CN107278851B

CN107278851B - 毛竹实生苗的培育方法

Info

Publication number: CN107278851B
Application number: CN201710525170.5A
Authority: CN
Inventors: 邹娜; 黄玲; 施卫明; 林庆良; 江思琪; 喻苏琴; 涂淑萍
Original assignee: Jiangxi Agricultural University
Current assignee: Jiangxi Agricultural University
Priority date: 2017-06-30
Filing date: 2017-06-30
Publication date: 2020-03-27
Anticipated expiration: 2037-06-30
Also published as: CN107278851A

Abstract

本发明涉及一种毛竹实生苗的培育方法，包括种子的浸种催芽、去皮与消毒、播种、幼苗无菌水培培养。本发明的毛竹实生苗的培育方法，可用于工厂化毛竹实生苗的生产，不受季节限制进行播种、萌发；以毛竹实生苗幼苗水培作为培养手段，能够实时观察根系的生长情况，结合同位素标记等技术，可用于构建根系矿质元素的吸收转移、缺素或重金属胁迫等的技术平台。本发明的毛竹实生苗的培育方法，解决了毛竹种子使用现有技术发芽率不高及污染严重，影响种子进一步萌发成苗，以及营养液水培过程中病菌快速繁殖而侵染植物，甚至长出绿藻的难题。在蛭石中播种萌发率可达60％以上，萌发及水培过程中污染率为0，且无藻类生长；操作简单，实用性强、推广性好。

Description

毛竹实生苗的培育方法

技术领域

本发明涉及一种竹子植物的培育方法，具体涉及毛竹实生苗的培育方法，属植物栽培技术领域。

背景技术

中国竹类资源丰富，栽培利用历史悠久。英国著名学者李约瑟在《中国科学技术史》中指出，东亚文明过去被称作“竹子文明”，中国则被称为“竹子文明的国度”。我国有竹类植物39个属570种，属数和种数分别占世界总数的36％和48％。竹林面积约500万hm²，约占全国森林总面积的4％，占全球竹林面积的25％。竹产业涉及家具、建筑、建材等多个领域，竹产品形成100多个系列，数千个品种，与花卉业、森林旅游业、森林食品业一起，成为中国林业发展中的四大朝阳产业。在环境保护压力越来越大、森林资源不足、木材供应愈来愈紧张的现在和将来，竹子将扮演越来越重要的可再生资源的角色。毛竹(Phyllostachysheterocycla(Carr.)Mitford cv.Pubescens)，隶属禾本科、刚竹属，它生长快，产量高、适应性强、材质好、用途广，是我国面积最大、分布最广、经济价值最高的竹种之一。其中毛竹分布区主要在长江以南、南岭以北，以湖南、安徽、福建、江西、浙江等省份的分布面积最大。毛竹的开花周期长且难以预测，终身开花一次并在种子发育成熟后死亡，一旦毛竹成片开花，就会造成大面积的竹林死亡。竹子由于其自身的生物学特性，长期以来，人们一直沿用埋鞭等无性繁殖的方式发展竹林，通过无性繁殖可以将选出的优良无性系进行扩大繁殖，获得最大的遗传增益。但挖苗、种植都费工费力，而且消耗竹材，成本高、效率低，严重地制约了毛竹林面积的快速发展和产业发展。毛竹种子育苗具有投资少，成本低，起运栽植方便，造林成活率高等优点，而且造林成本远低于母竹造林，为开花竹林的更新及引种提供了新的途径和技术。

毛竹种子无休眠,成熟后即能发芽,可随采随播。目前室内播种多采用滤纸法使种子萌发。但毛竹种子具有内生真菌，在实验条件下，毛竹种子滤纸发芽率不高；并且在滤纸上发芽时，霉菌容易扩散，而霉菌感染种子后，会影响种子进一步萌发成苗，使得毛竹实生苗培育的研究和应用受到了很大的限制。研究发现，切去种子大部分胚乳，可减少或消除污染所造成的影响，但仅保留少量种子胚乳所萌发的幼苗，长势普遍较弱。另外，将毛竹种子在培养基中发芽时，发芽率可达到80％，显著高于滤纸上的发芽率，但需要相应的设备，技术上要求比较高。水培是无土栽培的主要形式之一，作为一种重要的研究手段，因它可以人为控制营养液中的盐分、养分、溶解氧、酸碱度和温度等，在蔬菜、花卉栽培中得到了广泛的应用。并且作为一种培养手段，可以观察根系的生长情况，结合同位素标记等技术进行根系矿质元素的吸收转移、缺素或重金属胁迫等的技术平台等。但水培的技术上要求比较高，在营养液循环的设施中和高温高湿的环境条件下病菌更易快速繁殖而侵染植物，甚至长出绿藻，成为试验时一大难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种毛竹实生苗的培育方法。通过播前预处理及播种方式的选择，并对水培体系中水质和通气的调控，提供一种毛竹实生苗培育方法。

