蘇江 岑忠用 覃勇榮 賀慶梅
摘 要:本實(shí)驗(yàn)以迷你型植株作為無菌材料,對其進(jìn)行繼代培養(yǎng)和壯苗生根培養(yǎng),分別測定試管苗不同時(shí)期生理指標(biāo)。結(jié)果表明,MS+0.06mg/L6-BA+0.06mg/LNAA+30g/L蔗糖+4.8 g/L瓊脂,pH5.6~5.8,是苦苣苔科植物迷你繼代培養(yǎng)的最佳配方;MS+0.06mg/L6-BA+0.09mg/LNAA+30g/L蔗糖+4.8g/L瓊脂,pH5.6~5.8,是苦苣苔科植物迷你壯苗生根的最佳配方;MS+10g/L蔗糖+4.8g/L瓊脂,pH5.6~5.8,蔗糖10g/L也可以促進(jìn)苦苣苔科植物迷你壯苗生根。
關(guān)鍵詞:苦苣苔科植物 迷你 無性繁殖體系
中圖分類號:S682.31 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2019)04(a)-0198-05
苦苣苔科,雙子葉植物綱合瓣花亞綱的一科。多為具根狀莖的草本,少數(shù)為灌木或喬木。大約有140屬,2000余種,分為兩個(gè)亞科,其中,苦苣苔亞科Cyrtandroideae主要生長在亞洲及非洲熱帶地區(qū);而另一個(gè)亞科,大巖桐亞科Gesnerioideae主要生長于美洲熱帶地區(qū)[1]。中國有56屬(其中28屬特產(chǎn)中國),約413種,均屬于苦苣苔亞科,多數(shù)生長在云南、廣西和廣東等省區(qū),多生于石灰?guī)r山的陡崖上??嘬奶浦参飿O具觀賞價(jià)值,有些可供藥用[2]。例如,苦苣苔中藥,有解蛇毒之功效,常用于毒蛇咬傷。小型苦苣苔,是迷巖里的一款經(jīng)典大花品種,迷你株型,淡紫色線條斑超大花朵。然而,苦苣苔科植物分布并不廣泛,而且生存受到了自然環(huán)境和人為等因素的破壞。對于現(xiàn)在苦苣苔科植物面臨著嚴(yán)重的生存威脅和瀕?,F(xiàn)狀,必須要推動該科植物科學(xué)可持續(xù)發(fā)展及相關(guān)研究[3]。在已見報(bào)道的苦苣苔科植物中,主要的組培外植體為大型植株[7-10],而用苦苣苔迷你型作為材料,必將是一種新的技術(shù),因此本次研究對苦苣苔科的保護(hù),產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn),迷你型的研究具有非常重要的意義。
本實(shí)驗(yàn)以苦苣苔科迷你型初代培養(yǎng)的叢生芽作為無菌材料,對苦苣苔科迷你型進(jìn)行快速繁殖,通過繼代培養(yǎng)、壯苗生根階段設(shè)置不同的配方,探討可應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)的連續(xù)性迷你苦苣苔培養(yǎng)方案,為迷你的可持續(xù)開發(fā)利用和苦苣苔科的保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 實(shí)驗(yàn)材料
實(shí)驗(yàn)材料由河池學(xué)院植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室提供的苦苣苔科迷你的初代培養(yǎng)叢生芽。
1.2 試驗(yàn)方法
1.2.1 繼代培養(yǎng)階段
叢生芽長至3cm時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)接。繼代培養(yǎng)基設(shè)置9個(gè)配方:
①M(fèi)S+0.03mg/L6-BA+0.03mg/LNAA+30g/L蔗糖+4.8 g/L瓊脂,pH5.6~5.8。
②MS+0.06mg/L6-BA+0.03mg/LNAA+30g/L蔗糖+4.8 g/L瓊脂,pH5.6~5.8。
③MS+0.09mg/L6-BA+0.03mg/LNAA+30g/L蔗糖+4.8 g/L瓊脂,pH5.6~5.8。
④MS+0.03mg/L6-BA+0.06mg/LNAA+30g/L蔗糖+4.8 g/L瓊脂,pH5.6~5.8。
