CN106538392A - 一种白樱花组织培养与快速繁殖方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种白樱花组织培养和快速繁殖方法,进行工厂化生产以满足市场需求。它包括以下步骤:樱花无菌苗获得、无菌苗继代培养、生根培养、组培苗的炼苗和移栽;采用本发明所提供的白樱花组培方法,无菌外植体获得和无菌苗诱导培养使用同一种培养基,简化了操作流程,降低了生产成本;这种方法可以在4‑5个月时间内建立一套完整的白樱花组培生产流程,从而进行工厂化生产,大大缩短了组织培养的繁殖周期,且生根率高,可以达到98%以上,为市场上快速提供大量樱花种苗提供可能。
Description
技术领域
本发明涉及一种组织培养的方法,具体涉及一种白樱花组织培养和快速繁殖方法,属于组织培养育苗技术领域。
背景技术
樱花隶属于蔷薇科李亚科樱属,是著名的木本观赏花卉。起源于中国,是我国资源物种丰富,分布广泛的优良树种,约有45个品种在除东北、西北地区以外各地种植,在世界各地也均有生长,为日本国花。樱花大部分为落叶乔木,高5-25米,树冠广展,树皮呈灰褐色,花单生、散形或少花(通常在8朵以下)组成伞房总状花序。樱花既适用于庭院绿化美化,又可充当行道树使用,在山林中成片种植观赏效果更佳。并有很强的适应性和较强的抗污染能力。樱花因花色艳丽、气味幽香,是人们喜爱的园林观赏树种,每年樱花开放时都会吸引大量游客,带动了周边旅游业的发展,提高了人们的精神文化生活。
樱属植物种子自然状态下不易萌发,传统的扦插、嫁接方法繁殖系数低,成苗慢。随着樱花在园林绿化建设中的广泛应用,市场上对樱花苗木的需求量增加。因此,传统的繁殖方法已远远不能满足生产上的需要。组织培养技术,选用优良单株作为外植体,保证了遗传性状的稳定,缩短其良种推广的周期,提升种苗质量,为市场上快速大量提供樱花优良苗木提供可能。
朱育端在“东京樱花组培快繁技术研究”中,研究了植物激素、GA3对东京樱花组织培养的影响,诱导培养基为MS+BA1.0mg/L+NAA0.1mg/L,芽的诱导率为95.83%;增殖培养基为MS+BA1.0mg/L+NAA0.1mg/L+GA3 0.5mg/L;生根培养基为1/2MS+NAA0.1mg/L+IBA0.5mg/L,生根率为95%以上。
王光萍等在“福建山樱花的组组织培养及植株再生”的研究中,以一年生嫩枝作为外植体,诱导培养基为1/4MS+BA1.0mg/L+IBA0.01mg/L,芽的诱导率为87.5%;增殖培养基为MS+BA/KT1.0mg/L+IBA0.1mg/L+GA3 0.3mg/L,增值系数4以上;生根培养基为1/2MS+NAA1.0mg/L+IBA1.0mg/L+BA0.75mg/L,生根率为90%以上。
黄宇翔等在“福建山樱花组培快繁研究”中,诱导培养基为1/4MS+BA1.0mg/L+IBA0.01mg/L,芽的诱导率为68.57%;增殖培养基为MS+BA1.0mg/L+GA3 0.3mg/L,增值系数为6;生根培养基为1/2MS+NAA1.0mg/L+IBA0.2mg/L,生根率为92.1%。
李勇等在“福建山樱花组培快繁技术”中,诱导培养基为MS+BA0.4mg/L+NAA0.3mg/L,芽的诱导率为84%;增殖培养基为MS+BA0.4mg/L+GA3 0.2mg/L,增值系数为4.14;生根培养基为1/2改良MS+IBA0.2mg/L+NAA0.2mg/L,生根率为91.6%。
吕月良等在“福建山樱花不定芽诱导和植株再生规模化繁殖试验”中,诱导培养基为1/4MS+BA1.0mg/L+IBA0.01mg/L,芽的诱导率为68.57%;增殖培养基为MS+BA1.0mg/L+GA3 0.3mg/L,增值系数为6;生根培养基为1/2MS+NAA1.0mg/L+IBA0.2mg/L,生根率为92.1%以上。
