湘7920冬芽组织培养体系的初步建立_蒋诗梦.pdf

湖南农业科学（HUNAN AGRICULTURAL SCIENCES）2023 年 2 月12-生物技术 遗传育种湖南农业科学（HUNAN AGRICULTURAL SCIENCES）引用格式：蒋诗梦，蒋勇兵，曹慧，等.湘 7920 冬芽组织培养体系的初步建立 J.湖南农业科学，2023（1）：12-15.DOI:10.16498/ki.hnnykx.2023.002.0032023（2）：12-15湘 7920 是由湖南省蚕桑研究所选育而成的早熟丰产型桑树品种，亲本为中桑 5801 澧桑 24 号，适宜在洞庭湖地区栽培，产叶量可达 55.4 t/hm2，可作为全龄用桑，尤以小蚕用桑效果较好1。作为湖南地区的优质种质资源，以湘 7920 为二倍体母本曾育成的品种有湘桑 6 号2与嘉陵 20 号3，这 2 个品种都表现出长势旺、产叶量高的特点。除了作为养蚕用桑，湘 7920 叶片中含有丰富的次生代谢产物，秋季生物碱总含量平均为 3.93 mg/g，1-脱氧野尻霉素（是一种天然生物碱，简称 DNJ）平均含量可达1.992 mg/g4，具有较高的开发利用价值。湘 7920 为单雌品种，目前只能通过嫁接的方式繁育，限制了其推广与应用。桑树组织培养技术的研究发展已有 50 a 以上的时间5，利用组织培养方式可以对优质的种质资源进行定向改良，例如对品种进行染色体加倍，创制多倍体资源6以提高其生产性能，也可利用组织培养的方式对桑树的基因进行改造，使其产生新的特性7。笔者初步建立了湘7920 冬芽组织培养体系，以期为湘 7920 品种改良与多用途开发利用提供技术支持。1材料与方法1.1供试材料2021 年 12 月，待桑园冬季剪枝后，在湖南省蚕桑科学研究所桑园中剪取无虫害、粗细一致的湘7920 枝条，分成上（枝头）、下 2 部分，于 5保存备用。以 MS 培养基为基本培养基，其他供试试剂有 75%乙醇、6-苄氨基嘌呤（6-BA）、吲哚-3-乙酸（IAA）、3-吲哚丁酸（IBA）等。1.2试验方法1.2.1湘 7920 冬芽生长的最佳激素浓度筛选试验分别取湘 7920 上、下 2 部分枝条的冬芽作为外植体，放在流水下冲洗 30 min，剥掉冬芽鳞片直至露出真叶，在超净工作台上用 75%的乙醇振荡消毒 15 s，随后用 0.1%的氯化汞消毒 10 min，再用无菌水清洗45 次后，将冬芽接种于 MS 培养基中。以 MS 培养基为基本培养基，添加6-苄氨基嘌呤（6-BA）、吲哚-3-乙酸（IAA）2 种激素，共设计 15 个浓度组合。6-BA 湘 7920 冬芽组织培养体系的初步建立 蒋诗梦，蒋勇兵，曹慧，李章宝，黄仁志（湖南省蚕桑科学研究所，湖南 长沙 410127）摘要：为了丰富湖南地区桑树优质种质资源，同时为桑树品种改良与多用途利用提供技术支持，研究以湘 7920 桑树品种的冬芽为外植体材料，以 MS 培养基为基本培养基，初步建立了湘 7920 桑树品种的组织培养体系。结果表明：湘 7920 冬芽的 最佳培养基为MS+1.0 mg/L 6-BA，增殖倍数为3.05，30 d可使冬芽增长27 mm；侧芽最佳培养基为MS+3.0 mg/L 6-BA+0.3 mg/L IBA，15 d 可使侧芽增长 22 mm；最佳生根培养基为 1/2 MS+0.5 mg/L IBA，根系状态良好，生根率为 73%，移栽成活率为 30%。