北美红枫“十月光辉”无性快繁体系的建立

发布时间：2020-11-05 15:23

　　 随着园林行业中经济、绿色、环保及生态等理念的不断深入,彩叶植物展现出越来越广阔的市场应用前景,尤其是具丰富色叶色的彩叶树种植物。当前我国市场上该彩叶树种依旧稀缺,尤其是大型乔木,这对其园林园林推广升造成了较大的障碍。北美红枫(Acer rubrum L.Red maple)为槭树属大型落叶乔木,原产于美国东海岸,其秋叶红艳醒目,叶色具荧光,其树种不仅能够适应多种土壤,更具有耐湿、耐寒、耐旱以及吸收氯气等生态学特性,是园林绿化的优良树种。但北美改良红枫是北美红枫的杂交改良种,实生苗变异大,难以满足大规模生产要求,扦插及组培等无性快繁技术便成为实现北美改良红枫种苗规模化生产的有效途径。由于北美改良红枫植株中含有的较高含量的单宁及酚类物质抑制了根的形成,所以影响其扦插生根,而在组培中不仅有着同样的难点,其胚性愈伤的获得更是影响其组培的关键所在,突破其扦插快繁及组培快繁的技术难点也就成为了北美红枫在园林推广过程中的关键。因此,本研究以彩叶期较长且叶片变色较稳定的北美红枫改良品种“十月光辉”为试验材料,通过扦插快繁及组培快繁两条路径,探讨北美红枫“十月光辉”的无性繁殖技术,为北美红枫“十月光辉”苗木育种及其推广提供技术支持。主要研究内容及结果有以下几个方面:1.北美红枫叶色变化规律研究:通过研究北美红枫物候期、叶色参数a*以及叶片中的花色素苷含量随时间的变化,筛选出最稳定的变色品种。试验发现,十月光辉变色期较另两种北美红枫早半月,落叶期也较酒红和秋火焰晚;且十月光辉的叶色参数a*就显著高于酒红及秋火焰,其叶色也开始变红;在整个变化过程中北美红枫叶片内部总花色素苷含量的变化如下:十月光辉酒红秋火焰。因此,我们最终根据其叶色表现及叶片花色素苷含量的稳定性选择“十月光辉”品种为试验材料。2.十月光辉扦插快繁技术及生根机理研究:试验发现,北美红枫“十月光辉”插穗在T4(腐殖质土:蛭石:石英砂=3:1:1)基质上生根情况最佳。通过分析5种生根剂对插条生根效果的影响,发现浓度为15mg·L-1的NAA生根率最高,显著高于IBA、IAA处理。试验发现扦插时期以冬春季扦插最好。通过分析TDZ和NAA处理的插穗内部营养物质及关联酶的变化,发现NAA处理的枝条中可溶性糖含量显著降低,之后便呈稳定的趋势,但TDZ处理的枝条中可溶性糖含量却一直在降低;NAA和TDZ处理插穗基部的可溶性蛋白含量变化均为下降趋势,直至16d后才趋于稳定;激素TDZ与NAA处理的插穗基部POD酶活性随时间的变化均呈上升趋势,激素TDZ处理下插穗POD的活性略高于激素NAA处理下插穗POD的活性;激素TDZ和激素NAA处理下插穗CAT酶活性均呈现先下降后上升的趋势,激素NAA处理下插穗CAT的活性略大于激素TDZ处理下插穗CAT的活性。在本试验中发现NAA与TDZ处理对PPO的影响较小,PPO酶活性在扦插初期活性显著降低,这就造成北美红枫扦插枝条呼吸作用受阻,使得内部代谢的能量减少,从而降低代谢速率;在北美红枫硬枝扦插生根过程中,激素TDZ和NAA处理下插穗IAAO酶活性变化趋势随时间而发生规律性变化:IAAO活性经历先增大后减弱的趋势,而IAAO酶活性高峰出现在愈伤组织形成期。3.十月光辉组培快繁体系的建立:通过4%的次氯酸钠消毒7min+0.1%升汞处理8min+75%酒精处理50s的消毒方案对外植体进行有效消毒。叶片和茎枝外植体在前期物理消毒时应区别对待,不应使用大流速水冲洗叶片,以免损伤叶片,但茎枝外植体则不同,必须通过大流速水冲洗才能达到消毒效果。在模拟培养基环境中1.5 mg·L-1柠檬酸溶液抑制褐化效果最佳。本试验发现出现于嫩枝茎段,呈黄绿色球状的Ⅳ型愈伤,继代时繁殖较快且易形成胚性愈伤。通过试验发现北美红枫“十月光辉”最佳的愈伤诱导培养基为MS+0.8mg·L~(-1)TDZ+1.0mg·L~(-1)6-BA+0.5mg·L~(-1)NAA培养基,愈伤率可达82%。