大花美人蕉种子高效无菌萌发及离体快繁体系的建立.pdf

PB 667 植物生理学报 Plant Physiology Journal 2022 58 4 667 676 doi 10 13592 ki ppj 100077 收稿 2021 11 19 修定 2022 01 05 资助 贵州省科技成果转化项目 黔科合成果 2021 一般009 贵州省高层次创新型人才培养项目 黔科合人才 2016 4038 号 国家 自然科学基金 31460371 贵州省生物学一流学科开放基金 GNYL 2017 009FX4KT37 和大学生 SRT 计划 项目 贵大SRT 字 2019 323 号 大花美人蕉种子高效无菌萌发及离体快繁体系的建立 李琴 舒木林 甘祖燕 肇瑾 赵婷 张文娥 潘学军 贵州大学农学院 贵阳550025 共同通信作者 张文娥 836151805 潘学军 pxjun2050 摘要 以大花美人蕉 墨红 和 Grand Due 的自然结实种子为材料 建立种子无菌高效萌发体系 然后以无 菌苗为外植体 研究了母本基因型 培养基状态 基础培养基类型和植物生长调节剂种类及浓度对不定 芽增殖和根系诱导的影响 建立离体快繁体系 结果表明 种子在液体 玻璃珠状态下无菌萌发率达90 以上 墨红 和 Grand Due 2 种母本基因型后代试管苗的不定芽增殖率分别为63 77 和75 33 增殖系数 均在3 以上 分析不同培养基状态和类型对 墨红 不定芽增殖的影响可知 液体 玻璃珠状态整体优于固 体状态 MS 培养基效果整体优于N 6 和B 5 最佳不定芽增殖培养基为MS 6 BA 6 mg L 1 NAA 1 5 mg L 1 不定芽增殖率为88 89 增殖系数达5 3 墨红 的适宜生根培养基为1 2MS NAA 0 5 mg L 1 生根率为 100 且液体 玻璃珠状态更利于试管苗根系生长 炼苗后移栽成活率为100 生长状况良好 关键词 大花美人蕉 种子 离体快繁 不定芽增殖率 增殖系数 Establishment of efficient seed germination and in vitro rapid propagation system of Canna generalis LI Qin SHU Mulin GAN Zuyan ZHAO Jin ZHAO Ting ZHANG Wen e PAN Xuejun College of Agriculture Guizhou University Guiyang 550025 China Co corresponding authors Zhang WE 836151805 Pan XJ pxjun2050 Abstract The seeds of Canna generalis Mohong and Grand Due were used as materials to establish a sterile and efficient germination system and then the sterile seedlings were used as explants to study the effects of maternal genotype medium status type of basal medium and types and concentrations of plant growth regulators on adventitious shoot proliferation and root induction In vitro rapid propagation system was established The results showed that the germinating rate of sterile seeds in liquid medium with glassbeads was more than 90 The proliferation rate of adventitious shoots of Mohong and Grand Due progenies was 63 77 and 75 33 respectively and the proliferation coefficients were above 3 By analyz ing of the effects of different medium conditions and types on the adventitious bud proliferation of Mo hong the results showed that the propagation