楊利平 劉桂芳 劉雪凝
(長江師范學(xué)院,重慶,408100)
野牡丹屬(Melastoma)植物為野牡丹科(Melastomataceae)多年生常綠灌木或小灌木,集中分布在熱帶或亞熱帶,在我國有9種,主要產(chǎn)于華南和西南地區(qū)[1]。細葉野牡丹(Melastoma intermedium Dunn)莖半匍匐生長,植株低矮,莖葉緊密,花期較長[2],不僅可作為高檔的地被材料,也是盆栽垂吊植物的優(yōu)良新種質(zhì)。我國野牡丹屬的大多數(shù)種類分布較廣,種群數(shù)量大,有些種類已經(jīng)被廣東省的一些城市引種應(yīng)用,其景觀地方特色明顯[3]。野牡丹屬植物的組培擴繁研究工作涵蓋了該屬的大部分種類[4-12],為野牡丹的廣泛園林應(yīng)用作了必要的基礎(chǔ)工作。由于細葉野牡丹在自然界的種群數(shù)量少[13],要作為園林植物利用,首先要解決其擴繁技術(shù)。目前,細葉野牡丹繁殖研究僅限于枝條扦插[9],必要的組培快繁工作還未見開展。本研究以細葉野牡丹枝條為材料,對其組培快繁中的一些基本問題進行試驗分析,為細葉野牡丹的進一步規(guī)?;S育苗提供依據(jù)。
細葉野牡丹采集于廣東省韶關(guān)市的芙蓉山。取當(dāng)年生半木質(zhì)化枝條,剪除葉片后剪成10 cm長的莖段,置于燒杯中,軟刷沾洗潔精清洗莖表,再流水沖洗30 min,75%酒精浸泡20 s,無菌水沖洗2次,0.2%升汞消毒12 min,無菌水洗5次,吸干表面水分。將枝條切成1.5 cm單芽莖段為外植體,接種到初代誘導(dǎo)培養(yǎng)。待芽誘導(dǎo)成功后,將芽轉(zhuǎn)到繼代培養(yǎng)基中繼代增殖培養(yǎng);待芽的數(shù)量達到要求后,將芽轉(zhuǎn)入生根培養(yǎng)基中生根培養(yǎng)。分別統(tǒng)計起始萌動時間、誘導(dǎo)率、平均芽(枝)長、增殖倍數(shù)、芽生長狀況和生根率、根的生長狀況等。
培養(yǎng)條件以MS為基本培養(yǎng)基。誘導(dǎo)芽萌發(fā)及分化培養(yǎng)基為 MS+6-BA(0.5,1.0,1.5,2.0)mg·L-1+NAA(0.1,0.5,1.0)mg·L-1共 9 種培養(yǎng)基;芽的生長增殖培養(yǎng)基為 MS+6-BA(0.1,0.3,0.5,0.7,1.0)mg·L-1+NAA(0.01,0.05,0.1,0.15,0.2)mg·L-1共20種培養(yǎng)基;生根培養(yǎng)基為1/2MS+NAA(0.1,0.2,0.3,0.4,0.5)mg·L-1共 5 種培養(yǎng)基。所有培養(yǎng)基均含3%蔗糖和0.8%瓊脂,pH=5.6。培養(yǎng)溫度為(25±1)℃,光強為3 000 lx,光照時間14 h·d-1。
生根后移栽到泥瓦盆中栽培,基質(zhì)為消毒的V(草炭)∶V(珍珠巖)∶V(腐葉土)=1∶1∶1混合基質(zhì)。日常管理至開花。
外植體在誘導(dǎo)培養(yǎng)基上培養(yǎng)12 d后,有些腋芽開始萌動,40 d后節(jié)間部位可分化出1~3個不定芽,同時,有少量莖段基部切口部位形成黃綠色愈傷組織(圖1-A、B)。所選用的培養(yǎng)基對芽誘導(dǎo)率一般在50%以上,最高可達到80%。對誘導(dǎo)率和芽的生長狀況而言,培養(yǎng)基 MS+6-BA1.0 mg·L-1+NAA0.5 mg·L-1效果明顯好于其他的,培養(yǎng)基MS+6-BA0.5 mg·L-1+NAA0.1 mg·L-1的誘導(dǎo)效果最差(表1)。由于細葉野牡丹莖段生有細毛,易造成離體繁殖的污染。本試驗的外植體清洗和消毒方法可使初代培養(yǎng)的污染率控制在15%。
