CN111374056A - 一种培养粗壮四倍体泡桐苗的增殖培养基配方及应用 - Google Patents

一种培养粗壮四倍体泡桐苗的增殖培养基配方及应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种培养粗壮四倍体泡桐苗的增殖培养基配方及应用。它由MS培养基添加0.05‑3.0mg/L吲哚乙酸、0.5‑7.0mg/L 6‑苄氨基腺嘌呤、0.05‑3.0mg/L激动素、0.05‑3.0mg/L萘乙酸、50‑500mg/L磷酸氢二铵、4.0‑6.0g/L琼脂、30‑40g/L蔗糖组成。该配方可显著促进四倍体泡桐再生出的不定芽粗壮优质，扩增系数3‑9，更易于生根，提高移栽炼苗成活率，为四倍体泡桐优良品系工厂化生产提供技术支撑，解决四倍体泡桐优良品系种苗严重供不应求问题。

Description

一种培养粗壮四倍体泡桐苗的增殖培养基配方及应用
技术领域
本发明涉及一种培养粗壮四倍体泡桐苗的增殖培养基配方及应用，尤其适应于工厂化育苗后期的继代扩繁，属于生物技术领域。
背景技术
泡桐Paulownia为玄参科泡桐属植物，原产我国，没有飞絮、树体美观，栽培历史悠久，自然分布在我国25个省、市、自治区，是我国重要的速生用材和园林绿化乡土树种。泡桐的叶、花、果和树皮可入药，泡桐的叶、花可作饲料。泡桐的木材优质高档，耐腐蚀，耐酸碱，耐磨损，易加工，易雕刻，纤维长，颜色浅，易染色，纹理细腻，色泽自然，图案美观，结构均匀，导音性好，不易劈裂，不易变形，不易燃烧，不易虫蛀，不易变形，不易燃烧，深受国内外消费者的喜爱。适合制作乐器、航空、舰船模型、胶合板、救生器械、玩具、礼盒等，也可用于建筑、家具、人造板、造纸、包装箱等。
据调查，全国泡桐资源大约为5亿株，其中河南省有1亿株左右(常德龙，2016)，年产泡桐木材500多万m3。由于泡桐速生，适应性强，经济价值高，已经被亚洲、欧洲、非洲、北美洲、南美洲和大洋洲多个国家引种或种植。日本大概有泡桐1亿株，年产100多万m3泡桐木；澳大利亚有泡桐近1亿株；北美洲的美国约有7 000万株，年产泡桐木材近100万m3；南美洲的巴西、巴拉圭、乌拉圭等国家约有3亿株，年产桐木300多万m3(常德龙，2016)。
四倍体泡桐(Tetraploid Paulownia)是将二倍体泡桐染色体数目加倍培育而成。自2006 年以来，河南农业大学利用秋水仙素相继成功诱导培育出毛泡桐、兰考泡桐、白花泡桐、南方泡桐、豫杂一号、9501、楸叶泡桐和中国台湾泡桐同源四倍体植株(曹艳春，2006；魏真真， 2008；范国强，2009；范国强，2010；赵振利，2011；王杨，2014)。这些四倍体泡桐与二倍体泡桐相比，具有生长更快、材质更优良、抗逆性增强、自然接杆率高、丛枝病显著降低等优良特性。在泰安市东疏镇潘茂村年初埋下10厘米长的四倍体泡桐种根，年底测量平均树高5米，平均胸径5厘米，最大树高可达8米，最大胸径8厘米粗，被称为“速生树种中的速生代表”，当年生苗每棵可以卖到30元左右，被老百姓亲切的称为“摇钱树，”得到了广大林农的喜爱。
我国为全球第二大木材消费国和第一大木材进口国，木材对外依存度已超过50％，木材供给安全已经成为国家亟待解决的重大战略问题。四倍体泡桐作为当前我国最速生的用材树种新品种，恰好可以担负起时代赋予的满足国家木材供给的重大使命，将为缓解我国木材紧缺状况、推动农村产业结构调整、促进国民经济发展将起到重大作用。
然而自2006年四倍体泡桐问世以来，生产上一直以种根作为繁殖材料。种根最好选择1 年生苗木修剪下来的根(郭胜华，2019)。由于种根的繁殖材料有限，导致四倍体泡桐种苗出现严重的供不应求。采用组织培养育苗不仅可以不受到地理环境和季节的限制，达到快速、高效的规模化繁育苗木，而且还可以起到脱毒的功效，从根本上降低四倍体泡桐丛枝病发病率。曹艳春(2006)以四倍体毛泡桐、四倍体兰考泡桐和四倍体白花泡桐无菌苗的叶片为试验材料，建立了三种四倍体泡桐体外再生体系。愈伤组织诱导的最佳培养基分别是MS+0. 