effect of liquid medium with glassbeads was better than that of solid medium and MS basal medium was better than that of N 6 and B 5 The optimal medium for adventitious bud proliferation was MS 6 BA 6 mg L 1 NAA 1 5 mg L 1 The proliferation rate of adventi tious bud was 88 89 and the proliferation coefficient was 5 3 The optimal rooting medium for Mohong 植物生理学报 www plant 668 美人蕉 Canna spp 是美人蕉科美人蕉属多年 生球根花卉 花形大 花色丰富 叶形秀丽 且其环 境修复能力强 园林应用效果极佳 黄国涛2005 国内外广泛栽培 栽培种类主要包括大花美人蕉 C generalis 和兰花美人蕉 C orchioides 在 我国 多数美人蕉栽培品种是从国外引进的古老 品种 新品种选育速度极慢 极大限制了美人蕉的 进一步应用 现有栽培杂交群中 兰花美人蕉由于倍性问 题自然不结实 因此部分可结实的大花美人蕉成 为现代美人蕉品种改良的重要亲本 但美人蕉种 皮 致密坚硬 常规播种出苗率不足2 杨锋利等 2015 美人蕉优良品种的种苗繁育主要为分根茎 法 该方法繁殖系数极低 且长期的无性繁殖易造 成新生植株体内病毒积累 导致品种退化 Mishra 等2015 这些已成为美人蕉杂交新品种推广应用 的限制因子 因此 建立美人蕉种子组培快繁体系 可以加速美人蕉育种进程 加快获得优良杂种无 性系 推进新品种的快速应用 周小雪等2020 同 时可为优良杂交种质的离体保存提供优良材料和 技术体系 胡凤荣2007 国内外已有美人蕉 C in dica 大花美人蕉和水生美人蕉 longwood canna 组织培养相关报道 主要用叶片 Mishra 等2015 茎尖 Singh 等2019 和顶芽 Sakai 和Imai 2007 等为 外植体获得再生植株 但不定芽增殖系数普遍较 低 如大花美人蕉 Red President 的不定芽增殖率 可达90 增殖系数为4 Purshottam 等2019 因 此 继续完善美人蕉属植物的离体快繁体系 提高其 增殖系数对美人蕉的种苗繁育和生产栽培具有重 要意义 本研究以大花美人蕉品种 墨红 和 Grand Due 的自然结实种子为材料 旨在建立大花美人蕉种 子无菌高效萌发体系 并以无菌苗作为外植体 探 讨母本基因型 基础培养基 培养基状态及植物 生长调节剂种类及浓度对不定芽增殖和根系诱导 的影响 以期为美人蕉杂交种质的离体快繁提供 参考 1 材料与方法 1 1 实验材料 实验材料为大花美人蕉 墨红 Canna gener alis Bailey Mohong 和 Grand Due C generalis Bailey Grand Due 2 个品种自然结实且成熟饱满 的种子 采收自贵州大学农学院美人蕉资源圃 1 2 培养条件 本实验所用MS B 5 N 6 等基本培养基及试剂 均购自北京Solarbio 公司 根据培养目标按照使用 说明准确称取培养基粉剂进行培养基的配制 在 固体状态培养基中均添加7 g L 1 琼脂作为凝固剂 液体培养基中均添加直径1 3 mm 玻璃珠作为固定 物 浓度达2 kg L 1 生根培养基中的蔗糖浓度为15 g L 1 其余培养基中蔗糖浓度为30 g L 1 培养基 pH 均为5 8 0 2 所有培养物均在光照强度为20 30 mol m 2 s 1 光照时间为16 h d 1 温度为 25 2 o C 的培养室内进行培养 1 3 实验设计与方法 1 3 1 高效无菌萌发体系的建立 选取大花美人蕉 墨红 的种子 参照张文娥等 2009 实验方法进行硬实处理 98 的浓硫酸浸泡 120 min 清水冲洗至中性 移入超净工作台内 75 乙醇浸没30 s 无菌水冲洗4 5 次 0 1 HgCl 2 消毒15 min 无菌水冲洗4 5 次后 将其分别接种至 附加6 BA 1 mg L 1 和NAA 0 5 mg L 1 的MS 固体和 液体 玻璃珠培养基上 每种状态接种90 粒种子 3 次重复 观察种子萌发时间及污染情况 第7 天时 统计发芽势 30 d 后 统计外植体的污染率 萌发率 成活率和幼苗生长状况 计算方法参照张文娥等 2009 文献 was 1 2MS NAA 0 5 mg L 1 the rooting rate