第四节 组织培养
一、组培育苗的特点
⒈结合脱毒处理容易获得无毒苗,而无毒苗具有生长健壮,抗病性强,易丰产等特点,是今后生产用苗的趋向。
⒉繁殖周期短,繁殖系数高,能够达到速繁的目的,特别是在优质种源较少时,能在较短的时间内获得较多的个体。
⒊基本不受季节变化的影响,可周年繁殖。
⒋操作技术复杂,每个环节都不允许有一点失误,否则很容易导致生产失败,而且目前在欧李上存在成苗率低的问题。
⒌初始投入与运行费用都比较高,所以一般只用于繁育价值较高的苗木。
二、欧李组织培养的基本操作
1.外植体准备
在春季生长旺季,于田间取健壮的当年生枝上未木质化和半木质化的部分,去掉叶片后在自来水下冲洗20~30分钟,剪成1厘米长的带腋芽的茎段。因取茎尖培养初代较不容易,所以多取腋芽培养。实生苗的子叶、胚轴也可作外植体,但诱导不定芽所需时间较长,且诱导出的不定芽易产生变异,所以生产中并不使用。在母本太少时也可取叶和叶柄作外植体。
欧李当年生枝上的腋芽大部分在7月份开始进行花芽分化,其后即成为复合芽,用这样的芽子建立无菌系后难以进行继代培养,所以欧李的外植体取材宜在7月份以前进行。
2.培养基制备
①培养基主要成分:不同植物在进行组织培养时对各种营养元素的需要量是不同的。大量试验表明,欧李在含盐量为中量的培养基上生长较好,且以英国人Murashige和Skoog1962年发明的MS培养基配方在经过适当调整后使用效果最好。一般使用培养基为A:1/2 MS大量元素+1/2MS微量元素+BA(0.1~0.2mg/L)+NAA(0.01~0.02mg/L)+糖(0.2%)+琼脂粉7g;B:1/2MS大量元素+1/2MS微量元素+蔗糖0.2%。
初代与继代培养都使用培养基A,生根时使用培养基B。在继代过程中常出现激素耐受量的变化,即激素效应钝化,也就是在同样的激素条件下增殖率降低,生长周期变长。在此条件下,若加大激素量就会恢复到较为正常的增殖率和生长周期。理论上讲,一次取初代,可无限进行继代培养,但为了避免激素钝化的影响,可在1~2年后重新做初代一次。
②培养基制备程序:配制培养基时为减少工作量,一般配成比所需浓度高10~100倍的母液,用时按比例稀释使用。在配制大量元素无机盐母液和微量元素母液时,要防止在混合时产生沉淀,为此注意各种药品必须在充分溶解后才能混合,而且要注意混合时的先后顺序。铁盐必须单独配制,因其与其它母液混合容易产生沉淀。为操做方便和节约时间,生长调节剂也配成一定浓度的原液,使用时按需要量取。下面为MS培养基母液配制表:
表4:MS培养基母液配制表
种类 成分 规定量(mg)倍数 称取量(mg) 母液体积(ml) 配制1L培养基的用量(ml) |
大 KNO3 1900 10 19000 1000 100
量 NH4NO3 1650 16500
元 MgSO4·7H2O 370 3700
素 KH2PO4 170 1700
CaCl2·2H2O 440 4400 |
微 MnSO4·4H2O 22.3 100 2230 1000 10
量 ZnSO4·7H2O 8.6 860
元 H3BO3 6.2 620
素 KI 0.83 83
NaMoO4·2H2O 0.25 25
CuSO4·5H2O 0.025 2.5
CoCl2·6H2O 0.025 2.5 |
铁 Na2EDTA 37.3 100 3730 1000 10
盐 FeSO4·7H2O 27.8 2780 |
有 肌醇 100 100 5000 500 10
机 烟酸 0.5 25
物 盐酸硫胺素 0.1 5
盐酸吡哆醇 0.5 25
甘氨酸 2.0 100 |
需用量少时,微量元素、铁盐、有机物也可配成500~1000毫升的母液,生长调节物质配成50~100毫升的母液。母液配制好后贮存于2~4℃的冰箱中。
在制作欧李培养基时,大量元素和微量元素取规定量的一半,铁盐和有机物质按规定量取。在做试验时,水都用蒸馏水,在生产中则可以选用纯净水或盐度较低的水。琼脂可用琼脂粉或琼脂条,但以琼脂粉使用较为方便。装培养基的容器多用玻璃器皿,,因其透光性较好。现在生产与实验中已不常用棉塞,而多用封口膜,或者直接用白色透明的塑料盖。但在欧李培养中,因塑料盖不透气,常出现小苗玻璃化现象。玻璃化苗就是培养的欧李苗呈水渍状,颜色较深,很脆,一碰就断。这样的苗既不能继代,也不能生根,应尽量避免。
培养基冷却凝固后就可用于接种。