本发明的目的是通过以下方法实现的：

本发明的毛竹实生苗的培育方法，其特征在于培育步骤如下：

(1)种子浸种催芽、去皮与消毒：取毛竹种子先在温水中浸泡，去掉颖果果皮，然后用酒精表面消毒，再用NaClO溶液灭菌，无菌水冲洗3～5次，得消毒后的毛竹种子；

(2)毛竹种子播种及幼苗生长：取步骤(1)消毒后的毛竹种子，播种在装有蛭石的育种盆中；在培养温度为18～28℃，光照强度为2000～3000lx，光照时间为12～16h/d的条件下，种子萌发生长30d，育成毛竹实生苗幼苗；

(3)无菌水培培养：取步骤(2)的毛竹实生苗幼苗，用自来水将根部冲洗干净，切除部分根系，转入装有超纯水并通入过滤气体的容器中，进行超纯水培养；每隔1d更换一次超纯水；待毛竹实生苗幼苗长出新根后，转入营养液水培；先后用1/4、1/2浓度的营养液各培养4d，然后用全营养液水培；并用0.1M NaOH或0.1M HCl调节营养液的pH值为3.8～4.0；每隔1d更换一次营养液，培养条件为：光照16h/d，光照强度2000～3000lx，湿度70％；环境温度：白天25±1℃，晚上18±1℃；使用全营养液培养不少于7d，最后育成毛竹实生苗；所述水培营养液中各种成份及用量如表1所示。

表1水培营养液成分及用量

步骤(1)中所述浸种催芽：取毛竹种子在40℃温水中浸泡过夜；所述消毒：用体积比为75％的酒精表面消毒30s，再用质量浓度为5％～20％的NaClO溶液振荡灭菌10～30min。

步骤(2)中所述育种盆的规格为内径15cm，高13cm，每盆播种30粒种子。

步骤(3)中所述切除部分根系，指切除1/2根系。

在本发明的毛竹种子萌发过程中，我们分别进行了浸泡催芽、去皮、消毒和不同播种方式处理，对种子发芽和污染影响的对比试验，播种后28d统计发芽率和污染率，结果如表2所示，不同处理方法及播种方式对毛竹种子正常萌发有显著影响。其中，对照条件下(不处理，直接播入蛭石)，毛竹种子发芽率为21.95％；经40℃温水浸泡催芽、去皮、并经体积比为75％酒精和质量浓度为20％NaClO消毒20min，播入蛭石中发芽率最高，达51.48％，且在发芽过程中没有污染；而带皮消毒后播入餐盒及滤纸中的这两个处理，不仅发芽率低，而且污染现象严重。

播种前浸泡催芽及消毒灭菌(处理3)可使发芽率与对照相比提高53.12％，而播前浸泡催芽、去皮并消毒灭菌(处理4)可使发芽率与对照相比提高134.53％，并且都与处理1间的差异达到显著水平。处理3、5和6间的毛竹种子发芽率和污染率差异都达到了显著水平，说明播种方式(不同播种基质)也是影响毛竹种子发芽的重要因素。

表2不同前处理方法对毛竹种子萌发的影响

表中所用蛭石在使用前进行太阳暴晒消毒、装入花盆在使用前充分浸泡至少2天并换水3-5次，每盆播种30粒种子；内径Φ10.5cm培养皿连同滤纸在使用前进行高压灭菌，播种时使用灭菌水浸湿并保证整个发芽期间滤纸湿润，每个培养皿播种30粒种子；所用脱脂棉和纱布在使用前高压灭菌，铺在经紫外线照射灭菌的发芽盒(21cm×15cm×5.5cm)底部，并保证播种时及整个发芽期间湿润，每盒播种80粒种子。以上每处理至少播种300粒种子(n≥300)，表中数值为平均值±SE。表中采用字母标记方法来表示多重比较结果，按照统计分析平均数多重比较标记字母法规定，用小写拉丁字母a、b、c、d、e......表示差异显著水平α＝0.05。先将各处理平均数由大到小排列，最大平均数后标记a，并将该平均数与以下各平均数相比，差异显著的依次标记b。依次类推，不显著的标记同一字母。两平均数之间凡有相同字母的即为差异不显著，否则为差异显著。

本发明的毛竹实生苗的培育方法，在毛竹种子萌发过程中，我们进一步做了不同浓度NaClO和消毒时间及播种方式对毛竹种子发芽率影响的对比试验，将浸种催芽、去皮与消毒后的毛竹种子播种在不同基质中，第28d统计发芽率，结果如表3所示：不同播种基质对毛竹种子发芽率的影响整体以蛭石>滤纸>脱脂棉+纱布，但在同一播种方法的各处理间，毛竹种子发芽率差异不大。