王红梅等,在“垂枝樱花外植体灭菌及不定芽的诱导研究”中,对外植体选择、灭菌方法和程序、不定芽的诱导等环节进行了初步研究,诱导培养基为1/2MS+BA0.5mg/L+NAA0.1mg/L,分化率为68.3%。
王玉珍等在“草樱花组培快繁技术的研究”中研究了激素配比、蔗糖、培养条件等组培苗工厂化生产关键技术,移栽成活率90%以上,理论上建立了草樱花工厂化生产工艺及试管苗培养标准。
综上所述,可见近年来对樱花的组织培养和快繁技术的研究很多,多数都在樱花启动、增殖、生根和移栽方面做了较全面的试验,但是针对工厂化生产的试验还很少,且多数停留在理论层面上,实际投入生产的很少。本研究结合生产实际对白樱花茎段进行启动培养,采用GA3提高了植株诱导率;生根切割采用特定切割手法,使生根率达到98%以上,并且投入实际生产中,使试验数据更具真实性、准确性;生产中用白砂糖代替蔗糖,增加单瓶接种数量,降低了生产成本,更有利于实际生产。使组培技术理论用于实践,有利于推广樱花工厂化生产,推动我国樱花产业化发展。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种白樱花组织培养和快速繁殖方法,以克服现有技术所存在的上述缺点和不足。本发明的目的是提供一种白樱花组织培养方法,解决组培苗生产周期长,生产成本高等问题。
本发明所需要解决的技术问题,可以通过以下技术方案来实现:
一种白樱花组织培养和快速繁殖方法,其特征在于:包括白樱花无菌苗获得、无菌苗继代培养、生根培养和组培苗炼苗及移栽,具体操作步骤如下:
(1)无菌苗的获得:剪取白樱花一年生健康幼嫩枝条,距叶柄基部2-3mm处将叶柄、叶片剪掉,将枝条修剪成3-5cm长枝段,用2%洗衣粉浸泡3-5min,用流水冲洗30-60min,然后在超净工作台上用75%酒精消毒20-30s,无菌水冲洗1-2次,再用0.05%升汞消毒8-16min,无菌水冲洗6-8次,滤纸吸干水分后,切成带一个或二个腋芽的茎尖或茎段接种到培养基中,先暗培养5-7d后转到正常光照下培养,10-12d后腋芽开始萌动,形成小芽;所述诱导培养基成分为:改良MS+6-BA0.1-0.3mg/L+NAA或IBA0.01-0.03mg/L+GA30.5-1mg/L+白砂糖30g/L+琼脂5.8-6.0g/L,pH5.6-6.0;
(2)无菌苗继代培养:将由腋芽萌动形成的小芽转接到增殖培养基上进行增殖培养,26-30d后形成丛生芽,利用顶芽、茎段及基部芽团进行继代增殖;
所述增殖培养基成分为:改良MS+6-BA0.4-0.8mg/L+2-ip0.01-0.05mg/L+NAA或IBA0.01-0.1mg/L+白砂糖30g/L+琼脂5.8-6.0g/L,pH5.6-6.0。
(3)生根培养:选取权利要求(2)继代培养中高度大于1.8cm的白樱花组培苗,保留3-4片展开叶,距离叶柄3-5mm处切割,基部叶片、叶柄及腋芽切除干净,接种到生根培养基中,10-12d开始形成新根,20d左右生根率达到98%以上;所述生根培养基成分为:1/2MS+NAA或IBA0.8-2.0mg/L+白砂糖20g/L+琼脂5.8-6.0g/L,pH5.6-6.0。
(4)白樱花组培苗的炼苗和移栽:常温炼苗4-7d后,移栽入基质中培养3-4周,棚内湿度控制在80-90%,温度控制在22-30℃,待新根及新叶发出后逐渐揭膜通风,获得白樱花大棚生根苗。
其中,所述步骤(1)中无菌苗的获得、步骤(2)中继代培养,其特征在于:所述改良MS培养基含有成分为:
