唐 敏
成都農業(yè)科技職業(yè)學院
球蘭(拉丁學名:Hoya carnosa(L.f.R.Br),又名:馬騮解、狗舌藤、鐵腳板等,屬捩花目蘿藦科球蘭屬植物。 攀援灌木,附生于樹上或石上,莖節(jié)上生氣根。 分布于云南、廣西、廣東、臺灣;熱帶及亞熱帶其他地區(qū)也有栽培或野生。球蘭開花時綻放一簇簇傘形的腋生聚傘花序,常常由12~30 朵星狀小花聚集成球形,故名球蘭[1]隨著植物組織培養(yǎng)技術的發(fā)展,球蘭通過組培技術進行商業(yè)化批量培育生產已是趨勢。傳統(tǒng)的球蘭的培育幾乎都是通過扦插繁殖法, 但此繁殖法生根慢,成活移植后,發(fā)苗勢不旺,生長也比較緩慢。因此,通過組織培養(yǎng)技術來繁殖球蘭,是解決以上繁殖問題的重要技術手段。 目前,球蘭的組織培養(yǎng)技術在實驗室階段性實驗已有報道,有了建立起無菌系并能擴繁的先例, 然而此技術日前還只停留在實驗室可行階段,只是提供了應用組織培養(yǎng)技術的手段,而非是良好運用組織培養(yǎng)技術的方法。 隨著市場的需要,組織培養(yǎng)技術應用在球蘭的培育上,主要是期望能進行批量生產并提高瓶苗的移栽成活率,這也是目前亟待解決的重點問題。 而要提高瓶苗的質量和移栽成活率,在球蘭組織培養(yǎng)的過程中,組織培養(yǎng)的生根培養(yǎng)基配方是關鍵。本實驗在球蘭的生根基礎培養(yǎng)基配方中添加了稀土元素,在實驗結果中得到了明顯的效果。
從市場上買入較好的球蘭品種, 選擇長勢較好,無病蟲害的若干成熟葉片作為外植體。 氯化鑭Lacl3和硝酸鑭La(NO3)3為國產分析純。
將外植體的葉片用洗衣粉溶液洗滌,然后用清水沖洗20 分鐘;在超凈工作臺上,用體積分數為75%乙醇溶液浸泡15 秒,無菌水沖洗2 次,再置于0.1%升汞溶液中浸泡10 分鐘,最后用無菌水沖洗4~5 次,濾干水分;用解剖刀將經表面滅菌的葉片切成0.5 平方厘米的小塊,待接種。
(1)基本培養(yǎng)基的制備。 根據MS 和White 母液成分及用量稱取藥品,使其充分溶解,并按相應濃度分別依次取用,先量取大量元素母液,再依次加入微量元素母液、鐵鹽母液和有機成分。
(2)按外植體誘導培養(yǎng)基、增殖繼代培養(yǎng)基、芽分化培養(yǎng)基及生根培養(yǎng)基來加入激素, 其分別添加為:外植體誘導培養(yǎng)基: MS+KT 0.5 毫克·升-1+6-BA 0.5 毫克·升-1+NAA 0.5 毫克·升-1;增殖繼代培養(yǎng)基:MS+6-BA 1.5 毫克·升-1+NAA 0.2 毫克·升-1;芽分化培養(yǎng)基: MS+ KT 0.5 毫克·升-1+ NAA 0.5 毫克·升-1+ GA 1.0 毫克·升-1; 生根培養(yǎng)基:White+GA 0.5毫克·升-1+Lacl3或者是La(NO3)3,其分別設置添加有8 個不同濃度氯化鑭和硝酸鑭, 即: 氯化鑭(0、0.2、0.4、0.6、0.8、1、5、10 毫克·升-1)+硝酸鑭(0、0.2、0.4、0.6、0.8、1、5、10 毫克·升-1)。
(3)溶化瓊脂。稱取瓊脂7 克·升-1,用蒸餾水加熱燒開熔化瓊脂,待瓊脂完全熔化后,把調配好的激素和稀土元素溶液加入,用pH 試紙測pH 值,并用0.1摩爾·升-1的NaOH 或Hcl 調節(jié)pH 值為5.8, 最后加水定容至所需體積。
(4)分裝。將配好的培養(yǎng)基分裝于培養(yǎng)瓶中,分裝時注意不要把培養(yǎng)基倒在瓶口上, 以防引起污染,然后用封口膜或瓶蓋封口,裝入高壓蒸汽滅菌鍋進行滅菌。
將外植體在超凈工作臺上接種于外植體誘導培養(yǎng)基上,培養(yǎng)30 天后,將形成的愈傷組織用解剖刀進行分切, 分別轉接于增殖繼代培養(yǎng)基上進行培養(yǎng);愈傷組織進行增殖繼代培養(yǎng)后,再將其轉接于芽分化培養(yǎng)基上進行叢生芽和芽點的促生培養(yǎng); 當芽生長至2~3 厘米高的壯苗時,從瓶中取出,轉入生根培養(yǎng)基中進行生根培養(yǎng)。 以0 毫克·升-1作對照,生根苗每處理10 瓶,每瓶接種5 株無菌幼苗,于光照強度1500~2000 勒克斯,光照時間12 小時·天-1,溫度(25±2)℃的條件下培養(yǎng),60 天后觀察實驗結果并對數據進行統(tǒng)計分析。
將生根后的球蘭組培苗進行煉苗后移栽。
接種60 天后統(tǒng)計球蘭生根數、生根率(生根率=生根的叢生數/接種的叢生數×100%)、根長(游標卡尺測定) 以及存活率 (存活叢生數/接種叢生數×100%)。 每個指標重復3 次測定。
