培養(yǎng)基組分對沙打旺組調(diào)控的影響

培養(yǎng)基組分對沙打旺組調(diào)控的影響

目前，有關(guān)于沙打旺原生質(zhì)體培養(yǎng)、沙打旺組培養(yǎng)和葉片損傷組織誘導(dǎo)的報(bào)告。沙打旺有自然衰退和抑制其他種群生長的現(xiàn)象,除種群競爭因素外,沙打旺對其自身和其他植物也存在一定化感作用。本試驗(yàn)研究了培養(yǎng)基成分對沙打旺組培根生長及分泌物的影響。1沙打多根長度測量供試“小偃22”小麥種子于2002年購于西北農(nóng)林科技大學(xué)試驗(yàn)農(nóng)場良種推廣服務(wù)部,沙打旺(A.adsurgens)種子于2001年采自寧夏回族自治區(qū)原州區(qū),沙打旺組培根來自中國科學(xué)院水土保持研究所植物化感作用實(shí)驗(yàn)室(在含有0.4mg/kg萘乙酸和0.09mmol/L蔗糖的標(biāo)準(zhǔn)B5培養(yǎng)基中培養(yǎng))。取鮮物質(zhì)量約0.2g沙打旺組培根并接種在裝25mL液體培養(yǎng)基的100mL三角瓶中,置于70轉(zhuǎn)/min搖床、25℃黑暗環(huán)境中培養(yǎng)21d后收獲。收獲后的組培根用低溫凍干機(jī)凍干測定其干物質(zhì)量,并以收獲的組培過濾液做培養(yǎng)介質(zhì),進(jìn)行小麥和沙打旺發(fā)芽試驗(yàn),具體做法為取3mL組培過濾液加入直徑為9cm、放有2層濾紙的玻璃培養(yǎng)皿中,并于每皿中放置10粒種子,用蒸餾水作對照,每處理設(shè)4個(gè)重復(fù),培養(yǎng)64h后測量小麥最長胚根長度,94h后測量沙打旺胚根長度。培養(yǎng)基組分調(diào)節(jié)從15個(gè)單一方面進(jìn)行,包括調(diào)節(jié)B5培養(yǎng)基強(qiáng)度,總N水平,無機(jī)磷水平,NH+4/NO-3值,糖種類,蔗糖水平,維生素水平,激素種類及水平,Ca2+、Mg2+、Fe2+、Mn2+、Zn2+及Cu2+濃度。試驗(yàn)除特別指出外均采用加入0.4mg/kg萘乙酸和0.09mmol/L的蔗糖標(biāo)準(zhǔn)B5培養(yǎng)基作基本培養(yǎng)基,培養(yǎng)基強(qiáng)度調(diào)節(jié)為0.25倍、0.75倍和1.0倍標(biāo)準(zhǔn)B5培養(yǎng)基?？侼與NH+4/NO-3單獨(dú)研究,前者維持NH+4/NO-3為1∶42水平,其調(diào)節(jié)N總量為8.9mmol/L、17.9mmol/L、26.8mmol/L、35.7mmol/L和44.6mmol/L系列,后者調(diào)節(jié)NH+4/NO-3為1∶0、1∶14、1∶21、1∶42、1∶63和1∶84,并保持總N量26.8mmol/L不變。在標(biāo)準(zhǔn)B5培養(yǎng)基基礎(chǔ)上調(diào)無機(jī)磷(0~2.20mmol/L)與蔗糖水平(0.03~0.15mmol/L),所調(diào)糖種類為D-葡萄糖、蔗糖、葡萄糖、蔗糖+維生素C(維生素C加入0.5mg/kg)和乳糖,培養(yǎng)基中加入量均為30g/L。