CaCl2·2H2O 441mg/L;MgSO4·7H2O 370mg/L;KNO3 2022mg/L;NH4NO3 1600mg/L;NaH2PO4312mg/L;Na2·EDTA 37.25mg/L;FeSO4·7H2O 27.8mg/L;KI 0.83mg/L;H3BO36.2mg/L;MnSO4·4H2O 16.9mg/L;ZnSO4·7H2O 11.5mg/L;Na 2MoO4·2H2O 0.25mg/L;CuSO4·5H2O0.03mg/L;CoCl2·6H2O 0.03mg/L;肌醇100mg/L;烟酸0.5mg/L;盐酸吡哆酸0.5mg/L;盐酸硫胺素0.1mg/L;甘氨酸2mg/L。
其中,所述步骤(1)中无菌苗的获得,首先放在暗培养5-7d后,再放到正常光照下培养。
其中,所述步骤(1)无菌苗的获得培养基、步骤(2)无菌苗继代培养培养基、步骤(3)生根培养基所需的碳源均由白砂糖替换了蔗糖。
其中,所述步骤(1)中、以改良MS为基本培养基,含有下列浓度的物质:0.1-0.3mg/L 6-BA、0.01-0.03mg/LNAA或IBA、0.5-1mg/L GA3。
优选的,所述步骤(2)中,以改良MS为基本培养基,含有下列浓度的物质:0.4-0.8mg/L 6-BA、0.01-0.05mg/L 2-ip、0.01-0.1mg/LNAA或IBA
其中,所述步骤(1)无菌苗的获得培养基、步骤(2)无菌苗继代培养培养基、步骤(3)生根培养基配制好后均用蒸汽高压灭菌锅灭菌,121℃灭菌15min。
其中,所述培养均在植物组培室采用日光灯照射进行光照培养,光照时间12-14h/d、光照强度2000-3000lx,温度26±2℃。
其中,所述步骤(4)组培苗的炼苗和移栽:
白樱花组培苗的炼苗和移栽:将生根的试管苗移至常温环境中,在常温下炼苗4-7d后,用清水洗净试管苗的根部培养基,用1‰多菌灵浸泡2min,在缓慢流水下冲洗干净,用1‰高锰酸钾浸泡2-3min,移栽入分层基质中,营养杯下层2/3为体积比园土:珍珠岩:蛭石:草炭=2:2:2:1的混合基质,上层1/3为体积比珍珠岩:蛭石:草炭=1:1:1的混合基质。控制棚内湿度80-90%,温度22-30℃,培养3-4周,待新根及新叶发出后逐渐揭膜通风,获得白樱花的大棚生根苗。
本发明的有益效果:
1.本发明的白樱花组织培养方法,外植体启动、诱导阶段,先进行暗培养处理,后放到正常光照下培养,接种到含有低浓度的NAA、IBA和GA3培养基中,缩短了芽的萌发时间,增加了芽萌发数量。10-12d后腋芽开始萌动,萌动率85%;18-20d后转接到继代培养基中,缩短了组培周期。
2.继代种苗接种到生根培养基中,将高度大于1.8cm的种苗距离叶柄下3-5mm处切割,贴茎秆将叶柄和腋芽切除干净,20d后,生根率可以达到98%以上。
3.增加单瓶接种数量,采用白砂糖替代蔗糖。降低了单株生产成本,有利于樱花组培工厂化生产推广。
具体实施方式
以下结合具体实施例,对本发明作进步说明。应理解,以下实施例仅用于说明本发明而非用于限定本发明的范围。
实施例1
白樱花组织培养和快速繁殖方法,它按照以下步骤顺序进行:
(1)白樱花无菌苗的获得:
剪取白樱花一年生健康幼嫩枝条,距叶柄基部2-3mm处将叶柄、叶片剪掉,将枝条修剪成3-5cm长枝段,用2%洗衣粉浸泡3-5min,用流水冲洗30-60min,然后在超净工作台上用75%酒精消毒20-30s,无菌水冲洗1-2次,再用0.05%升汞消毒8-16min,无菌水冲洗6-8次,滤纸吸干水分后,切成带一个或二个腋芽的茎尖或茎段接种到培养基中,先暗培养5-7d后转到正常光照下培养,10-12d后腋芽开始萌动,形成小芽;所述诱导培养基成分为:MS+6-BA0.1-0.3mg/L+NAA或IBA0.01-0.03mg/L+GA30.5-1mg/L+白砂糖30g/L+琼脂5.8-6.0g/L,pH5.6-6.0。启动培养基配制好后用蒸汽高压灭菌锅灭菌,121℃灭菌15min。培养光照时间12-14h/d、光照强度2000-3000lx,温度26±2℃。启动培养20d,启动率71.7%。
