本发明属于植物繁殖技术领域,涉及一种臭椿树高效离体培养植株再生方法。
背景技术:
臭椿树(Ailanthus altissima(Mill.)Swingle),苦木科(Simaroubaceae)臭椿属植物,落叶乔木,高可达20余米,树皮平滑而有直纹;嫩枝有髓,幼时被黄色或黄褐色柔毛,后脱落。喜光,能适应广泛气候条件,耐-30 ℃低温;耐干旱贫瘠,适应性强,除黏土外,各种土壤和中性、酸性及碱性土都能生长,适生于深厚、肥沃、湿润的沙质土壤。耐寒,耐旱,不耐水湿,长期积水会烂根死亡,深根性。对烟尘与二氧化硫的抗性较强,病虫害较少,具有良好的抗污能力和抗病虫害能力。我国除黑龙江、吉林、新疆、青海、宁夏、甘肃和海南外,各地均有分布。世界各地广为栽培。因它具有较强的抗烟能力,所以是工矿区绿化的良好树种。又因它适应性强、萌蘗力强,故为山地造林的先锋树种,也是盐碱地的水土保持和土壤改良用树种。 木材黄白色,可制作农具车辆等;叶可饲椿蚕(天蚕);树皮、根皮、果实均可入药,有清热利湿、收敛止痢等效。组织培养能通过无性繁殖,遗传树种的优良特性,能在短时间内快速繁殖获得大量优质的组培苗,为优质种源推广提供可能。
技术实现要素:
本发明的目的是针对臭椿树组织培养过程中芽增殖系数低,生长缓慢等问题,提供一种生长效果好、扩繁快的臭椿树高效离体培养植株再生方法。
为了实现上述发明目的,本发明的技术方案如下:
一种臭椿树高效离体培养植株再生方法,包括外植体选择、外植体处理、初始芽诱导培养、增殖培养、壮芽培养和生根培养工序,采集半木质化、生长健壮的当年生臭椿树嫩枝作为外植体,对外植体进行修剪、灭菌消毒处理后接种于初始芽诱导培养基中获取初始芽,再将初始芽接种于增殖培养基中经过3-4个周期增殖培养,形成丛生芽,将丛生芽接入壮芽培养基中培养,最后将高≥2cm的单芽插入生根培养基中诱导生根,具体操作步骤如下:
(1)外植体选择:采集半木质化、生长健壮的当年生臭椿树嫩枝作为外植体;
(2)外植体处理:将外植体置于自来水下冲洗10-15 min,然后去除外植体叶片,再将外植体浸泡在体积浓度 0.1%的升汞溶液中,控制浸泡时间15-20 min,最后用纯净水洗净药物,将外植体裁成带至少1个腋芽,1.5-3cm长的茎段,视茎段木质化程度分类置放容器内,备用;
(3)初始芽诱导培养:将步骤(2)得到的外植体接种于初始芽诱导培养基中培养,培养30-35 d,初始芽萌发、生长;
(4)增殖培养:将高≥1cm的初始芽接入增殖培养基中进行增殖培养,35-40 d转接一次,循环往复,经3-4个周期的培养,形成丛生芽;
(5)壮芽培养:将步骤(4)得到的丛生芽进行切割,4-5颗芽/丛,插入壮芽培养基中,培养35-40 d,形成壮芽;
(6)生根培养:将步骤(5)得到的高≥2cm的单芽插入生根培养基中诱导生根;余下小芽丛再次接种于步骤(4)的增殖培养基中继续增殖,然后再重复步骤(5),循环往复,获得大量壮芽。
以上所述的初始芽诱导培养基的配方为:1/2改良WPM培养基+6-BA 4.0-6.0 mg/L+NAA 2.0-3.0 mg/L+KT 1.0-2.0 mg/L+ZT 1.5-2.0 mg/L+ VC 15 mg/L+叶酸10mg/L+VB2 15 mg/+琼脂3.0 g/L+白糖25 g/L。
以上所述的增殖培养基的配方为:改良WPM培养基+6-BA 6.0-8.0 mg/L+NAA 2.0-3.0 mg/L+ZT 0.5-1.0mg/L+VC 15 mg/L+VB2 15 mg+L-半胱氨酸 20 mg/L+琼脂 3.6 g/L+白糖 30 g/L。
以上所述的壮芽培养基的配方为:改良WPM培养基+6-BA 3.0-4.0 mg/L+NAA 1.0-1.5 mg/L+VC 15 mg/L+VB2 15 mg+L-半胱氨酸 20 mg/L+琼脂 3.5 g/L+白糖 25 g/L。
