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        快速高效的半邊蓮組織培養(yǎng)體系研究

        2016-11-19 08:41:24劉柏玲李守潔張凱郭志軍張香蕊王康滿侯元同
        山東農(nóng)業(yè)科學(xué) 2016年4期
        關(guān)鍵詞:組織培養(yǎng)

        劉柏玲 李守潔 張凱 郭志軍 張香蕊 王康滿 侯元同

        摘要:為保護(hù)和利用半邊蓮種質(zhì)資源,建立快速高效的組織培養(yǎng)體系,本研究以野外采集的半邊蓮頂芽和莖段為外植體,利用Ms培養(yǎng)基為基本培養(yǎng)基,添加不同濃度的6-BA和NAA,研究半邊蓮合適的芽誘導(dǎo)和生根培養(yǎng)基。結(jié)果表明,半邊蓮的最適芽誘導(dǎo)和生根培養(yǎng)基分別為Ms+2.0mg/L6-BA和Ms+2.0mg/L6-BA+0.5mg/LNAA,其芽誘導(dǎo)率和生根率分另0為97.0%和95.5%,組培苗長(zhǎng)勢(shì)好,移栽成活率達(dá)100%。本研究建立了半邊蓮快速高效的組織培養(yǎng)體系,為其資源的保存和利用提供了技術(shù)保障。

        關(guān)鍵詞:半邊蓮;組織培養(yǎng);芽誘導(dǎo)率;生根率

        中圖分類號(hào):S567.23+9+Q813.1+2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào):A 文章編號(hào):1001-4942(2016)04-0018-03

        半邊蓮Lobelia chinensis是桔??艭ampanu-laceae半邊蓮屬Lobelia多年生草本植物,具利尿消腫、清熱解毒之功效,常用于治療癰腫疔瘡、臌脹水腫、濕熱黃疸、濕疹濕瘡、蛇蟲咬傷等,民間有“識(shí)得半邊蓮,不怕同蛇眠”之說,是《中國(guó)藥典》2010年版收錄的常用中藥品種。半邊蓮又因其植株低矮、分枝多、葉密集、花形獨(dú)特、色澤艷麗、觀賞價(jià)值高而成為花壇、園林鑲邊、組合盆栽和觀賞草坪的常用植物。半邊蓮在《山東植物志》和《山東植物精要》中的記錄分布地區(qū)僅在肥城、臨沂和棗莊,通過微山縣的藥用植物調(diào)查發(fā)現(xiàn)濟(jì)寧為半邊蓮的新分布區(qū)域。由此可見,半邊蓮在山東省內(nèi)分布較稀少,值得對(duì)其進(jìn)行原地或遷地保護(hù)。半邊蓮的應(yīng)用價(jià)值被逐漸發(fā)掘,而其生長(zhǎng)環(huán)境人為破壞嚴(yán)重致使野生資源匱乏,因此利用組織培養(yǎng)技術(shù)研究半邊蓮的離體繁殖和種質(zhì)保存就顯得尤為重要。近年來,有人對(duì)半邊蓮組織培養(yǎng)進(jìn)行了相關(guān)的研究,如阮淑明對(duì)半邊蓮頂芽和莖段進(jìn)行培養(yǎng);譚興等利用TDZ誘導(dǎo)半邊蓮進(jìn)行離體快速繁殖;王廣軍以半邊蓮的莖段和葉片誘導(dǎo)愈傷得到再生植株。本試驗(yàn)在前人研究基礎(chǔ)上簡(jiǎn)化其培養(yǎng)過程,利用半邊蓮的頂芽和莖段在添加6-BA和NAA的MS培養(yǎng)基中成功培養(yǎng)后再移栽,建立了簡(jiǎn)單、快速、高效的半邊蓮組織培養(yǎng)體系,可為工廠化大量繁殖半邊蓮植株提供技術(shù)參考。

        1 材料與方法

        1.1 試驗(yàn)材料

        半邊蓮于2014年4月采自于微山縣薛河大橋東北側(cè),并成功種植在曲阜師范大學(xué)植物學(xué)實(shí)驗(yàn)室。選取長(zhǎng)勢(shì)良好的半邊蓮頂芽和帶腋芽的莖段作為試驗(yàn)材料。

        以MS培養(yǎng)基為基本培養(yǎng)基,添加3%的蔗糖、0.6%的瓊脂,pH值用1mol/L的NaOH調(diào)至5.8~6.0,高壓滅菌(1.1MPa、121℃)20min。培養(yǎng)溫度為(25±1)℃,光照強(qiáng)度為1500~2000lx,光照12h/d。

        1.2 試驗(yàn)方法

        1.2.1 材料消 毒取半邊蓮頂芽和帶腋芽的莖段,加適量洗潔精清洗后流水沖洗15min,置于超凈工作臺(tái);70%乙醇消毒10s后無菌水沖洗2次,再用0.1%的升汞(HgCl2)溶液消毒1min,期間不斷搖勻;最后用無菌水沖洗3~5次,每次2~3min,無菌濾紙吸干外植體表面的水分,頂芽切掉基部、莖段切成1.0cm左右備用。

        1.2.2 初代和芽誘導(dǎo)培養(yǎng) 經(jīng)消毒的外植體接種到MS初代培養(yǎng)基中,30d后接種到芽誘導(dǎo)培養(yǎng)基中,30d后統(tǒng)計(jì)芽誘導(dǎo)率,芽誘導(dǎo)率(%)=產(chǎn)生芽的外植體數(shù)/接種外植體數(shù)×100。每處理培養(yǎng)10瓶,每瓶4個(gè)外植體,重復(fù)3次,試驗(yàn)結(jié)果為3次重復(fù)的平均值(下同)。

