組合,其誘導系數最高,苗況較好未見褐變;而以MS 為基本培養基的組合有褐變死亡現象:以1 / 2 MS 為基本培養基的組合誘導系數最低,且莖葉變為棗紅色。

辜夕容等研究表明,全量Ms 大量元素的培養基為最適芽生長培養基,含半量MS 大量元素的培養基最適于香樟莖段的愈傷組織生長。索長江等研究認為,Ms 加50-100 mg / L 的NaH2PO4 可提高叢生芽的質量,降低斷莖和葉褐死現象,同時高NH4 +和NO3-是必需的。

在MS 培養基中加人Ca ( NO3 ) 2 ,一方面可以給苗木提供更多的Ca2+ ,同時NO3 -能促進植物對K +、Ca2+、Mg 2+等陽離子的吸收;另一方面避免了初始芽的褐化。

2. 外源激素

(1)外植體的誘導香樟外植體誘導過程中施加的細胞分裂素一般選用6-BA ,生長素一般選用NAA 和IAA 。吳金壽等研究表明,芳樟莖段用改良MS + 6-BA 2mg/L + NAA 0.1mg/L 固體培養基,誘導系數最高,培養7d 后陸續分化出不定芽,苗況較好未見褐變。

王長憲等研究發現,香樟側芽的分化受NAA 的影響較大,在加人一定量的6-BA 情況下,再加人0.1mg/L NAA 對側芽誘導初分化效果明顯;在對香樟葉片愈傷組織誘導時,附加BA 和2 , 4 -D 的配比為1 : 4 能提高愈傷組織的誘導率。

辜夕容等則認為,6-BA 濃度越高,對香樟莖段上隱芽的萌動與伸長越有利,低濃度6-BA 有利于愈傷組織的生長;培養基中NAA 濃度越高,香樟莖段上愈傷組織長得越好,但過低或過高則不利于香樟莖段隱芽的萌動與伸長,而在濃度適中(0.05mg/L )時,腋芽才長得最好;

同時6-BA 與NAA 的濃度比過低或過高均不利于香樟莖段隱芽的萌動與伸長,只有在6-BA/NAA 為40 時,萌出的腋芽最長,較低配比則有利于促進愈傷組織的形成。

因此認為MS + 6-BA 2.0mg/L + NAA 0.05mg/L 為香樟莖段初代培養的最適培養基,而l / 2MS + 6-BA 0.5mg/L + NAA 0.1mg/L 可用于產生愈傷組織。吳幼媚等則認為6-BA 4-5mg/L + IAA 2mg/L 是香樟叢生芽誘導的理想激素組合。

(2)不定芽的分化與增殖關于不同激素的配合使用及對香樟增殖率的影響,不同學者有不同的觀點。吳金壽等研究表明,基本培養基相同時,低比值的6-BA/IBA 組合,芽苗增殖系數明顯較低;而高比值的6-BA/IBA 組合,芽苗增殖系數較高。

但6-BA 含量太高則易使莖段分化的芽苗基部后期部分愈傷組織化,影響株苗的正常發育;用改良MS + 6-BA 2mg/L + IBA 0.1mg/L + GA 0.2mg/L 培養基增殖芽苗較為理想,多芽段材料明顯比單芽段分化多,部分單芽段還出現褐變死亡現象。

在培養基中附加GA 0.2mg/L 可以克服褐變現象,但隨著GA 含量的升高,芽苗葉色趨淡,且伴有玻璃化現象的產生,因此GA 質量濃度最高不能超過0.2mg/L , 且要與無GA 的培養基隔代交替使用,以分化更多健壯正常的不定芽,保證芽苗的生根成苗。

王長憲等則認為,增殖的最佳培養基為Ms + 6-BA 5.0 mg/L + IBA 1.0mg/L 。索長江等研究認為,在MS 附加6-BA 5mg/L 十NAA 0.5mg/L 的培養基上產生的叢生芽質量最好。辜夕容等用增殖培養基MS + 6-BA 4.0mg/L + NAA 0.05mg/L ,每隔30d 繼代1 次,增殖倍數達5.06 倍。吳幼媚等則認為,香樟組培苗繼代培養最適宜的外源激素配比是6-BA : IAA 為3.5 : 2 。

(3)壯苗與生根培養索長江等研究認為,6-BA 是具有較強誘導能力的激素,但高濃度使用會抑制生根和莖的伸長;把不定芽苗在降低了激素濃度的MS 培養基(MS + 6-BA 0.lmg/L + NAA 0.05mg/L )上培養一段時間后轉人MS + IBA 0.5 mg/L 的生根培養基中(蔗糖改用食用白糖),生根率達80%。辜夕容等用的生根培養基組成為l / 2 MS + IBA 1.0mg/L + 蔗糖20mg/L, 20d 左右從芽苗基部直接產生灰白粗壯的根系,生根率72%左右。吳幼媚等認為,在IBA 3.0mg/L 的培養基內加人一定濃度的IAA 或NAA ,對香樟不定根的誘導有促進作用,最適宜誘導不定根的激素組合為IBA + NAA ,濃度配比為3.0 : 1.5 ,其生根率達86.7%。吳金壽等用生根培養基l / 2Ms + NAA 0.2mg/L + IBA 0.5mg/L,芽苗生根率達100% , 根、苗健壯,有須根。上述結果說明,IBA 與NAA 的配合使用比單獨使用IBA 生根率高。

三、煉苗、移栽

當植株的根系長到0.5-1.0 cm 時,將瓶苗置于大棚內煉苗20-30d ,使苗木木質化程度加強,提高對自然環境的抵抗力。然后,將植株從瓶內取出,用自來水清洗干凈后移栽于塘泥(蛙石):砂土為1 : 2 的滅菌基質中,置于溫室中培養,溫度20-25 ℃ ,相對濕度80%。成活率85%-90%。苗木移栽成活后(30 ~ 50d )移入網室培育。為培育壯苗,每隔5 - 6d 施葉面肥(0.1%的多效豐產靈)1 次,每15 - 20d 施0.1%-0.5%復合肥液1 次,定期噴0.1%的多菌靈、百菌清或甲胺磷等藥物。6 月齡苗高15 -18 cm 時出圃造林。

四、小結與展望

香樟的組織培養是解決香樟種苗來源的一個重要途徑,是實現香樟種苗產業化生產的基礎。雖然目前有不少香樟組織培養獲得成功的報道,但不同學者間的觀點還存在一定的分歧。對香樟組織培養過程中出現的褐變、繼代周期偏長、出現斷莖等間題,還有待進一步研究。同時要加強香樟遺傳轉化體系方面的研究,把香樟的組織培養與基因工程、細胞工程結合起來,以創造新的香樟優良品種。

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