CN105454048B - 一种美国红枫的组培快繁方法 - Google Patents

一种美国红枫的组培快繁方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种美国红枫的组培快繁方法,包括以下步骤:(1)外植体选取及灭菌:切取美国红枫带芽茎段,采用酒精和升汞灭菌处理;(2)启动培养:将步骤(1)处理后的外植体接种到启动培养基中培养2—3周,腋芽生成;(3)增殖培养:切取步骤(2)所得腋芽,接种到增殖培养基中培养3—5周,丛生芽生成;(4)生根培养:将步骤(3)所得丛生芽分离成单株,接种到生根培养基中培养2—3周即得美国红枫无菌苗;所用培养基配方简单,组培流程简便,培养时间短,增殖频率高,成活率高,幼苗整齐,便于后期统一的移栽和种植管理,降低了人工成本,能保证所长出的幼苗植株在形状上的一致性,易于操作,可进行产业化生产。

Description

一种美国红枫的组培快繁方法
技术领域
本发明涉及生物组培育苗技术领域,具体涉及一种美国红枫的组培快繁方法。
背景技术
美国红枫,槭树科槭属,原产于美国东北部,为大型乔木,树型圆形,整洁优美,是美国最受欢迎的绿化树种。前几年,自其被引入国内之后,已成为园林绿化的新宠,因此,关于美国红枫的研究也逐渐增多。目前主要通过播种和嫁接繁殖,但出芽率和成活率都不是很高,繁殖系数低,繁殖周期长,场地要求大,人工成本较高,远不能满足国内对种苗的需求。
近几年,国内对于美国红枫组培快繁技术的研究也取得了一定成果,然而该方法尚不完善,繁殖时间较长,成活率不高,材料成本较高成为制约美国红枫组培快繁技术发展的瓶颈,因此,如何提高其生产效率,缩短培育时间,降低人工成本,保持优良树种的遗传稳定性,提高其繁殖系数成为目前亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此,本申请提供一种美国红枫的组培快繁方法,所用培养基配方简单,组培流程简便,培养时间短,增殖频率高,成活率高,幼苗整齐,便于后期统一的移栽和种植管理,降低了人工成本,能保证所长出的幼苗植株在形状上的一致性,易于操作,可进行产业化生产。
为解决以上技术问题,本发明提供的技术方案是一种美国红枫的组培快繁方法,包括以下步骤:
(1)外植体选取及灭菌:切取美国红枫带芽茎段,采用酒精和升汞灭菌处理;
(2)启动培养:将步骤(1)处理后的外植体接种到启动培养基中培养2—3周,腋芽生成,所述启动培养基的组成包括:MS基本培养基,补充0.1—2.0mg/L PVP,所述启动培养基的pH值为5.8—6.2;
(3)增殖培养:切取步骤(2)所得腋芽,接种到增殖培养基中培养3—5周,丛生芽生成,所述增殖培养基的组成包括:WPM基本培养基,补充0.01—0.5mg/L 6-BA;
(4)生根培养:将步骤(3)所得丛生芽分离成单株,接种到生根培养基中培养2—3周即得美国红枫无菌苗,所述生根培养基的组成包括:1/2MS基本培养基,补充0.05—0.5mg/L NAA;
在步骤(2)启动培养中,切取所述外植体带芽茎段上部的可用茎段,重新接种到所述启动培养基中培养,直至腋芽生成,将所述腋芽切下供步骤(3)增殖培养,循环2—3次。
在启动培养过程中,外植体带芽茎段生长,此时可将带芽茎段的上部分带芽的部分再次切取下来,重新作为外植体接种到启动培养基上,15—25天时,在原芽周围又会分化出1—3个1—3cm的腋芽,可切下供增殖培养所用,这样每次带芽茎段和启动培养基可用2—3次,采用此方法循环重复利用,可提高材料利用率,加快繁殖速率。
