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滨梅是生长在美国东北部大西洋沿岸的耐盐果树,其在沙丘固定方面所发挥的生态学效应和果实产品所产生的经济效益越来越受到重视。南京大学盐生植物实验室于2001年从美国特拉华大学引进滨梅并展开了繁殖、抗性生理等方面的研究,这为在实践中开发利用盐碱地提供了新的种质资源,并对我国沿海滩涂、干旱地区等盐碱地的生态修复,发展适合该地区的特色林果产业具有重要的意义。因此,首先展开对滨梅快繁的研究是当务之急,也是进一步对其研究的基础。
(1)在前期工作的基础上,以MS为基本培养基,对培养基成份进行调整,通过在MS培养基加倍有机物含量并附加抗氧化剂牛血清白蛋白,滨梅不定芽增殖系数大大提高,可达10-15。激素ZT和NAA组合促进了外植体的茁壮生长。NAA和IBA对诱导不定根有良好的作用,生根率达85%。在整个培养过程中没有出现玻璃化苗和褐化现象。
(2)诱导生根是植物离体再生的关键一步。通过在培养基中附加AgNO3、KMnO4和ACC初步研究了乙烯对滨梅生根的影响。结果表明低浓度的AgNO3(1.0 mg/L)显著促进了不定根的生长,根长平均为(2.39±0.30)cm,随着AgNO3含量的递增,根的生长有受到抑制的趋势;当有KMnO4存在时,外植体平均生根条数与对照没有显著差异,但显著促进了根的生长,根均长为(6.30±0.48)cm,与对照(4.88±0.32)cm有显著差别(p=0.028),可见乙烯积累对滨梅根的生长有显著抑制作用,但对根的诱导数量作用不明显;随着ACC含量的递增,每个外植体的生根数量与根的生长都受到抑制,与未加ACC相比,差异显著,说明ACC对滨梅根的诱导与生长起着负面的影响;高浓度的ACC诱导了外植体过早衰老,严重抑制了植物的生长发育。
(3)为进一步提高滨梅繁殖的效率与质量,在培养基中附加TDZ和NaCl,其有效促进了滨梅不定芽的快速诱导与增殖。1.0 mg/L的TDZ可显著提高不定芽的增殖数,每个外植体增殖的芽数达(37.4±4.93)个,但茎高只有(0.80±0.07)cm,显著低于其他TDZ浓度(0.05,0.10,0.50 mg/L)的处理。0.5 mg/L TDZ处理的外植体,其芽增殖数为(26.6±3.59)个,与不加TDZ相比,差异显著。在培养基附加ZT2.0 mg/L+BSA30 mg/L+TDZ0.5 mg/L对滨梅不定芽的增殖与生长是适宜的。在此基础上,于培养基中附加0.1%NaCl更好地提高了不定芽的增殖,每个外植体芽增殖数为(29.83±1.74)个。TDZ和NaCl组合对滨梅快速繁殖是有效的,其适宜培养基是MS+ZT2.0 mg/L+BSA30 mg/L+TDZ0.5 mg/L+0.1%NaCl。经过壮苗培养后,在生根培养基诱导的根质量良好,有效地提高了小苗的成活率。以上说明TDZ和NaCl是滨梅离体繁育的两关键因子。
(4)在离体培养条件下,进一步研究了盐(NaCl)对滨梅增殖生长的影响。试验结果表明,经0.1%NaCl处理的滨梅茎段的不定芽增殖数、茎高、鲜重、干重,可溶性蛋白含量和硝酸还原酶活性均有提高,0.1%~0.3%NaCl处理的脯氨酸和丙二醛(MDA)含量无明显变化,在盐梯度0~0.5%NaCl浓度范围内叶绿素含量变化不明显。
(5)外加不同强度的电磁场处理滨梅茎段外植体,显著促进了不定芽的增殖。场强为97 KA/m,处理10 min,明显地促进了不定芽的增殖,其增殖倍数是对照的2.3。经过97 KA/m磁处理的外植体接种在培养基(2)MS+ZT2 mg.L-1+IBA0.2 mg.L-1+Vc30 mg.L-1中的,芽的增殖倍数与幼苗高度、鲜重、干重都优于接种在培养基(1)MS+ZT2+NAA0.2+Vc30和对照,接种在培养基(2)中芽的增殖倍数平均为5.24±0.88,而培养基(1)则是3.09±0.37。经过97 KA/m磁处理的外植体接种在优化生根培养基1/2MS+NAA0.1+IBA0.1+BSA30中,诱导的不定根长度显著高于对照,平均根长5.39±0.68 cm。说明培养基的优化与一定强度的磁场能有效地促进滨梅组培苗的增殖分化与生长,使外植体的增殖与茁壮生长达到同步进行。
(6)磁处理滨梅叶部和茎部,基因差异表达都以量差异表达模式为主,分别占53.44%和61.29%,质差异表达则分别占32.54%和27.53%。茎部基因量表达模式比叶部基因量表达模式所占比例高出7.85%。量表达类型随着场强的变化而有所不同,表明植物组织对磁处理的应答随场强的变化而不断动态变化,说明还不能用固定的基因表达模式来解释磁场效应发生机理。