3mg/L NAA+14.0mg/L BA、MS+0.3mg/L NAA+8.0mg/L BA、MS+0.1mg/L NAA+10.0mg/L BA，芽诱导的最佳培养基分别是MS+0.9mg/L NAA+16.0mg/L BA、MS+0.7mg/L NAA+14.0mg/L BA、MS+0.1mg/L NAA+12.0mg/L BA。魏真真(2008)以MS培养基上生长的四倍体豫杂一号和四倍体南方泡桐的叶片、叶柄和茎段为外植体，进行愈伤组织诱导，培养20天后，确定了不同外植体愈伤组织诱导的最适培养基。然后将叶片在其最适培养基上诱导出的愈伤组织切成约1.0cm3小块，进行不定芽诱导，培养20天后，确定芽诱导最适培养基。考虑到愈伤组织形态、质地及芽诱导能力等因素，认为叶片是四倍体豫杂一号泡桐和四倍体南方泡桐愈伤组织诱导的最适外植体，MS+0.5mg/L NAA+16.0mg/L BA和MS+0.3 mg/L NAA+12.0mg/L BA分别为其愈伤组织诱导的最适培养基。MS+0.5mg/L NAA+16.0 mg/L BA和MS+0.3mg/L NAA+12.0mg/L BA分别为其愈伤组织芽诱导的最适培养基。赵振利(2011)结果表明，泡桐9501叶片为最佳外植体，其愈伤组织、芽和根诱导的最适培养分别为MS+0.7mg/LNAA+6.0mg/L BA和MS+0.7mg/L NAA+8.0mg/L BA。王杨(2014) 以四倍体楸叶泡桐和中国台湾泡桐的叶片和叶柄为外植体，进行了最佳外植体的筛选，以及在此基础上的最适增殖和生根培养基筛选。研究结果认为四倍体楸叶泡桐和四倍体中国台湾泡桐的最佳外植体均为叶片，两种泡桐叶片愈伤组织诱导的最适培养基分别为MS+0.3mg/L NAA+14.0mg/L BA和MS+0.1mg/LNAA+14.0mg/L BA，芽诱导的最适培养基分别为 MS+0.3mg/L NAA+16.0mg/L BA和MS+0.3mg/L NAA+16.0mg/L BA。
本实验室曾研制出四倍体泡桐高效增殖配方，增殖系数最高可以达到30-40，能在几个培养周期迅速提高组培扩繁的基数，特别适合工厂化育苗早期的继代扩繁培养，能够有效缩短培育周期，提高育苗效率。然而由于扩繁系数太高，诱导出的丛生芽太多，往往大部分不定芽长势较细弱，如果下一个培养周期不及时调整配方，这些细弱的再生苗转接到生根培养基后，长势会较弱，导致降低移栽炼苗成活率。所以工厂化育苗后期的继代扩繁培养，应该适当降低扩繁系数，提高继代苗的粗壮度，提高炼苗成活率。因此非常有必要再研发培养粗壮四倍体泡桐苗的增殖培养基配方，以确保组培出优质健壮的四倍体泡桐优良品系，解决四倍体泡桐种苗严重供不应求问题，这对于缓解我国木材供求矛盾、改善生态环境和提高人民生活水平等具有重要的生态、经济和社会意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题为：为四倍体泡桐工厂化育苗后期的继代扩繁提供一种培养粗壮苗的增殖培养基配方，以确保组培出优质健壮的四倍体泡桐优良品系，提高移栽炼苗成活率。
本发明的技术方案为：培养粗壮四倍体泡桐苗的增殖培养基，它由MS培养基添加0.05-3.0mg/L吲哚乙酸(IAA)、0.5-7.0mg/L 6-苄氨基腺嘌呤(6-BA)、0.05-3.0mg/L激动素(KT)、0.05-3.0mg/L萘乙酸(NAA)、50-500mg/L磷酸氢二铵、4.0-6.0g/L琼脂、30-40 g/L蔗糖组成。
上述所述的增殖培养基在四倍体泡桐组培上的应用。
培养粗壮四倍体泡桐组培苗的方法，无菌苗剪成带芽茎段，转接于培养粗壮四倍体泡桐苗的增殖培养基上，所述培养粗壮四倍体泡桐苗的增殖培养基由MS培养基添加0.05-3.0 mg/L吲哚乙酸(IAA)、0.5-7.0mg/L 6-苄氨基腺嘌呤(6-BA)、0.05-3.0mg/L激动素(KT)、 0.05-3.0mg/L萘乙酸(NAA)、50-500mg/L磷酸氢二铵、4.0-6.0g/L琼脂、30-40g/L蔗糖组成，培养条件为昼温度25℃，夜温度18℃，光照强度2500Lx，光照时间13h/d，20天后诱导形成粗壮的不定芽。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