关键词：桑树；品种；湘 7920；冬芽；组织培养中图分类号：S888.327文献标识码：A文章编号：1006-060X（2023）02-0012-04Establishment of a Winter-Bud Tissue Culture System of Xiang 7920 JIANG Shi-meng，JIANG Yong-bing，CAO Hui，LI Zhang-bao，HUANG Ren-zhi（The Sericultural Research Institute of Hunan Province,Changsha 410127,PRC）Abstract：This paper aims to enrich elite mulberry(Morus alba)germplasm resources in Hunan Province,laying the technical foundation for mulberry cultivar improvement and multiple uses.The experiment used the winter buds of a mulberry cultivar Xiang 7920 as explants and MS medium as basic medium to establish a tissue culture system.The results showed that the optimal medium for the winter buds of Xiang 7920 was MS+1.0 mg/L 6-BA,resulting in 3.05 multiple shoots from a single shoot tip,and 27 mm growth of winter buds in 30 d.The optimal medium for the lateral buds was MS+3.0 mg/L 6-BA+0.3 mg/L IBA,bringing the lateral buds a 22 mm growth in 15 d.The optimal medium for root induction was 1/2 MS+0.5 mg/L IBA,leading to a 73%rooting rate and a 30%survival rate after transplanting.Key words：mulberry(Morus alba);variety;Xiang 7920;winter bud;tissue culture收稿日期：2022-11-11基金项目：湖南省农业科研计划项目（2021-7）作者简介：蒋诗梦（1988），女，湖南湘潭市人，高级农艺师，主要从事桑树种质资源创新利用研究。蒋诗梦等：湘 7920 冬芽组织培养体系的初步建立13-生物技术 遗传育种浓度分别为 0、1、3、5、7 mg/L，IAA 浓度分别为 0、0.1、0.3 mg/L，每组设置 3 个重复，每瓶接种 3 个芽。培养温度为 25，光照强度为 3 000 lx，光照时间为14 h/d。15 d 后测量上、下部枝条各组芽长，对比不同部位冬芽生长的差异；30 d 后测量生长芽的长度，比较各处理的冬芽增长长度（即：生长芽最终长度冬芽初始长度），筛选最佳激素配方。1.2.2湘 7920 侧芽生长的的最佳激素浓度筛选试验将培养基上生长的侧芽切下，统计侧芽增殖数，计算侧芽增殖倍数（即：侧芽数/接种芽数）。以 MS培养基为基本培养基，添加 6-苄氨基嘌呤（6-BA）、3-吲哚丁酸（IBA）2 种激素，共设计 12 个浓度组合。6-BA 浓度分别为 0、1、3、5 mg/L，IBA 浓度分别为 0、0.1、0.3 mg/L，每组设置 3 个重复，每瓶接种 5 个侧芽。15 d 后测量侧芽长度，比较各处理的侧芽增长长度，筛选最佳激素配方。1.2.3湘 7920 组培苗生根的最佳激素浓度筛选试验冬芽接种 30 d 后，选择长势较好并相对一致的组培苗进行生根培养。生根培养基为 1/2 MS，添加激素IBA，设置 0、0.5、1 mg/L 3 个浓度，每个浓度接种15 瓶，每瓶接种 1 个芽。30 d 后统计生根数，获得最佳激素浓度。揭开瓶盖适应性培养 3 d 后再将培养苗移栽至育苗基质中继续培管，统计移栽成活数。