was 100 and liquid medium with glassbeads was more conducive to the root growth of in vitro seedlings The survival rate of transplanting was 100 and the growth condition was good Key words Canna generalis seed in vitro rapid propagation adventitious bud proliferation rate propaga tion coefficient李琴等 大花美人蕉种子高效无菌萌发及离体快繁体系的建立 669 1 3 2 母本基因型对不定芽增殖的影响 选取大花美人蕉 墨红 和 Grand Due 自然结 实的成熟饱满种子 以1 3 1 的方法得到无菌苗为 材料 切取2 3 cm 高的无菌苗 接种到6 BA 3 mg L 1 和NAA 1 5 mg L 1 的MS 固体培养基上进行 增殖培养 每个基因型各接种30 株无菌苗 3 次重 复 30 d 后 统计不定芽增殖率 增殖系数和试管 苗生长情况 有效芽指高于1 cm 的可独立分株的 不定芽 增殖系数 增殖的有效芽数 接种总数 不 定芽增殖率 诱导出有效芽的外植体数 接种 总数 100 1 3 3 培养基状态对不定芽增殖的影响 以 墨红 无菌苗为材料 切取2 3 cm 高的无菌 苗 接种在MS 6 BA 3 mg L 1 NAA 1 5 mg L 1 增 殖培养基上 培养基设固体和液体 玻璃珠2 种状 态 每种状态各接种30 株无菌苗 3 次重复 30 d 后 统计不定芽增殖率 增殖系数和试管苗生长情况 1 3 4 基础培养基对不定芽增殖的影响 以 墨红 无菌苗为材料 切取2 3 cm 高的无菌 苗 接种在MS B 5 N 6 的3 种基础液体培养基上 培养基中附加6 BA 3 mg L 1 NAA 1 5 mg L 1 以2 kg L 1 的玻璃珠 直径1 3 mm 固定苗 每种培养 基各接种30 株无菌苗 3 次重复 30 d 后 统计不定 芽增殖率 增殖系数和试管苗生长情况 1 3 5 不同6 BA 浓度对不定芽增殖的影响 以 墨红 无菌苗为材料 切取2 3 cm 高的无菌 苗 接种至不同浓度6 BA 2 4 6 8 10 mg L 1 和固定浓度的1 5 mg L 1 NAA 组合的MS 液体培养 基 每个浓度各接种30 株无菌苗 3 次重复 30 d 后 统计不定芽增殖率 增殖系数和试管苗生长情况 1 3 6 不同NAA 浓度对无菌苗生根的影响 选取3 5 cm 健壮不定芽 在不同浓度NAA 0 0 5 1 0 mg L 1 的1 2MS 固体培养基上进行生根 培养 每个浓度各接种30 株不定芽 3 次重复 接 种后观察统计开始生根时间 14 d 后 统计测定生 根率 生根数 不同根长区域生根数 最长根长 开始生根时间和生长状况 生根率 生根苗数 接种苗数 100 生根数 生根的总根数 接种苗数 最长根长 每株生根试管苗最长根的长度之和 生 根苗数 1 3 7 培养基状态对无菌苗生根的影响 选取3 5 cm 健壮不定芽 接种于不添加植物 生长调节剂的1 2MS 固体和液体 玻璃珠2 种状态 培养基上进行生根培养 每个浓度各接种30 株不 定芽 3 次重复 接种后观察统计开始生根时间 接 种14 d 后统计测定生根率 生根数 不同根长区 域生根数 最长根长和生长状况 1 3 8 炼苗移栽 开盖炼苗7 d 后 将无菌苗从组培瓶中取出 洗 净琼脂后转移至泥炭土 珍珠岩 原土以体积比 6 3 1 混合的栽培基质中 在温室中移栽10 d 后 统 计移栽成活率 1 4 数据处理 利用DPS 数据处理系统中单因素实验统计分 析的Duncan 新复极差法对试验数据进行统计和差 异显著性分析 利用Microsoft Excel 作表 2 实验结果 2 1 高效无菌萌发体系的建立 预处理种子播种到2 种无菌培养基上的萌发 结果如表1 和图1 所示 在2 种培养基上 种子均未 污染 其萌发率和成活率均在90 以上 发芽势均 在70 以上 处理间无明显差异 幼苗生长健壮 但 2 个处理间 种子开始萌发的时间存在差别 液体 玻璃珠培养基上种子萌发时间比固体培养基提前 3 d 且萌发整齐度优于固体培养基 2 2 培养因素对不定芽增殖的影响 2 2 1 母本基因型对不定芽增殖的影响 由表2 可见 母本基因型对不定芽增殖率 不 定芽增殖系数和植物生长状况的影响差异较小 其中 Grand Due 的不定芽增殖率为75 33 高于 墨红 63 77 但差异不明显 两个母本基因型 