表1 氯化鑭對球蘭組培苗生根率及移栽成活率影響
從表1 看出,當Lacl3的濃度為0.2 毫克·升-1時,球蘭的根長、生根數、生根率及存活率都是最佳,分別數值為:2.86、2.83、100 及100。由此得出,適當的添加Lacl3,對球蘭的生長是有利的,但當超過一定量值時,隨著濃度的增加,其效果越不理想。 Lacl3添加的最佳濃度為0.2 毫克·升-1.。
表2 硝酸鑭對對球蘭組培苗生根率及移栽成活率影響
從表2 得出結論, 當La (NO3)3的濃度為0.6 毫克·升-1時,球蘭的根長生長指數最佳,為3.53,而當La(NO3)3的濃度為0.4 毫克·升-1時,生根數為最佳值3.66。當La(NO3)3的濃度為0.2~0.6 毫克·升-1時,生根率及存活率都是最佳,數值均為100。由此得出,當La(NO3)3的濃度為0.2~0.6 毫克·升-時,對球蘭的生長是有利的,但當超過0.6 毫克·升-時,隨著濃度的增加,其效果越不理想。La(NO3)3添加的最佳濃度為0.4~0.6毫克·升-1。 在促進球蘭的根長生長時,La(NO3)3的濃度以0.6 毫克·升-為最佳, 而較低的濃度則有利于根系的數量增長, 當La (NO3)3的濃度為0.4 毫克·升-1時,其生根數較多。
大量研究表明,稀土元素具有一定的生理調控特性,對植物生長發(fā)育和品質改善具有促進作用,但根據相關文獻資料看出,不同材料所用稀土種類、濃度和不盡相同,因此確定特定植物、組織、器官的最佳稀土種類、濃度需要不斷摸索[2,3]。
從以上表中看出, 稀土濃度較低濃度時, 即在0.2~0.6 毫克·升-1時對球蘭根系的生長有一定促進作用,但隨著濃度的不斷升高,反而起到了抑制作用,與段曉宇等[4]在稀土對細莖石斛組培苗影響的研究結果有一致性。 據文獻,稀土元素具有一定的生理活性,影響植物的外部形態(tài)和生長發(fā)育,對植物有較好的抗逆效應[5],可促進植物根系生長發(fā)育,影響酶活性[6]。在本實驗中,稀土對根的促進作用很明顯。在表1 中,稀土Lacl3對球蘭的促根作用峰值為濃度達0.2 毫克·升-1,其根長和數量都達最佳。 在表2 中,稀土La(NO3)3對球蘭的促根作用峰值為濃度達0.6 毫克·升-1時,其根長是最佳值,在一定范圍內,較高濃度有利于根的伸長生長;促根數量最佳濃度峰值為0.4 毫克·升-1。周青等[7]在對La 在大豆幼苗作用的研究中得出,其機制在于La 能促進植物光合作用,增加葉綠素含量,提高硝酸還原酶和脫氫酶活性,促進根系生長。
本實驗研究發(fā)現,氯化鑭和硝酸鑭對球蘭根系的作用在濃度上有所區(qū)別。 氯化鑭在濃度為0.2 毫克·升-1時, 球蘭的根在長度和數量上都達到了顯著;而硝酸鑭的濃度則相對高一些, 在達到0.4~0.6 毫克·升-1時,其促根作用才得到顯著表現。
本研究中,稀土對球蘭組培苗的生根率和存活率(抗逆性)有一定影響,在一定濃度范圍內有所良好表現,但差異不顯著,但是超出了一定濃度,氯化鑭在超過0.6 毫克·升-1和硝酸鑭超過0.8 毫克·升-1時,表現出抑制作用。 據文獻報道,使用稀土,可增強作物對不良環(huán)境條件的抵抗能力, 但高濃度稀土則效果不明顯,甚至產生藥害。 對于稀土元素能增強作物的抗逆性, 寧加賁認為在于稀土離子能與細胞膜的磷脂結合,調節(jié)鈣的代謝,并取代Ca2+離子,參與與Ca2+有關的許多生理過程。 所以,稀土離子能維持細胞膜的通透性和穩(wěn)定性,提高細胞膜的保護功能,增強作物對不良環(huán)境的抵抗能力。
[1]高尚士.藤本奇花-球蘭[J].國土綠化,2005,3:43.
[2]汪燕鳴,王飛,王躍.稀土元素農業(yè)應用的研究進展[J].化工時刊,2007,21(2):47-49.
[3]李永裕,潘騰飛,邱棟梁.稀土元素對植物生物學作用機制的研究進展 [J]. 中國農學通報,2005,21(12):217-221.
[4]段曉宇,汪維雙,楊紅等.硝酸鑭、硝酸鈰對細莖石斛組培苗生長的影響[J].四川農業(yè)大學學報,2012,30(2):2-3.
[5]阮志平,王芬芬,黃全能等.硝酸鑭處理對短穗魚尾葵幼苗耐寒性的影響 [J]. 熱帶作物學報,2011,32(6):1055-1059.
[6]郝紅建,常江,張自立等.稀土在植物抗逆中的生理作用[J].中國稀土學報,2003,21(5):487-490.
[7]周 青,黃曉華,曹玉華等. La 對Pb,Cd 復合污染大豆幼苗的緩解作用[J].中國稀土學報,1998,16(4):366.