林木組培工廠化育苗中增殖培養(yǎng)優(yōu)化技術探討

滕秀蘭，史紹林(.黑龍江省樺川縣林業(yè)局，黑龍江 佳木斯 54300；.黑龍江省森林與環(huán)境科學研究院，黑龍江 齊齊哈爾 6005)

自從組織培養(yǎng)技術應用到林木繁殖領域以來,已有部分樹種通過組培工廠化技術實現(xiàn)了大規(guī)模繁殖。但是大部分樹種仍然停留在實驗室階段，沒能實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，其中最主要的原因在于增殖階段繁殖系數(shù)低，不能實現(xiàn)幾何式成倍的增長。林木組培工廠化生產(chǎn)是個系統(tǒng)工程，若要實現(xiàn)真正的工廠化生產(chǎn)，增殖階段的優(yōu)化技術是重中之重。結合多個木本植物工廠化生產(chǎn)的經(jīng)驗，探討增殖培養(yǎng)中的優(yōu)化技術。

1 基本培養(yǎng)基優(yōu)化

基本培養(yǎng)基提供植物組織生長的礦物質、碳水化合物。林木組培增殖培養(yǎng)中，基本培養(yǎng)基優(yōu)化是最經(jīng)常優(yōu)化的內容。MS培養(yǎng)基是在被子植物門林木組織培養(yǎng)中最為常用的培養(yǎng)基。其具有較高的無機鹽濃度，常常在大多數(shù)樹種中應用。但是因為樹種不同MS培養(yǎng)基有很多地方需要調整，筆者在快速繁殖美國紅楓“秋焰”(Acer×freemanii)、“薩摩賽特”(Acerrubrum‘Somerset’)中增加硝酸銨、硫酸鹽含量改良MS培養(yǎng)基，發(fā)現(xiàn)改良MS對不定芽的增殖作用最明顯，增殖倍數(shù)顯著高于培養(yǎng)基MS、WPM和1/2MS等。然而在樺樹類增殖培養(yǎng)中，無機鹽含量較低的WPS或者1/3MS等培養(yǎng)基更有利于不定芽的增殖，如果增加無機鹽的含量很容易導致紫葉白樺(Betulapopulifolia‘Whitespire’× B.‘Crimson Frost’)、垂枝樺(BetulapendulaRoth)等樹種的玻璃化。我們在山新楊(Populusdavidiana×bolleana)組培工廠中利用1/2MS作為基本培養(yǎng)基，用微莖段扦插的方法提高增殖倍數(shù)3～4倍。培養(yǎng)基中Ca2 +濃度對于其試管苗的增殖生長也起到重要作用，其濃度增加可有效抑制玻璃化及莖尖壞死，因此也常常需要通過增添來優(yōu)化。另外增殖培養(yǎng)的基本培養(yǎng)基優(yōu)化時pH值的影響也應該是優(yōu)化的范圍，而且往往容易忽略，大多數(shù)樹種培養(yǎng)基中pH值的范圍在5.8～6.2之間均可，但很多樹種需要優(yōu)化，例如曹增強等[1]通過試驗發(fā)現(xiàn)適當?shù)奶岣吲囵B(yǎng)基pH值(6.0～6.5)會促進藍莓分支組培苗的分支，這樣可以大幅提高增殖倍數(shù)。培養(yǎng)基pH為7.0時，則會促進藍莓組培苗對Fe、Ca和B的吸收，因此需要在增殖培養(yǎng)時不斷調整，筆者發(fā)現(xiàn)在美國紅楓增殖培養(yǎng)時pH值在5.6時不定芽增殖最佳,增殖倍數(shù)平均可達3.19倍。

2 不同植物激素種類及配比優(yōu)化

植物激素是在調控植物生長發(fā)育過程中具有十分重要且復雜的生理效應[2]。在林木快繁增殖培養(yǎng)中主要應用細胞分裂素和生長素調節(jié)優(yōu)化不定芽的增殖培養(yǎng)，細胞分裂素過去常常用6-BA，KT、 ZT等。近年來TDZ和CPPU常常用在增殖培養(yǎng)中，CPPU是一種具有顯著生物活性的細胞分裂素，活性遠高于一般的嘌呤類細胞分裂素[3]，它還有獨特的優(yōu)勢在于促進細胞分裂后持續(xù)的促進生長能力。TDZ作為一種有效的形態(tài)發(fā)生調節(jié)劑，其特點是通過單獨或與其他生長調節(jié)物質共同對植物細胞起作用，并具有相當高的活性[4]。植物組培中常用的生長素有IBA、.2,4-D和NAA等，增殖培養(yǎng)的優(yōu)化過程中不但需要添加細胞分裂素和生長素絕對含量，而且要優(yōu)化相對含量，由于植物激素添加含量極微，試驗設計添加常常是失之毫厘謬以千里。隨著生物統(tǒng)計學的發(fā)展與應用，近年來利用二次回歸旋轉設計等能夠較好的篩選植物激素的絕對含量和相對含量[5-6]。同時應該考慮連續(xù)多次增殖培養(yǎng)高濃度細胞分裂素的添加會導致組培苗玻璃化的危害。

3 最佳增殖時間和培養(yǎng)代數(shù)優(yōu)化技術

在增殖過程中，不定芽的生長是個曲線生長過程，生長速度從啟動生長—快速生長—緩慢生長的過程，為了實現(xiàn)增殖培養(yǎng)高效的繁殖速度，需要培養(yǎng)過程中細致觀察，在最恰當?shù)臅r間進行繼代培養(yǎng)。同時不定芽的來源往往是腋芽或間接的愈傷組織等，繼代培養(yǎng)代數(shù)太短往往繁殖效率低，繼代培養(yǎng)代數(shù)過長往往伴隨玻璃化危害、退化等情況的發(fā)生。

4 其他優(yōu)化技術

其他優(yōu)化技術主要包括：(1)優(yōu)化接種數(shù)量，控制接種不定芽的密度。 在增殖優(yōu)化過程中很多實踐者發(fā)現(xiàn)不定芽的密度也是需要優(yōu)化的技術，這點往往被理論學者忽視，筆者發(fā)現(xiàn)為了充分利用培養(yǎng)基、光照和培養(yǎng)空間，在培養(yǎng)容器內“品”字形接種不定芽，根據(jù)每次接種樹種的不同和不定芽的大小調整接種數(shù)量。(2)優(yōu)化培養(yǎng)基的注入量。由于不同的樹種在增殖階段生長速度有差異，增殖時間內消耗培養(yǎng)基的含量自然就會有差異，因此為了降低成本需要通過細致入微的觀察調整優(yōu)化培養(yǎng)基的注入量，有時候也可以考慮重復使用培養(yǎng)基，筆者在山新楊增殖培養(yǎng)中曾試驗控制培養(yǎng)基的含量，取得了較好的效果。

參考文獻：

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