3.培养方法
将冲洗干净的带腋芽的茎段或其它外植体在超净工作台上消毒。先用70%的酒精消毒30秒,然后用升汞消毒5~8分钟,再用无菌水冲洗3~4次,最后用无菌纸吸去多余的水分。茎段的切口端要再次切去少许,然后接入初代培养基中,每瓶或每管只接一芽。
接后的材料置于22~27℃、3000 lx的光照下培养,每天光照时间保持在12~16小时。约1~2周后腋芽萌发。当腋芽长至1~2.5厘米时转入继代培养基中培养,条件与初代培养相同。4~6周后,继代芽长到3厘米左右,切成长约1厘米的带芽茎段,再次继代。初代培养增殖率较低,随着继代次数的增加增殖率也增加,然后维持在一个平衡状态,再后来因激素钝化而逐渐降低。增殖率过小时成本会提高,增殖率过高时继代苗细弱,难以长成壮苗,生根困难。试验表明,增殖率以3~6倍为最佳平衡点。
将继代苗转接到生根培养基上培养约1周后生根,约3~4周后即可炼苗移栽。
三、组培苗的炼苗
⒈瓶中炼苗与移栽
组培苗在生根之后需移入温室在强光下闭瓶锻炼一周,此后炼苗工作基本上都在温室中进行。温室中湿度保持在80%左右。其次需经常性地消毒,使空气含菌量保持在较低的水平。一般每周施放一次百菌清烟雾剂效果较好。
经过开瓶锻炼,苗子即可移栽。移栽时先用镊子划破培养基,然后将苗子轻轻取出,在40~50℃的温水中洗去培养基,再于800倍多菌灵水溶液中浸泡15分钟,最后移栽于培养土中。培养土参考配方为:肥沃而不含杂质的园土2份,泥炭土1份,珍珠岩1份。配制好的培养土用高温蒸汽或0.5%的高锰酸钾进行消毒处理。
小苗可直接移栽于铺设好的苗床,也可植于方孔育苗盘(盘底须有排水孔)。无论苗床还是放置育苗盘的地方都需底层排水良好,能使多余的水分迅速下渗。苗床的特点是土壤湿度容易控制,不易出现过干或过湿的状况,但在下次移栽时易有缓苗困难的问题。育苗盘中因土壤湿度弹性小,易过干或过湿,浇水时需细心,必要时可从底部渗灌,以防浇水不透。
⒉移栽后第一阶段的管理
移栽完毕用小拱棚覆盖,然后用800倍多菌灵对拱棚内喷雾消毒。拱棚内湿度需保持在90%以上,温度保持在15~23℃之间,光强以中午的强光遮去70%为标准。本阶段浇灌要用无菌水。一周后喷施一次0.05%尿素和0.05%的磷酸二氢钾,以后每周一次,以保证小苗生长所需营养。
移栽三天后,傍晚拱棚顶部打开一小缝,白天关闭。以后缝隙逐渐加大,直至全部打开,白天也不关闭。此时温室湿度保持在80%左右,其它条件基本不变。本阶段小苗的叶子逐渐增大,且叶色变得深绿,而高度基本没有增加,最后生长势逐渐变缓,甚至停止生长,叶子呈莲座状。莲座状的出现表明第一阶段基本结束,第二阶段即将开始。此时小苗已基本能适应温室环境。
⒊第二阶段的管理
小苗在莲座状常常停留较长时间而没有明显生长,其机理尚不清楚,此时需适当提高温度,将其保持在15~25℃之间,而适当的温差会有利于苗子的生长。浇灌可改用放置一天以上的自来水,结合浇水5~7天用1000倍多菌灵灌根,以防止根腐病的发生。育苗盘中的小苗则需移入6×6(厘米)的营养杯中培养。
当小苗开始二次生长以后,每隔5天~7天叶面喷施一次600~800倍果树氨基酸和500倍磷酸二氢钾以补充必须的营养。当小苗长至10厘米左右时,生长势再次变缓,此时叶片已接近正常叶,可开棚炼苗。开始炼苗后,逐步开大温室通风口,降低温度并增加光强。刚开始中午仍需较长时间的遮阴,以后逐步缩短遮阴时间,直至完全撤去遮阳网。经过5~7天的锻炼,幼苗基本能适应外界的环境,此时幼苗就可移入大田。在苗床培育的小苗必要时可先移入营养杯,经过短时间的锻炼再移入大田。
⒋组培苗在大田中的管理
移植组培苗的苗圃地必须排水良好,土壤最好为富含腐殖质的沙壤土,土壤偏粘时须掺沙改良。小苗移入之前,最好将苗圃地深翻暴晒,暴晒能够有效地杀菌和改善土壤的理化性质。
组培苗的栽植密度可稍大一点,以方便精细管理,一般密度为5×20(厘米)即可。刚栽植的小苗需遮阴1~2周,遮阴能够有效地提高移植成活率。浇水时需小水漫灌。小苗浇水后最好采取覆盖措施,覆土和覆盖干草均有良好的效果。采取覆盖措施可减少浇水的次数,而过多的浇水很容易使土壤板结,最后因根呼吸不良而死亡。
组培苗在移入大田的当年生长量很小,有时几乎看不见其生长,入冬前仍需采取一定措施如秸秆覆盖等保证其正常越冬。第二年的管理比较简单,与播种苗等的管理基本相似。组培苗第二年的生长量可达60~70厘米。秋天,组培苗可出圃移栽。 |