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        山苦菜試管苗微型根莖繁殖的研究

        2013-08-29 09:39:16劉曉霞劉帥楊萌萌楊文新姜長(zhǎng)陽(yáng)
        山東科學(xué) 2013年4期
        關(guān)鍵詞:苦菜生長(zhǎng)點(diǎn)灰渣

        劉曉霞,劉帥,楊萌萌,楊文新,姜長(zhǎng)陽(yáng)

        (遼寧師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院,遼寧 大連 116081)

        山苦菜(Ixeris chinensis)為菊科苦荬菜屬多年生草本植物[1-2],因具有重要的食用和藥用價(jià)值,一直受到人們的高度青睞。盡管山苦菜是一種分布較為廣泛、數(shù)量較多的植物,但由于人們長(zhǎng)期大量的采挖食用,在很多地區(qū)已成為瀕危植物。為了保護(hù)山苦菜的野生資源,滿(mǎn)足人們的需求,張卓等[3]對(duì)其進(jìn)行了組織培養(yǎng)及高效再生體系建立的研究,已建立起山苦菜的無(wú)性系[4],并且所繁殖的試管苗容易移栽、移植成活。在研究中,張卓等發(fā)現(xiàn)在山苦菜的試管苗培養(yǎng)中,經(jīng)過(guò)50 d 的培養(yǎng),試管苗在瓶?jī)?nèi)就可以形成根莖,但是,根莖及根莖上不定芽長(zhǎng)勢(shì)較弱,并且沒(méi)有進(jìn)行山苦菜根莖繁殖和扦插的研究。在野生的條件下,山苦菜主要是以根和根莖進(jìn)行繁殖的[5]。為此,本文對(duì)山苦菜試管苗的微型根莖繁殖進(jìn)行了研究,以期獲得用根莖繁殖的大量生長(zhǎng)旺盛的試管苗,滿(mǎn)足人們?cè)耘嗪捅Wo(hù)這種野生植物資源的需要。

        1 材料與方法

        1.1 材料

        5月上旬,在旅順菜大嶺山坡采集生長(zhǎng)旺盛的山苦菜,根據(jù)張卓[3]的方法,在MS +BA 0.5 mg/L+IBA 0.5 mg/L+ KT 0.5 mg/L培養(yǎng)基上培養(yǎng)出再生芽,之后在1/4MS +IAA 0.2 mg·L-1+蔗糖20 g·L-1培養(yǎng)基上培養(yǎng)70 d 左右,從試管苗根部可誘導(dǎo)出5~9 cm 的微型根莖。把這種微型根莖的試管苗作為本研究的試驗(yàn)材料。

        1.2 培養(yǎng)條件

        培養(yǎng)條件:培養(yǎng)溫度21℃、光照強(qiáng)度為2 000 Lx,其余與張卓等的研究相同[3]。

        1.3 試驗(yàn)方法

        1.3.1 不同培養(yǎng)基支持物對(duì)微型根莖培養(yǎng)的影響

        把在1/4MS+IAA 0.2 mg·L-1+蔗糖20 g·L-1培養(yǎng)基上擴(kuò)增培養(yǎng)的微型根莖切成具有2 個(gè)生長(zhǎng)點(diǎn)的莖段后,接種到以瓊脂(胨力強(qiáng)度為240 g/cm2,以下簡(jiǎn)稱(chēng)瓊脂)、顆粒狀爐灰渣(經(jīng)過(guò)反復(fù)洗滌,顆粒為0.1~0.2 cm的爐灰渣,以下簡(jiǎn)稱(chēng)爐灰渣)和河沙(經(jīng)過(guò)反復(fù)洗滌的河沙,以下簡(jiǎn)稱(chēng)河沙)3 種材料為固體培養(yǎng)基支持物的1/4MS+IAA0.2 mg·L-1+蔗糖20 g·L-1的培養(yǎng)基上,進(jìn)行培養(yǎng)基的不同支持物對(duì)瓶?jī)?nèi)微型根莖生根繼代擴(kuò)增培養(yǎng)的影響試驗(yàn)。每次重復(fù)試驗(yàn)繼代培養(yǎng)4 代,重復(fù)3 次,每種培養(yǎng)基接種培養(yǎng)200 個(gè)微型根莖段。

