• 《中国科学引文数据库(CSCD)》来源期刊
  • 中国科技期刊引证报告(核心版)期刊
  • 《中文核心期刊要目总览》核心期刊
  • RCCSE中国核心学术期刊

华航一号和华航八号与原品种剑叶光合产物输出的比较

张东方 张建国 黄卓烈

张东方 张建国 黄卓烈. 华航一号和华航八号与原品种剑叶光合产物输出的比较[J]. 华南农业大学学报, 2005, 26(3): 10-13. DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.2005.03.003
引用本文: 张东方 张建国 黄卓烈. 华航一号和华航八号与原品种剑叶光合产物输出的比较[J]. 华南农业大学学报, 2005, 26(3): 10-13. DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.2005.03.003
ZHANG Dong-fang~1,ZHANG Jian-guo~2,HUANG Zhuo-lie~1. The comparison of photosynthate translocation of Huahang No.1 and Huahang No.8 with their original cultivars[J]. Journal of South China Agricultural University, 2005, 26(3): 10-13. DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.2005.03.003
Citation: ZHANG Dong-fang~1,ZHANG Jian-guo~2,HUANG Zhuo-lie~1. The comparison of photosynthate translocation of Huahang No.1 and Huahang No.8 with their original cultivars[J]. Journal of South China Agricultural University, 2005, 26(3): 10-13. DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.2005.03.003

华航一号和华航八号与原品种剑叶光合产物输出的比较

基金项目: 华南农业大学校长基金资助项目(2001082)

The comparison of photosynthate translocation of Huahang No.1 and Huahang No.8 with their original cultivars

  • 摘要: 空间诱变水稻新品种华航一号和新品系华航八号与各自的原品种相比,灌浆期剑叶都表现出ATP酶活性较高;细胞质果糖-1,6-二磷酸酯酶(FBP酶)活性较低;白天蔗糖积累较少,淀粉积累较多;夜间光合产物输出的总量较多.水稻千粒质量和单穗质量与剑叶上午淀粉积累呈正相关,与剑叶夜间光合产物总量下降呈正相关,与剑叶上午蔗糖积累呈负相关.
    Abstract: Some physiological characteristics of new rice varieties after space mutation in flags related to translocation of photosynthate were compared with their original cultivars in the stage of grain filling. The activity of ATPase was increased. The activity of FBPase was decresed. The accumulation of sucrose content in the daytime was lower. The accumulation of starch content in the daytime was higher. The total photosynthate transported out from leaves in the night time was higher. (1 000)-grain mass and filled grain mass per spike of rice were positively correlated to the starch increase of flags in the morning and the total photosynthate decrease of flags in the night, but negatively correlated to the sucrose increase of flags in the morning.
  • 马大杂种相思Acacia mangium×A. auriculiformis属含羞草科Mimosaceae金合欢属Acacia[1],主要分布在气温12~35 ℃, 年降水量1 200~1 850 mm和海拔50~350 m的地区[2].马大杂种相思具速生、固氮、涵养水源、极度抗瘠薄等优点,且树干通直、分枝细小,是城市绿化、营造高效生态混交林的优良种植材料,近年来在我国南方逐渐受到重视.

    目前,对马大杂种相思离体快繁技术研究已有报道,但这些研究对选择具有优良性状的母株作为外植体来源缺乏重视[3];且有效增殖倍数低、芽苗质量较差、增殖芽可用于生根诱导的数量极少[4];移栽存活率仅80.4%[5].本试验从马大杂种相思多年生试验林中进行单株选优,对其离体快繁技术进行了系统研究,成功建立了高效、高质的快繁体系,可应用于工厂化育苗,为马大杂种相思的良种选育及推广种植奠定基础.

    选取马大杂种相思16年生抗风直杆型优良单株(AMA12001),先通过扦插繁殖获得较多的无性系材料,然后以其当年新生枝条的带腋芽茎段为外植体进行研究.

    最佳消毒时间的确定:于质量分数为0.1%的升汞溶液中分别处理外植体9、12、15 min, 再分别用体积分数为75%的乙醇处理5、15、30 s,无菌水冲洗4~6次.

    最佳外植体部位的确定:分别将枝条的第1~2节嫩茎(上)、第3~5节嫩茎(中)、第7~8节嫩茎(下)剪成长1.0~2.0 cm带腋芽茎段.

    将消毒后的外植体接种在MS培养基上,每个处理接种60瓶,每瓶接种1株芽,重复3次,15 d后统计存活率和出芽率.

