1. 引言
草莓(Fragaria ananassa)是蔷薇科(Rosaceae)草莓属(Fragaria)多年生草本植物,原产于南美,后被世界各地广泛引种(Maene和Debergh,1985;李好琢,2005) [1] [2],是世界上分布广泛的浆果类植物(姚思扬,2019) [3]。草莓果实鲜美,味道丰富,营养价值较高(张春芬等,2019;赵霞等,2018) [4] [5]。现代医学证明,草莓具有抗衰老作用,对白血病、肠胃病、障碍性贫血以及动脉粥样硬化、高血压、冠心病等疾病具有一定的预防和治疗作用(黄文江等,2010;王桂芳,2005;卢庆善等,2001) [6] [7] [8]。
章姬草莓又称甜宝草莓,1992年在日本注册,1996年由辽宁省东港市引入我国,现为日本及中国地区主栽品种之一(张妮,2021) [9]。其口感品质较好,最适宜草莓采摘园种植,市场需求量大(王峰,2016) [10]。
草莓繁育种苗主要利用匍匐茎进行无性繁殖,但是容易导致病毒病的发生,导致草莓种苗不断退化,出现植株低矮、果畸形、结果少等现象,严重影响草莓的产量和品质(周厚成等,2003;何欢乐等,2005;韩如春等,2022) [11] [12] [13]。茎尖培养法能实现种苗脱毒,保持后代遗传稳定性,是目前草莓无毒苗繁育的主要方法(田芳等,2018) [14]。
本试验选取章姬匍匐茎茎尖作为试验试材,通过研究茎尖诱导初代培养、增殖培养和生根培养过程,确定对于章姬草莓品种最适宜的激素配比,旨在建立草莓离体快繁体系,为今后的生产研究提供一定的理论依据。
2. 材料与方法
2.1. 试验材料与培养条件
在草莓繁育基地,选取长势优良,形状较好的章姬草莓的匍匐茎顶芽(如图1),在实验室中进行处理,截取成1.5 cm左右的茎段,已备用。在自来水下冲洗2 h后,在工作台上先用70%的乙醇溶液处理30 s,用无菌水洗净,再用0.1%的升汞溶液进行消毒,消毒时间为8 min,用无菌水冲洗4~5次,用无菌布擦净待用。将消毒好的茎尖接种于初代培养基上,培养基最终调整PH为5.8,培养条件温度设定为25℃ ± 3℃,光照强度为2000~3000 Lux,光照时间12 h/d。
2.2. 初代培养
将消毒后的茎尖接种到A1~A4初代培养基中,4周后计算茎尖萌发率。
萌发率(%) = 成活茎尖数/接种茎尖数 × 100 [15]。
4 种初代培养基:
A1. MS;
A2. MS + BA 0.3 mg/L;
A3. MS + BA 0.5 mg/L;
A4. MS + BA 1 mg/L。
2.3. 增殖培养
茎尖在初代培养基培养30 d后,将大小一致,长势优良,没有感染病菌的试管无菌苗切去老叶后转到以下4种继代培养基B1~B4中进行增殖培养。培养4周后统计其增殖系数(取10株平均值)。
B1. MS;
B2. MS + NAA 0.1 mg/L + BA 0.5 mg/L;
B3. MS + NAA 0.3 mg/L + BA 0.5 mg/L;
B4. MS + NAA 0.5 mg/L + BA 0.5 mg/L。
2.4. 生根培养
将增殖好的新生2~3 cm长的小苗接种到以下4种培养基C1~C4中,研究不同激素对苗生根诱导的影响。培养4 w后统计生根率和根长。
生根率(%) = 生根植株数/接种植株数 × 100 [15]。
C1. MS;
C2. MS + NAA 0.1 mg/L;
C3. MS + NAA 0.5 mg/L;
C4. MS + NAA 1 mg/L。
3. 结果与分析
3.1. 不同培养基对茎尖萌发的影响