        1.3.2 不同基質(zhì)、不同生長(zhǎng)點(diǎn)數(shù)的微型根莖段對(duì)扦插試管苗和增殖倍數(shù)的影響

        把在以爐灰渣為支持物、在1/4MS+IAA 0.2 mg·L-1+蔗糖20 g·L-1培養(yǎng)基上培養(yǎng)的試管苗的微型根莖分別切成,無(wú)生長(zhǎng)點(diǎn)、具有1 個(gè)生長(zhǎng)點(diǎn)、具有2 個(gè)生長(zhǎng)點(diǎn)和具有3 個(gè)生長(zhǎng)點(diǎn)的4 種不同微型根莖段后,直接扦插到上層為肥沃園土、干凈河沙和顆粒狀爐灰渣3 種不同基質(zhì)中,進(jìn)行不同基質(zhì)、不同生長(zhǎng)點(diǎn)數(shù)的微型根莖段對(duì)扦插成活率和增殖倍數(shù)的影響試驗(yàn)。試驗(yàn)前10 d 保持溫度15℃以上、無(wú)直射光照、濕度85%左右的環(huán)境條件。試驗(yàn)重復(fù)2 次,每種基質(zhì)扦插150 個(gè)微型根莖段。

        1.3.3 微型根莖扦插苗的移植

        把在以爐灰渣為苗床扦插基質(zhì)扦插成活的微型根莖段試管苗,于5月上旬移植到旅順菜大嶺的山坡上。移植后使其在野生環(huán)境生長(zhǎng),進(jìn)行觀察統(tǒng)計(jì)。移植2 次,共移植420 株。

        2 結(jié)果及分析

        2.1 不同培養(yǎng)基支持物對(duì)微型根莖培養(yǎng)的影響

        培養(yǎng)到50 d 時(shí)觀察統(tǒng)計(jì),第一次試驗(yàn)繼代培養(yǎng)4 代的平均結(jié)果見(jiàn)表1。在液體培養(yǎng)基上試管苗不能生長(zhǎng),不能形成根莖。在以河沙和瓊脂為培養(yǎng)基支持物的培養(yǎng)基上,試管苗的長(zhǎng)勢(shì)較弱,微型根莖平均長(zhǎng)度較短。而以爐灰渣為培養(yǎng)基支持物的培養(yǎng)基上,試管苗長(zhǎng)勢(shì)旺盛、微型根莖長(zhǎng)、繁殖系數(shù)大。觀察表明,在以爐灰渣為支持物的培養(yǎng)基上,培養(yǎng)到20 d 時(shí)可見(jiàn)試管苗根部開(kāi)始生長(zhǎng)根莖。隨后,根莖迅速生長(zhǎng),培養(yǎng)到50 d時(shí),平均每株試管苗可以生長(zhǎng)出長(zhǎng)8.6 cm 、具有11.4 個(gè)生長(zhǎng)點(diǎn)的根莖,且根莖的生長(zhǎng)點(diǎn)已經(jīng)開(kāi)始發(fā)芽、外觀上生長(zhǎng)旺盛。統(tǒng)計(jì)分析顯示,在這種培養(yǎng)基上,以具有2 個(gè)生長(zhǎng)點(diǎn)的微型根莖段為材料,每個(gè)培養(yǎng)周期(50 d)的繁殖系數(shù)為5.1。據(jù)以這種繁殖速度計(jì)算,以1 株試管苗的微型根莖段為材料進(jìn)行繁殖,1年至少能繁殖出10 萬(wàn)株試管苗。這種繁殖速度可以滿(mǎn)足人們對(duì)山苦菜種苗的種質(zhì)保存和栽培的大量需求。結(jié)果證明,采用顆粒狀爐灰渣為培養(yǎng)基支持物的1/4MS+IAA0.2 mg·L-1+蔗糖20 g·L-1培養(yǎng)基是山苦菜試管苗微型根莖瓶?jī)?nèi)繁殖的理想培養(yǎng)基。

        表1 不同培養(yǎng)基支持物對(duì)微型根莖培養(yǎng)的影響Table 1 Impacts of different medium supports on cultivation of miniature roots