    6-BA、NAA单因子对增殖的影响:6-BA选择0.5、1.0、1.5、2.0 mg·L-1 4个质量浓度,探讨细胞分裂素对增殖的影响;NAA选择0.05、0.10、0.50 mg·L-1 3个质量浓度,附加6-BA 1.0 mg·L-1,探讨生长素对增殖的影响.

    6-BA、NAA不同质量浓度组合对增殖的影响:设置培养基中的6-BA与NAA质量比例为40:1、30:1、20:1、15:1、10:1、5:1、3:1、2:1,探讨细胞分裂素与生长素不同质量浓度比例组合对增殖的影响.

    基本培养基、活性炭质量浓度、糖浓度单因子对增殖的影响:基本培养基类型选择MS、1/2MS、改良MS; 糖质量浓度选择20、30和40 g·L-1;活性炭选择0.1、0.5和1.0 mg·L-1.以上培养基均附加上一步骤筛选出的最佳激素浓度配比.

    每处理均接种20瓶,每瓶接种3株芽,重复3次,35 d后调查增殖倍数.

    高质量浓度激素浸泡法:将长2~3 cm的增殖芽在添加IBA 200、400、600、800和1 000 mg·L-15个质量浓度的固体培养基上分别预培养4和8 h后,转接入1/2MS培养基中继续培养.

    低质量浓度激素诱导法:将长2~3 cm的增殖芽接入含不同类型基本培养基、不同质量浓度活性炭及蔗糖、不同低质量浓度激素的培养基中进行不定根的诱导.

    每个处理均接种20瓶,每瓶接种3株芽,重复3次,培养15 d后统计生根率、生根条数.

    生根培养10~15 d后,炼苗5~10 d,洗净根部的培养基后移栽到经消毒过的营养袋中,移栽基质选择黄心土.

    以上试验除特殊说明外,增殖培养以MS为基本培养基,生根培养以1/2MS为基本培养基,均添加琼脂7 g·L-1、蔗糖30 g·L-1,控制pH为5.5~6.5,培养基均在121 ℃高压灭菌15 min,培养温度为(25±2) ℃,每日光照12 h,光照度2 500 lx.

    使用Excel、SPSS18.0对数据进行处理和方差分析,以最小显著差数法(LSD)评价差异的显著性.

    带腋芽茎段是最理想的组培外植体材料,其诱导的芽遗传变异小,能保持亲本的优良性状[6].本试验以带腋芽茎段为外植体,消毒效果见表 1.处理1至处理3(升汞消毒9 min)的消毒时间偏短,导致污染率偏高,存活率偏低;随着升汞消毒时间的增加,污染率逐渐降低,存活率逐渐上升,当选用15 min升汞配合30 s乙醇(处理9)消毒时,其褐化率虽然较高,但污染率仅6.67%,存活率达78.33%,是最适宜的消毒方案.

    表  1  升汞及乙醇不同处理时间对初代培养的影响1)
    Table  1.  Effects of sterilization time on initial culture
    下载: 导出CSV 
    | 显示表格

    外植体污染率、褐化率和芽诱导率受枝条的木质化程度影响较大.木质化程度越高,污染率越高,新生顶芽内生菌含量少,但材质娇嫩,容易被消毒剂杀死.枝条中上部半木质化的茎段出芽率高[7],且污染率低[8],本试验(表 2)也发现中段(第3~5个腋芽)半木质化茎段污染率和褐化率都较低,且出芽率较高,因而当年生新枝第3~5个腋芽茎段是理想的外植体材料.

    表  2  不同外植体来源及部位对初代培养的影响1)
    Table  2.  Effects of different sampling positions on initial culture
    下载: 导出CSV 
    | 显示表格

    综上所述,剪取枝条的中部(第3~5个腋芽)作为外植体,用体积分数为75%的乙醇和质量分数为0.1%的升汞分别消毒30 s、15 min,是获得马大杂种相思无菌材料的最佳途径.将无菌茎段接入MS基本培养基初代培养10 d后,腋芽开始萌动,30 d调查时新芽长约为2~4 cm(图 1A),可用于增殖培养.

    图  1  马大杂种相思快繁体系
    A:初代培养;B:增殖培养;C:生根培养;D:移栽.
    Figure  1.  Processes of in vitro propagation of Acacia mangium×A. auriculiformis

    增殖培养10 d左右从基部腋芽处开始冒出新芽,且茎段基部逐渐变粗.第35天时调查可知(表 3),增殖倍数随6-BA浓度的增加而增加,当6-BA质量浓度为1.0~1.5 mg·L-1时,增值倍数均达到3以上,且6-BA质量浓度为1.5 mg·L-1时,增殖倍数较高,芽长势较好;但当质量浓度达到2.0 mg·L-1时,芽玻璃化现象严重,有效芽减少.而NAA对芽生长起主要作用,随着NAA质量浓度的升高,芽体长势变好,当NAA质量浓度为0.5 mg·L-1时,芽生长健壮,生长速度快,但增值倍数低;而NAA质量浓度为0.1 mg·L-1时的增殖倍数最高,芽的长势也较好.