(2)无菌苗继代培养:
将启动培养20d后形成的小芽转接到增殖培养基上进行增殖培养,26-30d后形成丛生芽,利用顶芽、茎段及基部芽团进行继代增殖;所述增殖培养基成分为:MS+6-BA0.4-0.8mg/L+2-ip0.01-0.05mg/L+NAA或IBA0.01-0.1mg/L+白砂糖30g/L+琼脂5.8-6.0g/L,pH5.6-6.0。继代培养基配制好后用蒸汽高压灭菌锅灭菌,121℃灭菌15min。培养光照时间12~14h/d、光照强度2000-3000lx,温度26±2℃。增殖培养周期28±2天,增殖系数3.6。
(3)生根培养:
选取继代种苗高度大于1.8cm的白樱花组培苗,保留3-4片展开叶,距离叶柄3-5mm处切割,基部叶片、叶柄及腋芽切除干净,接种到生根培养基中,10-12d开始形成新根,20d左右生根率达到98%以上;所述生根培养基成分为:1/2MS+NAA或IBA0.8-2.0mg/L+白砂糖20g/L+琼脂5.8-6.0g/L,pH5.6-6.0;生根培养基配制好后用蒸汽高压灭菌锅灭菌,121℃灭菌15min。培养光照时间12-14h/d、光照强度2000-3000lx,温度26±2℃。生根培养周期28±2天,生根率98%以上。
(4)白樱花组培苗的炼苗和移栽:
常温炼苗4-7d,前3-5d封盖放到光照、湿度适宜的棚内炼苗,后1-2d将盖子旋开搭在瓶子上炼苗。用清水洗净试管苗的根部培养基,用1‰多菌灵浸泡2min,在缓慢流水下冲洗干净,用1‰高锰酸钾浸泡2-3min,移栽入分层基质中,营养杯下层2/3为体积比园土:珍珠岩:蛭石:草炭=2:2:2:1的混合基质,上层1/3为体积比珍珠岩:蛭石:草炭=1:1:1的混合基质。控制棚内湿度80-90%,温度22-30℃,培养3-4周,待新根及新叶发出后逐渐揭膜通风,获得白樱花的大棚生根苗,大棚移栽成活率达到85%以上。
实施例2
诱导、继代培养基本培养基的优化。为了提高白樱花的诱导率和增殖系数,对诱导培养和继代培养的基本培养基进行改良优化,改良MS母液的具体成分如下:
CaCl2·2H2O 441mg/L;MgSO4·7H2O 370mg/L;KNO3 2022mg/L;NH4NO3 1600mg/L;NaH2PO4312mg/L;Na2·EDTA 37.25mg/L;FeSO4·7H2O 27.8mg/L;KI 0.83mg/L;H3BO36.2mg/L;MnSO4·4H2O 16.9mg/L;ZnSO4·7H2O 11.5mg/L;Na2 MoO4·2H2O 0.25mg/L;CuSO4·5H2O0.03mg/L;CoCl2·6H2O 0.03mg/L;肌醇100mg/L;烟酸0.5mg/L;盐酸吡哆酸0.5mg/L;盐酸硫胺素0.1mg/L;甘氨酸2mg/L。
除了诱导和继代基本培养基替换成改良MS母液外,其他步骤方法同实施例1,使用改良MS为基本培养基,诱导率可以达到85%,增殖系数达到5.85,都有明显提高。
实施例3
启动培养基的筛选,以改良MS为基本培养基,采用L8(27)正交设计(如表1),筛选不同种类、浓度激素对白樱花诱导率的影响,每个处理接种20瓶,每瓶接种3株,重复3次。其余方法步骤均与实施例1相同。
表1不同种类、浓度激素对白樱花诱导率的影响
试验结果如表2:
表2不同种类、浓度激素对白樱花诱导率的影响