表3不同消毒处理及播种方式对毛竹种子发芽的影响

方差分析结果如表4所示，不同NaClO消毒处理(p＝0.422＞0.05),表明不同浓度及消毒时间的NaClO处理对毛竹种子发芽率在a＝0.05水平上没有显著差异，而不同播种方式(p＝0.000＜0.01)，说明不同播种基质对毛竹种子发芽在a＝0.01水平上有显著差异。

表4消毒处理及播种方法对毛竹种子发芽率影响的方差分析

在最佳的毛竹种子萌发条件下：毛竹种子在40℃温水中浸泡过夜，去皮，用75％酒精浸泡30s后用去离子水冲洗3-5遍，接下来用质量浓度10％NaClO浸泡消毒20min，播入蛭石萌发成苗的基础上，研究不同水气处理对毛竹幼苗水培的影响。在本发明中，不同水气处理对毛竹实生苗幼苗无菌水培体系污染情况有显著影响，结果如表5所示。其中，毛竹在超纯水中培养且通氧加滤盘滤嘴过滤处理中的幼苗生长状况最佳，在水培过程中，通气管、水面、盆底均无污染，根部污染率仅10％。自来水体系中，通气管、水面、盆底、根部污染率显著高于超纯水和无菌水体系，在不通氧的自来水水质处理(1)中，培养过程中发现在水面上有油渍状污染，并且根部污染率高达95％，显著高于其他处理；而在通氧处理(2)中，污染主要发生在通气管口及管壁，水面污染率显著下降，幼苗根部污染率为0,由此推断自来水中含有的杂菌，在氧气含量高的地方快速繁殖生长，不利于毛竹实生苗幼苗无菌水培。处理3、4和8的结果表明，通过改善水质，水培培养体系(通气管、水面和盆底)的污染可以得到彻底解决，并且使用超纯水或无菌水差异不大。无论是在超纯水处理(3、4)中，还是无菌水处理(5-8)中，双层过滤所通入的空气，与不过滤或单层过滤空气的处理相比，可以明显改善培养无菌环境或减少根部污染率(处理4、8)。

表5不同水气处理对毛竹无菌水培体系污染的影响

表5中所用氧气泵为赛尔S-40B气泵，排气功率40-50W，每分钟排气量40-48L，排气管通过接入气排气流分配器可分管8孔，接入8个通气管分管；过滤盘为0.45μm聚四氟乙烯疏水膜过滤器，与氧气泵排气软管连接；过滤嘴为高分子滤芯式空气过滤器，接在内径6mm的通气管分管使用。每处理4个重复，每个重复5株苗。

在上述研究基础上，我们进一步探究了不同水质及通气处理对毛竹实生苗幼苗水培污染和生长的影响。由表6可以看出，毛竹实生苗幼苗无论在通氧或者不通氧的自来水中培养均存在污染(处理2、5)，而超纯水或无菌水处理中的污染率均为零，并且与自来水处理中的差异达到显著水平。各处理中不通氧处理地上部分和地下部分干重及鲜重均高于通氧处理，除了在自来水不通氧处理中的根系鲜重和干重显著高于通氧处理中的幼苗外，在其他水质(超纯水和无菌水)，通氧与否对幼苗地上地下生长没有明显影响，并且在同一水质条件下，不同处理(通氧或不通氧)间地上、地下干鲜重无显著性差异。由此说明，水质对毛竹无菌水培体系起重要作用，超纯水或无菌水作为毛竹水培用水较好，而自来水不适合做水培用水。

表6不同水质及通气处理对毛竹水培污染和幼苗生长的影响

本发明的优点及有益效果：本发明的毛竹实生苗的培育方法，具有如下有益效果：

1.本发明的毛竹种子萌发方法，解决了毛竹种子滤纸发芽率不高；并且在滤纸上发芽时，污染现象严重，霉菌感染后会影响种子进一步萌发成苗的问题，使毛竹实生苗培育的研究和应用不再因种子萌发问题而受限制。

2.本发明的毛竹实生苗幼苗无菌水培方法，解决了营养液水培过程中病菌快速繁殖而侵染植物，甚至长出绿藻这一试验难题。

3.本发明的毛竹种子萌发率可达60％以上，萌发及水培过程中污染率为0，且无藻类生长。

4.本发明毛竹实生苗的培育方法，由于不受季节限制，在适宜的条件下随时可以进行培育和生产，因而可作为一种重要的研究手段，观察根系的生长情况，并可用于工厂化生产。

5.本发明毛竹实生苗的培育方法，操作简单，实用性强、推广性好。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的阐述。

