洪森榮，胡文韜，鄧小艷，聶鳳琴

（上饒師范學院生命科學學院，江西上饒 334001）

黃獨（Dioscorea bulbiferaL.）為薯蕷科薯蕷屬植物，是世界廣布種，其肉質塊莖性平味苦，具有散結消癭、清熱解毒、涼血降火的功效，臨床上常常用于治療甲狀腺腫大、抗腫瘤、抗炎、抗病毒等[1]。大量研究表明，環(huán)境脅迫（如干旱、鹽和重金屬等）能刺激植物次生代謝產物的積累和釋放，這些次生代謝產物可能更有利于植物種質的離體保存[2-5]。因此，開展環(huán)境脅迫對黃獨帶芽莖段生長發(fā)育和離體保存影響的研究十分必要和迫切。國內對黃獨組織培養(yǎng)的研究進行較少，而關于環(huán)境脅迫對其生長發(fā)育的影響尚未見報道。

本試驗利用植物組織培養(yǎng)的方法研究了干旱、鹽和重金屬（銅）等環(huán)境脅迫對黃獨帶芽莖段生長發(fā)育和離體保存的影響，以期為黃獨的大田栽培生產和種質離體保存提供理論參考。

1 材料和方法

1.1 材料

黃獨試管苗由上饒師范學院生命科學學院

植物組織培養(yǎng)室提供。

1.2 黃獨試管苗的環(huán)境脅迫和離體保存

以切取的黃獨脫毒苗的帶芽莖段（1.0～1.5 cm）為試驗材料，進行試管苗的環(huán)境脅迫研究。環(huán)境脅迫涉及干旱、鹽和重金屬（銅）等。模擬干旱脅迫試驗中，聚乙二醇6000（PEG）濃度設置為 0，15%，25%，30%；鹽脅迫試驗中，Na2SO4質量濃度梯度設置為 0，0.5，1.0，2.0，4.0，8.0 g/L；重金屬脅迫試驗中，CuCl2質量濃度梯度設置為0，0.2，0.4，0.8，1.6，3.2 g/L。以上處理培養(yǎng)基均采用MS＋KT 2.0 mg/L＋NAA 0.5 mg/L，所用瓊脂和蔗糖含量均為7.5，30 g/L，pH值5.8～6.0。培養(yǎng)條件為：光強1 000～2 000 lx；光照時間12 h/d；溫度（25±1）℃；濕度80%～85%。在30 d時統(tǒng)計黃獨試管苗的芽數、根數、株高。在180 d時統(tǒng)計各處理組黃獨帶芽莖段的成活數，計算成活率。

成活率=每處理組黃獨試管苗帶芽莖段的成活數/每處理組黃獨試管苗帶芽莖段總接種數×100%。每試驗重復3次，數據取其平均值。

2 結果與分析

2.1 干旱脅迫對黃獨帶芽莖段生長發(fā)育和離體保存的影響

從表1可以看出，PEG濃度為15%，25%和30%時，黃獨帶芽莖段的再生芽數、根數以及株高與對照相比，均有顯著性差異。說明PEG對黃獨帶芽莖段的生長發(fā)育具有抑制作用，且與其質量濃度呈正相關。PEG雖然可抑制黃獨帶芽莖段的生長發(fā)育，卻有利于黃獨離體保存后成活率的提高，且隨著PEG濃度增加，成活率提高；但當PEG濃度超過25%時，成活率開始下降。因此，黃獨種質離體保存最佳的PEG濃度為25%。

表1 干旱脅迫對黃獨帶芽莖段生長發(fā)育和離體保存的影響

2.2 鹽脅迫對黃獨帶芽莖段生長發(fā)育和離體保存的影響

從表2可以看出，Na2SO4質量濃度為0.5，1.0，2.0，4.0，8.0 g/L時，黃獨帶芽莖段的再生芽數、根數以及株高與對照相比，均有顯著性差異。說明Na2SO4對黃獨帶芽莖段的生長發(fā)育具有抑制作用，且與其質量濃度呈正相關。Na2SO4雖然可抑制黃獨帶芽莖段的生長發(fā)育，卻有利于黃獨離體保存后成活率的提高，且隨著Na2SO4質量濃度增加，成活率提高；但當Na2SO4質量濃度超過2.0 g/L時，成活率開始下降。因此，黃獨種質離體保存最佳的Na2SO4質量濃度為2.0 g/L。