产生的后代试管苗增殖系数均在3 以上 其不定芽 生长良好 茎粗细均匀 长势健壮 2 2 2 培养基状态对不定芽增殖的影响 由表3 和图2 可知 培养基状态对大花美人蕉 墨红 的子代试管苗不定芽增殖率存在显著影响 在液体 玻璃珠培养基中的增殖系数略高于固体 培养基中的 但二者无明显差异 不定芽增殖率在 液体 玻璃珠培养基中为100 显著高于固体培养植物生理学报 www plant 670 表1 不同培养基状态对种子萌发的影响 Table 1 Effects of different medium conditions on seed germination 培养基状态 污染率 萌发率 发芽势 成活率 开始萌发时间 d 生长状况 固体 0 00 0 00 a 93 67 2 03 a 70 00 11 88 a 93 67 2 03 a 5 叶绿 健壮 液体 玻璃珠 0 00 0 00 a 92 33 1 86 a 87 25 10 25 a 92 33 1 86 a 2 叶绿 健壮 表中不同的小写字母表示在P 0 05 水平上有显著差异 下同 基 60 而增殖系数在固 液体 玻璃珠中分别 为4 21 和4 64 液体 玻璃珠培养基的新芽生长速 度比固体培养基快 其不定芽生长良好 新芽叶绿 茎粗细均匀 2 2 3 基础培养基对不定芽增殖的影响 由表4 和图3 可知 基础培养基对大花美人蕉 墨红 的子代试管苗不定芽增殖率和增殖系数具 有显著影响 3 种培养基中B 5 的不定芽增殖率最高 平均可达90 显著高于N 6 培养基 其次是MS 培养 基 不定芽增殖率为76 19 从不定芽增殖系数 来看 MS 的增殖系数平均可达4 40 显著高于B 5 3 20 和N 6 2 90 从表4 和图3 中还可以看出 3 种 培养基中不定芽的生长状况差别明显 MS 培养基 中的不定芽生长状态最好 新芽叶绿 茎粗 叶片 展开 仅老叶浅绿轻微黄化 N 6 培养基中不定芽虽 正常 但其生长速度极其缓慢 B 5 培养基中不定芽 图1 固体 A 和液体 玻璃珠 B 培养基中接种7 d 时种子发芽状况 Fig 1 Seed germination condition at solid medium A and liquid medium with glassbeads B after inoculated for 7 days 表2 母本基因型对不定芽增殖的影响 Table 2 Effect of maternal genotype on adventitious bud proliferation 母本基因型 不定芽增殖率 增殖系数 生长状况 墨红 63 77 13 24 a 3 93 0 42 a 茎粗细均匀 新芽叶片展开绿色 长势健壮 Grand Due 75 33 12 73 a 3 39 0 28 a 茎粗细均匀 新芽叶片展开浅紫色 长势健壮李琴等 大花美人蕉种子高效无菌萌发及离体快繁体系的建立 671 图2 固体 A C 和液体 玻璃珠 D F 培养基中不定芽接种7 d A D 14 d B E 和28 d C F 的增殖状况 Fig 2 Proliferation of adventitious buds at solid medium A C and liquid medium with glassbeads D F after inoculated for 7 days A D 14 days B E and 28 days C F 表3 不同培养基状态对 墨红 不定芽增殖的影响 Table 3 Effects of different medium conditions on adventitious bud proliferation of C generalis Mohong 培养基状态 不定芽增殖率 增殖系数 生长状况 固体 60 00 10 00 b 4 21 0 32 a 新芽叶绿 茎粗细均匀 芽生长较快 液体 玻璃珠 100 00 0 00 a 4 64 0 34 a 新芽叶绿 茎粗细均匀 芽生长快 表4 不同基础培养基类型对 墨红 不定芽增殖的影响 Table 4 Effects of different basal medium types on adventitious bud proliferation of C generalis Mohong 基础培养基 不定芽增殖率 增殖系数 生长状况 MS 76 19 10 14 ab 4 40 0 31 a 新芽叶绿 茎粗 叶片展开 仅老叶浅绿轻微黄化 长势好 B 5 90 00 7 11 a 3 20 0 24 b 新芽叶黄绿 芽较小 叶未展开 整株苗黄化 长势弱 N 6 44 44 17 