張 霞，楊朝東

(長(zhǎng)江大學(xué)園藝園林學(xué)院，湖北 荊州 434025)

白茅離體快繁體系的初步研究

張 霞，楊朝東

(長(zhǎng)江大學(xué)園藝園林學(xué)院，湖北 荊州 434025)

以白茅(Imperatacylindrica(Linn.) Beauv.) 根狀莖為材料進(jìn)行了離體快繁體系研究。結(jié)果表明：采用 75% 乙醇 20 s + 0.1% HgCl28 min + Tween-80 1～2 滴滅菌效果較好；芽誘導(dǎo)適宜的培養(yǎng)基為MS + BA 1.00 mg/L + NAA 0.05 mg/L；增殖培養(yǎng)以MS+BA 1.50 mg/L+NAA 0.05 mg/L為宜；生根以1/2MS + 0.05～0.50 mg/L IBA的培養(yǎng)基效果好。

白茅(Imperatacylindrica(Linn.) Beauv. ) ；外植體；離體培養(yǎng)

白茅(Imperatacylindrica(Linn.) Beauv. ) 又稱茅草、茅針，為禾本科白茅屬植物，適應(yīng)性強(qiáng)[1]，因資源豐富、用途廣泛而倍受青睞。白茅葉片可制蓑衣、蓋屋頂、作飼料，還可作造紙?jiān)虾腿剂?，根莖含有三萜成分蘆竹素、白茅素等有效成分[2～4]可入藥；其根狀莖發(fā)達(dá)，在生長(zhǎng)的地塊上盤根錯(cuò)節(jié)，縱橫交錯(cuò)，可防風(fēng)固堤，還能生長(zhǎng)于其它植物難以生長(zhǎng)的純沙地上。目前，關(guān)于本屬植物生物學(xué)特性的研究，除一般外觀形態(tài)和部分生態(tài)學(xué)習(xí)性散見(jiàn)于各類植物分類學(xué)教科書(shū)與植物志[1]外，深入研究各項(xiàng)特征的報(bào)道少見(jiàn)[5]，對(duì)白茅資源利用和組織培養(yǎng)等方面的研究很少[6]。白茅主要以根狀莖進(jìn)行無(wú)性繁殖，但自然種源有限，為保存其種質(zhì)資源，更好地研究并利用其潛在價(jià)值，可利用組織培養(yǎng)方法建立植株再生系統(tǒng)。本研究以白茅根狀莖段為試驗(yàn)材料，建立了一個(gè)白茅離體快繁的高頻率發(fā)生體系，以期為白茅的愈傷再生體系、遺傳轉(zhuǎn)化及無(wú)性系變異篩選奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

選取植株健壯、無(wú)病蟲(chóng)害的白茅當(dāng)年生根莖段。

1.2 方法

滅菌和初代接種材料均用肥皂水洗凈后于自來(lái)水下沖洗1～2 h，并截成2～3 cm左右的莖段。在超凈工作臺(tái)上用75%乙醇浸泡20 s，然后放入滴有1～2 滴Tween-80的0.1%的HgCl2溶液中消毒，每次消毒后都用無(wú)菌水沖洗4～5 次。消毒好的材料放在預(yù)先消毒過(guò)的濾紙上以吸去水分，切成0.2～0.5 cm長(zhǎng)的根狀莖段，然后接入培養(yǎng)基中。滅菌采用5、8、12 min和17 min共4種不同的消毒時(shí)間。

初代培養(yǎng)和增殖培養(yǎng)均選擇附加不同激素水平BA和NAA的MS培養(yǎng)基；生根培養(yǎng)選擇附加不同濃度IBA的1/2MS培養(yǎng)基；芽的萌發(fā)、幼芽增殖和無(wú)菌苗生根的培養(yǎng)基均添加瓊脂粉7.0 g/L，蔗糖30 g/L及不同濃度的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑和其他營(yíng)養(yǎng)附加成分。培養(yǎng)基保持121 ℃滅菌20 min，之前pH均調(diào)至5.8～6.0；培養(yǎng)條件均為(24±2) ℃、光照14 h、光照強(qiáng)度為1 000 lx左右。

2 結(jié)果與分析

2.1 材料消毒

采用75%乙醇20 s+0.1% HgC128 min處理的成活率最高達(dá)76.63%，0.1% HgCl217 min處理的成活率僅為52.33%；污染率隨著消毒時(shí)間的增長(zhǎng)而逐漸降低，5 min與其它3 種之間差異顯著，17 min也與其它時(shí)間之間差異顯著，8 min和12 min無(wú)顯著差異(表1)。