优选的,所述外植体选取及灭菌的具体操作为:选取美国红枫幼嫩枝条,去掉叶片,在洗涤液中浸泡5—15min,然后在流水中冲洗20—35min;在无菌操作台上,用75%的酒精处理25—40s,无菌水冲洗2—4次,再用0.1%的升汞处理4—8min,无菌水冲洗5—7次,晾干,切割成长度为1—2cm的带芽茎段即可。
优选的,所述启动培养基的组成包括:MS基本培养基,补充0.5—2.0mg/L PVP。
更为优选的,所述启动培养基的组成包括:MS基本培养基,补充1.0mg/L PVP。
优选的,所述增殖培养基的组成包括:WPM基本培养基,补充0.05—0.5mg/L 6-BA。
更为优选的,所述增殖培养基的组成包括:WPM基本培养基,补充0.1mg/L 6-BA。
优选的,所述生根培养基的组成包括:1/2MS基本培养基,补充0.1—0.5mg/L NAA。
更为优选的,所述生根培养基的组成包括:1/2MS基本培养基,补充0.2mg/L NAA。
优选的,所述启动培养基、所述增殖培养基中均还补充30g/L蔗糖、6g/L琼脂;所述生根培养基中,还补充20g/L蔗糖、6g/L琼脂。
优选的,所述启动培养、增殖培养、生根培养步骤中,培养温度为23—27℃,光照强度为2000—2500Lx,所述启动培养的光周期为14/12h,所述增殖培养和所述生根培养的光周期为16/8h。
本申请所述MS基本培养基为MS基本培养基具有较高的无机盐浓度,能够保证组织生长所需的矿质营养,还能加速愈伤组织的生长,是较稳定的离子平衡溶液,它的硝酸盐含量高,其养分的数量和比例合适,能满足植物细胞的营养和生理需要,因而适用范围比较广,多数植物组织培养快速繁殖用它作为培养基的基本培养基。
所述WPM基本培养基为木本植物用培养基(WPM,woody plant medium),无机盐浓度适中,其它营养成分充足。能够满足植物细胞生长的营养和生理需要,特别适用于木本植物的组培快繁。
所述1/2MS基本培养基是MS基本培养基大量元素减半,其它成分不变。具有无机盐浓度较低,但能够保证组织生长所需的矿质营养,满足植物细胞的营养和生理需要,最主要是能促进植物组织生根,因而在植物组织培养快速繁殖常用它作为生根培养基的基本培养基。
所述PVP为聚乙烯吡咯烷酮(polyvinyl pyrrolidone)的简称,其用途广泛,因其能与多酚类化合物络合而在植物组培中被用于防止外植体褐化。
所述6-BA为6-苄氨基腺嘌呤,是一种植物生长激素,其主要作用是促进芽的形成,也可以诱导愈伤组织发生,促进细胞分裂,促进非分化组织分化,促进生物体内物质的积累,促进侧芽发生,防止老化,是植物组织和细胞培养中最常用的一种细胞分裂素。
所述NAA为萘乙酸,是一种植物生长激素,在植物使用扦插法繁殖时使用,也可用于植物组织培养,能促进细胞分裂与扩大,诱导形成不定根增加座果,防止落果,改变雌、雄花比率等,可经叶片、树枝的嫩表皮,种子进入到植株内,随营养流输导到全株。
本申请与现有技术相比,其详细说明如下:本申请技术方案提供了一种美国红枫的组培快繁方法,包括外植体的选取及灭菌、启动培养、增殖培养、生根培养的步骤,通过对启动培养基、增殖培养基、生根培养基的筛选,得到最佳的培养基组分和配比,采用前述植物生长激素配比形成的培养基,配方简单,培养基成本低,配合各阶段的培养条件,得到的幼苗繁殖时间短,培养流程简便,提高了美国红枫繁殖的效率,繁殖系数可高达7—8,成活率高,能快速获得遗传性状一致的美国红枫无菌苗,利用组织培养技术,进行外植体培养,可不受季节气候变化、自然灾害的影响,可进行大规模的工业化育苗及深加工。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
