組培芋苗的植株再生及生理特性研究

組培芋苗的植株再生及生理特性研究

芋頭是一種又名芋頭和芋頭的植物。它是天南星科的一種蔬菜。它的產(chǎn)品器官是地下的球莖。在生產(chǎn)過程中，球莖通常容易被病毒和自然退化，導(dǎo)致球莖的大小和數(shù)量減少。莖洗過和繁殖不僅解決了上述問題，而且提高了純度和恢復(fù)性。然而，通過集體培訓(xùn)獲得的優(yōu)質(zhì)芋頭苗應(yīng)該立即投資大生產(chǎn)，還是在推廣之前經(jīng)歷一定的再植期？這一問題的解決對生產(chǎn)實踐有重要的指導(dǎo)作用。當(dāng)生芋頭被泵送時，地上部分的葉子與地下部分的莖之間存在著庫源關(guān)系。地上部分的植物很強，抗逆性很好，有利于地下部分的形成。因此，在建立芋頭離體快繁系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，本試驗首先調(diào)查了不同世代芋頭苗的生理差異，然后研究了不同世代干部的產(chǎn)量差異，為研究小組培養(yǎng)的最佳水稻苗及其生理機制提供了理論依據(jù)。1材料和方法1.1培養(yǎng)芋種的生長2003年9月從育苗室取“綠桿芋”莖尖離體培養(yǎng)(MS+BA4.0mg/L+NAA0.2mg/L),組培后的芋芽一部分用于繼代培養(yǎng)擴繁,另一部分經(jīng)生根煉苗后于2004年春定植溫室,成熟后收獲芋種,并于2005年春定植,這部分材料記作組培第2代(T2);同時,將組培室繼代培養(yǎng)的試管苗生根煉苗后定植,記作組培第1代(T1);未經(jīng)組織培養(yǎng)的“綠桿芋”種苗作對照CK.T1,T2,CK芋苗大小一致時(6片葉),同時移栽到溫室(20~25℃)中,按照隨機區(qū)組設(shè)計,每小區(qū)種植30株,3次重復(fù).1.2子芋質(zhì)量測定在T1,T2,CK子芋葉片抽生出土后,取其子芋幼葉,實驗室洗凈后,濾紙吸干水分后,分別測定葉綠素、可溶糖、可溶性蛋白質(zhì)、淀粉、丙二醛、過氧化物歧化酶、過氧化氫酶、游離脯氨酸.等到芋產(chǎn)品器官球莖收獲期從每小區(qū)隨機選取15株,統(tǒng)計不同世代芋T1,T2,CK產(chǎn)生的子芋數(shù)量和產(chǎn)量,試驗3次重復(fù).2結(jié)果與分析2.1因子分析試驗試驗共有3種芋頭材料(T1,T2,CK)、8個生理指標(biāo)(葉綠素、可溶糖、可溶性蛋白質(zhì)、淀粉、丙二醛、過氧化物歧化酶、過氧化氫酶、游離脯氨酸)、3次重復(fù),共72個樣本.將試驗數(shù)據(jù)用軟件SPSS11.0進(jìn)行因子分析.2.1.1主成分特征分析由表1可知,計算總方差分解可以得出各成分對總方差的貢獻(xiàn).將特征值大于1的提取出來,得到3個主成分.其中第1主成分貢獻(xiàn)率為38.550%,第2主成分貢獻(xiàn)率為28.276%,第3主成分貢獻(xiàn)率為16.283%.前3個主成分對總方差的累積貢獻(xiàn)已達(dá)83.109%,具有較高的信息涵蓋量.進(jìn)一步計算出主成分載荷矩陣(表2),由此可以分析各生理指標(biāo)在各主成分上的分布情況.第1主成分上有:淀粉、蛋白質(zhì)、葉綠素、可溶性糖;第2主成分上有:脯氨酸、丙二醛;第3主成分上有超氧化物歧化酶、過氧化氫酶.由8個生理指標(biāo)經(jīng)主成分分析降解后,形成3個綜合指標(biāo),即:第1主成分可以看成是光合作用及其代謝產(chǎn)物的綜合指標(biāo);第2主成分可以看成是抗逆物質(zhì)的綜合指標(biāo);第3主成分可以看成是自由基清除相關(guān)的酶系統(tǒng).可由這3個綜合指標(biāo)來衡量芋苗的生長狀態(tài)及抗逆性強弱,為進(jìn)一步分析不同世代芋苗綜合指標(biāo)的情況,還需計算因子得分.2.1.2組培2代知識中地震基因組培的綜合得分及其貢獻(xiàn)率由主成分分析可得因子得分系數(shù)矩陣(表3),從而可知各主因子得分模型,并計算出不同世代芋苗在3個主因子上的得分,F=∑i=18(fi×xi).F=∑i=18(fi×xi).