由上表可知,使用不同种类和浓度的激素对白樱花进行诱导培养,诱导率不同。其中GA3对白樱花芽的诱导效果最显著,其次是6-BA,生长素NAA和IBA效果不明显。赤霉素和细胞分裂素具有打破植物休眠的作用,加快了白樱花腋芽的萌发。当GA3、6-BA、IBA浓度分别为1.0mg/L、0.3mg/L和0.03mg/L时,白樱花的外植体诱导率可以达到85%。
实施例4
白樱花生根培养基配方的优化,用继代培养所得的组培苗进行生根培养,将1.8cm以上的健壮苗切割下来,分成单株接种在生根培养基中,进行生根培养。以1/2MS为基本培养基,采用L9(34)正交设计,添加不同质量浓度的IAA、IBA和NAA诱导根的生成,研究不同植物生长调节剂浓度对白樱花瓶内生根的影响,以不添加任何激素的1/2MS培养基作对照。每个处理接种15瓶,每瓶接种6株,重复3次。除生根培养基配方与实施例1不同外,其余方法步骤均与实施例1相同。
表3白樱花瓶内生根的因素水平表
表4不同植物生长调节剂组合对试管苗生根的影响
由表4可知,在白樱花生根培养基中添加生长素有利于根的生成,且不同浓度的IAA、IBA和NAA对白樱花根的形成的诱导效果不同。在白樱花生根培养基中添加NAA和IBA,生根率高于添加IAA的培养基,未添加任何生长素的1/2MS培养基不利于樱花生根。当培养基中IBA和NAA的浓度≥1.5mg/L时,白樱花的生根率可以达到100%,但是为了节约成本,进行工厂化生成,可以将IBA和NAA的浓度控制在1.0-1.5之间,生根率可以达到98%以上。
实施例5
重复实施例1操作过程,将培养基中的蔗糖用白砂糖替代;将增殖培养时的单瓶接种数量由原来的5株变为单瓶接种8株;将生根培养时的单瓶接种数量由原来的6株变为10株;继代和生根周期变为26±2d。增殖系数变为5.5;生根率变为95.5%。与实施例1中周期28±2d时增殖系数为5.85,生根率为98%相差不多,但是单瓶接种数量,降低了生产成本,更适合工厂化生成。
利用樱花的组织培养和快速繁殖获得的组培苗,与传统的樱花扦插、嫁接繁殖方法相比具有抗病性强、生长整齐一致等优点。跟国内外同类生产方法相比,我们更针对生产实际,充分考虑了组培生产周期长和生产成本高的问题。通过改进组培方法和生产流程,降低了组培生产成本,为短时间内提供市场大量健康、优质的樱花苗木提供可能。
以上对本发明的具体实施方式进行了说明,但本发明并不以此为限,只要不脱离本发明的宗旨,本发明还可以有各种变化。
Claims (9)
1.一种白樱花组织培养和快速繁殖方法,其特征在于:包括白樱花无菌苗获得、无菌苗继代培养、生根培养和组培苗炼苗及移栽,具体操作步骤如下:
(1)无菌苗的获得:剪取白樱花一年生健康幼嫩枝条,距叶柄基部2-3mm处将叶柄、叶片剪掉,将枝条修剪成3-5cm长枝段,用2%洗衣粉浸泡3-5min,用流水冲洗30-60min,然后在超净工作台上用75%酒精消毒20-30s,无菌水冲洗1-2次,再用0.05%升汞消毒8-16min,无菌水冲洗6-8次,滤纸吸干水分后,切成带一个或二个腋芽的茎尖或茎段接种到培养基中,先暗培养5-7d后转到正常光照下培养,10-12d后腋芽开始萌动,形成小芽;所述诱导培养基成分为:改良MS+6-BA0.1-0.3mg/L+NAA或IBA0.01-0.03mg/L+GA30.5-1mg/L+白砂糖30g/L+琼脂5.8-6.0g/L,pH5.6-6.0;
(2)无菌苗继代培养:将由腋芽萌动形成的小芽转接到增殖培养基上进行增殖培养,26-30d后形成丛生芽,利用顶芽、茎段及基部芽团进行继代增殖;所述增殖培养基成分为:改良MS+6-BA0.4-0.8mg/L+2-ip0.01-0.05mg/L+NAA或IBA0.01-0.1mg/L+白砂糖30g/L+琼脂5.8-6.0g/L,pH5.6-6.0;