以上所述的生根培养基的配方为:1/2改良WPM培养基+6-BA 1.5-2.5 mg/L+NAA 1.0-1.5 mg/L+琼脂 3.5 g/L+白糖 30 g/L。
以上所述改良WPM培养基的组分和体积重量比为:NH4NO3 295mg/L,CaCl2·2H2O 96 mg/L,MgSO4·7H20 220mg/L,KH2PO4 170 mg/L,Ca(NO3)2·4H2O 180 mg/L,KI 0.83 mg/L,MnSO4·H2O 22.4 mg/L,ZnSO4·7H2O 8.6 mg/L,Na2MoO4·2H2O 0.25 mg/L,CuSO4·5H2O 0.025 mg/L,Na2·EDTA 37.4 mg/L,FeSO4·7H2O 27.8 mg/L,肌醇200 mg/L,烟酸0.5 mg/L,盐酸吡哆醇0.5 mg/L,盐酸硫胺素0.8 mg/L,甘氨酸2.0 mg/L。
以上步骤(3)所述的初始芽诱导培养的培育控制条件为:光培养、光照500-1000 lx,培养温度20±1℃;步骤(4)所述的增殖培养、步骤(5)所述的壮芽培养、步骤(6)所述的生根培养的培育控制条件均为:光培养,光照2500-4000 lx,每日光照16 h,培养温度25-28℃。
相对于现有技术,本发明具有的优点和有益效果如下:
1、本发明以臭椿树当年生嫩枝作为外植体,经过初始芽培养基培养,初始芽萌动率90%以上;经过3-4个周期增殖培养,形成丛生芽,芽增殖系数5/30d-7/30d,再将丛生芽接入壮芽培养基中培养,最后将高≥2cm的单芽插入生根培养基中诱导生根,从而缩短了臭椿树的育苗周期,节省育苗材料,克服了传统育苗方法中存在的育苗所需材料多、周期长等问题,大大降低了生产成本,提高了生产效率。
2、本发明将高≥2cm的单芽插入生根培养基中诱导生根,余下小芽丛继续增殖培养,使得材料能够多次继代,实现大量增殖,规模化生产壮芽,实现黄樟油素型樟树的扩繁。
3、本发明对WPM基本培养基进行了改良,同时重点调整了与臭椿树出芽壮芽相关元素,使得培养基更科学,更有针对性,更易促使臭椿树芽诱导的发生、增殖和壮芽,效果显著。
4、本发明操作过程简便,培养周期短,继代芽产量大,并且质量优,增殖系数达到5以上的组培苗产业化技术要求,具有很好的经济效益、生态效益和社会效益。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1:
(1)外植体选择:采集半木质化、生长健壮的当年生臭椿树嫩枝作为外植体;
(2)外植体处理:将外植体置于自来水下冲洗10 min,然后去除外植体叶片,再将外植体浸泡在体积浓度 0.1%的升汞溶液中,控制浸泡时间15 min,最后用纯净水洗净药物,将外植体裁成带至少1个腋芽,1.5-3cm长的茎段,视茎段木质化程度分类置放容器内,备用;
(3)初始芽诱导培养:将步骤(2)得到的外植体接种于初始芽诱导培养基中培养,置于光培养、光照500 lx,培养温度20±1℃的环境中培养30-35 d,初始芽萌发、生长;所述的初始芽诱导培养基的配方为:1/2改良WPM培养基+6-BA 4.0 mg/L+NAA 2.0 mg/L+KT 1.0 mg/L+ZT 1.5 mg/L+ VC 15 mg/L+叶酸10mg/L+VB2 15 mg/+琼脂3.0 g/L+白糖25 g/L;
(4)增殖培养:将高≥1cm的初始芽接入增殖培养基中进行增殖培养,置于光培养,光照2500 lx,每日光照16 h,培养温度25-28℃的环境中,35-40 d转接一次,循环往复,经3-4个周期的培养,形成丛生芽;所述的增殖培养基的配方为:改良WPM培养基+6-BA 6.0 mg/L+NAA 2.0 mg/L+ZT 0.5 mg/L+VC 15 mg/L+VB2 15 mg+L-半胱氨酸 20 mg/L+琼脂 3.6 g/L+白糖 30 g/L;
