CN108260531B

CN108260531B - 一种北美红杉茎段诱导植株再生的组培快繁方法

Info

Publication number: CN108260531B
Application number: CN201810272586.5A
Authority: CN
Inventors: 吴锦华; 杨兰芳; 张国禹; 黄桂云; 邱利文; 吴笛; 张海波; 马晓波; 胡梅香; 汪磊; 李翩翩; 张定军; 望雄英; 陈会员; 张俊
Original assignee: China Three Gorges Corp
Current assignee: China Three Gorges Corp
Priority date: 2018-03-29
Filing date: 2018-03-29
Publication date: 2020-10-23
Anticipated expiration: 2038-03-29
Also published as: CN108260531A

Abstract

本发明公开了一种北美红杉茎段诱导植株再生的组培快繁方法，属林木组培繁育技术领域。主要技术要点是以筛选的北美红杉优良植株为母本，选取当年生带芽茎段为外植体，诱导定芽萌发，然后用无菌苗诱导产生不定芽，再由不定芽诱导再生植株生根进行炼苗驯化、移栽上盆的繁殖方法。采用本发明提供的北美红杉快繁技术进行批量生产，方法简便，再生周期短，繁殖系数高，移栽成活率高，出苗整齐一致，便于养护管理，节约人力及土地资源，生产成本低，不受季节限制持续获得再生植株，可用于苗木产业化生产。

Description

一种北美红杉茎段诱导植株再生的组培快繁方法

技术领域

本发明涉一种北美红杉茎段诱导植株再生的组培快繁方法。

背景技术

北美红杉(学名：Sequoia sempervirens)是一种杉科北美红杉属常绿乔木，原产美国加利福尼亚州海岸。简称红杉，又名“世界爷”,为杉科单种属植物，也是世界上稀有的孑遗树种，是植物界的“活化石”。目前,该树种已被世界各地广泛引种。我国早在1972年，原美国总统尼克松访问中国时，将北美红杉赠送给中国，并繁殖于杭州植物园。目前，上海、南京、杭州等地都有引种栽培。

该树种具有生长快、速生持续期长、树形优美等优点，树龄可达4000-5000年，高可达110m以上，是世界著名的速生用材树种，也是庭园绿化的优良树种。且北美红杉引种后生态适应性良好，极具开发利用前景。然而，种源的短缺一直制约着北美红杉的推广应用，因此国内许多科研机构纷纷展开对它的繁殖培育研究。

目前，北美红杉的繁殖技术主要以播种、扦插育苗为主。但种子繁殖存在种子缺乏，发芽率低，仅为4.5％-11.9％，且实生苗遗传变异大；扦插繁殖则生根情况不稳定，生根率因采穗母株不同最低可达16％，最高可达100％，但普遍低于50％，且扦插苗株型不佳。导致北美红杉虽早已引种成功，但其种源还较少，种源问题一直颇受关注。植物组织培养无疑是众多植物解决种源问题的有效途径。国内外对红杉植株离体再生做过一些研究。

我国胡庆等(2003年)采用种子无菌繁殖的茎段为外植体，建立北美红杉的组织培养再生体系；董林娜等(2005年)以嫩枝为外植体建立了组培技术体系；陈芳等(2005年)以北美红杉优良无性系茎段为外植体开展组培快繁技术研究；姜运力等(2006年)采用萌蘖芽建立无菌培养体系，对北美红杉进行了批量生产试管苗和室外圃地移植等基础性研究工作；琚淑明等(2009年)以北美红杉幼嫩茎段为外植体开展无性繁殖研究；彭绿春等(2010年)以北美红杉嫩枝为外植体，通过植株再生与生根条件的研究，建立离体繁殖技术体系；周元超等(2010年)以嫩枝为外植体建立了组培技术体系。以上几项研究都是以获得繁殖体系为目的开展，在遗传性状稳定方面和组培苗健壮程度上没有进行系统的研究，对后期组培苗生根和移栽炼苗均有不同程度的影响。

发明内容

本发明的目的提供一种北美红杉茎段诱导植株再生的组培快繁方法，克服了现有组培快繁技术中的不足，通过筛选母株的优良性状，采用茎段诱导不定芽再生的方法，提供了一种培养简单，繁殖系数高，再生周期短，可持续获得优良健壮的再生植株，且移栽成活率高的方法，同时降低成本，可用于苗木产业化生产。