本实施例所述的一种美国红枫的组培快繁方法,包括以下步骤:
(1)外植体选取及灭菌:选取美国红枫幼嫩枝条,去掉叶片,在洗涤液中浸泡5—15min,然后在流水中冲洗20—35min;在无菌操作台上,用75%的酒精处理25—40s,无菌水冲洗2—4次,再用0.1%的升汞处理4—8min,无菌水冲洗5—7次,晾干,切割成长度为1—2cm的带芽茎段即可;
(2)启动培养:将步骤(1)处理后的外植体接种到pH值为6.0的启动培养基中培养2—3周,腋芽生成,所述启动培养基的组成为:MS基本培养基,补充1.0mg/L PVP、30g/L蔗糖、6g/L琼脂;
(3)增殖培养:切取步骤(2)所得腋芽,接种到增殖培养基中培养3—5周,丛生芽生成,所述增殖培养基的组成为:WPM基本培养基,补充0.1mg/L 6-BA、30g/L蔗糖、6g/L琼脂;
(4)生根培养:将步骤(3)所得丛生芽分离成单株,接种到生根培养基中培养2—3周即得美国红枫无菌苗,所述生根培养基的组成为:1/2MS基本培养基,补充0.2mg/L NAA、20g/L蔗糖、6g/L琼脂;
在步骤(2)启动培养中,切取所述外植体带芽茎段上部的可用茎段,重新接种到所述启动培养基中培养,直至腋芽生成,将所述腋芽切下供步骤(3)增殖培养,循环2—3次。
其中,所述启动培养、增殖培养、生根培养步骤中,培养温度为23—27℃,光照强度为2000—2500Lx,所述启动培养的光周期为14/12h,所述增殖培养和所述生根培养的光周期为16/8h。
本实施例中,启动培养过程中,第一个腋芽生成的时间为7天,启动培养结束时,腋芽伸长2—3cm;增殖培养过程中,5—6天接种的腋芽开始膨大萌发,基部形成一定愈伤,第一个丛生芽生成的时间为10天,增殖培养结束时,丛生芽株高2—7cm,增殖系数为4.78;生根培养中,开始生根的时间为7天,生根培养结束时,每株平均根数约为6根,根长大于3cm。
实施例2
本实施例所述的一种美国红枫的组培快繁方法,与实施例1的区别在于:
步骤(2)中,启动培养基的组成为:MS基本培养基,补充0.1mg/L PVP、30g/L蔗糖、6g/L琼脂;
步骤(3)中,增殖培养基的组成为:WPM基本培养基,补充0.01mg/L 6-BA、30g/L蔗糖、6g/L琼脂;
步骤(4)中,生根培养基的组成为:1/2MS基本培养基,补充0.05mg/L NAA、20g/L蔗糖、6g/L琼脂。
本实施例中,启动培养过程中,第一个腋芽生成的时间为8天,启动培养结束时,腋芽伸长2cm左右;增殖培养过程中,8天左右时间接种的腋芽开始膨大萌发,基部形成一定愈伤,第一个丛生芽生成的时间为14天,增殖培养结束时,丛生芽株高1—4cm,增殖系数为1.7;生根培养中,开始生根的时间为11天,生根培养结束时,每株平均根数约为3根,根长为1—4cm。
实施例3
本实施例所述的一种美国红枫的组培快繁方法,与实施例1的区别在于:
步骤(2)中,启动培养基的组成为:MS基本培养基,补充2.0mg/L PVP、30g/L蔗糖、6g/L琼脂;
步骤(3)中,增殖培养基的组成为:WPM基本培养基,补充0.5mg/L 6-BA、30g/L蔗糖、6g/L琼脂;
步骤(4)中,生根培养基的组成为:1/2MS基本培养基,补充0.5mg/L NAA、20g/L蔗糖、6g/L琼脂。
本实施例中,启动培养过程中,第一个腋芽生成的时间为9天,启动培养结束时,腋芽伸长1—2cm;增殖培养过程中,5天接种的腋芽开始膨大萌发,基部形成一定愈伤,第一个丛生芽生成的时间为14天,增殖培养结束时,丛生芽株高1—4cm,增殖系数为2.33;生根培养中,开始生根的时间为8天,生根培养结束时,每株平均根数约为4根,根长为2—4cm。