(3)生根培养:选取权利要求(2)继代培养中高度大于1.8cm的白樱花组培苗,保留3-4片展开叶,距离叶柄3-5mm处切割,基部叶片、叶柄及腋芽切除干净,接种到生根培养基中,10-12d开始形成新根,20d左右生根率达到98%以上;所述生根培养基成分为:1/2MS+NAA或IBA0.8-2.0mg/L+白砂糖20g/L+琼脂5.8-6.0g/L,pH5.6-6.0;
(4)白樱花组培苗的炼苗和移栽:常温炼苗4-7d后,移栽入基质中培养3-4周,棚内湿度控制在80-90%,温度控制在22-30℃,待新根及新叶发出后逐渐揭膜通风,获得白樱花大棚生根苗。
2.根据权利要求1所述的一种白樱花组织培养和快速繁殖方法,其特征在于:所述步骤(1)中无菌苗的获得、步骤(2)中继代培养,其特征在于:所述改良MS培养基含有成分为:
CaCl2·2H2O 441mg/L;MgSO4·7H2O 370mg/L;KNO3 2022mg/L;NH4NO3 1600mg/L;NaH2PO4312mg/L;Na2·EDTA 37.25mg/L;FeSO4·7H2O 27.8mg/L;KI 0.83mg/L;H3BO36.2mg/L;MnSO4·4H2O 16.9mg/L;ZnSO4·7H2O 11.5mg/L;Na2MoO4·2H2O 0.25mg/L;CuSO4·5H2O0.03mg/L;CoCl2·6H2O 0.03mg/L;肌醇100mg/L;烟酸0.5mg/L;盐酸吡哆酸0.5mg/L;盐酸硫胺素0.1mg/L;甘氨酸2mg/L。
3.根据权利要求1所述的一种白樱花组织培养和快速繁殖方法,其特征在于:所述步骤(1)中无菌苗的获得,首先放在暗培养5-7d后,再放到正常光照下培养。
4.根据权利要求1所述的一种白樱花组织培养和快速繁殖方法,其特征在于:所述步骤(1)无菌苗的获得培养基、步骤(2)无菌苗继代培养培养基、步骤(3)生根培养基所需的碳源均由白砂糖替换了蔗糖。
5.根据权利要求1所述的一种白樱花组织培养和快速繁殖方法,其特征在于:所述步骤(1)中、以改良MS为基本培养基,含有下列浓度的物质:0.1-0.3mg/L 6-BA、0.01-0.03mg/LNAA或IBA、0.5-1mg/LGA3。
6.根据权利要求1所述的一种白樱花组织培养和快速繁殖方法,其特征在于:所述步骤(2)中,以改良MS为基本培养基,含有下列浓度的物质:0.4-0.8mg/L 6-BA、0.01-0.05mg/L2-ip、0.01-0.1mg/LNAA或IBA。
7.根据权利要求1所述的一种白樱花组织培养和快速繁殖方法,其特征在于:所述步骤(1)无菌苗的获得培养基、步骤(2)无菌苗继代培养培养基、步骤(3)生根培养基配制好后均用蒸汽高压灭菌锅灭菌,121℃灭菌15min。
8.根据权利要求1所述的一种白樱花组织培养和快速繁殖方法,其特征在于:所述培养均在植物组培室采用日光灯照射进行光照培养,光照时间12-14h/d、光照强度2000-3000lx,温度26±2℃。
9.根据权利要求1所述的一种白樱花组织培养和快速繁殖方法,其特征在于:所述步骤(4)组培苗的炼苗和移栽:
白樱花组培苗的炼苗和移栽:将生根的试管苗移至常温环境中,在常温下炼苗4-7d后,用清水洗净试管苗的根部培养基,用1‰多菌灵浸泡2min,在缓慢流水下冲洗干净,用1‰高锰酸钾浸泡2-3min,移栽入分层基质中,营养杯下层2/3为体积比园土:珍珠岩:蛭石:草炭=2:2:2:1的混合基质,上层1/3为体积比珍珠岩:蛭石:草炭=1:1:1的混合基质,控制棚内湿度80-90%,温度22-30℃,培养3-4周,待新根及新叶发出后逐渐揭膜通风,获得白樱花的大棚生根苗。
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