联合使用多种植物生长调节剂，有效促进四倍体泡桐扩繁增殖。配方中还添加磷酸氢二铵，促进四倍体泡桐再生出的不定芽粗壮优质，更益于下一步生根炼苗成活。由于氮是构成蛋白质的主要成分，对茎叶的生长有重要作用，磷在植物体内参与光合作用、呼吸作用、能量储存和传递、细胞分裂、细胞增大和其他一些过程，能促进早期根系的形成和生长，提高植物适应外界环境条件的能力，所以能够提高移栽炼苗成活率。20天后诱导形成粗壮的不定芽，增殖倍数3-9倍。为四倍体泡桐优良品系工厂化生产提供技术支撑，解决四倍体泡桐优良品系种苗严重供不应求问题。
附图说明
图1实施例1培养20天后再生出优质粗壮的不定芽。
图2实施例2培养20天后再生出优质粗壮的不定芽。
图3实施例3培养20天后再生出优质粗壮的不定芽。
图4不同浓度激素诱导培养20天后再生出优质粗壮的不定芽。
图5在培养粗壮四倍体泡桐增殖培养基上培养20天，生根培养14天，移栽炼苗前照片。
图6在培养粗壮四倍体泡桐增殖培养基上培养20天，生根培养14天，移栽炼苗时照片。
图7在培养粗壮四倍体泡桐增殖培养基上培养20天，生根培养14天，炼苗14天单株照片。
图8在培养粗壮四倍体泡桐增殖培养基上培养20天，生根培养14天，炼苗14天照片。
具体实施方式
下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为从商业渠道购买得到的。
实施例1
将无菌苗剪成2cm左右长带芽茎段，转接于培养粗壮四倍体泡桐苗的增殖培养基上 MS+IAA 0.05mg/L+6-BA 0.5mg/L+KT 0.05mg/L+NAA 0.05mg/L+(NH4)2HPO4 50mg/L +琼脂4.5g/L+蔗糖30g/L(pH值5.8)，培养条件为昼温度25℃，夜温度18℃，光照强度2500Lx，光照时间13h/d。20天后诱导形成粗壮的不定芽，增殖倍数3-5倍(见图1)。
实施例2
将无菌苗剪成2cm左右长带芽茎段，转接于培养粗壮四倍体泡桐苗的增殖培养基上 MS+IAA 0.5mg/L+6-BA 3.0mg/L+KT 1.0mg/L+NAA 1.0mg/L+(NH4)2HPO4 200mg/L+ 琼脂5.0g/L+蔗糖30g/L(pH值5.8)，培养条件为昼温度25℃，夜温度18℃，光照强度 2500Lx，光照时间13h/d。20天后诱导形成粗壮的不定芽，增殖倍数5-8倍(见图2)。
实施例3
将无菌苗剪成2cm左右长带芽茎段，转接于培养粗壮四倍体泡桐苗的增殖培养基上 MS+IAA 3.0mg/L+6-BA 7.0mg/L+KT 3.0mg/L+NAA 3.0mg/L+(NH4)2HPO4 500mg/L+ 琼脂6.0g/L+蔗糖40g/L(pH值6.0)，培养条件为昼温度25℃，夜温度18℃，光照强度 2500Lx，光照时间13h/d。20天后诱导形成粗壮的不定芽，增殖倍数3-6倍(见图3)。

Claims (3)

1.培养粗壮四倍体泡桐苗的增殖培养基，其特征在于，它由MS培养基添加0.05-3.0mg/L吲哚乙酸、0.5-7.0mg/L 6-苄氨基腺嘌呤、0.05-3.0mg/L激动素、0.05-3.0mg/L萘乙酸、50-500mg/L磷酸氢二铵、4.0-6.0g/L琼脂、30-40g/L蔗糖组成。
2.权利要求1所述的增殖培养基在四倍体泡桐组培上的应用。
3.培养粗壮四倍体泡桐苗的方法，其特征在于，无菌苗剪成带芽茎段，转接于培养粗壮四倍体泡桐苗的增殖培养基上，所述培养粗壮四倍体泡桐苗的增殖培养基由MS培养基添加0.05-3.0mg/L吲哚乙酸、0.5-7.0mg/L 6-苄氨基腺嘌呤、0.05-3.0mg/L激动素、0.05-3.0mg/L萘乙酸、50-500mg/L磷酸氢二铵、4.0-6.0g/L琼脂、30-40g/L蔗糖组成，培养条件为昼温度25℃，夜温度18℃，光照强度2500Lx，光照时间13h/d，20天后诱导形成粗壮的不定芽。
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