57 b 2 90 0 18 b 新芽叶绿 矮小 茎粗细均匀 叶半展开 老叶浅绿轻微 黄化 长势一般 长势更弱 植株黄化畸形 难于成苗 2 2 4 6 BA浓度对不定芽增殖的影响 由表5 可知 6 BA 浓度对大花美人蕉 墨红 的 子代试管苗不定芽增殖率和增殖系数存在显著影 响 随着6 BA 浓度的升高 两个指标均呈现先升高 后降低的变化趋势 当6 BA 浓度在4 和6 mg L 1 时 增殖效果显著高于其他3 个浓度 其中 在6 mg L 1 时 不定芽增殖率和增殖系数分别达到最高为植物生理学报 www plant 672 88 89 和5 30 略高于4 mg L 1 的56 67 和4 50 但 差异不明显 由此可见 墨红 子代幼苗不定芽增 殖的适宜6 BA 浓度为4 6 mg L 1 可在此范围内继 续优化 2 3 不同培养条件对无菌苗生根的影响 2 3 1 不同NAA 浓度对不定芽生根的影响 由表6 和图4 可知 NAA 浓度对大花美人蕉 墨 红 子代试管苗生根效果存在显著影响 但对生根 图3 MS A B 5 B 和N 6 C 3 种培养基上接种7 d 时不定芽生长状况 Fig 3 Growth of adventitious buds on MS A B 5 B and N 6 C medium after inoculated for 7 days 表5 6 BA 浓度对大花美人蕉 墨红 不定芽增殖的影响 Table 5 Effects of 6 BA on adventitious shoot proliferation of C generalis Mohong 6 BA 浓度 mg L 1 不定芽增殖率 增殖系数 2 23 33 10 76 b 2 89 0 20 b 4 56 67 11 82 ab 4 50 0 54 a 6 88 89 11 11 a 5 30 0 70 a 8 25 00 17 08 b 3 00 0 50 b 10 42 86 13 73 b 2 67 0 87 b 表6 不同NAA 浓度对 墨红 不定芽生根的影响 Table 6 Effects of different NAA concentrations on rooting of adventitious shoots of C generalis Mohong NAA浓度 生根率 生根数 不同根长区域生根数 最长根长 cm 开始生根时间 d 生长状况 mg L 1 10 cm 5 10 cm 5 cm 0 88 89 11 11 a 5 1 4 5 a 0 9 1 4 a 2 0 2 7 a 2 2 2 7 a 8 31 5 84 a 4 苗绿细弱 0 5 100 00 0 00 a 4 1 2 1 a 0 0 0 0 b 0 0 0 0 b 4 1 2 1 a 1 83 0 87 b 4 苗绿粗壮 1 0 22 22 14 70 b 1 7 4 3 a 0 0 0 0 b 0 1 0 3 b 1 6 4 0 a 4 25 3 89 ab 2 苗绿粗壮 数影响较小 其中 NAA 浓度为0 和0 5 mg L 1 时 生根率分别为88 89 和100 增加到1 0 mg L 1 时 生根效果显著降低 生根率仅为22 22 当NAA 浓度为0 时 根长区域为5 10 cm 和大于10 cm 的生 根数分别为2 和 0 9 显著高于NAA 浓度0 5 和 1 mg L 1 时 而小于5 cm 的区域各浓度NAA 生根数无 明显差异 NAA 浓度为0 时 最长根长为8 31 cm 显 著高于0 5 mg L 1 1 83 cm 和1 0 mg L 1 4 25 cm 但苗生长细弱 而增加NAA 的浓度后 苗生长粗壮 NAA 浓度为1 0 mg L 1 时 开始生根时间先于其他 处理2 d 2 3 2 培养基状态对不定芽生根的影响 选取3 5 cm 健壮不定芽 在1 2MS 培养基上进 行生根培养 由表7 和图5 可知 培养基状态对大花 美人蕉 墨红 的子代试管苗生根效果存在显著影 响 生根数 不同根长区域生根数 开始生根时间 和生长状况在两种培养基上均存在显著差异 在 液体 玻璃珠培养基中的生根率 最长根长等指李琴等 大花美人蕉种子高效无菌萌发及离体快繁体系的建立 673 图4 NAA 浓度为0 A D 0 5 B E 和1 0 mg L 1 C F 时试管苗接种14 d 后的生长状况 Fig 4 Growth of test tube plantlets inoculated on medium supplemented with 0 A D 0 5 B E and 1 0 mg L 1 NAA C F for 14 days 表7 培养基状态对 