李 鶯,張玉姣、瞿亞梅、屈 雯、楊帥帆
(西安文理學(xué)院 生物與環(huán)境工程學(xué)院,秦嶺野生觀賞植物研究中心,陜西 西安 710065)
非洲紫羅蘭(SaintpauliaionanthaWendl)又名非洲苦苣苔,系苦苣苔科多年生常綠宿根草本花卉。非洲紫羅蘭品種繁多,其株型小巧,花色多種多樣,一年開(kāi)花3~4次,是深受大眾喜愛(ài)的觀賞花卉之一,非洲紫羅蘭一般在人工栽培條件下,授粉率結(jié)實(shí)率很低,不易得到種子,且其繁殖周期長(zhǎng),不能滿足市場(chǎng)的大量需求,因此,采用組培快繁是解決其繁殖的有效途徑之一[1]。
目前,有關(guān)非洲紫羅蘭的研究主要集中于組織培養(yǎng)、生理生化、花色機(jī)理、栽培管理和轉(zhuǎn)基因技術(shù)等方面。我國(guó)從20世紀(jì)80年代到現(xiàn)在一直在開(kāi)展非洲紫羅蘭的組織培養(yǎng)及工廠化育苗的研究工作,但主要集中在以其葉片為外植體進(jìn)行離體培養(yǎng)[2],而采用花梗進(jìn)行離體培養(yǎng)方面的研究未見(jiàn)報(bào)道,因此我們?cè)谇叭搜芯康幕A(chǔ)上,采用花梗為外植體進(jìn)行離體組織培養(yǎng),以期獲得高頻的再生體系。
材料引自陜西省西安市朱雀花卉市場(chǎng),品種'Diana'。
選取適量非洲紫羅蘭的總花梗作為外植體置于燒杯中,用紗布封口后流水沖洗3h,轉(zhuǎn)移至超凈工作臺(tái)。先在70%乙醇中浸泡10s,無(wú)菌水中沖洗2次,然后用2%的次氯酸鈉溶液滅菌5 min,再用無(wú)菌水沖洗3次,用無(wú)菌濾紙將消毒完成的外植體上的殘留液體吸干?;üG谐?.5~1 cm左右的小段,接種后將培養(yǎng)皿放置在PQX-330A-22H多段人工氣候培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng),光照12 h·d-1,光照強(qiáng)度40~50 mol m-2s-1,光照培養(yǎng)溫度為25±1℃,暗培養(yǎng)溫度為18±1℃,培養(yǎng)濕度為60%。
將微量元素中的硫酸錳減少到1/4的改良MS作為為基本培養(yǎng)基,將已消毒的花梗切成小段接種在以下四種培養(yǎng)基中:① 改良的MS+1.0 mg·L-16-BA + 0.1 mg·L-1IBA(以下單位相同);② 改良MS+6-BA2.0+ IBA0.2;③ 改良MS+6-BA1.0 +NAA0.1;④ 改良MS+6-BA2.0+NAA0.2。每組培養(yǎng)基接種6個(gè)培養(yǎng)皿, 每個(gè)培養(yǎng)皿接種4~6個(gè)小段,觀察并統(tǒng)計(jì)出愈率。
出愈率=(誘導(dǎo)出愈傷組織外植體數(shù)/接種外植體數(shù))×100%
將誘導(dǎo)出愈傷組織的外植體進(jìn)行繼代培養(yǎng),在③號(hào)改良MS+ 6-BA1.0 + NAA 0.1培養(yǎng)基,上進(jìn)行不定芽的誘導(dǎo)及增殖培養(yǎng),觀察并統(tǒng)計(jì)出芽率及增殖系數(shù)。出芽率=(誘導(dǎo)出不定芽外植體數(shù)/接種外植體數(shù))×100%,增殖系數(shù)=繼代后的芽苗數(shù)/繼代前的芽苗數(shù)。
將已長(zhǎng)出4片及以上真葉的不定芽挑出接種在以下生根培養(yǎng)基中:⑤ MS+ NAA0.1;⑥ MS+ NAA0.5;⑦ MS+NAA0.5+ IAA0.5,觀察并統(tǒng)計(jì)生根率。
生根率=(生根的外植體數(shù)/接種外植體數(shù))×100%
選取生長(zhǎng)健壯、生根良好的試管苗,打開(kāi)瓶蓋,煉苗3~5 d。移栽于草炭和蛭石1:1的基質(zhì)上,統(tǒng)計(jì)其成活率。
將總花梗分別接種到四組培養(yǎng)基中培養(yǎng),30 d觀察到花梗誘導(dǎo)出少量愈傷組織,愈傷組織緊密,黃綠色,60 d統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表1。
表1 不同激素配比對(duì)花梗誘導(dǎo)愈傷組織的影響
30 d,四組培養(yǎng)基中總花梗均誘導(dǎo)出少量愈傷組織,其中③號(hào)最先出現(xiàn)緊密型愈傷組織。60 d觀察,①號(hào)培養(yǎng)基內(nèi)僅有少量水浸狀愈傷組織且有輕微褐化,如圖1-a;②號(hào)培養(yǎng)基內(nèi)愈傷組織不明顯,大部分褐化,如圖1-b;③號(hào)培養(yǎng)基內(nèi)所有花梗均誘導(dǎo)出淺綠色緊密型愈傷組織,即出愈率100%,且愈傷組織形態(tài)飽滿充盈,沒(méi)有褐化現(xiàn)象,如圖1-c;④號(hào)培養(yǎng)基內(nèi)僅有少量愈傷組織,但已有芽分化,部分外植體完全褐化,誘導(dǎo)出少量愈傷組織后均分化出不定芽,所以出愈率和出芽率均為77.8%,如圖1-d。