实施例4
本实施例所述的一种美国红枫的组培快繁方法,与实施例1的区别在于:
步骤(2)中,启动培养基的组成为:MS基本培养基,补充0.1mg/L PVP、30g/L蔗糖、6g/L琼脂;
步骤(3)中,增殖培养基的组成为:WPM基本培养基,补充0.5mg/L 6-BA、30g/L蔗糖、6g/L琼脂;
步骤(4)中,生根培养基的组成为:1/2MS基本培养基,补充0.05mg/L NAA、20g/L蔗糖、6g/L琼脂。
本实施例中,启动培养过程中,第一个腋芽生成的时间为7天,启动培养结束时,腋芽伸长2cm;增殖培养过程中,5天接种的腋芽开始膨大萌发,基部形成一定愈伤,第一个丛生芽生成的时间为14天,增殖培养结束时,丛生芽株高1—4cm,增殖系数为2.33;生根培养中,开始生根的时间为11天,生根培养结束时,每株平均根数约为3根,根长为1—4cm。
实施例5
本实施例所述的一种美国红枫的组培快繁方法,与实施例1的区别在于:
步骤(2)中,启动培养基的组成为:MS基本培养基,补充2.0mg/L PVP、30g/L蔗糖、6g/L琼脂;
步骤(3)中,增殖培养基的组成为:WPM基本培养基,补充0.01mg/L 6-BA、30g/L蔗糖、6g/L琼脂;
步骤(4)中,生根培养基的组成为:1/2MS基本培养基,补充0.5mg/L NAA、20g/L蔗糖、6g/L琼脂。
本实施例中,启动培养过程中,第一个腋芽生成的时间为7天,启动培养结束时,腋芽伸长1—2cm;增殖培养过程中,8天接种的腋芽开始膨大萌发,基部形成一定愈伤,第一个丛生芽生成的时间为14天,增殖培养结束时,丛生芽株高1—4cm,增殖系数为2.33;生根培养中,开始生根的时间为8天,生根培养结束时,每株平均根数约为3根,根长为2—4cm。
实施例6
本实施例所述的一种美国红枫的组培快繁方法,与实施例1的区别在于:
步骤(2)中,启动培养基的组成为:MS基本培养基,补充0.5mg/L PVP、30g/L蔗糖、6g/L琼脂;
步骤(3)中,增殖培养基的组成为:WPM基本培养基,补充0.05mg/L 6-BA、30g/L蔗糖、6g/L琼脂;
步骤(4)中,生根培养基的组成为:1/2MS基本培养基,补充0.1mg/L NAA、20g/L蔗糖、6g/L琼脂。
本实施例中,启动培养过程中,第一个腋芽生成的时间为7天,启动培养结束时,腋芽伸长2—3cm;增殖培养过程中,5—6天接种的腋芽开始膨大萌发,基部形成一定愈伤,第一个丛生芽生成的时间为11天,增殖培养结束时,丛生芽株高1—4cm,增殖系数为2.33;生根培养中,开始生根的时间为7天,生根培养结束时,每株平均根数为4—5根,根长为2—5cm。
实施例7
本实施例所述的一种美国红枫的组培快繁方法,与实施例1的区别在于:
步骤(2)中,启动培养基的组成为:MS基本培养基,补充0.5mg/L PVP、30g/L蔗糖、6g/L琼脂;
步骤(3)中,增殖培养基的组成为:WPM基本培养基,补充0.5mg/L 6-BA、30g/L蔗糖、6g/L琼脂;
步骤(4)中,生根培养基的组成为:1/2MS基本培养基,补充0.1mg/L NAA、20g/L蔗糖、6g/L琼脂。
本实施例中,启动培养过程中,第一个腋芽生成的时间为7天,启动培养结束时,腋芽伸长2—3cm;增殖培养过程中,5天接种的腋芽开始膨大萌发,基部形成一定愈伤,第一个丛生芽生成的时间为14天,增殖培养结束时,丛生芽株高2—5cm,增殖系数为7—8;生根培养中,开始生根的时间为7天,生根培养结束时,每株平均根数为4—5根,根长为2—5cm。
