外植体差异对植物组培苗无性快繁的影响

(整期优先)网络出版时间:2023-04-21
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外植体差异对植物组培苗无性快繁的影响

崔莹莹1,苏勤勇1,毕明娟1,郑福山1,隋静1,郑伟1

1.莱芜职业技术学院信息工程系,莱芜  271100

摘要:植物组培养技术一般用在植物的繁殖或再生中,外植体的选择,对于植物组培会产生直接影响,所以需要明确所具有的具体影响,从而对培养方式与技术进行优化。外植体的种类差异,会对外植体灭菌率、诱导率、褐化率以及后期愈伤组织产生影响,其年龄会对植物组培的诱导效果产生影响,依据这些影响能够对培育技术进行创新。因此,本文将在外植体差异对植物组培苗无性快繁的影响方面进行深入地研究与分析,并结合实践经验总结一些措施,希望可以对植物组培工作及相关研究有所帮助。

关键词:外植体差异;植物组培苗;无性快繁;影响分析

植物组培技术在现代商业领域中具有重要的作用,能够高效、快速地繁殖植物或培育新植物,在经济植物、观赏植物等方面具有良好的效果,还可以用于其他植物的微繁殖中。植物组培技术相比于育种技术而言,能够保留母本的优良性状,还能够提升育种效率,在稀有植物育种方面具有良好的作用[1],同时在果树脱毒育苗、转基因等技术中具有良好的效果,其中一项关键要点为外植体的选择,所以需要明确其具有的影响,从而对育苗技术进行调整。

1植物组织培养与外植体概述

植物组织培养,是指在人为构建灭菌环境下,采用细胞的全能性为基础,利用植物叶片、根系等器官或组织,在合适的环境下进行离体培养新的愈伤组织,最后进行生根培养、获得完整植株的技术手段。

植物在进行无性组织培养过程中,一般选择植物的外植体进行无性快繁培养,比如植物的叶片、种子以及根茎等,采用诱导分化的方式进行处理。禾本科水稻类植物一般采用成熟的胚与幼穗,玉米一般采用幼胚或成熟胚胎,小麦一般采用幼胚与幼穗;乔木植物一般采用茎或叶片;杜仲一般采用茎尖作为外植体,杨树多采用茎段或叶片作为外植体[2]

2外植体差异对于培苗物性快繁的影响分析

在植物组织培养过程中,外植体的选择对其具有直接影响,其具体影响包括如下几项:

2.1外植体材料消毒效果差异的影响

外植体的消毒处理,是植物组织培养中的关键环节,会对愈伤组织的褐化率与诱导率产生影响,进而会影响组培苗的存活率。不同的外植体形状不一,与消毒剂的接触面积不同,会对其灭菌效果造成差异。例如,在无患子组织培养消毒试验中,以叶片与幼茎作为外植体,采用相同的消毒处理方式,结果证明叶片的消毒效果更好,能够提升组培苗存活率;在对杉木进行组培苗试验时,研究人员采用筛选出的消毒方案对杉木的茎段、茎尖以及去针茎段进行处理,结果证明茎尖的萌芽率最低,死亡率最高,去针茎段相反,且去针茎段的消毒效果最好,所以外植体的消毒效果差异,会对组培苗的物性快繁产生直接影响[3]

2.2外植体种类差异的影响

外植体的种类较多,不同种类得到诱导实验存在很大差异,例如林木类的植物通常采用叶片、茎段以及胚作为外植体,能够完成诱导分化过程,培育出新的植株个体,但是采用带芽茎段作为外植体材料,诱导效果更好,且褐化率最低。在木犀科的植物组培研究中,一般采用带芽茎段;软枣猕猴桃的组培快繁试验证明,茎段诱导出愈伤组织的效率更高,相比于叶柄、叶片等时间更短,且褐化率全面降低,组培苗的存活率得以提高。除了叶片、茎段等能够作为外植体材料,种胚也可以进行诱导分化,比如卫矛属的植物采用种胚能够诱导出新的植株,且再生率较高。由此可见,不同外植体种类的差异,对无性快繁会产生直接影响,所以需要加强对适合诱导的外植体种类研究,以此提升组培苗质量与数量[4]

2.3外植体年龄差异的影响

在植物组培实验中,外植体诱导效果除了受到自身的影响之外,与外植体的年龄具有密切关系。结合相关研究证明,幼嫩外植体的诱导效果相比于成熟的外植体更好,比如大部分基因型西瓜外植体的苗龄在2—5d时诱导率较高;微型月季的诱导研究中,以叶片、叶柄以及茎段进行诱导时,叶片的诱导效果最好,且随着叶片年龄的增加,诱导率会逐渐提升,在叶片年龄达到12d时效果达到峰值。该试验证明,幼嫩叶片相比于成熟叶片而言,更为适合作为外植体材料,且在一定时间范围内,叶片的诱导率与其年龄具有正比例关系。

2.4外植体愈伤组织与不定芽生长状态的影响

在相关试验研究中,外植体的不同,会对愈伤组织与不定芽生长造成影响,适合的外植体才能够诱导出生理状态健康、颜色良好的愈伤组织或不定芽。例如,在五指毛桃的组培试验中,将叶片、叶柄以及茎段接种在相同的培养基中,结果显示叶柄分化出的愈伤素质呈现淡黄色,诱导时间较长,诱导率较低,后期没有产生不定芽;茎段没有诱导出愈伤组织或不定芽,只有叶片的愈伤组织体积较大,呈现健康的绿色,同时出现了少量的分化现象,从而能够说明叶片的诱导效果最好。外植体的不同,对于愈伤组织和不定芽会产生直接影响,所以在植物组培过程中,需要加强对合适的外植体选择,确保外植体能够促进愈伤组织或不定芽生长。

结束语

综上所述,本文简要阐述了植物组织培养与外植体的基本概念,并对不同外植体对于植物组培苗无性快繁的多项影响进行分析,总结了影响的主要表现形式,希望能够对相关领域起到一定的借鉴与帮助作用,不断提升植物组培技术水平,促进种苗研究领域发展。

参考文献

[1]李百荃.苹果属(Malus)试管苗植株再生、茎尖超低温保存和脱毒技术研究[D]. 西北农林科技大学,2016.

[2]彭克忠,刘燕云,兰常军,等.不同外植体类型和植物生长调节剂对手参组培的影响[J].现代农业科技,2021(007):2-2.

[3]曹璐瑶,李晶,宋来庆,等.外植体差异对植物组培苗无性快繁的影响[J].烟台果树, 2021(3):5-5.

[4]彭克忠,刘燕云,兰常军,等.不同外植体类型和植物生长调节剂对手参组培的影响[J].现代农业科技,2021(7):3-3.

作者简介:崔莹莹(1982-),女,山东东营人,硕士,讲师,现在主要从事生物技术及中药制药研究工作。

基金项目:山东省教育厅2022年度职业院校教师访学研修资助项目、脱毒草莓种苗繁育技术研究与创新(编号:2022qnzx04)