例如:F1=葉綠素×0.286-可溶性糖×0.121-淀粉×0.058+蛋白質(zhì)×0.322+脯氨酸×0.413+超氧化物歧化酶×0.158-丙二醛×0.233-過氧化氫酶×0.008綜合得分F總=∑j=13Fj×貢獻(xiàn)率j累計貢獻(xiàn)率=∑j=13Fj×貢獻(xiàn)率j累計貢獻(xiàn)率即F總=(F1×38.55%+F2×28.276%+F3×16.283%)/83.109%最后得出不同世代芋苗的得分情況(表4).在主成分1上,組培2代T2的得分值為1.192,遠(yuǎn)比組培1代T1和普通苗CK要高,表明組培2代的芋苗生長狀態(tài)好,光合作用等強于T1和CK;在主成分2上,組培2代T2的得分為0.157,大于組培1代,但小于普通苗CK,表明組培2代在經(jīng)過1個世代的復(fù)壯期后抗逆性逐漸加強;在主成分3上,因子得分從大到小的順序為:T2,CK,T1,表明組培2代T2與自由基清除相關(guān)酶系統(tǒng)的作用隨著世代增加也在加強.此外,T1在F1、F2、F3(3個主成分或3個綜合指標(biāo))上的得分均小于T2和CK,表明T1世代并不適合大面積推廣.組培1代T1、組培2代T2、普通苗CK的綜合得分分別為-0.448,0.517,-0.069,由此可知組培2代綜合得分最高,光合作用和抗逆性均最強,而組培1代T1反而不如普通苗CK,表明組培芋苗不能立即投入大面積生產(chǎn),而是要經(jīng)歷T1世代的復(fù)壯期后(即T2世代),才能用于生產(chǎn)推廣.2.2平均子芋重和產(chǎn)芋量由表5可知:“綠桿芋”組織培養(yǎng)前產(chǎn)子芋的能力為平均每株15個,經(jīng)過組織培養(yǎng)后,無論是T1世代還是T2世代,均顯著提高,分別為24,23個.這可能是組織培養(yǎng)提高了芋苗的增殖分生能力.平均子芋重為:T2為76g,顯著高于CK、T1;而CK為64g,顯著高于T1(58g).單株平均產(chǎn)芋重:T2為1.748kg,顯著高于T1、CK;而T1為1.392kg,顯著高于CK(0.960kg).綜上表明:組培1代芋苗T1雖然單株產(chǎn)芋重比對照CK高,但它的平均子芋重反而不如CK、T1產(chǎn)量的增加只是來源于T1產(chǎn)芋數(shù)量增加所致.而T2單株產(chǎn)芋重比對照CK和T1高,而且平均子芋重也高于CK和T1;T2產(chǎn)量的增加來源于2個方面:T2產(chǎn)芋數(shù)量增加、T2平均子芋重增加.因此,T2世代芋苗才能作為大面積推廣用的芋種.3與原種生長性狀比較王林生等研究了4個世代脫毒薯苗(脫毒徐薯l8的莖尖苗、原原種苗、原種苗、良種苗)的干物質(zhì)積累與分配規(guī)律,探討了其增產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ),為脫毒甘薯的推廣和合理使用年限提供了可靠的理論依據(jù).楊生超等比較了甘蔗腋芽苗組培后的亞無性系2代、3代與原種在大田性狀上的差異.結(jié)果表明:腋芽苗亞無性系在生長勢、株高、出苗率、分蘗率、成莖率等性狀上優(yōu)于原種;亞無性系莖徑和前期糖分低于原種,并在腋芽苗無性世代中逐漸得到恢復(fù),在3代左右完全達(dá)到原種水平.李雪梅等分析了不同世代水稻的光合速率、ATPase活性及ABA含量變化,找出了導(dǎo)致產(chǎn)量降低的原因,從而為水稻品種選育和優(yōu)良種性的保持提供了參考.本實驗研究得知,芋苗地上部分的營養(yǎng)器官生長優(yōu)劣情況依次為T2,CK,T1.芋苗地下部分的產(chǎn)品器官(球莖)產(chǎn)量依次為T2,T1,CK.結(jié)合以上2個方面的分析可知:在實際生產(chǎn)上,通過組織培養(yǎng)出來的芋頭苗(組培1代)應(yīng)該先進(jìn)行小規(guī)模的栽植,并留種.次年,再用頭年所留的芋種(組培2代)作為