实施例8
本实施例所述的一种美国红枫的组培快繁方法,与实施例1的区别在于:
步骤(2)中,启动培养基的组成为:MS基本培养基,补充2.0mg/L PVP、30g/L蔗糖、6g/L琼脂;
步骤(3)中,增殖培养基的组成为:WPM基本培养基,补充0.05mg/L 6-BA、30g/L蔗糖、6g/L琼脂;
步骤(4)中,生根培养基的组成为:1/2MS基本培养基,补充0.5mg/L NAA、20g/L蔗糖、6g/L琼脂。
本实施例中,启动培养过程中,第一个腋芽生成的时间为7天,启动培养结束时,腋芽伸长1—2cm;增殖培养过程中,5—6天接种的腋芽开始膨大萌发,基部形成一定愈伤,第一个丛生芽生成的时间为11天,增殖培养结束时,丛生芽株高1—4cm,增殖系数为3.03;生根培养中,开始生根的时间为8天,生根培养结束时,每株平均根数约为4根,根长2—4cm。
实施例9
本实施例所述的一种美国红枫的组培快繁方法,与实施例1的区别在于:
步骤(2)中,启动培养基的组成为:MS基本培养基,补充0.5mg/L PVP、30g/L蔗糖、6g/L琼脂;
步骤(3)中,增殖培养基的组成为:WPM基本培养基,补充0.05mg/L 6-BA、30g/L蔗糖、6g/L琼脂;
步骤(4)中,生根培养基的组成为:1/2MS基本培养基,补充0.5mg/L NAA、20g/L蔗糖、6g/L琼脂。
本实施例中,启动培养过程中,第一个腋芽生成的时间为15天,启动培养结束时,腋芽伸长2—3cm;增殖培养过程中,5—6天接种的腋芽开始膨大萌发,基部形成一定愈伤,第一个丛生芽生成的时间为10天,增殖培养结束时,丛生芽株高2—5cm,增殖系数为7—8;生根培养中,开始生根的时间为8天,生根培养结束时,每株平均根数约为4根,根长为2—4cm。
实施例10
启动培养基中生长激素成分和浓度对腋芽生长的影响
取生长情况一致的外植体若干,经过灭菌晾干后接种到pH值为6.0的启动培养基上培养2—3周,培养温度为23—27℃,光照强度为2000—2500Lx,光周期为14/12h。其中启动培养基采用MS基本培养基,补充PVP、蔗糖、琼脂。在MS基本培养基、蔗糖、琼脂均相同的条件下,根据PVP的浓度进行分组,观察并记录培养基中外植体的培养情况,具体分组及培养结果见表1。
表1启动培养基中生长激素成分和浓度对腋芽生长的影响结果
从上表可以看出,PVP为1.0mg/L时,外植体褐化情况较少,分化率高,平均腋芽长度也更长,为启动培养基的最适合的生长激素组成条件。
实施例11
增殖培养基中生长激素成分和浓度对增殖的影响
取生长情况一致的经过启动培养的腋芽若干,接种到增殖培养基上培养3—5周,培养温度为23—27℃,光照强度为2000—2500Lx,光周期为16/8h。其中增殖培养基采用WPM基本培养基,补充6-BA、蔗糖、琼脂。在WPM基本培养基、蔗糖、琼脂相同的条件下根据6-BA的浓度进行分组,观察并记录培养基中腋芽的培养情况,具体分组及培养结果见表2。
表2增殖培养基中生长激素成分和浓度对增殖的影响结果
从上表可以看出,6-BA为0.10mg/L时,其增殖率高,增殖系数最大,株高也更高,为增殖培养基的最适合的生长激素组成条件。
实施例12
生根培养基中生长激素成分和浓度对生根的影响
取生长情况一致的经过增殖培养的丛生芽的单株若干,接种到增殖培养基上培养2—3周,培养温度为23—27℃,光照强度为2000—2500Lx,光周期为16/8h。其中,生根培养基采用1/2MS基本培养基,并补充NAA、蔗糖、琼脂,在1/2MS基本培养基、蔗糖、琼脂条件相同的情况下,根据NAA的浓度进行分组,观察并记录培养基中丛生芽的单株的培养情况,具体分组及培养结果见表3。
