金麗麗,張麗萍
(1.遼寧林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,沈陽 110101;2.遼寧省森林經(jīng)營研究所,遼寧 丹東 118300)
厚樸為木蘭屬觀花喬木,其組織培養(yǎng)處于初步探索階段。劉賢旺等以凹葉厚樸(Magnoliaofficinalisvar.pubescens)為材料進(jìn)行了組織培養(yǎng),最適培養(yǎng)基為VB5+2,4-D 2mg/L+6-BA 1mg/L;其生長的最適培養(yǎng)基為VB5+2,4-D 1mg/L+6-BA 1.5mg/L。雖然植物的組織培養(yǎng)越來越受到眾多科學(xué)工作者的重視,但關(guān)于厚樸組培苗的獲得只停留在試驗(yàn)階段,而真正用于生產(chǎn)的實(shí)用技術(shù)還非常少。本試驗(yàn)以厚樸莖段為材料進(jìn)行了組織培養(yǎng)特性研究,試圖找出適合該品種組培快繁的方法。
厚樸當(dāng)年生枝條。
1.2.1 外植體的選取與消毒。取當(dāng)年生、生長健壯的枝條,剪去葉,切成1.0~1.5cm小段,每段至少含1個(gè)腋芽。先將切割好的植物材料在自來水龍頭下流水沖洗30min,然后再在洗滌劑溶液中浸泡5min后,用紗布扎住燒杯口(防止植物材料被沖出),倒掉洗滌劑溶液,自來水龍頭下流水沖洗35min。清洗后在超凈工作臺上進(jìn)行表面滅菌,用0.1%的升汞(HgCl2)溶液小燒杯中浸泡15min,無菌水沖洗8次。
1.2.2 基本培養(yǎng)基篩選。將滅菌后的莖段放到滅菌濾紙上,并將其頂端和底部切掉約0.5cm(滅菌劑殺死的部分)后,再將剩余莖段切成1cm左右的小莖段,保證每個(gè)小莖段至少帶有1個(gè)腋芽,插入誘導(dǎo)培養(yǎng)基上,每個(gè)培養(yǎng)瓶內(nèi)接種一個(gè)培養(yǎng)物。
將無菌的莖段接到不添加任何植物生長調(diào)節(jié)劑的空白基本培養(yǎng)基中,供篩選的基本培養(yǎng)基有MS,1/2MS,改良MS。配制基本培養(yǎng)基,白糖3%,瓊脂0.7%,光照14~16h,光照強(qiáng)度2000~2500 lx,溫度22±2℃,pH5.8。每種處理20瓶,重復(fù)3次,60d統(tǒng)計(jì)生長情況。
1.2.3 初代培養(yǎng)基篩選。以基本培養(yǎng)基、BA、IBA、GA3三個(gè)因素三個(gè)水平進(jìn)行試驗(yàn),每瓶1株,重復(fù)3次,60d培養(yǎng)后及發(fā)芽數(shù)、發(fā)芽率,篩選出最優(yōu)組合。
1.2.4 繼代培養(yǎng)。厚樸經(jīng)過無菌體系和初代培養(yǎng)后,打開盛有初代培養(yǎng)基的培養(yǎng)瓶,瓶口過火1次,用過火、冷卻的鑷子夾住分割的莖段并迅速轉(zhuǎn)接在繼代培養(yǎng)基瓶中,每瓶轉(zhuǎn)接5~6個(gè)莖段,接完后瓶口過火封口。
1.2.5 生根培養(yǎng)。芽叢縱向切成單株,高度在1cm長以上的芽苗可進(jìn)行生根培養(yǎng)(不足1cm的芽苗及愈傷組織用于繼代培養(yǎng)),以1/2MS為基本培養(yǎng)基,添加不同濃度的生長調(diào)節(jié)劑NAA,每個(gè)處理接種20瓶,重復(fù)3次,30d統(tǒng)計(jì)各處理的生根率和生根數(shù)。
莖段接種60d,3種培養(yǎng)基在一定程度能夠促進(jìn)無菌莖段的生長,其中MS效果最不明顯,MS培養(yǎng)基中的莖段無明顯變化,1/2MS培養(yǎng)基葉片伸展,莖節(jié)伸長,萌生苗健壯,改良MS培養(yǎng)基培養(yǎng)的莖段葉片伸展,細(xì)長,易倒。綜合考慮,選擇1/2MS基本培養(yǎng)較為合適。
以1/2MS作為初代培養(yǎng)基的基本培養(yǎng)基,添加不同濃度的激素組合,篩選出適合外植體生長的激素種類。試驗(yàn)結(jié)果見表1。
表1 植物生長調(diào)節(jié)劑對生長的影響
