吳麗巍,楊 闊,陶 雙,楊文新,姜長陽
(遼寧師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,遼寧大連116081)
東北點地梅(Androsace filiformia)又稱絲點地梅,屬于報春花科點地梅屬一年生草本植物。生長于河邊、路旁、林下、荒地、濕地等環(huán)境中,主要分布在我國的東北、內(nèi)蒙古等地區(qū),其中,在遼寧省主要分布在沈陽、鞍山、鳳城、新賓、西豐、開原、長海和桓仁等市縣[1-2]。由于點地梅類植物含有黃酮類藥用成分[3],使東北點地梅作為中草藥使用具有清熱解毒、消腫止疼等功效,能治扁桃體炎、咽喉炎、口腔炎、急性結(jié)膜炎和跌打損傷等疾病[2]。近年來,遼寧地區(qū)家禽養(yǎng)殖專業(yè)戶發(fā)現(xiàn),把東北點地梅干粉作為飼料添加劑使用,能明顯地降低家禽的發(fā)病率,提高經(jīng)濟(jì)效益。于是,很多人于每年的5—6月大量地采收東北點地梅用作家禽的飼料添加劑,這使本來分布和數(shù)量就很少的東北點地梅遭到了嚴(yán)重的破壞,導(dǎo)致在遼寧過去有東北點地梅分布的地區(qū),現(xiàn)已幾近絕跡。為保護(hù)東北點地梅的野生資源、滿足人們的需求,研究者采用組織培養(yǎng)的方法,對東北點地梅進(jìn)行了再生體系建立的研究。雖然有關(guān)植物組織培養(yǎng)方面的研究很多[4-8],并且對點地梅叢生芽繁殖技術(shù)的研究也有報道[9],但迄今未見東北點地梅組織培養(yǎng)和再生體系建立研究的報道。
本研究以東北點地梅有芽下胚軸為材料,采用組織培養(yǎng)的方法,建立起下胚軸的再生體系。
6月下旬,將生長于大連市長??h林下生長非常旺盛植株上的東北點地梅的種子采回實驗室,采用高迎秋等[10]研究東方蓼的滅菌方法進(jìn)行種子滅菌,可獲得無菌種子。
培養(yǎng)條件參見文獻(xiàn)[11]。
1.3.1 下胚軸愈傷組織的誘導(dǎo)培養(yǎng) 將無菌種子接種到1/2 MS培養(yǎng)基上,當(dāng)實生苗長出一片真葉、下胚軸長0.5~0.9 cm時,在近培養(yǎng)基處將具有子葉和一片真葉的下胚軸剪下后,接種到以MS+ZT 0.2 mg/L+6-BA 0.1 mg/L為基本培養(yǎng)基、附加不同質(zhì)量濃度的IAA,IBA和2,4-D培養(yǎng)基上,進(jìn)行下胚軸愈傷組織的誘導(dǎo)培養(yǎng)試驗。試驗重復(fù)3次,每處理接種100個材料。
1.3.2 愈傷組織分化培養(yǎng) 把由下胚軸誘導(dǎo)培養(yǎng)的愈傷組織分散成4~8個顆粒組成、直徑約為0.3 cm的塊狀后,接種到以MS+NAA 0.1 mg/L為基本培養(yǎng)基,附加不同濃度6-BA,ZT,KT的培養(yǎng)基上,進(jìn)行愈傷組織的分化培養(yǎng)試驗。試驗重復(fù)3次,每處理接種100塊愈傷組織。
1.3.3 生根培養(yǎng) 向生長著繼代增殖培養(yǎng)叢生不定芽的培養(yǎng)瓶倒入7 mL質(zhì)量濃度為10 mg/L的IAA溶液,處理24 h后,將不定芽從基部分割為獨立的不定芽,接種到1/2 MS培養(yǎng)基上,進(jìn)行不定芽的生根培養(yǎng)。試驗重復(fù)3次,第1次接種200個不定芽,第2次接種400個不定芽,第3次接種800個不定芽。
1.3.4 試管苗移栽與定植 把3次生根培養(yǎng)的試管苗長勢較旺盛的植株從培養(yǎng)瓶中取出后,移栽到鋪著一層6~8 cm厚干凈河沙的溫室苗床上。在移栽后前10 d(濕度保持90%左右、遮陰)對成活率及長勢進(jìn)行觀察統(tǒng)計。
把移栽成活并正常生長的1 120株試管苗,于5月上旬一次性定植到大連郊區(qū)水庫上游的草地上,按照野生條件任其生長。
接種后56 d觀察統(tǒng)計,結(jié)果列于表1。
表1 不同質(zhì)量濃度IAA,IBA和2,4-D對下胚軸愈傷組織誘導(dǎo)培養(yǎng)的影響
由表1可知,在附加不同質(zhì)量濃度IBA的培養(yǎng)基上,不能誘導(dǎo)下胚軸生長出愈傷組織;在附加不同質(zhì)量濃度IAA的培養(yǎng)基上,下胚軸的愈傷組織的誘導(dǎo)率也很低;而在附加不同質(zhì)量濃度2,4-D的培養(yǎng)基上,下胚軸愈傷組織的誘導(dǎo)率效果較好。其中,在附加2.1 mg/L的2,4-D培養(yǎng)基上,愈傷組織的誘導(dǎo)生長效果最好。不僅3次重復(fù)試驗的平均誘導(dǎo)率達(dá)到了92.3%、半球狀愈傷組織直徑為1.6 cm,而且愈傷組織外觀長勢好。對培養(yǎng)過程的觀察還表明,在附加2.1 mg/L的2,4-D培養(yǎng)基上,培養(yǎng)到9 d時就有約10%的培養(yǎng)材料在下胚軸的下部切口處生長出直徑約為0.1 cm的淡黃色愈傷組織。之后,伴隨著愈傷組織誘導(dǎo)率的增加,先生長的愈傷組織也不斷地長大變綠,并且半球狀愈傷組織的表面也呈現(xiàn)出大小不等的顆粒狀。3次重復(fù)試驗的結(jié)果基本一致。試驗結(jié)果表明,MS+ZT 0.2 mg/L+6-BA 0.1 mg/L+2,4-D 2.1 mg/L是東北點地梅下胚軸愈傷組織誘導(dǎo)培養(yǎng)的理想培養(yǎng)基。
