張麗芳 李榮瓊 包濤 李國昌 施林 蔣瑜 楊春利
人參果(Solanum muricatumAiton)原名為香瓜茄,又名香艷梨、艷果,屬茄科蔬菜、水果兼觀賞型草本植物。其成熟的果實呈奶油色或米黃色帶紫色條紋,呈橢圓形、卵圓形、心形或陀螺形。果肉為淡黃色,清香多汁,腹內無核,風味獨特,可食率達95%以上,具有高蛋白、低脂肪、低糖等特點,富含鈣、維生素C、鉬、鈷、硒等幾十種人體所需的微量元素,尤其是硒、鈣的含量大大高于其他的水果和蔬菜[1],具有抗癌、抗衰老、降血壓、降血糖、消炎、補鈣、美容等功效,是一種較受歡迎的鮮食水果,也可作為蔬菜食用,人參果亦具有極高的觀賞價值,可作盆景在庭院、陽臺或房前屋后栽培。
人參果曾被醫(yī)學界稱為“生命之火”、“抗癌之王”[2,3]。近些年來,由于農業(yè)產業(yè)結構的調整和發(fā)展高原特色農業(yè)的要求,人參果作為高原特色水果在云南各地發(fā)展迅速,種植面積不斷擴大。人參果常規(guī)繁殖是采用種子和扦插2種方法,但7~9月高溫期結的果中沒有種子,適溫期結的果中有少量的種子,但種子的發(fā)芽率較低,因此,在人參果種植區(qū)域,多采用扦插育苗,農戶連年自留種自繁自用,這種無性繁殖容易導致病毒在種植過程中傳播和積累,加重了病毒病的發(fā)病幾率和為害程度,嚴重影響了人參果的產量和品質,制約了人參果的種植發(fā)展。通過植物組織培養(yǎng)技術進行莖尖脫毒,可解決植物病毒引起的退化問題,恢復品種原有的優(yōu)良特性,用組培快繁技術進行工廠化生產獲得大量脫毒組培苗,能滿足生產中對優(yōu)質種苗的需要。
從昆明市石林縣西街口鎮(zhèn)人參果種植地中選擇生長勢強、植物學特性明顯、無病蟲害的植株,剪取生長充實的新發(fā)枝條作為試驗材料。
①外植體的選擇與處理將從石林西街口鎮(zhèn)采來的人參果枝條進行修剪,切取枝條頂端3~4 cm長的頂芽,用自來水沖洗30 min,在超凈工作臺上進行消毒處理。先用剪刀將頂芽下的2~3臺較大葉片剪除,用70%酒精處理30 s,無菌水沖洗2次,然后放入已消毒的瓶中,再用0.1%的升汞浸泡10 min,浸泡時不間斷搖蕩瓶子,以確保外植體得到全面徹底的消毒,最后用無菌水反復沖洗5次。
②莖尖的剝取和無菌接種在雙筒解剖鏡下由外向內逐層剝去幼葉,直至半球體頂端分生組織充分暴露出來,迅速切取0.2~0.4 mm莖尖,快速接種于莖尖誘導培養(yǎng)基上。誘導培養(yǎng)基為:a.MS+6-BA 0.05 mg/L+NAA 0.01 mg/L+GA30.1 mg/L;b.MS+6-BA 0.10 mg/L+NAA 0.01 mg/L+GA30.1 mg/L;c.MS+6-BA 0.20 mg/L+NAA 0.01 mg/L+GA30.1 mg/L。
③莖尖分生組織培養(yǎng)和病毒檢測莖尖分生組織在誘導培養(yǎng)基上培養(yǎng)3~4周后,明顯長大,然后轉入a培養(yǎng)基培養(yǎng)1~2個月,長成完整的小植株。將所獲得的小植株進行病毒檢測,即抽提樣品負染色制片,JEM100CX-Ⅱ透射電子顯微鏡檢測。