⑤MS+0.06mg/L6-BA+0.06mg/LNAA+30g/L蔗糖+4.8 g/L瓊脂,pH5.6~5.8。
⑥MS+0.09mg/L6-BA+0.06mg/LNAA+30g/L蔗糖+4.8 g/L瓊脂,pH5.6~5.8。
⑦M(jìn)S+0.03mg/L6-BA+0.09mg/LNAA+30g/L蔗糖+4.8g/L瓊脂,pH5.6~5.8。
⑧MS+0.06mg/L6-BA+0.09mg/LNAA+30g/L蔗糖+4.8 g/L瓊脂,pH5.6~5.8。
⑨MS+0.09mg/L6-BA+0.09mg/LNAA+30g/L蔗糖+4.8 g/L瓊脂,pH5.6~5.8。
1.2.2 壯苗生根階段
(1)NAA和6-BA組合配比對壯苗生根的影響。
叢生芽長達(dá)5cm時(shí)轉(zhuǎn)接,本實(shí)驗(yàn)設(shè)置9個(gè)壯苗生根的配方,如下:
①M(fèi)S+0mg/L6-BA+0.03mg/LNAA+30g/L蔗糖+4.8g/L瓊脂,pH5.6~5.8。
②MS+0.03mg/L6-BA+0.03mg/LNAA+30g/L蔗糖+4.8 g/L瓊脂,pH5.6~5.8。
③MS+0.06mg/L6-BA+0.03mg/LNAA+30g/L蔗糖+4.8 g/L瓊脂,pH5.6~5.8。
④MS+0mg/L6-BA+0.06mg/LNAA+30g/L蔗糖+4.8g/L瓊脂,pH5.6~5.8。
⑤MS+0.03mg/L6-BA+0.06mg/LNAA+30g/L蔗糖+4.8g/L瓊脂,pH5.6~5.8。
⑥MS+0.06mg/L6-BA+0.06mg/LNAA+30g/L蔗糖+4.8g/L瓊脂,pH5.6~5.8。
⑦M(jìn)S+0 mg/L6-BA+0.09mg/LNAA+30g/L蔗糖+4.8g/L瓊脂,pH5.6~5.8。
⑧MS+0.03mg/L6-BA+0.09mg/LNAA+30g/L蔗糖+4.8 g/L瓊脂,pH5.6~5.8。
⑨MS+0.06mg/L6-BA+0.09mg/LNAA+30g/L蔗糖+4.8g/L瓊脂,pH5.6~5.8。
(2)蔗糖對壯苗生根的影響。
叢生芽長達(dá)5cm時(shí)方可轉(zhuǎn)接,本實(shí)驗(yàn)設(shè)置5個(gè)壯苗生根的配方,如下:
①M(fèi)S+10g/L蔗糖+4.8g/L瓊脂,pH5.6~5.8。
②MS+15g/L蔗糖+4.8g/L瓊脂,pH5.6~5.8。
③MS+20g/L蔗糖+4.8g/L瓊脂,pH5.6~5.8。
④MS+25g/L蔗糖+4.8g/L瓊脂,pH5.6~5.8。
⑤MS+30g/L蔗糖+4.8g/L瓊脂,pH5.6~5.8。
1.3 測定指標(biāo)和方法
抽取不同時(shí)期每個(gè)配方10株苦苣苔科試管苗,測定其葉寬、葉長、葉片數(shù)、株高、根長、根數(shù)、分蘗數(shù)、球莖直徑,再求取其平均值。葉寬、葉長、株高、根長、球莖直徑測量工具是尺子,葉片數(shù)、根數(shù)、分蘗數(shù)測量方法是目測。
2 結(jié)果與分析
2.1 繼代培養(yǎng)階段
2.1.1 不同濃度NAA和6-BA組合配方對繼代培養(yǎng)的影響
苦苣苔科植物迷你繼代培養(yǎng)不同時(shí)期的形態(tài)指標(biāo)和葉綠素含量結(jié)果見表1。繼代培養(yǎng)是組培擴(kuò)繁的核心環(huán)節(jié),也是培養(yǎng)出成千上萬無菌苗的關(guān)鍵所在。當(dāng)叢生芽長至3cm時(shí)進(jìn)行繼代培養(yǎng),繼代培養(yǎng)基設(shè)置9個(gè)配方,主要是細(xì)胞生長素、細(xì)胞分裂素的不同。繼代培養(yǎng)主要看株高、葉片數(shù)和分蘗數(shù)這3個(gè)指標(biāo)。從表1可以清晰看到繼代培養(yǎng)50d出來的無菌苗在株高、葉片數(shù)、葉長和球莖直徑基本都高于30d,而分蘗數(shù)低于30d;總體而言,繼代培養(yǎng)50d的無菌苗長勢更好、株高更高、葉片數(shù)更多、葉長更長、球莖更大、形態(tài)指標(biāo)更可觀。