2结果与分析2.16-BA 及 IAA 浓度对湘 7920 冬芽生长的影响由表 1 可知，接种 15 d 后，添加激素组别的湘7920 冬芽长度均大于无激素添加的对照组，此外，枝条下部冬芽平均芽长为 4.7 mm，枝条上部（枝头部位）冬芽平均芽长为 3.3 mm，表明枝条上部冬芽在体外培养条件下不再具有顶端优势，生长较枝条下部冬芽生长慢。因此，下文所描述的冬芽均指枝条下部冬芽。表 1培养 15 d 时各处理枝条上、下部冬芽的长度（mm）IAA（mg/L）冬芽部位6-BA（mg/L）01.03.05.07.00枝条上部2.04.04.04.04.0枝条下部3.05.05.05.05.00.1枝条上部2.03.53.53.03.0枝条下部3.05.05.05.05.00.3枝条上部2.04.03.03.53.0枝条下部3.05.05.05.05.0在冬芽生长的过程中，随着激素浓度的变化，生长芽表现出了不同的长势（图 1）。整体上，冬芽在 IAA 0 mg/L 组别的长势优于 IAA 0.1 mg/L 和 IAA 0.3 mg/L 的组别。从表 2 可知，在不同激素组合的 MS培养基中接种30 d后，湘7920冬芽的增长长度为2.3 27.0 mm。其中，冬芽在 6-BA 1.0 mg/L+IAA 0 mg/L 的激素组合中的增长长度最长，平均达到了27.0 mm，为对照组（CK，6-BA 0 mg/L+IAA 0 mg/L）长度的 7.7倍，为适宜湘 7920 冬芽生长的最佳激素组合。2.26-BA 及 IBA 浓度对湘 7920 侧芽生长的影响待冬芽接种 30 d 后，将生长芽上的侧芽（图2）切下接种于 MS 培养基中，据统计，57 个生长芽共切下了 174 个侧芽，增殖倍数为 3.05。从表 3 可知，在 MS 培养基中接种 15 d 后，侧芽增长长度为11.022.1 mm。随着 6-BA 浓度的增加，侧芽的生长出现先增后降的趋势。侧芽在6-BA 3.0 mg/L+IBA 0.3 mg/L 的激素组合中的增长长度最长，平均为 22.1 图 1湘 7920 冬芽在培养基中的生长（A：冬芽接种第 7 天；B：冬芽接种第 15 天；C：冬芽接种第 30 天）ABC湖南农业科学（HUNAN AGRICULTURAL SCIENCES）2023 年 2 月14-生物技术 遗传育种mm，为对照组（CK）6-BA 0 mg/L+IBA 0 mg/L 长度的 1.65 倍。6-BA 3.0 mg/L+IBA 0.3 mg/L 为适宜湘 7920 侧芽生长的激素组合。2.3IBA 浓度对湘 7920 组培苗生根的影响冬芽在 MS 培养基生长一个月后，将其转入 1/2 MS 生根培养基中。第 16 天时可从切口处观察到白色的幼根。添加不同 IBA 浓度的组别，外植体生根率有所不同（表 4），总的来看，以 IBA 0.5 mg/L 的处理生根率最高，其次是 IBA 1.0 mg/L 的处理，不添加 TBA 激素的处理生根率最低；其中，IBA 0.5 mg/L、IBA 1.0 mg/L 组别的生根率分别比对照高38%和 13%。移栽一个月后统计，组培苗成活率为30%（图 3）。3结论与讨论表 5 中列出了已报道的桑树组培体系。与文献中的不同，笔者的研究采用易于测量的生长芽长度作为筛选最佳激素组合的指标，得到的 7920 冬芽生长最佳激素配方分别为 MS+1.0 mg/L 6-BA，与文献中蒙桑、滇桑的冬芽、侧芽培养基配方一致，均为单一的激素配方；湘 7920 冬芽增殖倍数为 3.05，与四季果桑的增殖系数最接近，高于药桑、滇桑、川桑等品种的增殖系数；筛选出湘 7920 生长芽生根最佳激素配方为 1/2MS+0.5 mg/L IBA，与文献中的农桑的生长芽生根培养基配方一致，但其生根率（73%）较农桑低，高于川桑、滇桑、鸡爪桑等品种；生根后，湘 7920 移栽成活率仅为 30%，低于所列文献中桑树品种的移栽成活率。冬芽的培养基大多为 MS 与 2 种