表3生根培养基中生长激素成分和浓度对生根的影响结果
从上表可以看出,NAA为0.20mg/L时,生根率达到95%,平均生根数和平均根长也均较高,且长势较好,为生根培养基的最适合的生长激素条件。
以上仅是本发明的优选实施方式,应当指出的是,上述优选实施方式不应视为对本发明的限制,本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明的精神和范围内,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种美国红枫的组培快繁方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)外植体选取及灭菌:切取美国红枫带芽茎段,采用酒精和升汞灭菌处理;
(2)启动培养:将步骤(1)处理后的外植体接种到启动培养基中培养2—3周,腋芽生成,所述启动培养基的组成为:MS基本培养基,补充0.1—2.0mg/LPVP、30g/L蔗糖、6g/L琼脂,所述启动培养基的pH值为5.8—6.2;
(3)增殖培养:切取步骤(2)所得腋芽,接种到增殖培养基中培养3—5周,丛生芽生成,所述增殖培养基的组成为:WPM基本培养基,补充0.01—0.5mg/L6-BA、30g/L蔗糖、6g/L琼脂;
(4)生根培养:将步骤(3)所得丛生芽分离成单株,接种到生根培养基中培养2—3周即得美国红枫无菌苗,所述生根培养基的组成为:1/2MS基本培养基,补充0.05—0.5mg/LNAA、20g/L蔗糖、6g/L琼脂;
所述启动培养、增殖培养、生根培养步骤中,培养温度为23—27℃,光照强度为2000—2500Lx,所述启动培养的光周期为14/12h,所述增殖培养和所述生根培养的光周期为16/8h;
在步骤(2)启动培养中,切取所述外植体带芽茎段上部的可用茎段,重新接种到所述启动培养基中培养,直至腋芽生成,将所述腋芽切下供步骤(3)增殖培养,循环2—3次。
2.根据权利要求1所述的一种美国红枫的组培快繁方法,其特征在于:所述外植体选取及灭菌的具体操作为:选取美国红枫幼嫩枝条,去掉叶片,在洗涤液中浸泡5—15min,然后在流水中冲洗20—35min;在无菌操作台上,用75%的酒精处理25—40s,无菌水冲洗2—4次,再用0.1%的升汞处理4—8min,无菌水冲洗5—7次,晾干,切割成长度为1—2cm的带芽茎段即可。
3.根据权利要求1所述的一种美国红枫的组培快繁方法,其特征在于:所述启动培养基补充的PVP为0.5—2.0mg/LPVP。
4.根据权利要求3所述的一种美国红枫的组培快繁方法,其特征在于:所述启动培养基补充的PVP为1.0mg/LPVP。
5.根据权利要求1所述的一种美国红枫的组培快繁方法,其特征在于:所述增殖培养基补充的6-BA为0.05—0.5mg/L6-BA。
6.根据权利要求5所述的一种美国红枫的组培快繁方法,其特征在于:所述增殖培养基补充的6-BA为0.1mg/L6-BA。
7.根据权利要求1所述的一种美国红枫的组培快繁方法,其特征在于:所述生根培养基补充的NAA为0.1—0.5mg/LNAA。
8.根据权利要求7所述的一种美国红枫的组培快繁方法,其特征在于:所述生根培养基补充的NAA为0.2mg/LNAA。
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