表1 不同的消毒處理對(duì)白茅帶芽莖段成活率和污染率的影響Table 1 Effects of different sterilizing methods onthe percentage of survival and contaminated explants

注：實(shí)驗(yàn)所用培養(yǎng)基為MS十BA 0.5 mg/L；同列不同字母表示Plt;0.05 水平下差異顯著;表3、表4同。

2.2 不同激素組合對(duì)芽萌發(fā)的影響

表2 不同濃度的BA與NAA對(duì)芽誘導(dǎo)的影響Table 2 Effects of different concentrationsof BA and NAA on shoot induction

注：芽生長(zhǎng)狀態(tài)為：1、芽基部無(wú)愈傷，莖節(jié)間長(zhǎng)，芽葉生長(zhǎng)旺盛，色綠；2、芽基部無(wú)愈傷，莖節(jié)間稍短，芽葉生長(zhǎng)旺盛，色綠；3、芽基部有愈傷或愈傷團(tuán)大，莖節(jié)間長(zhǎng)或短，芽葉生長(zhǎng)旺盛，色綠；4、芽基部愈傷團(tuán)大，莖節(jié)間長(zhǎng)或短，生長(zhǎng)較弱；5、芽基部愈傷團(tuán)很大，莖節(jié)間短，植株矮小，水浸狀，失綠，玻璃化。表3同。

表3 不同濃度的BA與NAA對(duì)芽增殖的影響Table 3 Effects of different concentrations ofBA and NAA on shoot multiplication

將滅菌后的根狀莖段接種到芽誘導(dǎo)培養(yǎng)基中，結(jié)果見(jiàn)表2。在NAA濃度相同時(shí)，BA濃度1.0 mg/L時(shí)芽誘導(dǎo)率顯著高于0.5 mg/L與2.0 mg/L，而苗生長(zhǎng)狀態(tài)及芽高度最理想。隨著B(niǎo)A濃度的增加誘導(dǎo)率升高，苗生長(zhǎng)快有徒長(zhǎng)趨勢(shì)，同時(shí)褐化現(xiàn)象加劇，對(duì)芽后期的生長(zhǎng)存在明顯的抑制作用，且白化苗和玻璃化現(xiàn)象有加重的趨勢(shì)，故BA濃度在1.00 mg/L左右是最適合的萌發(fā)濃度。當(dāng)BA濃度相同時(shí)，隨著NAA濃度的增加苗的愈傷情況加重，節(jié)間變短。從表2可以看出NAA 0.05 mg/L時(shí)最適合芽生長(zhǎng)。結(jié)合芽萌發(fā)率和生長(zhǎng)狀況來(lái)看，4號(hào)培養(yǎng)基最好，即BA 1.00 mg/L、NAA 0.05 mg/L時(shí)適合芽的誘導(dǎo)。

2.3 不同激素組合對(duì)試管苗增殖的影響

將芽萌發(fā)而來(lái)的高1 cm左右的試管無(wú)菌苗接種到不同的增殖培養(yǎng)基中。由表3結(jié)果可以看出，BA 1.50 mg/L和1.00 mg/L的增殖系數(shù)顯著高于BA 0.50 mg/L，且BA 1.00 mg/L與1.50 mg/L間的增殖系數(shù)無(wú)顯著差異。在一定范圍內(nèi)，隨著B(niǎo)A濃度的增加，增殖系數(shù)增加，苗的高度也有所增加，但莖芽節(jié)間短，葉濃密面積小，嫩莖伸長(zhǎng)生長(zhǎng)緩慢，難于分切，生長(zhǎng)1個(gè)月左右容易出現(xiàn)黃化現(xiàn)象，這對(duì)于后續(xù)的繼代和生根都不利。不同濃度的NAA也顯著地影響芽的增殖系數(shù)，隨著NAA濃度的增加，節(jié)間變短，有少量生根現(xiàn)象，并出現(xiàn)黃化苗，說(shuō)明NAA濃度的加大對(duì)芽的增殖有一定的抑制作用。根據(jù)LSD分析，NAA 0.05 mg/L的增殖系數(shù)顯著高于NAA 0.50 mg/L和1.00 mg/L，而NAA 0.50 mg/L與1.00 mg/L間差異也不顯著。

2.4 生根培養(yǎng)

將繼代培養(yǎng)3代以上的1 cm以上嫩莖接種在生根培養(yǎng)基中，一般10 d后嫩莖基部膨大，可觀察到乳白色根芽，30 d后統(tǒng)計(jì)生根系數(shù)、生根根數(shù)和生根長(zhǎng)度(表4)。