調(diào)節(jié)維生素含量為0~224mg/kg,激素[萘乙酸(NAA),吲哚丁酸(IBA),6-芐基氨基嘌呤(6-BA)]濃度變化均為0mg/kg、0.2mg/kg、0.4mg/kg、0.6mg/kg和0.8mg/kg,Ca2+、Mg2+和Fe2+濃度均為0~0.2mmol/L,Cu2+濃度為0μmol/L、0.078μmol/L、0.156μmol/L、0.234μmol/L和0.312μmol/L,Mn2+濃度為0μmol/L、22.422μmol/L、44.843μmol/L、67.265μmol/L和89.686μmol/L,Zn2+濃度為0μmol/L、3.488μmol/L、6.977μmol/L、10.465μmol/L和13.954μmol/L。用JMP4.0和NEVA軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。2不同處理對小麥、沙打盛胚根生長量的影響圖1表明培養(yǎng)基中不含無機(jī)磷時(shí),沙打旺組培根幾乎不生長,無機(jī)磷濃度增加則根干物質(zhì)量增加,濃度為1.10mmol/L時(shí)根干物質(zhì)量最大,濃度繼續(xù)增加則根干物質(zhì)量無明顯變化;在0.25~1倍標(biāo)準(zhǔn)B5培養(yǎng)基范圍內(nèi)根干物質(zhì)量隨培養(yǎng)基強(qiáng)度增加而減少;培養(yǎng)基N含量增加時(shí)根干物質(zhì)量先增加爾后減少,N含量為26.8mmol/L時(shí)根生長量最大;調(diào)培養(yǎng)基NH+4/NO-3值時(shí)NH+4/NO-3為1∶21時(shí)根生長量最大,若以NH+4做單一N源時(shí)則根干物質(zhì)量將明顯減少;以蔗糖作C源沙打旺組培根干物質(zhì)量極明顯高于其他糖作C源處理,且蔗糖濃度為0.03mmol/L時(shí)組培根表現(xiàn)有限生長量,蔗糖濃度增加則根干物質(zhì)量增加,蔗糖濃度為0.09mmol/L時(shí)根干物質(zhì)量達(dá)最大值,而繼續(xù)增加蔗糖濃度則根生長量不再增加;調(diào)激素種類時(shí)加入萘乙酸培養(yǎng)基處理的沙打旺組培根生長量比加入吲哚丁酸(IBA)或6-芐基氨基嘌呤(6-BA)處理的大,且根生長量隨其濃度升高而增加,當(dāng)萘乙酸濃度為0.6mg/kg時(shí)繼續(xù)增加激素濃度根生長則出現(xiàn)減少趨勢,維生素含量變化對沙打旺組培根生長量影響較小;由圖1和表1可知,無Ca2+培養(yǎng)基中沙打旺組培根生長明顯受到抑制,隨Ca2+濃度增加其根生長量增加,Ca2+濃度為0.5mmol/L時(shí)根生長量達(dá)最大,Ca2+濃度繼續(xù)增加,則根生長量有所下降;在缺Mg2+、Cu2+、Fe2+、Mn2+和Zn2+的培養(yǎng)基中,沙打旺組培根均有較大生長量,Zn2+、Cu2+、Mg2+濃度變化對根生長量影響效果不明顯,隨Fe2+濃度升高根生長量先增加后減少,濃度為0.050mmol/L時(shí)根干物質(zhì)量最大。圖1表明隨無機(jī)磷濃度增加,小麥胚根生長受抑程度增幅較小,沙打旺胚根生長在無機(jī)磷濃度為1.1mmol/L處受抑程度最強(qiáng);以不同強(qiáng)度B5組培過濾液處理小麥和沙打旺種子,與對照相比其胚根生長受強(qiáng)烈抑制,沙打旺在0.75倍B5組培過濾液中受抑程度最大,小麥在標(biāo)準(zhǔn)B5組培過濾液中受抑程度最大;保持NH+4/NO-3水平為1∶42,調(diào)節(jié)N含量,小麥和沙打旺胚根生長受抑程度均隨N含量增加而增強(qiáng),保持N含量不變,NH+4/NO-3值增大時(shí)沙打旺胚根生長受抑程度先減弱后增強(qiáng),小麥胚根生長隨NH+4/NO-3值增大而受抑程度先增強(qiáng)后減弱,NH+4/NO-3為1∶63時(shí)小麥胚根生長受抑程度最強(qiáng)。