    表  3  不同比例的6-BA、NAA对增殖的影响
    Table  3.  Effects of various concentrations of 6-BA and NAA on proliferation
    下载: 导出CSV 
    | 显示表格

    腋芽的增殖不只受6-BA和NAA的绝对值影响,还受二者的比值影响[9],试验结果经方差分析表明,6-BA与NAA的质量比对马大杂种相思增殖倍数的影响达到极显著水平,增殖倍数随着二者比值的增加呈先上升后下降的趋势,m(6-BA):m(NAA)在2:1至10:1范围时,增殖倍数普遍较低,但芽的长势健壮,生长速度快.m(6-BA):m(NAA)为20:1至40:1时,腋芽处萌发出大量的丛生芽,但芽丛矮小,玻璃化现象严重,有效芽数目随比值的增加而减少,因此,在此质量比范围时,增殖倍数呈现下降趋势,且芽品质变差.而当m(6-BA):m(NAA)为15:1时(即6-BA为1.5 mg·L-1、NAA为0.10 mg·L-1),诱导的增殖芽一方面具有长势健壮的特点,又具有较高增殖倍数的优势,是试验筛选出较适宜的激素浓度比例.

    表  4  6-BA与NAA不同质量浓度组合对增殖的影响
    Table  4.  Effects of different combinations of 6-BA and NAA on proliferation
    下载: 导出CSV 
    | 显示表格

    表 5可知,活性炭、蔗糖质量浓度对增殖的影响达极显著水平,而培养基类型对增殖的影响不显著.随着活性炭质量浓度的增加,增殖倍数明显下降,但芽生长情况越来越好,甚至有部分芽开始生根,因此,当发现增殖芽出现玻璃化现象时,可将芽转移至添加有较低质量浓度活性炭(0.04 g·L-1)的培养基中进行增殖培养,从而改善增殖芽质量;随着蔗糖质量浓度的增加,玻璃化现象也会得到缓解,有效芽数增多,芽的健壮程度也提升,当蔗糖质量浓度为30和40 g·L-1时显著优于蔗糖为20 g·L-1时的增殖效果,不仅增殖倍数较高,芽长势也较好;试验发现,虽然培养基类型对增殖倍数影响不大,但改良MS上的芽叶片更绿,生长也更健壮.

    表  5  不同添加剂对增殖的影响
    Table  5.  Effects of different additives on proliferation
    下载: 导出CSV 
    | 显示表格

    综合以上试验结果,马大杂种相思比较适宜的增殖培养基为改良MS+6-BA 1.5 mg·L-1+NAA 0.1 mg·L-1+蔗糖30~40 g·L-1,培养35 d可获得3.97的有效增殖倍数,且芽体较健壮(图 1B).在工厂化生产中,多次继代需要添加适量的Ac来改善芽苗生长情况,减小玻璃化现象发生.

    将在含有高质量浓度IBA的MS培养基预培养4、8 h的芽接入无激素的MS培养基后,第5天即可见白色圆点冒出,第10天时调查结果见表 6.两步生根法生根效果普遍较好,不仅生根率高,平均生根数也较多.虽然不同质量浓度的IBA对生根率的影响达显著、极显著水平,但IBA200~800 mg·L-14个组诱导的生根效果总体差异不显著,芽长势也无明显区别;随着IBA质量浓度的升高,生根率呈先上升后下降趋势,而生根数逐渐增多,当IBA为1 000 mg·L-1时,基部形成大量愈伤组织,根系过于发达,导致苗长势较差(表 6).比较发现,4和8 h的预培养时间对生根效果并无显著差别,但预培养8 h的芽生根数略多,总体的生根率也较高.当选择IBA 600 mg·L-1预培养4~8 h后再转接至MS中,生根率可达100%,且苗较健壮,是较好的处理方法.