将消毒好的茎尖接种在初代培养基中,接种3周后,观察接种在不同培养基中茎尖的萌发率,由表1可得,当培养基中不添加激素时,茎尖的萌发数为29个,添加BA时,茎尖的萌发数增加,随着BA浓度增加,茎尖萌发数也随之增加,当BA浓度达到0.5 mg/L时,茎尖萌发率达到最高,萌发数为49个,当BA浓度为1 mg/L时,茎尖萌发数下降,达到34,由此可以看出,在培养基中添加BA,是可以对茎尖萌发产生促进作用,但是当浓度过高时,对茎尖萌发产生抑制作用。由此可以得出结论,最适的初代培养基为:MS + BA 0.5 mg/L。
3.2. 不同培养基对茎尖增殖培养的影响
将初代培养的芽丛接种于增殖培养基上,由表2可以看出,将芽丛接种于不含NAA的培养基中,增殖系数为4.6,当培养基中添加NAA时,增殖系数都有所增加,NAA浓度为0.1 mg/L时,增殖系数达到最大为5.8,而随着NAA浓度增加时,芽丛的增殖系数随之减少,由此可以看出,当BA浓度一定时,NAA浓度增加会抑制芽丛的增殖系数。所以章姬草莓增殖培养的最适培养基为:MS + NAA 0.1 mg/L + BA 0.5 mg/L。
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Table 1. Effects of different hormone combinations on shoot tip germination
表1. 不同激素组合对茎尖萌发影响
![](Images/Table_Tmp.jpg)
Table 2. Effects of different hormone combinations on shoot tip proliferation culture
表2. 不同激素组合对茎尖增殖培养的影响
3.3. 不同培养基对草莓生根的影响
取出生长良好,长势健壮的无根草莓苗接种于生根培养基中,接种30 d后,记录在不同生根培养基中的生根率,平均根长。由表3可知,在不添加NAA时,草莓的生根率为83%,平均根长为4 cm,在添加一定的NAA,可促进草莓生根。随着NAA浓度增加时,草莓的生根率也随之增加,当NAA浓度为0.5 mg/L时,草莓的生根率达到最大,生根率为96%,平均根长为6 cm,而当NAA浓度为1 mg/L时,生根率下降,平均根长为4 cm,由此可以看出,添加一定的NAA可促进草莓生根情况,NAA浓度过高时,抑制草莓的生根率。可以得出结论,最适生根培养基为:MS + NAA 0.5 mg/L。
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Table 3. Effects of different hormone combinations on strawberry rooting
表3. 不同激素组合对草莓生根的影响
4. 结论
当前,我国草莓病害研究正在发展,主要研究方向是草莓病害的症状、特点、病原与解决措施等(范丽娟,2019) [16]。面临草莓繁育方面,在草莓茎尖脱毒快繁技术中,目前也有许多国内外专家在研究探讨。植物激素和植物生长调节剂的种类、含量对植体茎尖萌发影响很大,配比适中可促进茎尖细胞分化能力和细胞的形态建成。
BA属于细胞分裂素类,可以很好地促进细胞分裂,诱导植株形成新芽并诱导愈伤组织的产生;而 NAA能促进细胞的分裂与扩大,诱导不定的形成(马秀明等,2021;靳然等,2021) [17] [18]。草莓的离体快繁首先外植体的消毒效果是决定草莓组织培养是否成功的前提,选择合适的外植体是草莓组织培养的根本,找到最适合的培养基配方可以有效提高组培快繁效率。
通过本试验研究表明,在章姬草莓离体快繁中,选取0.2~0.4 mm长度的茎尖,并使用0.1%升汞消毒8 min效果最好。将茎尖接种在初代培养基:MS + BA 0.5 mg/L中,茎尖萌发数最高,将芽丛接种在继代培养:MS + NAA 0.1 mg/L + BA 0.5 mg/L中,增殖系数最高,取无菌无根苗接种在生根培养基中,培养基为MS + NAA 0.5 mg/L,生根率最高。