墨红 生根的影响 Table 7 Effects of different medium conditions on rooting of C generalis Mohong 培养基状态 生根率 生根数 不同根长区域生根数 最长根长 cm 开始生根时间 d 生长状况 10 cm 5 10 cm 5 cm 液体 玻璃珠 100 00 0 00 a 9 4 4 4 a 1 4 2 1 a 4 0 2 2 a 5 4 3 9 a 11 29 4 65 a 2 苗绿粗壮 固体 88 89 11 11 a 5 1 4 5 b 0 9 1 4 a 2 8 5 2 a 2 2 2 7 b 8 31 5 84 a 4 苗绿细弱 标略优于固体培养基 二者无明显差异 但液体 玻璃珠状态的生根数为9 4 显著高于固体状态的 5 1 由不同根长区域生根数可知 液体 玻璃珠 和固体状态在大于10 cm 区域分别为1 4 和0 9 在 5 10 cm 区域分别为4 和2 8 两种状态无明显差异 而小于5 cm 区域分别为5 4 和2 2 两种状态存在显 著差异 在液体 玻璃珠状态下 开始生根时间较 固体状态提前2 d 不定芽生长状况优于固体状态 的 苗生长健壮 但从生根率和根长来看 液体 玻 璃珠和固体状态的生根率分别为100 和88 89 植物生理学报 www plant 674 图5 固体 A 和液体 玻璃珠 B 培养基中接种14 d 时试管苗生根状况 Fig 5 Root condition of test tube plantlets at solid medium A and liquid medium with glassbeads B after inoculated for 14 days 最长根长分别为11 29 和8 31 cm 两种状态下均未 表现出明显差异 液体 玻璃珠状态的生根苗粗壮 优于固体状态 2 4 驯化移栽 如图6 所示 大花美人蕉 墨红 生根试管苗 经 开盖驯化后 移栽至栽培基质中 10 d 后移栽成活 率均达100 植株生长健壮 茎和叶片均有生长 有新叶抽出 叶片嫩绿 3 讨论 3 1 种子无菌高效萌发 美人蕉属植物种皮坚硬 在自然条件下种子 图6 移栽10 d 后的驯化苗 Fig 6 Domesticated seedlings transplanted for 10 days 发芽率极低 萌发困难 杨锋利等2015 极大地限 制了美人蕉的品种改良 因此美人蕉的硬实破除 技术研究较多 如Imani 等 2014 利用浓硫酸处理 美人蕉种子3 4 h 种子最大发芽率为95 但成活力 降低 本研究以98 浓硫酸对大花美人蕉自然结 实种子浸种处理120 min 后无菌接种在培养基上 其种子发芽率达90 以上 发芽较为整齐 幼苗生 长良好 且液体 玻璃珠培养基的萌发效果由于固 体培养基 可作为美人蕉属植物的高效萌发体系 3 2 母本基因型对不定芽增殖的影响 不同基因型在相同培养条件下表现出不同的 再生反应 Singh 等 2019 选择大花美人蕉4 个基因 型进行组织培养研究 在相同培养条件下 基因型 Trinacriavariegata Raktima Agnishikha Pink Sunburst 的不定芽增殖率最高分别为36 20 15 25 Purshottam 等 2019 选择美人蕉的10 个基因型进行研究 只有8 个基因型有不定芽产生 Red President 不定芽增殖率达到90 而 Rakti ma 和 Assaut 2 个品种无新增不定芽 另外 基因 型 Angle Pink 和 Canna Lumbatum Canna Cat telea 和 Bengal Tiger 在不定芽增殖率上无明显差 异 本研究中 大花美人蕉 墨红 和 Grand Due 2 种母本基因型对不定芽增殖和增殖系数的响应 差 异不明显 墨红 和 Grand Due 的子代不定芽增 殖率分别为63 77 和75 33 不定芽生长良好 茎 粗细均匀 长势健壮 均可用于大花美人蕉的快繁 体系 李琴等 大花美人蕉种子高效无菌萌发及离体快繁体系的建立 675 3 3 培养基状态对种子萌发 不定芽增殖和根系 诱导的影响 Purshottam 等 2019 对美人蕉种子进行离体萌 发研究中 将种子在无菌水中浸泡48 h 后 将露白 的种子接种于半固体的MS 培养基中 种子萌发率 达81 液体状态更利于种皮吸水 促进了萌发速 率 本研究中发现 墨红 和 Grand Due 自然杂交 种子在液体 玻璃珠培养基状态下萌发更快 萌发 率高达90 以上 且均存活 植株长势良好 这与前 人的液体状态更有利于美人蕉种子萌发的研究结 论相一致 前人研究表明 