小麥和沙打旺胚根生長在以蔗糖為C源的組培過濾液中受抑程度最小,在葡萄糖中受抑作用最強(qiáng);不同濃度蔗糖組培過濾液中小麥和沙打旺胚根生長受抑程度先減弱后增強(qiáng),在蔗糖濃度為0.15mmol/L時(shí)小麥和沙打旺胚根生長受抑程度最強(qiáng)。培養(yǎng)基中激素為萘乙酸時(shí)小麥和沙打旺胚根生長在各不同濃度處理中受抑程度均大于以吲哚丁酸或6-芐基氨基嘌呤為激素的培養(yǎng)基,沙打旺和小麥胚根生長受抑程度在萘乙酸濃度為0.8mg/kg時(shí)最強(qiáng);維生素濃度變化時(shí)小麥和沙打旺胚根生長受抑程度均先增強(qiáng)后減弱繼之又增強(qiáng),在濃度為0.168mg/kg組培過濾液中受抑程度最大。圖1和表1表明調(diào)節(jié)培養(yǎng)基中Mg2+、Ca2+和Fe2+濃度,沙打旺和小麥胚根生長受抑程度均表現(xiàn)為先減弱后增強(qiáng),無Mg2+、Ca2+和Fe2+時(shí)沙打旺和小麥胚根生長受抑程度較強(qiáng);Mn2+、Cu2+和Zn2+濃度對沙打旺和小麥胚根生長受抑程度均表現(xiàn)為先增強(qiáng)后減弱繼之又增強(qiáng)的趨勢。3中西兩醇-丁酸亞胺基屬性對材料生長的影響改變培養(yǎng)基成分可明顯影響沙打旺組培根生長和根分泌物產(chǎn)生。增加N含量組培根生長表現(xiàn)為先增加后減少趨勢,但高N含量組培根分泌物對供試材料抑制作用增強(qiáng),這與牟金明等報(bào)道一致。保持N含量不變,組培根生長和根分泌物對供試材料抑制作用還受NH+4/NO-3值的影響,在以NH+4為單一N源或NO-3占極高比率時(shí)均強(qiáng)烈抑制組培根生長和供試材料胚根生長。蔗糖為根生長發(fā)育的良好C源,葡萄糖為對照C源時(shí)加蔗糖處理組培根生長量為加葡萄糖處理的7倍,這與WhiteP.R.研究結(jié)果一致。維生素含量變化對組培根生長和根分泌物產(chǎn)生均影響較小,表明沙打旺的愈傷組織能夠合成維生素。激素濃度對組培根生長影響很大,對根分泌物影響較小。無激素時(shí)根生長有限,加入吲哚丁酸或萘乙酸時(shí),在低濃度中組培根生長良好,說明吲哚丁酸和萘乙酸等生長素類物質(zhì)有利于沙打旺組培根生長。若加入6-芐基氨基嘌呤激素則組培根變粗加重,但無新根生長。無機(jī)磷缺少時(shí)抑制組培根生長但對根分泌物產(chǎn)生影響較小,Mg2+對組培根生長及分泌物產(chǎn)生均作用較小,此結(jié)果與MaY.Q.等報(bào)道相同。缺少或有充足Fe2+或Ca2+的組培液中,組培根生長和供試材料胚根生長均受抑制作用。無Fe2+或Ca2+時(shí)組培根最先出現(xiàn)無活力根,對供試材料胚根生長產(chǎn)生明顯抑制作用,這是由醌類物質(zhì)生成所致。Mn2+、Cu2+和Zn2+濃度變化使組培根生長和供試材料胚根生長間有一定相關(guān)性,即根生長量大則供試材料胚根生長受抑程度強(qiáng)。組培根適宜生長的培養(yǎng)基成分(以1L標(biāo)準(zhǔn)B5培養(yǎng)基為基礎(chǔ)調(diào)節(jié),下同。)為KNO32660.5mg、(NH4)2SO484.1mg、CaCl2·2H2O75.0mg、MgSO4·7H2O125