        1.2.3 生根培養(yǎng) 將2~3cm左右的芽切下,移至生根培養(yǎng)基中,30d后統(tǒng)計(jì)生根率、根數(shù)量和根長(zhǎng)。生根率(%)=(生根的芽數(shù)量/接種芽數(shù)量)×100。

        1.2.4 馴化移栽 移栽前打開瓶蓋進(jìn)行煉苗,瓶?jī)?nèi)加入少量自來水,在培養(yǎng)室內(nèi)放置2d。然后取出組培苗,洗凈根部的培養(yǎng)基,定植于含腐殖土的小容器中,適當(dāng)遮蔭保濕。

        1.3 數(shù)據(jù)分析

        利用SPSS19.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行方差分析和Duncans檢驗(yàn)。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 半邊蓮的初代培養(yǎng)

        在本研究中,半邊蓮?fù)庵搀w在MS培養(yǎng)基中培養(yǎng)即能使頂芽和腋芽萌發(fā),10d左右外植體基部開始形成根系,30d左右即能形成4~5cm長(zhǎng)的小苗。

        2.2 6-BA對(duì)半邊蓮芽誘導(dǎo)的影響

        為繁殖大量的組培苗,將半邊蓮初代培養(yǎng)的莖段接種到芽誘導(dǎo)培養(yǎng)基(表1)中,30d后統(tǒng)計(jì)誘導(dǎo)率。結(jié)果表明:三種培養(yǎng)基的芽誘導(dǎo)率都較高,并且都能使試管苗長(zhǎng)高、增粗。MS+2.0mg/L6-BA培養(yǎng)基中的芽誘導(dǎo)率和試管苗高度顯著高于其它處理,芽誘導(dǎo)率達(dá)97.0%,平均苗長(zhǎng)為4.7cm,并且能形成少量的根系(圖1A)。

        2.3 生根培養(yǎng)

        為得到根系生長(zhǎng)良好的組培苗,在MS+2.0mg/L6-BA培養(yǎng)基中再添加不同濃度NAA使組培苗進(jìn)一步生根(表2),2周后統(tǒng)計(jì)根的生長(zhǎng)狀態(tài)。結(jié)果表明:三種培養(yǎng)基的生根率都在90%以上,并且都能使根伸長(zhǎng)。試管苗在MS+2.0mg/L6-BA+0.5mg/LNAA培養(yǎng)基中生根明顯優(yōu)于其它兩個(gè)處理,根的總體生長(zhǎng)狀態(tài)最好,生根數(shù)量多,平均根長(zhǎng)最長(zhǎng),達(dá)4.8cm(圖1B)。

        2.4 移栽

        在生根培養(yǎng)15d以后,每株試管苗都形成良好的根系,并且有白色的根毛,達(dá)到移栽標(biāo)準(zhǔn)。煉苗2d后,將試管苗基部的瓊脂清洗干凈再進(jìn)行移栽,適當(dāng)保濕和遮蔭,移栽成活率可達(dá)100%(圖1C)。

        3 討論與結(jié)論

        本研究采用半邊蓮的頂芽作為外植體時(shí),更易于誘導(dǎo)產(chǎn)生組培苗,并且長(zhǎng)勢(shì)更好,這可能是頂芽組織幼嫩、不含毒素、生長(zhǎng)速度更快的原因。在園藝植物組培進(jìn)行脫毒苗的生產(chǎn)時(shí)大多利用植物的頂芽或莖尖作為外植體。

        半邊蓮在MS基本培養(yǎng)基中能形成組培苗,說明半邊蓮在離體培養(yǎng)下較易成活,但在培養(yǎng)基中添加植物激素后,生長(zhǎng)速度更快,組培苗長(zhǎng)勢(shì)更好,提高了其繁殖效率。植物激素是植物組織器官分化的關(guān)鍵因素,形成器官的類型是由培養(yǎng)基中不同激素的相對(duì)濃度控制,而不是絕對(duì)濃度。6-BA是細(xì)胞分裂素,誘導(dǎo)芽的分化;NAA是生長(zhǎng)素,促進(jìn)生根。前人研究結(jié)果表明,6-BA/NAA的比值高時(shí)有利于不定芽的分化,而比值低時(shí)有利于不定根的形成,本研究結(jié)果和前人結(jié)論相似,最佳芽誘導(dǎo)培養(yǎng)基為MS+2.0mg/L6-BA,最佳生根培養(yǎng)基為MS+2.0 mg/L6-BA+0.5mg/LNAA。

        半邊蓮的試管苗從無菌、營(yíng)養(yǎng)好、光照和溫度適宜的條件轉(zhuǎn)移到自然條件下需經(jīng)歷一個(gè)煉苗的過程,使它們逐漸適應(yīng)外界環(huán)境,從而保證移栽的成活率。在保證空氣濕度以及適當(dāng)遮蔭條件下,成活率達(dá)100%。

        本研究建立了半邊蓮快速高效的組織培養(yǎng)體系,從外植體到移栽成活整個(gè)周期為6周左右,繁殖速度快、繁殖系數(shù)高。半邊蓮組織培養(yǎng)體系的建立為其資源的保存和利用提供了技術(shù)保障,從而可以規(guī)模化地利用這一觀賞和藥用價(jià)值兼具的濕地植物。

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