圖1 細葉野牡丹組培快繁
表1 激素質(zhì)量濃度配比對細葉野牡丹誘導(dǎo)的影響
嫩芽在繼代培養(yǎng)基上培養(yǎng)10 d左右,有約17%長出黃綠色的愈傷組織,25 d左右在愈傷組織的表面直接分化出叢芽,其余近83%直接在接種芽的基部形成叢生芽。叢芽分割成單芽在培養(yǎng)基上繼代培養(yǎng)快速增殖,在大多數(shù)芽的基部重新形成叢生芽,只有少量經(jīng)過愈傷組織途徑再分化出大量的叢芽(圖1-C)。待不定芽長到6~8 cm時,將其葉片去除,根據(jù)節(jié)間長短切割成1 cm左右的單芽或2芽莖段,不斷在增殖培養(yǎng)基上繼代培養(yǎng),每30 d繼代1次,6個月時統(tǒng)計,平均每月可增殖3.2倍。在所有培養(yǎng)基中MS附加0.5 6-BA mg·L-1與低質(zhì)量濃度的NAA配比的芽增殖效果較好,其中 MS+6-BA0.5 mg·L-1+NAA0.05 mg·L-1和 MS+6-BA0.5 mg·L-1+NAA0.1 mg·L-1的平均每月芽增殖倍數(shù)為 3.6。該激素配比下生長的芽顏色正常,但芽狀體態(tài)顯得不如 MS 附加0.7 6-BA mg·L-1的粗壯(表2)。隨著繼代培養(yǎng)時間延長至45~55 d不轉(zhuǎn)瓶,在叢生芽的基部可直接長出根系,但根系較短,且細弱。
將芽切成4~5 cm長,轉(zhuǎn)入到生根培養(yǎng)基上培養(yǎng),1周后可見到基部根的形成,1個月后生根率100%。其中,主根1~3條,而須根則較豐富(圖1-D)。低質(zhì)量濃度的NAA對誘導(dǎo)根系生長效果最好,根長、粗壯且側(cè)根豐富(表3)。
溫室煉苗3 d,將試管苗從培養(yǎng)瓶中取出,用自來水沖洗干凈后,將幼苗移栽到滅菌的V(草炭)∶V(珍珠巖)∶V(腐葉土)=1∶1∶1的栽培基質(zhì)中,并在溫室中生長,注意遮陰,3個月后統(tǒng)計成活率,87%以上的移栽植株能夠成活(圖1-E)。第二年5—6月份開出紫紅色花朵,單朵花開放時間為1 d,從花蕾現(xiàn)色到花朵脫落的可觀賞期約為7 d(圖1-F)。
表2 激素質(zhì)量濃度配比對細葉野牡丹繼代增殖的影響
表3 激素質(zhì)量濃度配比對細葉野牡丹生根的影響
本研究在總結(jié)前人工作基礎(chǔ)上,設(shè)計出以6-BA和NAA為生長調(diào)節(jié)劑的誘導(dǎo)培養(yǎng)基和繼代培養(yǎng)基激素配比。在MS培養(yǎng)基上,細葉野牡丹莖段腋芽可以直接誘導(dǎo)萌發(fā),其中 MS+6-BA1.0 mg·L-1+NAA0.5 mg·L-1的誘導(dǎo)率達到80%。經(jīng)過MS+6-BA0.5 mg·L-1+NAA0.05 mg·L-1和 MS+6-BA0.5 mg·L-1+NAA0.1 mg·L-1繼代培養(yǎng),平均每月芽增殖倍數(shù)最高。在生根培養(yǎng)1個月后,全部生根,其中1/2MS+NAA0.1 mg·L-1根系生長狀態(tài)最好。細葉野牡丹組培生根中發(fā)現(xiàn)了有趣的現(xiàn)象,幾乎所有細根呈現(xiàn)等距均勻排列高密度區(qū),根尖橙紅色(圖1-D)。這一現(xiàn)象在野牡丹屬組培研究中未見報道,可能與該種細根中內(nèi)含物種類與分布有關(guān)。