        2.2 不同基質(zhì)、不同生長(zhǎng)點(diǎn)數(shù)的微型根莖對(duì)扦插試管苗和增殖倍數(shù)的影響

        扦插后12 d,可見(jiàn)大部分根莖段上部發(fā)出新芽。表2 顯示了扦插后30 d 的統(tǒng)計(jì)觀察結(jié)果:從不同扦插基質(zhì)看,以爐灰渣為基質(zhì)的成活率最高,且在這種基質(zhì)以上具有2 個(gè)和3 個(gè)生長(zhǎng)點(diǎn)的微型根莖段為扦插材料成活的試管苗長(zhǎng)勢(shì)旺盛;從增殖倍數(shù)看,以具有3 個(gè)生長(zhǎng)點(diǎn)的微型根莖段為材料的增殖倍數(shù)最小,具有2 個(gè)生長(zhǎng)點(diǎn)微型根莖段次之,而具有1 個(gè)生長(zhǎng)點(diǎn)的微型根莖段最大。綜合成活率、試管苗長(zhǎng)勢(shì)和增殖倍數(shù)3 個(gè)方面看,以具有2 個(gè)生長(zhǎng)點(diǎn)的根莖段為材料的效果最好。以具有2 個(gè)生長(zhǎng)點(diǎn)的試管苗微型根莖段為材料進(jìn)行扦插,平均增殖速度為3.8,這種增殖倍數(shù)比試管苗移栽提高2.8 倍。結(jié)果證明,采用具有2 個(gè)生長(zhǎng)點(diǎn)的微型根莖段為材料、在爐灰渣為基質(zhì)的溫室苗床上對(duì)山苦菜的試管苗微型根莖進(jìn)行扦插繁殖,是適宜的繁殖方法。

        表2 不同基質(zhì)、不同生長(zhǎng)點(diǎn)數(shù)的微型根莖對(duì)扦插試管苗和增殖速度的影響Table 2 Impacts of different matrix and different quantity growth points of miniature roots on cottage test-tube plantlet and reproduction speed

        2.3 微型根莖扦插苗的移植

        移植后50 d 統(tǒng)計(jì)顯示,共成活414 株,成活率為98.6%。觀察表明,移植的微型根莖試管苗不僅生長(zhǎng)旺盛、當(dāng)年開(kāi)花結(jié)果,而且保持了山苦菜的植物學(xué)性狀。

        3 討論

        本研究所獲得的山苦菜微型根莖試管苗保持了山苦菜的植物學(xué)性狀,說(shuō)明采用微型根莖的方法繁殖的山苦菜試管苗,可以作為種質(zhì)保存的材料,并且這種繁殖方法在進(jìn)行瓶?jī)?nèi)繁殖時(shí),1 株試管苗的微型根莖1年能繁殖10 萬(wàn)多株試管苗,而采用具有2 個(gè)生長(zhǎng)點(diǎn)的微型根莖段進(jìn)行苗床扦插,繁殖的速度又比試管苗移栽提高了2.8 倍。這證明通過(guò)本研究的試管內(nèi)微型根莖繁殖和苗床微型根莖扦插2 條繁殖途徑,1 株山苦菜試管苗微型根莖1年能繁殖出近30 萬(wàn)株試管苗。這種繁殖速度能滿(mǎn)足栽培對(duì)種苗的大量需要。

        在微型根莖試管苗瓶?jī)?nèi)繁殖試驗(yàn)中,以顆粒狀爐灰渣為培養(yǎng)基的支持物取得了較理想的效果。這與顆粒狀爐灰渣本身的特點(diǎn)有關(guān)。首先,爐灰渣能吸附培養(yǎng)中產(chǎn)生的有害代謝產(chǎn)物,保證了根部進(jìn)行正常的生命活動(dòng);其次,爐灰渣為黑色,吸熱性好,能使試管苗根莖處于較高的溫度中,促進(jìn)了根系的萌發(fā)和生長(zhǎng)。此外,爐灰渣顆粒具有很多微小空隙,有利于空氣的流動(dòng)與儲(chǔ)存,能滿(mǎn)足根部的生命活動(dòng)對(duì)氧氣的需求,也有利于促進(jìn)根系的生長(zhǎng)發(fā)育。

        [1]中國(guó)科學(xué)院北京植物所.中國(guó)高等植物圖鑒(第四冊(cè))[M].北京:科學(xué)出版社,1975:702.

        [2]中國(guó)科學(xué)院植物志編輯委員會(huì).中國(guó)植物志(第76 卷:第一分冊(cè))[M].北京:科學(xué)出版社,1987:27.

        [3]張卓.山苦菜組織培養(yǎng)及高效再生體系建立的研究[D].大連:遼寧師范大學(xué),2011.

        [4]張卓,王艷,王曉旭,等.山苦菜嫩莖直接分化無(wú)性系建立的研究[J].河北大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2012,32(2):180 -186.

        [5]李書(shū)心.遼寧植物志(下冊(cè))[M].沈陽(yáng):遼寧科學(xué)技術(shù)出版社,1991:620 -621.

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