不同浓度 CaCl?·2H?O 缓解过度水化并优化 Garnem 砧木离体繁殖效果

《BMC Plant Biology》：Effects of different calcium concentrations on hyperhydricity, morphophysiological characteristics and rooting responses of Garnem rootstock cultured in vitro

　　

摘要

背景

过度水化是一种主要的生理障碍，会限制木本植物离体繁殖过程中的芽的质量和随后的生根。钙有助于维持细胞壁的稳定性、膜完整性以及植物的形态发生，但其作用可能因培养阶段而异。本研究探讨了添加CaCl?·2H?O是否能够减轻过度水化现象并促进Garnem砧木（Prunus dulcis × Prunus persica）的芽的生长发育，假设对钙补充的反应会受培养阶段的影响，并进而影响后续的生根性能。

结果

使用无激素的Murashige和Skoog培养基，将单节点外植体在MS培养基中进行培养，同时添加2 mg L?1的6-苄氨基嘌呤（BAP），并在MS培养基中加入100、200或300 mg L?1浓度的CaCl?·2H?O。通过方差分析（ANOVA）并随后进行Tukey多重比较测试来评估不同处理组之间的统计差异，显著性水平定义为*p<0.05、**p<0.01、***p<0.001和****p<0.0001。

在初始培养阶段，100 mg L?1的CaCl?·2H?·2补充剂产生了最高的发芽率（95.83%）和叶片数量（每株8.13片）。随着钙浓度的增加，过度水化现象显著降低；在200 mg L?1和300 mg L?1浓度下，发芽率分别降至20.83%和10.42%，而BAP处理组的发芽率为62.50%。在第一次继代培养期间，200 mg L?1的CaCl?·2H?·2补充剂促进了最高的增殖数量（每株2.23个）和节点数量（每株1.60个）。当将处理组转移到含有1.5 mg L?1吲哚-3-丁酸（IBA）的通用生根培养基中时（无需混合），在初始阶段和第一次继代培养阶段添加了300 mg L?1 CaCl?·2H?·2的培养基中，显示出最高的生根率（84.13%）、根长（3.49厘米）和新鲜根重（0.95克）。200 mg L?1和300 mg L?1的CaCl?·2H?·2补充剂也显著增加了根的数量。

结论

钙的补充有效减少了过度水化现象，提高了离体繁殖Garnem植株的形态生理质量和生根能力。最佳钙浓度因发育阶段而异：100 mg L?1有利于芽的形成，200 mg L?1的CaCl?·2H?·2补充剂促进了增殖，300 mg L?1的CaCl?·2H?·2补充剂降低了过度水化现象并增强了生根。这些发现表明，针对不同发育阶段进行钙的优化是一种提高Garnem微繁殖效率和质量的可行策略。

背景

过度水化是一种主要的生理障碍，会限制木本植物离体繁殖过程中的芽的质量和随后的生根。钙有助于维持细胞壁的稳定性、膜完整性以及植物的形态发生，但其作用可能因培养阶段而异。本研究探讨了添加CaCl?·2H?O是否能够减轻过度水化现象并促进Garnem砧木（Prunus dulcis × Prunus persica）的芽的生长发育，假设对钙补充的反应会受培养阶段的影响，并进而影响后续的生根性能。

结果

使用无激素的Murashige和Skoog培养基，将单节点外植体在MS培养基中进行培养，同时添加2 mg L?1的6-苄氨基嘌呤（BAP），并在MS培养基中加入100、200或300 mg L?1浓度的CaCl?·2H?O。通过方差分析（ANOVA）并随后进行Tukey多重比较测试来评估不同处理组之间的统计差异，显著性水平定义为*p<0.05、**p<0.01、***p<0.001和****p<0.0001。

在初始培养阶段，100 mg L?1的CaCl?·2H?·2补充剂产生了最高的发芽率（95.83%）和叶片数量（每株8.13片）。随着钙浓度的增加，过度水化现象显著降低；在200 mg L?1和300 mg L?1浓度下，发芽率分别降至20.83%和10.42%，而BAP处理组的发芽率为62.50%。在第一次继代培养期间，200 mg L?1的CaCl?·2H?·2补充剂促进了最高的增殖数量（每株2.23个）和节点数量（每株1.60个）。当将处理组转移到含有1.5 mg L?1吲哚-3-丁酸（IBA）的通用生根培养基中时（无需混合），在初始阶段和第一次继代培养阶段添加了300 mg L?1 CaCl?·2H?·2的培养基中，显示出最高的生根率（84.13%）、根长（3.49厘米）和新鲜根重（0.95克）。200 mg L?1和300 mg L?1的CaCl?·2H?·2补充剂也显著增加了根的数量。

结论

钙的补充有效减少了过度水化现象，提高了离体繁殖Garnem植株的形态生理质量和生根能力。最佳钙浓度因发育阶段而异：100 mg L?1有利于芽的形成，200 mg L?1的CaCl?·2H?·2补充剂促进了增殖，300 mg L?1的CaCl?·2·2补充剂降低了过度水化现象并增强了生根。这些发现表明，针对不同发育阶段进行钙的优化是一种提高Garnem微繁殖效率和质量的可行策略。