帝王花( Protea cynaroides L.) 为山龙眼科山龙眼属多年生常绿灌木,组培中试管苗较难生根,一般试管苗完成壮苗后需进行体外生根。
本实验以株高2厘米、鲜重为 50毫克带两片叶的帝王花试管苗进行无糖培养,培养容器使用6升的玻璃容器,换气方式为强制换气,气体流速为 0.5L/h,设置 1000、5000、10000μmol/mol三种不同二氧化碳浓度,培养基为1/2MS + 6-BA 0.5mg·L + NAA 0.01mg·L + 硝酸盐 5mg/L- + 肌醇100mg/L + 活性炭2mg/L + VC 100mg/L + 琼脂 9g/L。设置对照有糖培养,不进行二氧化碳的补充,培养基中额外添加30g/L的蔗糖,培养容器为 250 mL的玻璃容器。
培养条件为培养室温度为25℃,光照强度为70μmol/m2/s,光期时间为16h/d,培养时间为45d,然后将植株移栽到温室中进行60d的瓶外生根培养。
1 不同二氧化碳浓度对帝王花试管苗生长的影响
根据实验可以看出,补充二氧化碳可以提高帝王花试管苗无糖培养的干物质积累,促进帝王花无糖培养植株的生长和发育,3个浓度二氧化碳的无糖培养处理组植株的各项生长指标均优于对照组的有糖培养植株。在植株的叶片数量和叶面积方面,以5000μmol/mol的二氧化碳处理组植株表现最好,分别是有糖处理组的1.8倍和1.7倍,植株高度、鲜重和干重方面,则以10000μmol/mol的二氧化碳处理组植株表现最好,分别是有糖处理组的1.4倍、2.2 倍和4.3倍。在植株没有根的情况下,无糖培养的试管苗可以很好地利用补充的二氧化碳来完成茎和叶片的生长和伸长,这是植株通过光合作用产生光合产物进行生长的结果,以二氧化碳作为碳源,将更有利于帝王花试管苗植株干物质的积累。
2 不同二氧化碳浓度对帝王花试管苗叶绿素和光合速率的影响
当无糖培养处理的二氧化碳浓度为1000和5000μmol/mol时,与有糖培养相比,总叶绿素含量呈下降趋势,但总体差异不大,培养基中添加 6-BA 可能是造成无糖培养中叶绿素浓度降低的原因。但提高无糖培养的二氧化碳浓度至10000μmol/mol时,总素含量明显得到了提升,是对照有糖培养的1.9倍。
补充二氧化碳明显提高了植株的光合速率,而对照组有糖培养处理的植株净光合速率光负值。有糖培养时为了避免污染需要限制容器与外界的气体交换,密闭容器高温高湿的环境是导致植株叶片光合器官发育不良的原因之一,同时由于培养容器内的二氧化碳浓度较低故其中的植株光合作用较弱。本试验中,补充二氧化碳处理组的植株表现出良好的光合速率随着二氧化碳浓度的提高,植株的净光合速率也越来越高。
3 不同二氧化碳浓度对帝王花试管苗瓶外生根的影响
瓶外生根时,无糖培养的移栽成活率、生根率和新叶数量均优于对照组的有糖培养植株。综合比较,以二氧化碳浓度为5000μmol/mol处理的植株生长表现最好,植株成活率、生根率和单株新叶数量分别是对照处理的4.5倍、1.8倍和2.4倍。
试管苗的质量是影响驯化阶段植株成活率的主要因素之一。补充二氧化碳处理的无糖培养植株的主要特点是叶片具有较高的光合能力,移栽后试管苗的成活率和生长速度明显更高。而有糖培养中,糖作为碳源会影响植株在移栽时达到二氧化碳平衡和光合干物质积累所需的时间,故植株的生长速度和生根率均较差。
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