④繼代增殖和生根將經檢測后的不帶病毒的核心苗剪成帶1~2節(jié)的莖段,接種于繼代增殖培養(yǎng)基上。繼代增殖培養(yǎng)基為不加任何激素的MS培養(yǎng)基 和 MS+6-BA(0.05~0.2 mg/L)+NAA(0.01~0.05 mg/L)+GA30.1 mg/L,以上培養(yǎng)基均添加3%蔗糖(或食用白糖),用6.5 g/L瓊脂粉固化,pH值5.8,分裝于玻璃瓶中,每瓶注入40 mL培養(yǎng)基。培養(yǎng)條件:光照 2 000~3 000 lx,12 h/d,溫度(25±2)℃。
⑤組培苗的馴化和移栽帶節(jié)莖段經過25~30 d培養(yǎng),長至6 cm左右,有6~7臺葉片的完整植株時,打開瓶口煉苗1~2 d,然后取出苗后洗凈其根部的培養(yǎng)基,移栽到裝有草炭土或過篩腐葉土的漂盤中,放置于漂池內,移栽初期,漂池要套小拱棚。溫度保持15~25℃,相對濕度85%~90%,適當遮蔭,后期逐漸通風,增強光照。經煉苗30~40 d,根系能夠攏住基質坨,苗高15~20 cm時可移栽大田。
將莖尖生長點接種于a、b及c 3種誘導培養(yǎng)基上,在培養(yǎng)基a上,15 d后生長點明顯長大變綠,30 d左右可長成0.5 cm小芽,45~50 d可長成具有2~3個莖節(jié)的完整植株。培養(yǎng)基b上的生長點培養(yǎng)30 d左右,愈傷組織膨大,繼續(xù)培養(yǎng)至60 d左右,從愈傷組織上形成小芽點,之后再緩慢長成完整植株。培養(yǎng)基c上的生長點比b上的愈傷組織更嚴重,成苗更慢。所以適宜的人參果莖尖生長點誘導成苗培養(yǎng)基為:MS+6-BA 0.05 mg/L+NAA 0.01 mg/L+GA30.1 mg/L。外植體通過消毒后剝取莖尖生長點,經誘導培養(yǎng),成苗率28%。隨機抽取植株進行病毒檢測,JEM100CX-Ⅱ透射電子顯微鏡5萬倍下平均每視野未觀察到病毒粒體,即被確認為不帶病毒,可作為脫毒核心種苗。脫毒成功率較低,一般只有5%左右。
將經檢測后的不帶病毒的核心苗剪成帶1~2節(jié)的莖段,接種于不加任何激素的MS培養(yǎng)基與添加不同濃度 6-BA(0.05~0.2 mg/L)、NAA(0.01~0.1 mg/L)和 GA30.1 mg/L的 MS培養(yǎng)基上培養(yǎng)25 d,觀察苗的生長情況。結果表明,在不加任何激素的MS培養(yǎng)基,帶節(jié)莖段接入7 d左右每段有1~2條新根長出,頂芽段已明顯長高,中間莖段的腋芽已經萌出,由莖段變成完整的植株。隨著培養(yǎng)時間的延長,植株長高、根系增多。培養(yǎng)25 d后,每株高達 6~7 cm,有 7~8 片葉,根系 4~6 條,葉色濃綠,莖稈粗壯。在添加激素的培養(yǎng)基上,當6-BA和GA3濃度一定,NAA為0.01 mg/L時,帶節(jié)莖段的生根要比不加任何激素的MS培養(yǎng)基早2 d,莖段接入5 d時已有根長出,每莖段長根2~3條。隨NAA濃度的提高,生根變慢,莖段基部長出愈傷組織。NAA濃度越高,生根越慢,愈傷越嚴重。當NAA和GA3濃度一定,6-BA濃度為0.05 mg/L時,植株生長勢最強,隨6-BA濃度的提高,植株長到 3~4 cm時,出現分枝現象,即從植株基部往上第2~3個莖節(jié)處長出側芽,每株分出1~2個分枝,植株分枝后,主干幾乎停止長高,側芽繼續(xù)生長,但長勢細弱。所以適宜的人參果繼代快繁的培養(yǎng)基為:不加任何激素的MS培養(yǎng)基或MS+6-BA 0.05 mg/L+NAA 0.01 mg/L+GA30.1 mg/L。