接種培養(yǎng)60 d觀察統(tǒng)計,結(jié)果列于表2。
表2 不同質(zhì)量濃度6-BA,ZT,KT對愈傷組織分化培養(yǎng)的影響
由表2可知,在附加不同質(zhì)量濃度KT的培養(yǎng)基上,愈傷組織不分化;在附加不同質(zhì)量濃度6-BA的培養(yǎng)基上,愈傷組織的分化效果較差;在附加不同質(zhì)量濃度ZT的培養(yǎng)基上,愈傷組織的分化效果較好。其中,在附加0.6 mg/L ZT的培養(yǎng)基上,不僅愈傷組織分化率最高,達(dá)到92%,平均每塊愈傷組織能分化生長出5.6個不定芽,而且分化的不定芽長勢較好。對分化培養(yǎng)的過程觀察表明,附加0.6 mg/LZT的培養(yǎng)基上,培養(yǎng)10 d左右可見在愈傷組織塊的上面分化出不定芽點,隨后伴隨著不定芽的不斷生長,又會相繼在先分化的不定芽基部分化出多個不定芽,且分化的不定芽呈叢生狀。培養(yǎng)到60 d時,叢生狀不定芽就會長成高1 cm左右、外觀生長旺盛的叢生不定芽。
把這種叢生不定芽從基部切割為獨立的不定芽后,接種到相同的培養(yǎng)基上進(jìn)行不定芽分化繼代增殖培養(yǎng)。3次重復(fù)試驗的結(jié)果證明,經(jīng)過50 d的分化繼代增殖培養(yǎng),平均1個不定芽就會分化繼代增殖培養(yǎng)出4.6個不定芽,并且其外觀長勢比由愈傷組織分化培養(yǎng)的不定芽更旺盛。試驗結(jié)果表明,MS+NAA 0.1 mg/L+ZT 0.6 mg/L是東北點地梅愈傷組織分化培養(yǎng)和不定芽的分化繼代增殖培養(yǎng)的理想培養(yǎng)基。
接種后30 d統(tǒng)計,3次重復(fù)試驗共接種的1 400個不定芽,生根株數(shù)為1 285個,平均生根率為91.8%。對生根培養(yǎng)過程的觀察表明,接種培養(yǎng)到8 d時,絕大多數(shù)不定芽可發(fā)出新根,生長為試管苗。之后,伴隨著試管苗的生長和生根率的增加,每株試管苗的根數(shù)也不斷增加。培養(yǎng)到30 d時,平均每株試管苗會生長出6.7條白色根,且葉片伸展、嫩綠,長勢旺盛。試驗結(jié)果表明,用10 mg/L的IAA溶液對不定芽處理24 h,將不定芽接種到1/2 MS培養(yǎng)基上是東北點地梅不定芽生根培養(yǎng)的理想方法。
3次共移栽1 197株,成活了1 126株,平均成活率為94.1%。定植后30d統(tǒng)計,成活1103株,成活率為98.5%。定植成活的試管苗外觀生長旺盛,7月上旬開花,并保持野生東北點地梅的植物學(xué)性狀。
本研究所定植的試管苗保持了東北點地梅的植物學(xué)性狀,表明本研究所建立的再生技術(shù),能夠為東北點地梅野生資源的保護(hù)提供技術(shù)支撐。同時表明,采用現(xiàn)代無性繁殖技術(shù),能對植物的種質(zhì)資源進(jìn)行保存。
在不定芽生根培養(yǎng)中,本研究采用10mg/L的IAA溶液對不定芽處理24 h,直接接種到1/2 MS培養(yǎng)基上生根的方法收到了較理想的效果,這與IAA特性和試管苗自身的合成力有關(guān)。IAA是一種植物自身合成的天然生長素,一定的質(zhì)量濃度具有促進(jìn)生根的作用。但是,在不定芽生根培養(yǎng)中,培養(yǎng)初期形成根原基時,需要較高質(zhì)量濃度的生長素,而根伸長生長所需要的生長素質(zhì)量濃度較低。而IAA這種天然生長素化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定,在光照條件下容易分解。所以,用10 mg/L的IAA溶液對不定芽處理,使其促進(jìn)形成根原基。之后,IAA的分解又有利于根原基的生長,促進(jìn)試管苗的生根。實際上試管苗根的生長需要較低質(zhì)量濃度的IAA,而在光照下培養(yǎng)的試管苗本身合成的IAA也能滿足根生長的需要。
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