实施例一、一种毛竹实生苗的培育方法，包括以下步骤：

1.种子浸种催芽、去皮与消毒：取毛竹种子在40℃温水中浸泡过夜，去掉颖果果皮，用体积比为75％的酒精表面消毒30s，再用质量浓度为10％的NaClO溶液振荡灭菌20min，无菌水冲洗3～5次，得消毒后的毛竹种子。

2.毛竹种子播种及幼苗生长：取步骤1消毒后的毛竹种子，播种在装有蛭石的塑料育种盆(规格为直径15cm，高13cm)中，每盆播种30粒种子。在培养温度为18～28℃，光照强度为2000～3000lx，光照时间为12～16h/d的条件下，种子萌发生长30d，育成毛竹实生苗幼苗；

3.无菌水培培养：取步骤2的毛竹实生苗幼苗，用自来水将根部冲洗干净,切除1/2根系，转入超纯水并通入过滤气体的容器中进行水培培养。每隔1d更换一次水，实验用水均为超纯水。待毛竹实生苗幼苗长出新根后，转入水培营养液，先后用1/4、1/2浓度的营养液各培养4d，然后用全营养液水培；并用0.1M NaOH或0.1M HCl调节营养液的pH值为3.8～4.0；每隔1d更换一次营养液，培养条件为：光照16h/d，光照强度2000～3000lx，湿度70％；环境温度：白天25±1℃，晚上18±1℃；使用全营养液培养不少于7d，最后育成毛竹水培苗。

按实施例一的毛竹实生苗培育方法，播种28d后萌芽率达60％以上，萌发及水培过程中污染率为0且无藻类生长，可用于毛竹实生苗研究的技术平台及工厂化毛竹实生苗的生产和培育。

实施例二一种毛竹实生苗的培育方法，包括以下步骤：

1.种子浸种催芽、去皮与消毒：毛竹种子在40℃温水中浸泡过夜，去掉颖果果皮，用体积比为75％的酒精表面消毒30s，再用质量浓度为5％的NaClO溶液振荡灭菌20min，无菌水冲洗3～5次，得消毒后的毛竹种子；

2.毛竹种子播种及幼苗生长：取步骤1消毒后的毛竹种子，播种在装有蛭石的塑料育种盆(规格为直径15cm，高13cm)中，每盆播种30粒种子；在培养温度为18～28℃，光照强度为2000～3000lx，光照时间为12～16h/d的条件下，种子萌发生长30d，育成毛竹实生苗幼苗；

3.无菌水培培养：取步骤2的毛竹幼苗，用自来水将根部冲洗干净,切除1/2根系，转入装灭菌水的容器中进行水培培养。每隔1d更换一次水，实验用水均为灭菌水。待毛竹实生苗幼苗长出新根后，转入水培营养液，用0.1M NaOH或0.1M HCl调节营养液的pH值为3.8～4.0；先后用1/4、1/2浓度的营养液各培养4d，然后用全营养液水培；每隔1d更换一次营养液，培养条件为：光照16h/d，光照强度2000～3000lx，湿度70％；环境温度：白天25±1℃，晚上18±1℃；使用全营养液培养不少于7d，最后育成毛竹实生苗。

按实施例二的毛竹实生苗培育方法，播种28d后萌芽率达55.56％，萌发及水培过程中污染率为0且无藻类生长，可用于毛竹实生苗研究的技术平台及工厂化毛竹实生苗的生产和培育。

Claims

1.一种毛竹实生苗的培育方法，其特征在于培育步骤如下：

(3)无菌水培培养：取步骤(2)的毛竹实生苗幼苗，用自来水将根部冲洗干净，切除部分根系，转入装有超纯水并通入过滤气体的容器中，进行超纯水培养；每隔1d更换一次超纯水；待毛竹实生苗幼苗长出新根后，转入营养液水培；先后用1/4、1/2浓度的营养液各培养4d，然后用全营养液水培；并用0.1M NaOH或0.1M HCl调节营养液的pH值为3.8～4.0；每隔1d更换一次营养液，培养条件为：光照16h/d，光照强度2000～3000lx，湿度70％；环境温度：白天25±1℃，晚上18±1℃；使用全营养液培养不少于7d，最后育成毛竹实生苗；所述水培营养液中各种成份及用量如下：

2.根据权利要求1所述的一种毛竹实生苗的培育方法，其特征在于步骤(1)中所述浸种催芽：取毛竹种子在40℃温水中浸泡过夜；所述消毒：用体积比为75％的酒精表面消毒30s，用质量浓度为5％～20％的NaClO溶液振荡灭菌10～30min。

3.根据权利要求1所述的一种毛竹实生苗的培育方法，其特征在于步骤(2)中所述育种盆的规格为内径15cm，高13cm，每盆播种30粒种子。

4.根据权利要求1所述的一种毛竹实生苗的培育方法，其特征在于步骤(3)中所述切除部分根系，指切除1/2根系。