曹天旭,杜震宇,王海龍
(黑龍江農業(yè)經濟職業(yè)學院,黑龍江牡丹江157041)
美國大花萱草(Hemerocallismiddendorffii)為百合科萱草屬,多年生草本宿根花卉[1],其葉叢優(yōu)美,花色花形豐富,花期不盡相同(也有多次開花現(xiàn)象),耐旱、耐陰、部分品種耐鹽堿性強[2-4],應用方式多樣,在城市綠化和園林景觀建設中具有重要作用[5]。因此,近年來市場對萱草優(yōu)良品種種苗的需求越來越大[6]。但是,萱草自然結實率很低,常規(guī)的分株、莖芽扦插等方式一般 1 株萱草每年僅可繁殖 4~5 株[7-8],繁殖率低,不能滿足市場對萱草苗木日益增長的需求。利用組織培養(yǎng)可以保存種源并加快繁殖速度,適應于商品化生產。有關萱草的試管繁殖已有報道[6-12],但未提供系統(tǒng)的技術資料。本文研究了培養(yǎng)基組成和植物生長調節(jié)劑對萱草增殖、生長和發(fā)根的影響,篩選了試管苗馴化移栽的適宜基質,旨在提高其繁殖系數(shù)和移栽成活率,為工廠化育苗提供系統(tǒng)的技術參數(shù)。
2012年10月從吉林省永剛農民合作社引進美國大花萱草,材料帶回后先用自來水沖洗干凈外部的泥土和灰塵。然后,于無菌條件下用75%(V/V)的乙醇浸泡30s,蒸餾水沖洗2次,再用0.1%的HgCl2消毒8min,無菌水浸泡、沖洗3~4次,用無菌濾紙吸干水分,將芽體外層葉片剝掉,留1.5cm帶有生長點的莖段接種到MS+6-BA 2.0mg/L+NAA 0.5mg/L+蔗糖30g/L+瓊脂6g/L的培養(yǎng)基中擴繁備用。
1.2.1 培養(yǎng)基種類對萱草芽增殖的影響
培養(yǎng)基種類有:MS、SH、White、B5和WPM培養(yǎng)基,各種培養(yǎng)基中均加入6-BA 2.0mg/L+NAA 0.5mg/L+蔗糖30g/L+瓊脂6g/L,pH調節(jié)為5.8。每瓶培養(yǎng)基接種5個1~1.5cm的小試管苗,試驗設置5次重復,在25±2℃左右,光強2000 lx,16h/d光照條件下,培養(yǎng)1個月后調查培養(yǎng)體的株長、分蘗數(shù)、根數(shù)、鮮物重及干物重等指標。
1.2.2 6-BA與NAA組合對萱草芽增殖的影響
以MS為基本培養(yǎng)基,附加蔗糖30g/L+瓊脂6g/L,BA濃度設置為0、1、2、3、4mg/L五個濃度,NAA濃度設置為0.1、0.2、0.3、0.4mg/L四個濃度,二者完全組合,各處理的pH均調節(jié)為5.8。采用已經成苗的無根小植物體作為試驗材料,每處理重復5次,接種25個外植體,培養(yǎng)條件同1.2.1。
1.2.3 NAA、IBA對萱草生根的影響
在MS+蔗糖30g/L+瓊脂6g/L的培養(yǎng)基中,分別加入NAA 0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0mg/L,IBA的濃度分別為0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0mg/L,空白對照為MS培養(yǎng)基,不添加任何激素。所有培養(yǎng)基的pH均調節(jié)為5.8,試驗材料及培養(yǎng)條件同試驗1.2.1。
1.2.4 栽培基質對組培苗移栽成活率的影響
移栽前,將培養(yǎng)瓶的蓋子逐漸打開,煉苗大概5d左右。幼苗從培養(yǎng)瓶移出后,用清水洗去根上附著的瓊脂,然后分別移栽在下列不同的基質中:(1)苔蘚、(2)鋸末、(3)草炭土、(4)鋸末+草炭土、(5)苔蘚+草炭土。每種基質移栽50棵小幼苗。移栽后進行遮蔭保溫保濕培養(yǎng)1周,之后逐漸揭去塑料薄膜,每周澆水1次,1個月后調查植株的成活率。
采用Spss17.0軟件中的鄧肯氏新復極差法進行差異顯著性分析,顯著水平P<0.05。
將萱草外植體接種于MS、SH、B5、White、WPM培養(yǎng)基中,接種10d左右,所有處理的外植體的基部開始長出新芽,并逐漸伸長。25d左右嫩芽形成叢生狀的小苗。從表1可以看出,在B5培養(yǎng)基中分化的叢生芽數(shù)最多,其次為SH培養(yǎng)基,均多于3個,但多數(shù)芽瘦小,顏色發(fā)黃,生長勢弱。兩者與WPM分化的芽數(shù)差異顯著,而與MS和White處理間差異不明顯。在MS培養(yǎng)基中雖只形成2.75個分蘗芽,但芽的顏色黃綠,生長旺盛。MS培養(yǎng)基的平均株高、植物鮮重顯著高于其他處理。SH培養(yǎng)基的植株干重最高,與MS培養(yǎng)基差異不明顯,而與其他處理間差異顯著。
