柿树是江苏省传统栽培的主要经济林果树树种之一,其产业发展方向正逐步转向商品价值高、市场需求旺盛的甜柿品种。其中,“太秋”甜柿因其品质优异获得了国际上的共同认可,也最受我国市场欢迎。甜柿主要通过嫁接技术繁殖苗木,因此繁育与接穗品种嫁接亲和的砧木实生苗是嫁接推广甜柿的必要基础。然而“太秋”与我国传统柿砧木君迁子的嫁接亲和性差、后期难以成活,目前生产上应用较多的砧木“小果甜柿”在江苏地区则存在苗期长势弱、炭疽病抗性较差等问题,砧木的缺乏严重限制了江苏省甜柿产业的发展。“苏砧1号”为南京农业大学果树生物技术实验室搜集的江苏省野生柿资源。在前期对二十余种江苏省野生柿资源的初步筛选中,“苏砧1号”表现出优异的生长势、抗逆性及与“太秋”甜柿的嫁接亲和性。因此,“苏砧1号”可作为柿树嫁接亲和砧木的优良材料之一,在柿优新品种嫁接苗的良种繁育方面具有巨大的应用潜力。
砧木一般采用直播种子的有性繁殖方法,但易产生后代遗传变异的问题。一方面,实生苗生长不一致,影响苗木整齐度和嫁接时的砧穗匹配;另一方面,后代群体可能失去原有的优良性状。组织培养技术作为一种高效的无性繁殖方法,具有繁殖周期短、繁殖效率高和不受季节限制等特点。对于柿而言,还能够解决部分品种种子难获得、实生苗繁殖效率低等问题。柿组织培养技术的研究水平相较于其他果树发展较缓慢,但通过国内外学者的系列研究,组织培养技术现已广泛应用于柿繁殖。通过组织培养及叶片再生等扩繁技术,能够实现在保持品种优良特性及群体一致性的同时进行快速繁殖,解决甜柿生产中亲和性砧木缺乏的问题,并可为后续“苏砧1号”遗传转化及基因功能的研究提供技术支撑。

目的
通过组织培养及叶片诱导再生建立“苏砧1号”组培快繁体系,为其规模化快速繁育提供技术支持。
方法
以“苏砧1号”的休眠芽作为外植体进行初代组织培养,通过比较其生长状态以确认其最适基本培养基;使用不同浓度的吲哚-3-乙酸(IAA)和玉米素ZT(ZT)配比组合筛选“苏砧1号”最适的继代培养条件;使用不同浓度的噻苯隆TDZ(TDZ)与萘乙酸(NAA)配比组合筛选“苏砧1号”叶片再生培养的最适激素条件。3种基本培养基分别为DKW培养基、1/2MS培养基和(1/2N)MS培养基。
结果
基本培养基的筛选
“苏砧1号”的休眠芽在接入3种初代培养基14d后开始萌发,其中1/2MS培养基中的休眠芽萌发速度较快。接种后30d时DKW培养基中的休眠芽萌发率最低,而1/2MS培养基与(1/2N)MS培养基的萌发率相差大不(表1)。

接种后30d时各培养基中的休眠芽生长至1.5~2.0cm。接种60d后,各组合植株的叶片基本伸展,其中(1/2N)MS培养基中的植株长势最好,叶片展开幅度最大、叶片茂盛,叶色浓绿;1/2MS培养基中叶片深绿、有内卷现象,且有部分叶片发黑;DKW培养基中的植株叶数相对较少,叶片出现黄化、发黑现象,基部愈伤组织大(图1)。综合来看,“苏砧1号”在(1/2N)MS基本培养基中的植株生长状态最佳。

注:A.1/2MS培养基;B.(1/2N)MS培养基;C.DKW培养基。
图1 “苏砧1号”休眠芽初代组织培养植株
不同激素组合对继代增殖培养的影响
不同激素组合下“苏砧1号”组培苗在培养基中的生长状态见图2、表2。从图2、表2可以看出,IAA浓度0.10mg/L条件下(组合④~⑥)组培植株高度和健壮度均优于0.05mg/L IAA条件下(组合①~③)。ZT浓度为1.0mg/L时组培植株长势最好,叶片茂盛、呈鲜绿色,无褐化现象,基部愈伤小;ZT浓度为0.5mg/L时植株长势稍弱,同时在IAA 0.05mg/L条件下叶片淡绿且部分发黄;ZT浓度为3.0 mg/L时,组培植株基部愈伤大,在IAA浓度0.10mg/L时褐化现象严重,而在IAA浓度为0.05mg/L时植株矮小,叶片大。

图2 不同激素组合下“苏砧1号”继代组培苗生长状况

增殖方面,0.5mg/L ZT(组合①、④)增殖系数显著较小,而ZT浓度1.0mg/L(组合②、⑤)与3.0mg/L(组合③、⑥)增殖系数无显著差异。综合而言,“苏砧1号”组培苗在IAA 0.1mg/L+ZT 1.0 mg/L条件下继代培养的生长效果最好。
不同激素组合对叶片愈伤组织诱导及不定芽再生的影响
“苏砧1号”离体叶片的愈伤组织诱导率在3种NAA浓度下均无显著差异,但随着TDZ浓度升高而显著增加,在TDZ3.0mg/L、NAA0.2mg/L时愈伤组织诱导率最高,达90.0%(表3、图3)。

注:同列不同小写字母表示不同组合间差异显著(P

图3 “苏砧1号”的叶片愈伤组织(A、B)与不定芽再生(C)
不定芽再生受TDZ及NAA浓度影响的情况与愈伤再生相似,TDZ3.0mg/L时叶片愈伤形成不定芽的数量显著最高。在同一TDZ浓度下,不同NAA浓度的组合之间大多无显著差异,仅在TDZ2.0mg/L时,NAA0.2mg/L(组合⑤)的不定芽数显著高于NAA0.3mg/L(组合⑧),表明过高的NAA浓度可能抑制叶片愈伤组织形成不定芽。综合而言,“苏砧1号”的离体叶片在TDZ3.0mg/L、NAA0.2mg/L条件下的再生效果最好,愈伤组织诱导率达90.0%,平均不定芽数3.1个。
结论
建立“苏砧1号”的组培快繁体系:(1/2N)MS为最适基本培养基;(1/2N)MS +0.1mg/L IAA+1.0mg/L ZT为继代培养最适条件;(1/2N)MS+3.0mg/L TDZ+0.2mg/L NAA为叶片愈伤诱导的最适条件。



