基金项目:巴厘菠萝组织培养技术
基金项目:海南省自然科学基金面上项目 “菠萝组织培养过程中体细胞无性系变异的研究”(No.317244);海南省自然科学基金面上项目 “不同菠萝品种对乙烯诱导成花敏感性差异的分子机理研究”(No.20163108)。
1 ‘巴厘’菠萝组织培养技术
1.1 取材及消毒
1.1.1 取材
供试材料为生长健壮、无病虫害的 ‘巴厘’品种的吸芽或腋芽,采自中国热带农业科学院南亚热带作物研究所种质资源圃。
1.1.2 消毒
在晴天采下生长健壮的吸芽或腋芽,从基部剥除衰老叶片后,用自来水将芽冲洗干净,在吸芽生长点上方约5 cm处切断所有叶片,将芽和着生在吸芽上的白色叶基放入2%NaClO消毒10 min,无菌水冲洗3次,再放入0.1%HgCl消毒8 min,无菌水冲洗3次。
1.2 组织培养
1.2.1 直接再生途径
用灭好菌的手术刀,将消毒好的外植体纵切成2~3块,接种于MS+2.0 mg/L 6-BA+2.5 mg/L NAA的固体培养基上进行启动培养,培养20~30 d后,从叶腋处萌发出不定芽。将不定芽从基部切下,转接于MS+2.0 mg/L 6-BA+1.0 mg/L NAA培养基上进行继代增殖,继代周期为25~30 d,增殖系数约为3(图 1)。
图1 ‘巴厘’菠萝组织培养过程
说明:A.无菌材料;B.不定芽;C.叶基;D.愈伤组织;E.从生芽;F.组培苗;G.生根情况;H.移栽情况。
1.2.2 愈伤组织、芽的诱导和增殖
将菠萝品种 ‘巴厘’吸芽的叶基接种在MS+3 mg/L 6-BA+2 mg/L NAA培养基上,诱导30 d后,从切口处产生结瘤状愈伤组织,诱导率约为60%。不同培养时间愈伤组织鲜重质量增加率结果表明,培养20 d后,鲜重增加率达到最大值,随后下降,因此,愈伤组织最佳继代周期为20 d(图2)。将愈伤组织转接于MS+2.0 mg/L 6-BA+1.0 mg/L NAA的分化培养基上,26℃,1 500 lx的光照条件下进行培养,20 d后部分愈伤组织的球形节状表面出现小绿点,然后小绿点伸长长大,形成丛生芽。将丛生芽切成单株,转移到分化培养基上进行继代培养,芽逐渐长高,30 d后形成再生植株。继代周期为25~30 d(图 1)。
1.2.3 诱导生根
将获得的组培苗切成单株转接至培养基(MS+2.0 mg/L 6-BA+1.0 mg/L NAA)中, 培养 25~30 d。 当不定芽长至株高2 cm左右、有3~5片叶时,将其沿基部切下,接到生根培养基上诱导生根,生根培养基为MS+1.0 mg/L NAA+0.5 mg/L IBA,培养条件同继代培养一致。培养15 d后小苗基部开始长根30 d后,长出10条左右较粗的根,生根率可达90%~100%(图 1)。
1.2.4 练苗移栽
为了提高组培苗的移栽成活率,在移栽前需进行练苗。当小苗有3~5条1 cm以上的不定根时,逐步开盖练苗3~5 d,取出小苗,将根部培养基洗去,晾干,移到透气性和保湿性良好的泥炭土中,浇定植的水,保持湿润,遮荫1~2周后长出新根和新芽。移栽成活率可达95%(图1)。
图2 不同培养时间愈伤组织鲜重质量增加率
2 存在问题及建议
在生产上,传统的菠萝繁殖方法是通过母体抽生的各类芽(冠芽、吸芽、裔芽)进行无性繁殖,存在繁殖系数低,种苗一致性差,易携带母体的病虫害,易发生变异,导致种质的退化等问题。此外,通过无性繁殖既制约了优良品种的推广和应用,也不利于品种的调整和改良。而利用组织培养技术可以获得大量脱毒且生产性状一致的种苗,满足生产需求,为进行品种的改良和更换提供技术支撑。研究人员通过对不同菠萝品种组织培养技术的研究,虽然建立了不同品种的再生体系,但都出现不同程度的植株变异,变异率约为0.031%~34%,阻碍了菠萝组培苗工厂化的进程[20-26]。因此,在菠萝组织培养过程中,如何减少或者避免体细胞无性系变异的发生,降低组织培养的成本,有利于推进菠萝工厂化育苗和品种的更新换代,加快菠萝产业化发展进程。
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