在一定時間內(nèi)擴繁出健康正常芽的數(shù)量是衡量組培快繁體系的重要指標(biāo)。繼代培養(yǎng)半年后統(tǒng)計,細葉野牡丹平均每月芽增殖可達到3.2倍,略高于印度野牡丹(Melastoma malabathricum)[8]、紫毛野牡丹(Melastoma penicillatum)[11]和展毛野牡丹(Melastoma normale)[12]??梢姡毴~野牡丹的高效組培體系已經(jīng)基本成功建立。
細葉野牡丹生根率與展毛野牡丹一樣,均可達100%,稍高于伍成厚等[8]、彭東輝等[11]對印度野牡丹和紫毛野牡丹的研究結(jié)果。組培苗產(chǎn)業(yè)化的主要指標(biāo)之一是移栽成活率,本研究的細葉野牡丹生根率為87%,與印度野牡丹基本一致[8],高于紫毛野牡丹[11]。
盆栽垂吊花卉是室內(nèi)盆花中的重要組成部分,但其中的木本植物還不多見。細葉野牡丹枝條輕盈、花朵直徑較大、花色鮮艷、異型雄蕊奇特,是開發(fā)垂吊花卉的新種質(zhì)。同時,細葉野牡丹半匍匐生長的特點,也可作為優(yōu)良的地被植物。通?;ɑ軘U繁通過有性(種子繁殖)或無性方式來實現(xiàn)。自然環(huán)境中細葉野牡丹個體數(shù)量少,不易得到,其種子萌發(fā)率也不高[13],同時,種子萌發(fā)到植株開花至少需要將近4 a的時間[5]。雖然扦插繁殖已經(jīng)獲得成功,但繁殖系數(shù)較低[9]。相比之下,細葉野牡丹組培有快繁容易、繁殖系數(shù)高及生育期縮短的明顯優(yōu)勢,因此,組培快繁為細葉野牡丹的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)提供可行的基礎(chǔ)。
[1]中國科學(xué)院中國植物志編輯委員會.中國植物志:第53卷第1分冊[M].北京:科學(xué)出版社,1984.
[2]徐曉新,蘇金強,黃阿鳳,等.幾種野牡丹科植物的物候期觀測[J].福建熱作科技,2010,35(1):6-7,15.
[3]鄧美紅.野牡丹科植物在珠三角地區(qū)園林綠化上的應(yīng)用[J].花卉園藝,2010(2):40-41.
[4]馬國華,林有潤,簡曙光,等.野牡丹和地稔的組織培養(yǎng)及植株再生[J].植物生理通訊,2000,36(3):233-234.
[5]馬國華,林有潤,簡曙光.華南野牡丹科野生花卉種質(zhì)資源的收集和繁殖[J].中國野生植物資源,2001,20(6):72-74.
[6]馬國華,林靜峰,劉念,等.從多花野牡丹和野牡丹花柄直接誘導(dǎo)出芽[J].植物生理學(xué)通訊,2004,40(6):719.
[7]張朝陽,許桂芳.鋪地錦的組織培養(yǎng)和快速繁殖[J].西北林學(xué)院學(xué)報,2004,19(2):75-76.
[8]伍成厚,馮毅敏,陳妙賢,等.印度野牡丹莖段的培養(yǎng)與快速繁殖[J].植物生理學(xué)通訊,2006,42(6):1145-1146.
[9]林秀香.細葉野牡丹扦插繁殖技術(shù)研究[J].西南林學(xué)院學(xué)報,2009,29(1):42-44.
[10]何長信,代色平,馬國華.毛菍組織培養(yǎng)和植株再生[J].植物生理學(xué)通訊,2009,45(1):49-50.
[11]彭東輝,張啟翔,陳龍菊.紫毛野牡丹組織培養(yǎng)與快速繁殖研究[J].福建林學(xué)院學(xué)報,2010,30(1):6-10.
[12]唐艷,汪衛(wèi)星,郭啟高,等.展毛野牡丹組培快繁技術(shù)的研究[J].西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2010,30(2):122-124.
[13]楊利平,莊斌,蘇正華,等.野牡丹屬植物種子特征的初步研究[J].植物遺傳資源學(xué)報,2008,9(2):248-252.