美人蕉再生芽增殖的适宜培 养基为液体培养基 芽存活和生长状况最佳 而且 不定芽增殖系数较高 再生芽数量较多 Purshottam 等2019 Kromer 和Kukulczanka 1985 使用了液 体MS 1 2MS 固体MS 进行美人蕉快繁 发现美 人蕉在添加2 mg L 1 KT 和0 2 mg L 1 NAA 的液体 状态MS 培养基中生长最快 本研究中使用1 3 mm 规格的玻璃珠作为液体 玻璃珠状态MS 培养 基的介质 大花美人蕉 墨红 不定芽增殖率和增殖 系数均得到明显提高 这也印证了液体 玻璃珠状 态的增殖效果优于固体状态的研究结论 Pandey 等 2013 研究表明 使用玻璃珠作为培 养基介质 可以促进根的诱导 另外 Purshottam 等 2019 的研究中也提到 美人蕉在离体培养时生根 较为容易 使用液体培养基是为了保持不定芽的 新鲜绿色和生长活力 本研究以1 2MS 为根诱导 基础培养基 和固体状态相比 液体 玻璃珠状态 能明显提高试管苗的生根效果 且不定根数量明 显增多 不定芽鲜活 3 4 基础培养基对不定芽增殖的影响 不同植物和同一植物的不同部位对培养基营 养需求存在差异 Mishra 等2015 为了得到植物组 织的最佳生长条件 一般会对多种培养基进行筛 选 Sakai 和Imai 2007 使用1 2MS MS 和B 5 培养 基对蕉芋 C edulis 进行组织培养 结果证明B 5 培 养基更利于不定芽增殖 而Mishra 等 2015 在研究 中提到 虽然美人蕉离体培养方面的研究较少 但 MS 是美人蕉生长和再生的最佳培养基 本研究对 基础培养基的筛选发现 MS 基础培养基较B 5 和N 6 更利于大花美人蕉 墨红 的不定芽增殖 与Mishra 等 2015 研究结果一致 3 5 植物生长调节剂种类及浓度对不定芽增殖和 根系诱导的影响 黄歆怡等 2020 研究发现 植物生长调节剂浓 度和比例对植物不定芽诱导受影响较大 美人蕉的 离体再生培养中 经常使用BA NAA IAA KT 和2 4 D 等植物生长调节剂 Mishra 等2015 Hosoki 和Sasaki 1991 研究发现 0 1 mg L 1 6 BA 最利于 美人蕉茎尖的增殖 Singh 等 2019 研究表明 在0 1 mg L 1 IAA 培养基中添加6 BA 或TDZ 大花美人 蕉的再生效果最佳 其中添加2 mg L 1 6 BA 再生 率最高为36 添加1 5 mg L 1 TDZ 再生率最高为 33 而KT 和IAA 组合未引起任何再生反应 在本 研究中 将6 BA 和1 5 mg L 1 NAA 进行浓度配比时 发现 当6 BA 浓度为6 mg L 1 时 不定芽增殖率最 高达到88 89 增殖系数显著提高至5 3 当6 BA 增大至8 mg L 1 后 不定芽增殖率降低 不定芽长 势弱 这和前人研究相似 试验中还发现 每30 40 d 对不定芽继代1 次 持续继代增殖至6 7 代时 不 定芽增殖率和增殖系数均呈现明显下降趋势 不 定芽诱导成团簇状 有效芽减少 黄素姣 2020 在 牡丹组培中也提到随着继代次数的增加 年龄效 应愈加明显 导致分化能力明显下降 生根诱导是建立植物离体快繁体系中的重要步 骤 赵春晓等2020 在美人蕉的生根培养中 Singh 等 2019 在MS 培养基中添加0 5 mg L 1 IBA 成功诱导 不定芽发育出3 5 条根 Pandey 等 2013 也认为NAA 利于根系诱导 本研究中 大花美人蕉在NAA 浓度 为0 5 mg L 1 时生根率达到100 生长状况良好 综上 本研究成功建立了大花美人蕉种子高 效离体萌发体系 以该体系获得的无菌苗为外植 体进行增殖培养 最佳不定芽增殖培养基为MS 6 BA 6 mg L 1 NAA 1 5 mg L 1 的液体培养基 1 3 mm 的玻璃珠做支撑介质 不定芽增殖率为88 89 增 殖系数可达5 3 经试管苗生根培养和炼苗移栽 其 生根率和移栽成活率均可达100 本研究获得的 大花美人蕉离体快繁体系极大地提高了其繁殖效 率 加快了大花美人蕉新种质的创建 为美人蕉杂 交新品种的选育和扩繁提供了参考 植物生理学报 www plant 676 参考文献 References Hosoki T Sasaki H 1991 In vitro propagation of Canna edulis Ker by longitudinal shoot split method Plant Tiss Cult Lett 8 175 178 Hu FR 2007 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