從表1中可以看出,添加6-BA,NAA,IBA都能在一定稱度上促進(jìn)莖段萌生苗的生長,葉片顏色正常,但添加GA3沒有新葉長出,在一定稱度上抑制萌生苗的生長。因此初步選擇6-BA,NAA,IBA,其中6-BA分裂素和生長素NAA,IBA組合,經(jīng)過觀察萌生苗的生長狀態(tài),表明6-BA和NAA組合更有利于腋芽的萌發(fā)和健壯的生長。
從表2中可以看出,接種90天后,外植體在各種激素配比中的生長情況有一定差別。培養(yǎng)基中添加6-BA時(shí),外植體的平均萌動(dòng)率隨NAA濃度的增大而明顯下降,NAA濃度為1.0mg/L時(shí),外植體平均萌動(dòng)率最低,為25%,萌動(dòng)較慢,無葉片展開,最后出現(xiàn)褐化、死亡現(xiàn)象。NAA濃度為0.2mg/L時(shí),外植體基部產(chǎn)生白色愈傷組織,接種90d一直保持愈傷組織狀態(tài),直至外植體枯死。NAA濃度為0.5mg/L時(shí),外植體生長明顯,保持萌動(dòng)狀態(tài),莖尖分化較好,每一個(gè)葉腋都有腋芽長出,且沒有愈傷組織。
表2 不同培養(yǎng)基對萌發(fā)率的影響
綜合考慮以上情況,外植體在BA 1mg/L和 NAA 0.5mg/L的組合中生長最好。
將離體初代培養(yǎng)獲得的厚樸無菌苗,剪刀和鑷子灼燒滅菌后,左手水平持種苗瓶,右手持鑷子,使種苗瓶瓶口與右手所持的鑷子在同一水平線上,將芽叢從瓶中取出,放在無菌濾紙上,用手術(shù)刀和鑷子配合對芽叢進(jìn)行分割,并把每個(gè)小枝條切割成1~1.5cm的莖段,每個(gè)莖段上至少應(yīng)帶有1個(gè)腋芽。轉(zhuǎn)入繼代誘導(dǎo)的培養(yǎng)基BA 1mg/L和NAA 0.5mg/L中,能夠獲得腋芽發(fā)生型叢生苗。
以1/2MS為基本培養(yǎng)基,分別添加不同濃度生長素,結(jié)果見表3。
表3 不同NAA濃度對試管苗的影響
NAA是植物組織培養(yǎng)中廣泛應(yīng)用于誘導(dǎo)不定根的生長素,且植物生長調(diào)節(jié)劑的濃度也起著決定性作用,結(jié)果表明,1.0mg/L對厚樸誘導(dǎo)試管苗生根有促進(jìn)作用,生根率達(dá)65%,生根數(shù)為8,葉色濃綠,長勢好。
本試驗(yàn)采用厚樸莖段為初始外植體,將離體的植物材料經(jīng)過表面滅菌接種在各種培養(yǎng)基中,建立起無菌體系,從而縮短了萌芽時(shí)間。1/2MS培養(yǎng)基中無機(jī)鹽質(zhì)量比例適中,能滿足植物的生長。添加過高或過低的NAA濃度對厚樸的組織培養(yǎng)中都有抑制作用。適宜初代、繼代培養(yǎng)基為1/2MS,附加BA 1.0mg/L和 NAA 0.5mg/L,生根培養(yǎng)基1/2MS+NAA 1.0mg/L進(jìn)行培養(yǎng)。
厚樸在外植體的誘導(dǎo)培養(yǎng)基中使用1/2MS基本培養(yǎng)基生長良好。MS和改良培養(yǎng)基,其無機(jī)鹽與離子濃度較高,尤其硝酸鹽濃度較高,含有硝態(tài)氮,無銨態(tài)氮,和碘化鉀,直接影響細(xì)胞生理生化活動(dòng),對離子通道也有調(diào)控作用,影響各種無機(jī)鹽的吸收。1/2MS培養(yǎng)基好于MS培養(yǎng)基,主要是由于無機(jī)鹽濃度降低,增進(jìn)了植物體整體的協(xié)調(diào)發(fā)展,對低濃度硝態(tài)氮吸收要好于銨態(tài)氮的緣故。
生長素的作用主要是促進(jìn)細(xì)胞伸長和細(xì)胞分裂,誘導(dǎo)受傷的組織表面一至數(shù)層細(xì)胞恢復(fù)分裂能力,形成愈傷組織,促進(jìn)生根等。細(xì)胞分裂素有誘導(dǎo)芽的分化、促進(jìn)側(cè)芽萌發(fā)生長的作用。試驗(yàn)只是對厚樸的一個(gè)品種進(jìn)行的研究,誘導(dǎo)培養(yǎng)基中細(xì)胞分裂素和生長素濃度的比例保持在2∶1,誘導(dǎo)效果較好。在某些方面和他人也有一定的差異[3],這可能與其基因型差異和激素濃度有關(guān),還須進(jìn)一步研究。