(5)壮芽培养:将步骤(4)得到的丛生芽进行切割,4-5颗芽/丛,插入壮芽培养基中,置于光培养,光照2500 lx,每日光照16 h,培养温度25-28℃的环境中培养35-40 d,形成壮芽;所述的壮芽培养基的配方为:改良WPM培养基+6-BA 3.0 mg/L+NAA 1.0 mg/L+VC 15 mg/L+VB2 15 mg+L-半胱氨酸 20 mg/L+琼脂 3.5 g/L+白糖 25 g/L;
(6)生根培养:将步骤(5)得到的高≥2cm的单芽插入生根培养基中,余下小芽丛再次接种于步骤(4)的增殖培养基中继续增殖,然后再重复步骤(5),循环往复,获得大量壮芽;生根培养是置于光培养,光照2500 lx,每日光照16 h,培养温度25-28℃的环境中诱导生根,生根率为94%;所述的生根培养基的配方为:1/2改良WPM培养基+6-BA 1.5 mg/L+NAA 1.0 mg/L+琼脂 3.5 g/L+白糖 30 g/L。
以上所述改良WPM培养基的组分和体积重量比为:NH4NO3 295mg/L,CaCl2·2H2O 96 mg/L,MgSO4·7H20 220mg/L,KH2PO4 170 mg/L,Ca(NO3)2·4H2O 180 mg/L,KI 0.83 mg/L,MnSO4·H2O 22.4 mg/L,ZnSO4·7H2O 8.6 mg/L,Na2MoO4·2H2O 0.25 mg/L,CuSO4·5H2O 0.025 mg/L,Na2·EDTA 37.4 mg/L,FeSO4·7H2O 27.8 mg/L,肌醇200 mg/L,烟酸0.5 mg/L,盐酸吡哆醇0.5 mg/L,盐酸硫胺素0.8 mg/L,甘氨酸2.0 mg/L。
实施例2:
(1)外植体选择:采集半木质化、生长健壮的当年生臭椿树嫩枝作为外植体;
(2)外植体处理:将外植体置于自来水下冲洗15 min,然后去除外植体叶片,再将外植体浸泡在体积浓度 0.1%的升汞溶液中,控制浸泡时间20 min,最后用纯净水洗净药物,将外植体裁成带至少1个腋芽,1.5-3cm长的茎段,视茎段木质化程度分类置放容器内,备用;
(3)初始芽诱导培养:将步骤(2)得到的外植体接种于初始芽诱导培养基中培养,置于光培养、光照1000 lx,培养温度20±1℃的环境中培养30-35 d,初始芽萌发、生长;所述的初始芽诱导培养基的配方为:1/2改良WPM培养基+6-BA 5.0 mg/L+NAA 3.0 mg/L+KT 1.5 mg/L+ZT 1.5 mg/L+ VC 15 mg/L+叶酸10mg/L+VB2 15 mg/+琼脂3.0 g/L+白糖25 g/L;
(4)增殖培养:将高≥1cm的初始芽接入增殖培养基中进行增殖培养,置于光培养,光照3000 lx,每日光照16 h,培养温度25-28℃的环境中,35-40 d转接一次,循环往复,经3-4个周期的培养,形成丛生芽;所述的增殖培养基的配方为:改良WPM培养基+6-BA 7.0 mg/L+NAA 2.5 mg/L+ZT 1.0 mg/L+VC 15 mg/L+VB2 15 mg+L-半胱氨酸 20 mg/L+琼脂 3.6 g/L+白糖 30 g/L;
(5)壮芽培养:将步骤(4)得到的丛生芽进行切割,4-5颗芽/丛,插入壮芽培养基中,置于光培养,光照3000 lx,每日光照16 h,培养温度25-28℃的环境中培养35-40 d,形成壮芽;所述的壮芽培养基的配方为:改良WPM培养基+6-BA 3.5 mg/L+NAA 1.0 mg/L+VC 15 mg/L+VB2 15 mg+L-半胱氨酸 20 mg/L+琼脂 3.5 g/L+白糖 25 g/L;
(6)生根培养:将步骤(5)得到的高≥2cm的单芽插入生根培养基中,余下小芽丛再次接种于步骤(4)的增殖培养基中继续增殖,然后再重复步骤(5),循环往复,获得大量壮芽;生根培养是置于光培养,光照3000 lx,每日光照16 h,培养温度25-28℃的环境中诱导生根,生根率为90%;所述的生根培养基的配方为:1/2改良WPM培养基+6-BA 2.0 mg/L+NAA 1.5 mg/L+琼脂 3.5 g/L+白糖 30 g/L。
