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不同杉木无性系组织培养繁殖特性的比较研究

吴大忠  
【摘要】: 杉木(Cunninghamia lanceolata(Lamb.)Hook.)生长快,材质好,产量高,用途多,是我国南方特有的重要商品材种。近年来随着杉木经营水平的不断提高,南方杉木产区选育了大量杉木优良无性系,并利用组织培养快繁技术对这些优良无性系进行大规模育苗造林,取得了显著的增产效果。但在组织培养过程中发现:由于不同杉木优良无性系遗传性状的差异性,导致不同杉木无性系在组培中的繁殖率存在很大差异,一些优良杉木无性系在组织培养中的繁殖系数低,而一些无性系在组织培养中的繁殖系数高,极大地影响了优良杉木无性系组培苗的推广应用。因此如何筛选出遗传品质好、组织培养繁殖系数高、易组培和工厂化育苗的优良杉木无性系成为当前林业生产中急需解决的重大课题。 有鉴于此,本项目在开展杉木组织培养研究十余年经验基础上,选择遗传增益在30%以上的11个杉木优良无性系为研究材料,采用杉木常用激素配比培养基,进行不同杉木无性系组织培养繁殖特性的比较研究,探讨不同优良无性系组织培养过程中相关指标的差异性,分析不同杉木无性系速生性与组培的相关性,揭示不同杉木无性系组培繁殖率差异的内在机制,为完善杉木组织培养快繁技术和促进杉木组培苗产业化提供科学依据和技术支撑。主要研究结果如下: 1、通过设计不同洗洁精洗涤时间、75%酒精消毒时间和0.15%HgCl消毒时间等因素的正交试验,选用野外生长二个多月的杉木幼嫩顶梢作为外植体进行不同消毒方案消毒效果的比较,获得了较佳的杉木外植体组织培养消毒方案,其消毒存活率可达66.7%,褐变率和污染率降到13.3%和20%,该消毒方案可在杉木组培中推广。 2、11个不同杉木优良无性系在MS+6BA0.8mg/l+IBA0.3mg/l诱导培养基、MS+6BA0.6mg/l+IBA0.3mg/l增殖培养基和White+NAA0.5mg/l+IBA0.5mg/l生根培养基上均能正常生长,其诱导率均达100%,平均生根率达72.1%,1.0cm的外植体经4代转移后可平均产有效梢41.2株,三个培养基基本能够满足杉木组培生长的需求。 3、不同杉木优良无性系在MS+6BA0.8mg/l+IBA0.3mg/l诱导培养基上的诱导率存在明显差异。诱导二个月后芽数最多的有6.93个,最低的只有1.32个,相差5倍多。芽长最高的达3.12cm,最低只有0.7cm,相差4倍多。芽粗最粗的达0.53cm,最低只有0.21cm,相差2倍多。其中芽粗、芽数多的组织块含有较多芽原基,3号、1号、6号、10号无性系在诱导培养基中的诱导表现较好。 4、不同杉木优良无性系在MS+6BA0.6mg/l+IBA0.3mg/l增殖培养基上的增殖效果存在较大差异。1个外植体经4代转移后苗梢总数最多的可达96根,最低的只有30根,有效苗梢率最高的可达91.7%、最低的只有36.7%。有效苗梢数越多,杉木组织培养效益越好,其中1号、3号、6号、2号、7号无性系在增殖培养基中的增殖系数较高。 5、不同杉木优良无性系在White+NAA0.5mg/l+IBA0.5mg/l生根培养基上的生根效果也存在明显差异。生根率最高的可达95%,最低的只有38.3%,发根数均在1.3-6.6根之间。其中1号、3号、6号、5号、2号无性系在生根培养基中的生根效果较好,其愈伤组织小、生根率高、且易于组培苗的移栽。 6、根据以上研究结果,综合杉木外植体的诱导率、增殖率、生根率等组培指标,选择1号、3号、6号无性系为杉木组织培养优良无性系,其诱导率可达100%,每个外植体经4代转移产有效苗梢量分别可达88、75、72株,生根率分别达95%、90%、91.7%,适合于杉木组培快繁,值得南方杉木产区大力推广。 7、对6年生不同杉木优良无性系的组培苗造林效果的调查表明:1号、3号、5号、6号、7号杉木无性系的平均树高达5.67m,对照的实生苗平均树高为4.5m,两者差异明显。不同杉木无性系生长与其在组培中的表现没有明显相关性。 8、对不同杉木优良无性系的扦插苗造林效果的调查表明:1号、3号、5号、6号、7号杉木优良无性系扦插苗的树高生长曲线基本一致,树高生长无明显差异,与其在组培中的表现没有明显相关,但与对照实生苗相比,其甚至速度明显高于实生苗。


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