胚性愈伤组织诱导过程中,优选繁殖速率较快及生长良好Ⅵ愈伤作为胚性愈伤诱导材料,接种于MS+0.6mg·L~(-1)TDZ+0.5mg·L~(-1)6-BA+2.0mg·L~(-1)IAA+35g·L~(-1)能得到胚性愈伤。不定芽在MS+1.0mg·L~(-1)TDZ+3.0mg·L~(-1)6-BA+0.2mg·L~(-1)NAA+1.2mg·L~(-1)IAA培养基诱导率最高,可达52%。不定根在MS+0.6mg·L~(-1)TDZ+1.0mg·L~(-1)6-BA+3mg·L~(-1)NAA+35g·L~(-1)蔗糖+7.5g·L~(-1)琼脂半固定培养基诱导率最高,达76%。
【学位单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S687
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 研究背景
    1.2 研究目的和意义
    1.3 研究内容
        1.3.1 试验材料生长环境及其生长研究
        1.3.2 北美红枫“十月光辉”扦插快繁研究
        1.3.3 北美红枫“十月光辉”组培快繁研究
    1.4 技术路线
    1.5 研究创新点
第2章 综述
    2.1 北美红枫研究概况
        2.1.1 北美红枫生物学特征
        2.1.2 北美红枫生态学特性
        2.1.3 北美红枫优良品种
        2.1.4 北美红枫优良品种育种方式
    2.2 扦插繁殖研究进展
        2.2.1 扦插快繁简介
        2.2.2 北美红枫扦插快繁研究进展
    2.3 组培快繁研究进展
        2.3.1 组培快繁简介
        2.3.2 北美红枫组培快繁研究进展
第3章 北美红枫叶色变化研究
    3.1 材料与方法
        3.1.1 试验田概况
        3.1.2 试验材料
        3.1.3 试验方法
    3.2 结果与分析
        3.2.1 北美红枫改良品种物候期观察
        3.2.2 北美红枫改良品种叶色参数值a*的变化
        3.2.3 北美红枫改良品种花色素苷含量的变化
    3.3 小结与讨论
第4章 北美红枫“十月光辉”扦插技术及生根机理
    4.1 材料与方法
        4.1.1 试验材料采集及制备
        4.1.2 试验设计
    4.2 结果与分析
        4.2.1 十月光辉扦插繁殖技术的研究
        4.2.2 十月光辉扦插繁殖的生根机理研究
    4.3 小结
    4.4 讨论
第5章 北美红枫“十月光辉”组培快繁体系建立
    5.1 材料与方法
        5.1.1 试验材料
        5.1.2 外植体前期物理消毒处理
        5.1.3 外植体化学消毒处理
        5.1.4 防褐化处理试验
        5.1.5 愈伤组织诱导及分化
        5.1.6 不定芽诱导试验
        5.1.7 不定根诱导试验
    5.2 结果与分析
        5.2.1 处理方式对外植体污染的控制作用
        5.2.2 褐化抑制剂对茎段外植体褐化的影响
        5.2.3 外植体愈伤组织诱导
        5.2.4 体胚诱导及体胚发生
        5.2.5 不定芽诱导
        5.2.6 不定根诱导
    5.3 小结
    5.4 讨论
参考文献
附图
附录
    附录Ⅰ 缩略词中英文对照表
    附录Ⅱ 美国红枫组织培养技术体系研究使用的培养基配方一览表
致谢
攻读硕士期间研究成果及参与课题

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本文编号：2871824