人參果組培每個增殖周期一般為25~30 d,增殖倍數4~5倍。經過幾個繼代周期后,數以萬計的脫毒優(yōu)質人參果苗即可長成。
人參果組培苗的生根較容易,帶節(jié)莖段在萌芽長高的同時長出根系,增殖和生根同步進行,一次成苗,不需要單獨進行生根階段。
人參果組培苗移栽前首先在溫室中自然光條件下煉苗1~2 d,再從瓶中取出小苗,用自來水洗凈附在苗上的培養(yǎng)基,移栽于基質為草炭土或過篩的腐葉土的漂盤中,移栽好的漂盤放置于漂池內,移栽后一周內蓋小拱棚保濕并加蓋遮陽網,30 d后觀察組培苗的生長情況和統(tǒng)計移栽成活率。草炭土和過篩的腐葉土2種不同的基質上苗的成活率沒有明顯的區(qū)別,都超過94%,但是草炭土上苗的長勢明顯優(yōu)于腐葉土,草炭土上的苗平均株高比腐葉土上的多1.6 cm,苗的顏色濃綠,葉片大,根更發(fā)達。試管苗經過40 d左右煉苗后,就可以移栽到大田了。
人參果的脫毒過程中,通過直接從植株上選取新發(fā)枝條作為剝取莖尖生長點的外植體,這樣做不僅需要大量的外植體材料,而且脫毒率也較低,只有5%左右。用植株上剪取的枝條經消毒處理后,切成帶節(jié)莖段直接接種于不加激素的MS培養(yǎng)基或MS+6-BA 0.05 mg/L+NAA 0.01 mg/L+GA30.1 mg/L上,培養(yǎng)成完整的植株(無菌苗)。把無菌苗剪成帶節(jié)莖段,在同一培養(yǎng)基上繼代2~3個周期,等無菌苗繁殖到一定數量后,再用這些無菌苗的頂芽來剝取生長點并培養(yǎng)成完整的植株,隨機抽取生長點長成的植株進行病毒檢測,不帶病毒的植株即可作為核心種苗來快繁。這種先經過無菌苗培養(yǎng)后再用無菌苗脫毒的方法,剝取生長點較容易,成苗率高,脫毒率也高。
人參果組培苗繼代快繁過程中對激素的需求不明顯,植株在無激素的MS培養(yǎng)基中就能長得很好。6-BA和NAA的濃度直接影響莖段長成完整植株的速度和質量。在6-BA濃度一定的情況下,NAA濃度超過0.01 mg/L時,隨著濃度增加,莖基部接觸培養(yǎng)基部分出現白色疏松愈傷組織越多,植株長勢變慢。當NAA濃度為0.01 mg/L時,6-BA濃度超過0.05 mg/L,隨著6-BA濃度增加,植株分杈增多,主莖生長變慢,甚至頂芽干枯壞死,枝干和葉片變脆。因此,適宜人參果繼代快繁的培養(yǎng)基為不加任何激素的MS培養(yǎng)基或低濃度的6-BA和NAA配比。
[1]李榮瓊,李國昌.云南高原特色人參果無公害生產技術[M].昆明:云南科技出版社,2014:1-3.
[2]陳健,管其寬.人參果栽培與利用[M].北京:金盾出版社,2002:3.
[3]符偉玉,張建和.香瓜茄微量元素含量的分析[J].廣州微量元素科學,2004,11(8):51-53.