綜上可知,MS培養(yǎng)基營養(yǎng)成分比較全面,是萱草芽誘導和生長的最適基本培養(yǎng)基。而WPM和White培養(yǎng)基成分簡單,不利于健壯芽的誘導和生長。
表1 培養(yǎng)基種類對萱草芽增殖和生長的影響
將健壯的萱草幼苗接種在含有不同激素配比的MS培養(yǎng)基中。由表2可以看出,6-BA與NAA的濃度配比對萱草幼苗生長的影響較明顯。在加入6-BA 2.0mg/L+NAA 0.2mg/L時,植株生長的最高,達到6.06cm,但因生長較細弱而使得植株鮮重和干重不占優(yōu)勢,該組合與6-BA 2.0mg/L+NAA 0.3mg/L、6-BA 1.0mg/L+NAA 0.5mg/L和6-BA 1.0mg/L+NAA 0.1mg/L等6個處理間差異不明顯;當6-BA 1.0mg/L+NAA 0.1mg/L時,植株鮮重最高,為0.75g,與6-BA 2.0mg/L+NAA 0.1mg/L和6-BA 2.0mg/L+NAA 0.2mg/L等7個處理間無顯著性差異;在NAA 0.2mg/L而不添加6-BA的情況下植株干重最大,為0.0554g,其次為6-BA 1.0mg/L+NAA 0.1mg/L組合(0.0542g),兩者均與NAA 0.5mg/L而不添加6-BA組合在內的13個組合間差異不顯著。綜合考慮,6-BA 1.0mg/L+NAA 0.1mg/L配比對萱草植株增殖和生長的效果最好。
表2 不同激素濃度對萱草植株誘導和生長的影響
以MS為基本培養(yǎng)基,將生長良好,株高1~1.5cm生長健壯的萱草接種到含IBA和NAA的MS培養(yǎng)基中,結果所有處理中萱草根的誘導率均達到100%,但根的生長及地上部小植物體的生長狀況因激素濃度變化而有差異。從表3可以看出,在IBA 2.5mg/L時萱草達到最大株高,為13.83cm但與NAA 1.0mg/L的處理差異不明顯,而與NAA的其他處理間差異顯著;NAA 0.5mg/L時誘導出的萱草根長最大,為8.98cm,與3.0、1.0、1.5、2.0mg/L處理間差異不明顯,但顯著高于IBA的所有處理。不同濃度的IBA和NAA在誘導萱草根數(shù)、根鮮重、根干重、植株鮮重和植株干重方面與空白對照間差異不顯著。
綜上所述,NAA誘導萱草生根的效果優(yōu)于IBA,而1.0mg/L的NAA誘導萱草生根和生長的效果最佳。
表3 IBA、NAA濃度對萱草根誘導的影響
組培試管苗因一直生活在無菌、溫濕度適宜、營養(yǎng)充足的培養(yǎng)基中,對外界環(huán)境的適應性較差,因而選擇適宜的移栽基質對提高其成活率尤為重要。由圖1可見,萱草試管苗在5種栽培基質中的生長差異較明顯,其中單獨使用苔蘚作為移栽基質,其成活率最高,達95%以上,而且生長發(fā)育狀況最好。苔蘚與草炭土(1∶1)和鋸末與草炭土混合基質(1∶1)雖富含無機和有機元素,但較苔蘚基質在透水和透氣性方面差,移栽成活率較低。在鋸末基質中的移栽成活率最低,可能鋸末中木質素含量豐富,未經發(fā)酵,萱草根系難以分解吸收利用。
圖1 栽培基質對萱草試管苗移栽成活率的影響
3.1 MS培養(yǎng)基為美國大花萱草芽增殖和試管苗生長的最適基本培養(yǎng)基。
3.2 在MS基本培養(yǎng)基中加入6-BA 1.0mg/L+NAA 0.1mg/L時,對萱草組培苗的增殖和生長的促進作用最顯著。
3.3 在MS培養(yǎng)基中添加1.0 mg/L的NAA對萱草根的誘導作用最強。
3.4 苔蘚是萱草試管苗馴化移栽的最佳基質,其移栽成活率達95%以上。
根據(jù)細胞全能性理論,每個植物細胞都具備發(fā)育成一個完整新個體所必需的完整遺傳信息。但同科、同屬植物的不同品種(基因型),植物細胞的遺傳特性、生理生化特性不同,決定了它們全能性表達要求的外部環(huán)境條件存在很大差異,特別對外源激素的影響是巨大的。
美國大花萱草組織培養(yǎng)過程中,能否選擇出合適的激素配比,除考慮增殖系數(shù)外,還應考慮植株的質量。增殖系數(shù)過大,往往會導致植株細弱、分蘗細小,出現(xiàn)不易生根或移栽成活率下降等問題。生根苗移栽時間的選擇很重要,過早或過晚都不利于再生苗的成活。移栽前進行短期的開蓋煉苗,可以增加幼苗對外界環(huán)境的適應能力,提高移栽成活率。
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