在不加任何激素的1/2MS培養(yǎng)基中，白茅無(wú)性試管苗的生根能力較好，生根誘導(dǎo)率為50%左右，誘導(dǎo)的不定根數(shù)較少。當(dāng)培養(yǎng)基中附加0.05～0.50 mg/L IBA時(shí)，試管苗的生根能力得到明顯改善，不僅生根率大幅提高，苗誘導(dǎo)的不定根數(shù)也明顯增加。當(dāng)IBA的濃度為0.50 mg/L時(shí)，不僅可以提高試管苗的生根能力，還可促進(jìn)其快速生長(zhǎng)。不同生長(zhǎng)素IBA的濃度對(duì)不定根的伸長(zhǎng)生長(zhǎng)并無(wú)顯著的影響，這可能是由于在含有生長(zhǎng)素的培養(yǎng)基中，誘導(dǎo)的不定根數(shù)較多，平均后顯示不出長(zhǎng)度優(yōu)勢(shì)，或是培養(yǎng)時(shí)間較短，差異尚未完全顯現(xiàn)。

表4 IBA對(duì)嫩莖生根的影響Table 4 The effect of IBA on tender tip rooting

注：苗生長(zhǎng)狀態(tài)為：1、地上部分生長(zhǎng)健壯，主根明顯；2、生長(zhǎng)健壯，主根明顯，較細(xì)；3、地上部分生長(zhǎng)較弱，主根較明顯，苗基部愈傷組織較多；4、地上部分生長(zhǎng)弱，無(wú)效根多、粗，苗基部愈傷組織多。

3 討論

本研究表明，白茅根狀莖的誘導(dǎo)、增殖和生根等受實(shí)驗(yàn)材料、消毒時(shí)間和培養(yǎng)基成分等諸多因素的制約和影響。

取自室內(nèi)盆栽的外植體帶菌量少、污染率降低[7]。采用生長(zhǎng)季節(jié)中的地上與地下部分相接處的根狀莖，通常細(xì)胞分裂旺盛、生長(zhǎng)勢(shì)旺，易成活。材料消毒時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，污染率雖低，但褐死嚴(yán)重；而消毒過(guò)短，盡管褐死降低，但污染率偏高。3月份采集的根狀莖段，以75%乙醇20 s和0.1%升汞8 min消毒效果最理想。

生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素的比值對(duì)離體器官的調(diào)控起著關(guān)鍵性的作用[8 ]，同時(shí)激素之間也有一定的協(xié)同作用。在含有BA的培養(yǎng)基中添加IBA，芽的分化率明顯提高。一般來(lái)說(shuō)，比值低有利于芽的分化，比值高有利于根的分化。芽的誘導(dǎo)和增殖培養(yǎng)中，在一定范圍內(nèi)，隨著B(niǎo)A濃度的增加，誘導(dǎo)芽的節(jié)間變短，芽的數(shù)目增多；當(dāng)BA的濃度增加到1.50 mg/L時(shí)，芽黃化現(xiàn)象增多，玻璃化現(xiàn)象加重。而NAA在一定濃度范圍內(nèi)，芽的數(shù)目增多，但當(dāng)濃度增加到1.00 mg/L后，隨著濃度的增加，黃化和玻璃化現(xiàn)象嚴(yán)重，芽苗不能生長(zhǎng)。增殖培養(yǎng)中，NAA濃度增加到1.00 mg/L后，繼續(xù)增加濃度，產(chǎn)生一定數(shù)量的不定根。

添加一定濃度的激素對(duì)生根有促進(jìn)作用，本研究的結(jié)果也表明添加IBA的培養(yǎng)基生根比不添加激素的效果要好，同時(shí)IBA不宜過(guò)高也不宜過(guò)低。過(guò)高會(huì)出現(xiàn)莖段基部產(chǎn)生大量愈傷組織，抑制發(fā)根抽莖,過(guò)低會(huì)出現(xiàn)莖段基部不發(fā)根或生根條數(shù)少的現(xiàn)象。而適當(dāng)濃度的IBA不僅發(fā)根長(zhǎng)根速度快,而且生長(zhǎng)粗壯，側(cè)根多，呈白色。經(jīng)試驗(yàn)白茅1/2MS+IBA 0.50 mg/L為佳。

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2009-05-20

張 霞(1980-)，女，湖北天門人，農(nóng)學(xué)碩士，助教，研究方向?yàn)椴鑼W(xué)、恢復(fù)生態(tài)學(xué).

10.3969/j.issn.1673-1409(S).2009.03.015

Q813.1;Q949.71+4.2

A

1673-1409(2009)03-S047-03