不同卡拉胶对土木组培苗生长的影响

不同卡拉胶对土木组培苗生长的影响

楠木是马鞭草科的一种半落叶树木。它的材料优良，用途广泛。这是世界著名的珍贵木材。由于柚木种子萌发率极低,种子来源也非常有限,因此在20世纪80年代,中国林业科学研究院热带林业研究所开展了柚木组培技术研究。在不断完善柚木组培技术过程中,为了降低柚木组培苗的生产成本,笔者在培养基配制中用价格相对便宜的卡拉胶代替琼脂做固化剂,结果发现虽然固化剂在培养基中只起固定支撑作用,但固化剂的种类和品质不同,对柚木组培苗的生长影响很大。针对这种情况,测定了不同固化剂中的离子成分,结果表明不同固化剂中K和Cl离子的质量浓度存在很大差异,这种差异是导致柚木苗生长异常的主要原因。该结果对柚木组培苗的生产能有一定的指导作用。1材料和方法1.1回用压胶制作水生动物食品柚木组培苗为中国林业科学研究院热带林业研究所8003无性系继代苗,使用4种固化剂分别是台龙牌卡拉胶(广东湛江新台兴海洋生物食品有限公司,简称台龙胶),海星牌卡拉胶(肇庆海星食品工业有限公司,简称海星胶),大众牌卡拉胶(海南大众海洋有限公司,简称大众胶),海博琼脂(青岛高科园海博生物技术有限公司,简称青岛琼脂)。1.2培养基及接种培养基配置前分别测定每种固化剂中K和Cl离子的质量浓度,其中K离子质量浓度的检测根据行业标准LY/T1275—1999采用火焰光度计法;Cl离子质量浓度的检测根据行业标准LY/T1275—1999采用滴定法。采用单因素实验法,以本实验室成熟柚木组培培养基为基础,即MS+6BA0.5mg/L+糖30mg/L,除固化剂不同外,其余成分及pH值完全相同,其中海博琼脂的用量为7g/L,其余固化剂用量均为8.8g/L。培养基温度(24±2)℃,光照强度1500～2000lx,每天光照12h。每种固化剂培养基即每个处理均接10瓶苗,每瓶接种柚木继代苗8株。接种30d后,测定每个处理所有柚木组培苗的苗高度,并统计各个处理间的柚木苗的落叶率及死亡率。接种30d后,取每个处理所有无根柚木继代苗测定全株N、P、K、Ca、Mg5种养分质量浓度,其中N的测定方法根据行业标准LY/T1269—1999采用凯氏法,而P、K、Ca、Mg的测定根据行业标准LY/T1270—1999,在经过硝酸—高氯酸消煮后,Ca、Mg采用原子吸收分光光度计法,P采用钼锑抗比色法,K采用火焰光度计法。2结果与分析2.14卡拉胶中k和cl离子的质量分数4种固化剂除海博琼脂外,其余全是κ-型卡拉胶,固化剂中K和Cl离子质量分数的测定结果表明,琼脂中K和Cl离子的质量分数都很低,而卡拉胶中K和Cl离子的质量分数普遍较高(表1),这是由于卡拉胶在制作过程中要用KCl进行盐析。MS基本培养基中Cl离子的质量浓度应为212.31mg/L,K离子的质量浓度应为782.48mg/L。比较MS基本培养基中K和Cl离子的质量浓度及加入固化剂后配置的1L培养基中所含的K和Cl离子的质量浓度(表1),可见由于卡拉胶中K和Cl离子的本底质量分数太高而大大提高培养基中总的K和Cl离子的质量浓度。而且不同厂家来源的卡拉胶中K和Cl离子的质量分数差异很大,若用海星胶配1LMS基本培养基,相当于将Cl离子的质量分数提高了3倍,而K离子的质量分数也提高了一倍。同样是κ-型卡拉胶的大众胶,其K和Cl离子的质量分数却低很多,这说明卡拉胶中K和Cl离子的质量分数是不稳定的,有很大的波动性,可能是卡拉胶生产工艺的不同而造成的。检测显示琼脂中K和Cl离子的质量分数很低,因此对培养基中总的K和Cl离子的质量浓度影响不大。2.2固化剂的质量分数对甲基木生长的影响不同固化剂对柚木苗生长影响很大,通过对高生长量、落叶及死亡状况的观察,发现固化剂中K和Cl离子的质量分数越高,柚木苗的生长状况越差(表2),表现为植株矮小,幼叶从叶尖、叶缘向内干枯并脱落或虽为绿色却提早脱落。其中柚木苗的平均高生长量与固化剂中K离子的质量分数呈负相关关系,而随着固化剂中Cl离子质量分数的提高,落叶率和死亡率也随之上升。这可能是由于培养基中的K和Cl离子质量浓度太高,对植物造成毒害。2.3对钙、镁的吸收柚木苗钙、镁质量分数的测定结果表明,钾素对钙、镁的吸收具有拮抗作用(表3)。随着固化剂中钾离子质量分数上升,柚木苗对钙、镁吸收呈下降趋势。这一结果与前人在油菜、烟草中的类似研究相一致。3固化剂的种类对木本植物生长的影响植物组培在传统上多以琼脂作为固化剂,卡拉胶广泛用于食品、日用化工、纺织印染、医药等方面。κ-型卡拉胶具有良好的凝固性且价格相对便宜、配制出来的培养基比较透明、使用方法简单等优点,它也开始广泛应用于植物组织培养。但关于卡拉胶用于植物组培是否存在弊端的研究并未见报道。笔者于本世纪初也开始用卡拉胶代替琼脂作为柚木苗组织培养的固化剂,发现在卡拉胶中的柚木组培苗生长逐渐变差,而且不同厂家来源的卡拉胶对柚木组培苗的状况影响不一,原因可能主要是卡拉胶中残留了大量的Cl和K离子,且不同厂家卡拉胶的Cl和K离子质量分数差别很大,从而导致柚木组培苗的生长出现变化。氯素是植物生长发育的必要营养元素,但MS基本培养基中本已含有212.31mg/L的Cl离子,如果卡拉胶中又带入大量Cl离子,则很易造成氯素营养过剩,对植物产生毒害,导致植物生长受到抑制,叶缘焦枯,叶子发黄并提前脱落。钾素也是植物生长必需元素之一,但钾素质量分数过高,也会导致植物出现中毒症状,如鲁剑巍等的研究表明施钾过量导致油菜株型矮小,产量下降,本研究结果也表明固化剂中K离子质量分数越高,柚木苗越矮。同时由于钾素对钙、镁的吸收的拮抗作用,当固化剂中K离子质量分数太高时,必然会影响柚木苗对钙、镁的吸收,而柚木又是一喜钙植物,从柚木苗的幼叶出