苦苣苔科植物迷你繼代培養(yǎng)不同濃度NAA和6-BA組合配方的形態(tài)指標(biāo)結(jié)果見表2、表3。從表2、表3我們可以清晰的看到,培養(yǎng)30d和50d的葉片數(shù)和分蘗數(shù)的最大均都在配方5,30d的葉片數(shù)和分蘗數(shù)最大值分別為67.7片和6.75株,50d的葉片數(shù)和分蘗數(shù)最大值分別為39.3片和7.4株,然而兩次株高最大值卻均在配方2,分別是4.74和4.84cm。雖說配方2的株高最好,但是葉片數(shù)和分蘗數(shù)這兩項(xiàng)重要指標(biāo)并不優(yōu)??傮w而言,繼代培養(yǎng)配方5的無菌苗占的優(yōu)勢更多,長勢更好,葉片數(shù)和分蘗數(shù)更多,形態(tài)指標(biāo)更可觀。因此配方5MS+0.06mg/L6-BA+0.06mg/LNAA+30 g/L蔗糖+4.8g/L瓊脂,pH5.6~5.8,更適合苦苣苔科植物迷你繼代培養(yǎng)。
綜上所述,綜合9個(gè)配方、6個(gè)指標(biāo)來看,在0.06mg/LNAA和0.06mg/L6-BA組合下,葉片數(shù)67.7、39.3片和分蘗數(shù)6.75、7.4株均是兩次實(shí)驗(yàn)最高值,而株高、葉長、球莖直徑也偏高。因此,配方5MS+0.06mg/L6-BA+0.06mg/LNAA+30g/L蔗糖+4.8g/L瓊脂,pH5.6~5.8,是苦苣苔科植物迷你繼代培養(yǎng)的最佳配方。
2.2 壯苗生根階段
2.2.1 不同NAA和6-BA濃度組合配方對壯苗生根的影響
苦苣苔科植物迷你壯苗生根不同時(shí)期的形態(tài)指標(biāo)見表4。壯苗生根是無菌苗用于生產(chǎn)的一個(gè)重要環(huán)節(jié),無菌苗的生長狀況直接影響移栽后的成活率,本次實(shí)驗(yàn)設(shè)置9個(gè)配方,探索最佳壯苗生根培養(yǎng)方案。待叢生芽長達(dá)5cm左右時(shí)方可以壯苗生根培養(yǎng)。壯苗生根關(guān)鍵主要看根數(shù)、根長和球莖直徑。從表4中我們可以看出,在根數(shù)、根長、球莖直徑、葉長、葉寬上均是配方4和配方9較高,但是配方4的株高3.53cm、葉片數(shù)40.37片,都低于配方9的株高3.72cm、葉片數(shù)76片。但是其生根數(shù)11.14條太少,根長1.33cm較低,球莖0.41cm,達(dá)不到本實(shí)驗(yàn)壯苗生根的目的,配方9中的無菌苗總體長勢來說更占優(yōu)勢,有最多的根24.4根,根系最長3.28cm,球莖最大0.81cm,植株健壯,生長速度更快,最有利于用來馴化栽培。綜上所述,配方9 MS+0.06mg/L6-BA+0.09mg/LNAA+30g/L蔗糖+4.8g/L瓊脂,pH5.6~5.8,更適合苦苣苔科植物壯苗生根培養(yǎng)。
2.2.2 不同蔗糖濃度對壯苗生根的影響
苦苣苔科植物不同蔗糖濃度對壯苗生根的影響,形態(tài)指標(biāo)和葉綠素含量見表5。本次實(shí)驗(yàn)設(shè)置五個(gè)配方,探索蔗糖最佳壯苗生根培養(yǎng)方案。待叢生芽長達(dá)5cm左右時(shí)方可以壯苗生根培養(yǎng)。蔗糖壯苗生根關(guān)鍵主要看根數(shù)、根長和球莖直徑。從表5中我們可以看出,在根數(shù)21條、根長1.63cm、球莖直徑0.5cm、葉長0.96cm及葉寬0.66cm上均是配方1最高;從分析來看,配方5生根數(shù)太少僅10.5條,根長0.83cm較低,達(dá)不到本實(shí)驗(yàn)壯苗生根的目的;配方3株高3.67cm最高、葉片數(shù)51.33片最多,但是它的根數(shù)15.67條、根長1.33cm并不是最好;而配方1中的無菌苗總體來說更占優(yōu)勢,有最多的根21條、根系1.63cm最長、球莖直徑0.5cm最大、葉長0.96cm最長及葉寬0.66cm最寬,植株健壯,生長速度更快,最有利于用來馴化栽培。綜上所述,配方1MS+10g/L蔗糖+4.8g/L瓊脂,pH5.6~5.8,更適合苦苣苔科植物蔗糖壯苗生根培養(yǎng)。