本发明采用这样的技术方案来实现：一种北美红杉茎段诱导植株再生的组培快繁方法，包括以下步骤：

1)筛选优良植株的无病虫害萌条，截取当年生萌条的第一个至第四个带芽幼嫩茎段，进行消毒；

2)将步骤1)得到的茎段切段，接种到启动培养基，在温度24±2℃、湿度60±2％、光照12-14h/d、光强1500-2000lx进行培养30-40天，诱导萌发；

3)将步骤2)中诱导萌发的而来的无菌材料接种到增殖培养基上，培养条件同步骤2)，培养20-30天；

4)将步骤3)中生长健壮的单芽切下，接种到生根培养基中，进行生根培养20-30d，培养条件同步骤2)，再进行炼苗，最后移栽上盆。

进一步地，所述优良植株的选取，需提前对北美红杉进行物候期观察，记载其萌芽期、生长周期、树形、病虫害参数，然后筛选出优良植株。

进一步地，步骤2)中茎段切成1.5-2.0cm长的段状。

所述启动培养基为DCR+6-BA0.2-1.0mg/L+NAA0.01-0.1mg/L+AC0.5-1.0g/L+蔗糖30g/L+琼脂粉4.5g/L。

进一步地，步骤3)中增殖培养基为DCR+6-BA0.5-2.0mg/L+NAA0.1-0.5mg/L+KT0.1-0.5mg/L+PVP100-200mg/L+蔗糖30g/L+琼脂粉4.5g/L。

进一步地，所述步骤4)中生根培养基为1/4DCR+IBA0.5-1.0mg/L+NAA0.5-1.0g/L+PVP100-200mg/L+蔗糖20g/L+琼脂粉4.5g/L。

进一步地，步骤4)中，炼苗时间为5-7天，移栽前打开瓶盖驯化5～7d，再取出无菌苗，清洗植株根部附着的培养基，最后进行移栽上盆。

进一步地，移栽上盆时的基质为泥炭土：珍珠岩：蛭石＝2：1：1，移栽后用多菌灵1000倍液将基质浇透水，放于PVC温室大棚进行养护管理。

本发明具有以下有益效果：

1、北美红杉茎段诱导植株再生组培快繁实用技术方法简便，从外植体筛选到诱导植株再生，是最快最直接最有效的途径，移栽炼苗整个培养周期打破现有的组培繁殖方式，在保持植株优良性状的同时，缩短培养周期，提高了繁殖系数，减少了组培实验过程中过多的人力和物力的消耗，从根本上提高了工作效率，节约了生产成本，并能达到工厂化育苗的目的。

2、北美红杉茎段再生植株，移栽炼苗成活率高，植株适应自然环境的能力强，移栽炼苗后生长迅速，植株健壮；使用的增殖培养基在增殖培养中，出苗率高、出苗质量好、繁殖系数稳定；在增殖培养过程中，没有出现枯顶现象；在壮苗生根环节取得良好进展，生根培养中基部愈伤没有出现枯顶、枯黄现象，易生根。

附图说明

图1是北美红杉茎段诱导萌发的图片。

图2是北美红杉增殖培养的图片。

图3是北美红杉壮苗生根培养的图片。

图4是北美红杉炼苗移栽前的图片。

图5是北美红杉炼苗移栽后的图片。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做更详细的描述。

1.1外植体的选择对长江珍稀植物研究所引种的北美红杉进行为期两年的物候期观察，详细记载其萌芽期、生长周期、树形、病虫害等，根据上述参数进行比较，以筛选出最优植株。

如在三峡地区具体表现为夏季7-8月份能经受室外35-40℃以上高温，2017年冬季气温低至-7℃未采取任何防冻措施未发生冻害现象；生长速度快、植株健壮、枝叶茂盛，无病虫机械损伤；再生能力强、遗传稳定性好、容易灭菌。

1.2茎段诱导萌发取经过筛选的优良植株无病虫害萌条，截取当年生萌条的第一个至第四个带芽幼嫩茎段为实验材料，切段进行常规消毒。将消毒茎段切成1.5-2.0cm长，接种到启动培养基DCR+6-BA0.2-1.0mg/L+NAA0.01-0.1mg/L+AC0.5-1.0g/L+蔗糖30g/L+琼脂粉4.5g/L，置于环境条件为温度24±2℃、湿度60±2％、光照12-14h/d、光强1500-2000lx的恒温恒湿培养室内，培养15-20d后从腋芽处开始有定芽萌动，培养30-40d后其诱导率达100％，叶色嫩绿，生长健壮(图1)。