以上所述改良WPM培养基的组分和体积重量比为:NH4NO3 295mg/L,CaCl2·2H2O 96 mg/L,MgSO4·7H20 220mg/L,KH2PO4 170 mg/L,Ca(NO3)2·4H2O 180 mg/L,KI 0.83 mg/L,MnSO4·H2O 22.4 mg/L,ZnSO4·7H2O 8.6 mg/L,Na2MoO4·2H2O 0.25 mg/L,CuSO4·5H2O 0.025 mg/L,Na2·EDTA 37.4 mg/L,FeSO4·7H2O 27.8 mg/L,肌醇200 mg/L,烟酸0.5 mg/L,盐酸吡哆醇0.5 mg/L,盐酸硫胺素0.8 mg/L,甘氨酸2.0 mg/L。
实施例3:
(1)外植体选择:采集半木质化、生长健壮的当年生臭椿树嫩枝作为外植体;
(2)外植体处理:将外植体置于自来水下冲洗15 min,然后去除外植体叶片,再将外植体浸泡在体积浓度 0.1%的升汞溶液中,控制浸泡时间20 min,最后用纯净水洗净药物,将外植体裁成带至少1个腋芽,1.5-3cm长的茎段,视茎段木质化程度分类置放容器内,备用;
(3)初始芽诱导培养:将步骤(2)得到的外植体接种于初始芽诱导培养基中培养,置于光培养、光照1000 lx,培养温度20±1℃的环境中培养30-35 d,初始芽萌发、生长;所述的初始芽诱导培养基的配方为:1/2改良WPM培养基+6-BA 6.0 mg/L+NAA 2.5 mg/L+KT 2.0 mg/L+ZT 2.0 mg/L+ VC 15 mg/L+叶酸10mg/L+VB2 15 mg/+琼脂3.0 g/L+白糖25 g/L;
(4)增殖培养:将高≥1cm的初始芽接入增殖培养基中进行增殖培养,置于光培养,光照4000 lx,每日光照16 h,培养温度25-28℃的环境中,35-40 d转接一次,循环往复,经3-4个周期的培养,形成丛生芽;所述的增殖培养基的配方为:改良WPM培养基+6-BA 8.0 mg/L+NAA 3.0 mg/L+ZT 1.0 mg/L+VC 15 mg/L+VB2 15 mg+L-半胱氨酸 20 mg/L+琼脂 3.6 g/L+白糖 30 g/L;
(5)壮芽培养:将步骤(4)得到的丛生芽进行切割,4-5颗芽/丛,插入壮芽培养基中,置于光培养,光照4000 lx,每日光照16 h,培养温度25-28℃的环境中培养35-40 d,形成壮芽;所述的壮芽培养基的配方为:改良WPM培养基+6-BA 4.0 mg/L+NAA 1.5 mg/L+VC 15 mg/L+VB2 15 mg+L-半胱氨酸 20 mg/L+琼脂 3.5 g/L+白糖 25 g/L;
(6)生根培养:将步骤(5)得到的高≥2cm的单芽插入生根培养基中,余下小芽丛再次接种于步骤(4)的增殖培养基中继续增殖,然后再重复步骤(5),循环往复,获得大量壮芽;生根培养是置于光培养,光照4000 lx,每日光照16 h,培养温度25-28℃的环境中诱导生根,生根率为95%;;所述的生根培养基的配方为:1/2改良WPM培养基+6-BA 2.5 mg/L+NAA 1.5 mg/L+琼脂 3.5 g/L+白糖 30 g/L。
以上所述改良WPM培养基的组分和体积重量比为:NH4NO3 295mg/L,CaCl2·2H2O 96 mg/L,MgSO4·7H20 220mg/L,KH2PO4 170 mg/L,Ca(NO3)2·4H2O 180 mg/L,KI 0.83 mg/L,MnSO4·H2O 22.4 mg/L,ZnSO4·7H2O 8.6 mg/L,Na2MoO4·2H2O 0.25 mg/L,CuSO4·5H2O 0.025 mg/L,Na2·EDTA 37.4 mg/L,FeSO4·7H2O 27.8 mg/L,肌醇200 mg/L,烟酸0.5 mg/L,盐酸吡哆醇0.5 mg/L,盐酸硫胺素0.8 mg/L,甘氨酸2.0 mg/L。