表2 鹽脅迫對黃獨帶芽莖段生長發(fā)育和離體保存的影響

2.3 銅脅迫對黃獨帶芽莖段生長發(fā)育和離體保存的影響

從表3可以看出，CuCl2質量濃度為0.2，0.4，0.8，1.6，3.2 g/L時，黃獨帶芽莖段的再生芽數、根數以及株高與對照相比，均有顯著性差異。說明CuCl2對黃獨帶芽莖段的生長發(fā)育具有抑制作用，且與其質量濃度呈正相關。CuCl2雖然可以抑制黃獨帶芽莖段的生長發(fā)育，卻有利于黃獨離體保存后成活率的提高，且隨著CuCl2質量濃度增加，成活率也提高；但當CuCl2質量濃度超過0.8 g/L時，成活率開始下降。因此，黃獨種質離體保存最佳的CuCl2質量濃度為0.8 g/L。

表3 銅脅迫對黃獨帶芽莖段生長發(fā)育和離體保存的影響

3 結論與討論

植物受到環(huán)境脅迫時，其體內生理活動與代謝物質都會發(fā)生相應的變化。大量研究表明，環(huán)境脅迫會導致植物細胞內活性氧自由基產生和清除的不平衡，從而出現(xiàn)活性氧自由基的大量積累，并由此引發(fā)和加劇細胞的膜脂過氧化，對植物造成傷害[6-7]，抑制植物的生長發(fā)育，雖然植物生長發(fā)育遲緩，卻有利于植物種質的離體保存。植物種質資源保存研究對于保護生物多樣性及優(yōu)良種質保存意義重大[8]。限制生長的離體保存是較為有效的新型種質保存方法，是以組織培養(yǎng)技術為基礎，通過改變培養(yǎng)條件，如在培養(yǎng)基中加入化學物質或采用一些物理方法，限制或延緩培養(yǎng)物的生長，使組織或細胞的生長盡量緩慢（但不死亡或者少量死亡），從而達到延長繼代培養(yǎng)的保存方法[9]。本研究表明，干旱、鹽和重金屬（銅）等環(huán)境脅迫均可抑制黃獨帶芽莖段的生長發(fā)育，提高其離體保存后的成活率；其中，黃獨種質離體保存最佳的PEG，Na2SO4和CuCl2濃度分別為25%，2.0 g/L，0.8 g/L。本試驗為進一步進行黃獨種質資源的長期保存研究積累了經驗，為建立黃獨優(yōu)良種質資源離體保存庫奠定了技術基礎。

［1］鄭玉紅，夏冰，杭悅宇，等.黃獨遺傳多樣性研究[J].西北植物學報，2006，26（10）：2011-2017.

［2］劉海英，崔長海，趙倩，等.施用有機肥環(huán)境下鹽脅迫小麥幼苗長勢和內源激素的變化 [J].生態(tài)學報，2011，31（15）：4215-4224．

［3］鄧旭，王娟，譚濟才.外來入侵種豚草對不同環(huán)境脅迫的生理響應[J].植物生理學通訊，2010，46（10）：1013-1019．

［4］王碧霞，曾永海，王大勇，等.葉片氣孔分布及生理特征對環(huán)境脅迫的響應 [J].干旱地區(qū)農業(yè)研究，2010，28（2）：122-126，131．

［5］杜瑋煒，姚小洪，黃宏文.環(huán)境脅迫對雷公藤中雷公藤紅素含量的影響[J].植物生態(tài)學報，2009，33（1）：180-185．

［6］楊華，杜國堅，汪奎宏.脅迫環(huán)境下海濱木槿生理特性的研究[J].浙江林業(yè)科技，2008，28（3）：43-47.

［7］陳娟，肖強，吳飛華，等.環(huán)境脅迫對大麥幼苗一氧化氮釋放的影響[J].生態(tài)學雜志，2009，28（10）：1971-1976.

［8］尹明華，歐陽佩.活性炭和培養(yǎng)容器對黃獨種質離體保存的影響[J].山西農業(yè)科學，2011，39（7）：633-634．

［9］葉秀仙，黃敏玲，吳建設，等.甘露醇和生長抑制劑對文心蘭離體保存的影響[J].福建農業(yè)學報，2011，26（1）：76-82.