3 討論
本實(shí)驗(yàn)以迷你型植株作為無菌材料,利用組培快繁技術(shù),對其進(jìn)行繼代培養(yǎng)和壯苗生根培養(yǎng),分別測定試管苗不同時(shí)期生理指標(biāo),從而探索出苦苣苔科植物迷你無性繁殖體系的最佳培養(yǎng)方案,研究出完整的、可應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)的連續(xù)性迷你苦苣苔培養(yǎng)方案,能在短時(shí)間內(nèi)培育出成千上萬健康的、優(yōu)質(zhì)的迷你植株滿足市場需求,不僅能夠很好的發(fā)揮其觀賞價(jià)值,也能為迷你植株可持續(xù)開發(fā)利用和苦苣苔科的保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。實(shí)驗(yàn)表明,繼代培養(yǎng),主要對比6-BA濃度和NAA濃度對苦苣苔科植物迷你繼代培養(yǎng)的影響,發(fā)現(xiàn)配方5無菌苗的葉片數(shù)更多、分蘗數(shù)更多,因此,配方5MS+0.06mg/L6-BA+0.06mg/LNAA+30g/L蔗糖+4.8g/L瓊脂,pH5.6~5.8是苦苣苔科植物迷你繼代培養(yǎng)的最佳配方。壯苗生根設(shè)置了NAA和6-BA組合九個(gè)配方,探索出最有利于壯苗生根的培養(yǎng)方案。實(shí)驗(yàn)證明,在九個(gè)配方中,并不是同一個(gè)配方出來的苗各個(gè)指標(biāo)都是最高。從根數(shù)、根長、葉長和葉片數(shù)指標(biāo)上看配方9最高;而從株高、葉綠素含量看配方7較高;在葉寬上看,配方8最高。但是總體而言配方9無菌苗長勢更占優(yōu)勢,有較多的根,根系較長,植株健壯,生長速度快。分析原因,主要在于激素含量不同,對比9個(gè)配方,配方9生長素含量和分裂素含量最多,生長素有利于植物的壯苗,分裂素有利于植物生根。其實(shí),已有相關(guān)文獻(xiàn),已經(jīng)指出,生長素有利于植物的生根,因此配方9MS+0.06mg/L6-BA+0.09mg/LNAA+30g/L蔗糖+4.8g/L瓊脂,pH5.6~5.8是苦苣苔科植物迷你壯苗生根的最佳配方。在蔗糖壯苗生根方面,只添加MS、蔗糖和瓊脂,控制MS和瓊脂,調(diào)節(jié)蔗糖濃度,設(shè)置5個(gè)濃度梯度,實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示配方1MS+10g/L蔗糖+4.8g/L瓊脂,pH5.6~5.8是苦苣苔科植物迷你蔗糖壯苗生根的最佳配方。
參考文獻(xiàn)
[1] 趙偉. 三種國產(chǎn)唇柱苣苔屬野生花卉的組培、扦插和幼苗半致死溫度研究[D].上海師范大學(xué),2015.
[2] 湯正輝. 苦苣苔科植物的快速繁殖、離體保存及耐陰性研究[D].四川大學(xué),2007.
[3] 楊文光,儲嘉琳,張耀廣.中國苦苣苔科植物瀕危狀況評估分析[J].河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2014(6):746-751,756.
[4] 陳明昭,溫佑興,黃瑩.幾種苦苣苔科植物的組織培養(yǎng)[J].廣東園林,1985(4):39.
[5] 徐文芬.貴州唇形科、苦苣苔科藥用植物資源的調(diào)查研究[J].貴州科學(xué),2005,23(4):48-53.
[6] 李振宇,李淵博,邢全.廣西唇柱芭苔屬(苦芭苔科)一新變種——光華唇柱芭苔[J].植物分類學(xué)報(bào),2006(6):649-650.
[7] 袁正仿,孔令葆,趙興兵,等.大巖桐的組培快繁和溫室栽培[J].信陽師范學(xué)院學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2001(4)::456-458.