實(shí)驗(yàn)表明:③號(hào)培養(yǎng)基是總花梗誘導(dǎo)愈傷組織的最適培養(yǎng)基,④號(hào)培養(yǎng)基是總花??焖僬T導(dǎo)芽分化的較適培養(yǎng)基。
將總花梗誘導(dǎo)出的愈傷組織轉(zhuǎn)移至③號(hào)即改良的MS+6-BA1.0+NAA0.1上進(jìn)行繼代培養(yǎng)。30 d觀察,所有的繼代的愈傷組織均分化出不定芽,出芽率高達(dá)100%,且每塊愈傷組織平均分化5~6個(gè)芽,60 d則觀察每塊可高達(dá)50~60個(gè)芽,增殖系數(shù)近10倍,增殖的不定芽葉片極小,如圖1-e.f。因此,改良的MS+6-BA1.0+NAA0.1是優(yōu)質(zhì)的芽增殖培養(yǎng)基。
將繼代增殖培養(yǎng)產(chǎn)生不定芽小苗接種到3種生根培養(yǎng)基中誘導(dǎo)生根。30 d統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表2。
表2 不同濃度植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑生根的影響
30 d時(shí),三組培養(yǎng)基內(nèi)的所有不定芽均已生根。其中⑤號(hào)培養(yǎng)基,不定芽明顯增高,較纖細(xì),葉片微卷,基部少量褐化,根濃密較短;⑥號(hào)培養(yǎng)基中,不定芽植株矮小,葉片形狀不規(guī)則,大葉極大,小葉極小,根濃密較短,⑦號(hào)培養(yǎng)基中,植株矮小,基部少量褐化,根毛濃密。由表4可看出,三組培養(yǎng)基均能誘導(dǎo)不定芽生根,因此, NAA在0.1~0.5 mg·L-1范圍內(nèi)均適宜誘導(dǎo)生根。
選擇生長(zhǎng)一致的試管苗,移栽于草炭和蛭石1:1的基質(zhì)上,60 d后統(tǒng)計(jì)其成活率高達(dá)95.33%,見(jiàn)圖1-h。
多數(shù)關(guān)于非洲紫羅蘭的組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中都選擇了葉片作為外植體,幼嫩葉片是優(yōu)良的外植體[1]。例如黃靖[3]在使用葉片和莖段作為外植體誘導(dǎo)愈傷組織時(shí),35 d葉片誘導(dǎo)率為100%,而莖段為0%;吳麗芳[4]等人的研究表明,70 d葉片的誘導(dǎo)率達(dá)64.7%,葉柄的誘導(dǎo)率僅有8.4%,而以其花梗為外植體進(jìn)行組織培養(yǎng)的研究未見(jiàn)報(bào)道,本實(shí)驗(yàn)在前人研究的基礎(chǔ)上采用總花梗作為外植體進(jìn)行組織培養(yǎng)研究,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:非洲紫羅蘭的總花梗也是一種適合于組培快繁的外植體。
圖版1非洲紫羅蘭花梗組織培養(yǎng)
a.①號(hào)培養(yǎng)基誘導(dǎo)愈傷組織;b.②號(hào)培養(yǎng)基誘導(dǎo)導(dǎo)愈傷組織;c.③號(hào)培養(yǎng)基誘導(dǎo)導(dǎo)愈傷組織;d.④號(hào)培養(yǎng)基誘導(dǎo)愈傷組織和不定芽; e增殖培養(yǎng)1; f增殖培養(yǎng) 2; g誘導(dǎo)不定芽生根 h煉苗移栽的試管苗
初代培養(yǎng)中所使用的四組培養(yǎng)基中,通過(guò)比較①、③組和②、④組,在6-BA濃度相同的情況下,6-BA與NAA配比出愈率高于6-BA 與IBA配比,說(shuō)明6-BA與NAA的配比組合是最適宜的。這與張曉軍[5]等人的實(shí)驗(yàn)表明6-BA與NAA的搭配優(yōu)于KT與NAA的搭配及ZT與NAA的搭配,即6-BA與NAA配比組合是最適宜的觀點(diǎn)一致。而比較①、②組和③、④組,隨著6-BA濃度由1 mg·L-1增加到2 mg·L-1時(shí),NAA或IBA由0.1 mg·L-1增加到2 mg·L-1時(shí),愈傷組織誘導(dǎo)率反而下降,說(shuō)明, 6-BA1.0 mg·L-1與NAA0.1 mg·L-1為誘導(dǎo)愈傷組織的最適配比,與黃靖[3]、趙興兵[6]、耿明清[7]等人的結(jié)論一致。
總之,非洲紫羅蘭的花梗是理想的外植體。改良的MS+1.0 mg·L-16-BA+0.1 mg·L-1NAA培養(yǎng)基既適宜初代培養(yǎng)又適宜繼代培養(yǎng),初代培養(yǎng)出愈率高達(dá)100%,繼代培養(yǎng)中可再分化不定芽,出芽率100%,在改良的MS+ NAA0.1-0.5 mg·L-1范圍均可誘導(dǎo)生根,生根率100%,試管苗移栽到草炭和蛭石1:1的基質(zhì)上成活率高達(dá)95.33%。