    表  6  两步生根法结果1)
    Table  6.  Results of the two-step rooting method
    下载: 导出CSV 
    | 显示表格

    将2~3 cm长的增殖芽接入Ⅰ型至Ⅵ型生根培养基中,4~5 d后基部出现白点,6~7 d开始生根,15 d根最长, 可达6.5 cm.由表 7可知,Ⅰ型、Ⅴ型和Ⅵ型这3种培养基的生根效果均极显著高于另3种培养基,而添加了0.1和0.5 mg·L-1活性炭的Ⅱ型和Ⅲ型培养基虽然平均根长要远高于其他组,但生根率却比不添加活性炭的低17.07%和40.50%;此外,蔗糖质量浓度为30 g·L-1的生根效果(Ⅰ)要优于10 g·L-1(Ⅳ);1/2 MS(Ⅴ)比MS(Ⅰ)更利于不定根的诱导;IBA 1.5 mg·L-1(Ⅵ)比IBA 1.0 mg·L-1(Ⅴ)诱导的根数要多,但根系太发达反而会抑制苗的生长;由此可见,不添加活性炭的Ⅴ型培养基诱导马大杂种相思不定根效果最好,不仅生根率达99.4%,且根系较长,有须根,苗健壮.

    表  7  不同培养基的生根效果1)
    Table  7.  Effects of different media on rooting
    下载: 导出CSV 
    | 显示表格

    综上所述,马大杂种相思增殖苗生根可采用2种办法.方法1,用两步生根法,将增殖苗接入含IBA600 mg·L-1的固体培养基上预培养4-8 h后接种到1/2MS基本培养基上,15 d即可全部生根.方法2,直接将较健壮的增殖苗接入1/2 MS + IBA 1.0 mg·L-1 + NAA 0.5 mg·L-1+蔗糖30 g·L-1培养基上,第15天时生根率可达99.43%(图 1C).从节约成本,缩减操作程序的角度出发,方法2更利于工厂化生产.

    生根培养10~15 d后,苗长至2~4 cm,根长达2~3 cm,在自然条件下炼苗5~10 d后,将苗根部的培养基洗净,移植于经高锰酸钾消毒过的5种基质的营养袋中,5种基质分别为:黄心土、黄心土:沙(体积比分别为3:1、2:1、1:1)、沙,盖膜保湿.1周后揭开薄膜,1个月后调查其存活率分别为94.67%、94.00%、96.00%、96.00%、93.33%,均在90%以上(图 1D),以黄心土:沙(体积比为2:1、1:1)生根率最高,在实际生产过程中,含沙量较多的营养杯在上山造林的运输过程中,容易松散,使得造林存活率低,因而,移栽基质应尽可能考虑黄心土.至此,马大杂种相思的组培快繁体系基本建立(图 1).

    外植体消毒成功与否,不仅与消毒剂的处理时间有关,也与外植体采集时间、外植体部位等因素有关,本试验发现半木质化枝条的中上部节段是最理想的外植体部位,春末夏初的晴朗天气采条可以降低污染.与赵建萍等[10]、张玮等[11]的研究结果一致.

    想要获得高增殖倍数和短增殖时间,必须选择合适的细胞分裂素和生长素质量浓度[12].本试验发现6-BA 1.5 mg·L-1、NAA 0.1 mg·L-1是最佳的适宜马大杂种相思增殖的激素质量浓度,不仅增殖倍数较高,芽体也较健壮.

    较高的激素质量浓度易使芽玻璃化,且外源调节剂对植物作用的时效较长[13],多次继代会使芽苗增殖缓慢、质量变差,可通过改变基本培养基类型、适当提高蔗糖质量浓度、适当降低激素质量浓度、添加低质量浓度的活性炭解决.

    IBA与NAA组合使用可明显提高生根率,改善根的质量和苗的生长情况[14],本研究也证明,用IBA 1.0 mg·L-1 + NAA 0.5 mg·L-1可获得较好的生根效果.

    Otroshy等[15]认为合适质量浓度的活性炭可提供暗环境、吸附激素和其他有害物质,利于植株生长.本试验发现,活性炭的存在确实能促进苗的生长,但一定程度上抑制了马大杂种相思不定根的形成,导致生根率下降,具体机理还有待相关研究证明.

    蔗糖是生根培养基的重要组成部分,对维持培养基的渗透压具有重要作用.本试验还发现降低蔗糖质量浓度对根的生长影响较大,10 g·L-1的蔗糖质量浓度对根的生长不利,且苗生长缓慢,在生根培养基中添加30 g·L-1的蔗糖生根效果更佳.

    从节约生产成本、简化操作程序的角度来说,即使两步生根法可使马大杂种相思组培苗的生根率达到100%,却不宜采用,但对其他生根较困难的相思树种来说,是值得尝试的生根方法.

计量
  • 文章访问数:  1150
  • HTML全文浏览量:  0
  • PDF下载量:  1082
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 刊出日期:  2005-07-09

目录

/

返回文章
返回