1.3增殖培养将茎段诱导而来的无菌材料接种到增殖培养基上培养，增殖培养基为DCR+6-BA0.5-2.0mg/L+NAA0.1-0.5mg/L+KT0.1-0.5mg/L+PVP100-200mg/L+蔗糖30g/L+琼脂粉4.5g/L，培养条件同上。接种7d后基部先是略有膨大，呈黄绿色，随后形成团块状愈伤组织，2周左右，开始从基部分化出新芽，20-30d增殖系数为7-10,且株高均在5cm以上，植株健壮(图2)。

1.4壮苗生根培养将生长健壮的单芽切下，接种到生根培养基中培养，生根培养基为1/4DCR+IBA0.5-1.0mg/L+NAA0.5-1.0g/L+PVP100-200mg/L+蔗糖20g/L+琼脂粉4.5g/L，培养条件同上。培养20-30d后，有不定根产生(图3)，从而形成完整的植株。

1.5炼苗移栽将健壮的生根苗移到培养室外，在自然散射光条件下炼苗5～7d，然后在移栽前打开瓶盖驯化5～7d，再取出无菌苗，清洗植株根部附着的培养基，最后进行移栽上盆(图4和图5)，移栽基质为泥炭土：珍珠岩：蛭石＝2：1:1。移栽后用多菌灵1000倍液将基质浇透水，放于PVC温室大棚进行养护管理。

关于增殖培养基的筛选，如下表1所示。

表1北美红杉增殖培养基筛选(培养30d统计)

从表1数据可已以看出,DCR基本培养基适合于北美红杉增殖,其中所含的营养元素种类和数量的改变将直接影响北美红杉萌蘖芽的增殖,增殖率达到8.10，丛生芽粗壮、生长快、颜色深绿色。最后选择增殖培养基为DCR+6-BA0.5-2.0mg/L+NAA0.1-0.5mg/L+KT0.1-0.5mg/L+PVP100-200mg/L+蔗糖30g/L+琼脂粉4.5g/L为最好，且调节激素范围能控制丛生芽数量及质量。

关于生根培养基的筛选，如下表2所示。

表2北美红杉生根诱导培养基筛选(培养30天统计)

从表2数据可已以看出,1/4DCR基本培养基适合于北美红杉生根培养,有多数个体生根，每个个体生根数在2条根左右；最后确定生根培养基为：

1/4DCR+IBA0.5-1.0mg/L+NAA0.5-1.0g/L+PVP100-200mg/L+蔗糖20g/L+琼脂粉4.5g/L。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种北美红杉茎段诱导植株再生的组培快繁方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）筛选优良植株的无病虫害萌条，截取当年生萌条的第一个至第四个带芽幼嫩茎段，进行消毒；优良植株的选取，需提前对北美红杉进行物候期观察，记载其萌芽期、生长周期、树形、病虫害参数，然后筛选出优良植株；

2）将步骤1）得到的茎段切段，接种到启动培养基，在温度24±2℃、湿度60±2%、光照12-14h/d、光强1500-2000lx进行培养30-40天，诱导萌发；所述启动培养基为DCR +6-BA0.2-1.0mg/L+NAA0.01-0.1mg/L+AC0.5-1.0g/L+蔗糖30g/L+琼脂粉4.5g/L；

3）将步骤2）中诱导萌发而来的无菌材料接种到增殖培养基上，培养条件同步骤2），培养20-30天；增殖培养基为DCR +6-BA0.5-2.0mg/L+NAA0.1-0.5mg/L+ KT0.1-0.5mg/L+PVP100-200mg/L+蔗糖30g/L+琼脂粉4.5g/L；

4）将步骤3）中生长健壮的单芽切下，接种到生根培养基中，进行生根培养20-30d，培养条件同步骤2），再进行炼苗，最后移栽上盆；所述生根培养基为1/4DCR +IBA0.5-1.0mg/L +NAA0.5-1.0g/L+PVP100-200mg/L+蔗糖20g/L+琼脂粉4.5g/L；移栽上盆时的基质为泥炭土：珍珠岩：蛭石=2：1:1，移栽后用多菌灵1000倍液将基质浇透水，放于PVC温室大棚进行养护管理。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤2）中茎段切成1.5-2.0cm长的段状。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤4）中，炼苗时间为5-7天，移栽前打开瓶盖驯化5～7d，再取出无菌苗，清洗植株根部附着的培养基，最后进行移栽上盆。