張正海,張亞玉※,孫海,張淋淋,張悅,侯淑麗
(1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院特產(chǎn)研究所,長春 130112;2.吉林省醫(yī)藥中等職業(yè)學(xué)校,長春 130031)
山蘭〔Oreorchis patens(Lindl.)Lindl.〕是蘭科山蘭屬多年生陰生草本植物,廣泛分布于我國西南、華中、西北及東北各地,朝鮮半島至西伯利亞地區(qū),日本等地也有少量分布[1]。其干燥假鱗莖入藥,甘、辛,寒,有小毒,具有滋陰清肺、化痰止咳的功效,用于治療癰疳瘡腫、瘰疬、無名腫毒[2],但長期以來,山蘭的藥用價(jià)值并未受到重視,而是被當(dāng)作山慈菇偽品對(duì)待[3]或者作為習(xí)用品入藥[4]。隨著近些年山蘭需求量增加,價(jià)格暴漲,導(dǎo)致其野生資源遭到毀滅性破壞,被列為吉林省三級(jí)保護(hù)植物[5]。有關(guān)山蘭的資源開發(fā)[6-7]、藥效成分、藥理活性[8-10]、野生馴化[11]以及菌根真菌[12]等的相關(guān)研究較多,但制約山蘭大面積人工栽培的種苗繁育關(guān)鍵技術(shù)研究極少[13]。本研究以山蘭萌發(fā)種子為試驗(yàn)材料,研究不同分裂素和生長素及配比對(duì)山蘭從種子到種苗發(fā)育過程中的調(diào)節(jié)和促進(jìn)作用,使山蘭萌發(fā)種子定向發(fā)育,縮短成苗時(shí)間,提高成苗效率。
1.1 試驗(yàn)材料
以肉眼可分辨的萌發(fā)種子為原球莖增殖試驗(yàn)的外植體(約1 mm 1 mm 1 mm),以增殖的原球莖為球莖分化外植體,以原球莖分化產(chǎn)生的球莖為生根試驗(yàn)外植體。
1.2 分裂素對(duì)原球莖增殖的影響
以MS+NAA 0.1 mg/L+蔗糖30 g/L+瓊脂粉4.5 g/L為基本培養(yǎng)基,添加分裂素為TDZ、Zt、6-BA、KT,添加量分別為 0.1、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0 mg/L,培養(yǎng)溫度23 ℃、光暗周期14 h/10 h、光照強(qiáng)度1 500 lx、培養(yǎng)時(shí)間55 d,每處理3 個(gè)重復(fù),每重復(fù)15 個(gè)外植體,統(tǒng)計(jì)指標(biāo)為外植體均重。
1.3 生長素對(duì)原球莖增殖的影響
以MS+6-BA0.1 mg/L+蔗糖30g/L+瓊脂粉4.5g/L為基本培養(yǎng)基,添加生長素為2,4-D、NAA、IBA、IAA,添加量分別為 0.1、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0 mg/L,培養(yǎng)溫度23 ℃、光暗周期14 h/10 h、光照強(qiáng)度1 500 lx、培養(yǎng)時(shí)間55 d,每處理3 個(gè)重復(fù),每重復(fù)15 個(gè)外植體,統(tǒng)計(jì)指標(biāo)為外植體均重。
1.4 6-BA 和NAA 組合對(duì)原球莖增殖的影響
以 MS+蔗糖30 g/L+瓊脂粉4.5 g/L 為基本培養(yǎng)基,以對(duì)原球莖增殖效果最好的6-BA和NAA進(jìn)行組合,6-BA 濃度為 2.0、3.0、4.0、5.0、6.0 mg/L,NAA 濃度為 6.0、7.0、8.0、9.0、10. 0 mg/L,培養(yǎng)溫度 23 ℃、光暗周期14 h/10 h、光照強(qiáng)度1 500 lx、培養(yǎng)時(shí)間55 d,每處理3 個(gè)重復(fù),每重復(fù)15 個(gè)外植體,統(tǒng)計(jì)指標(biāo)為外植體均重。
1.5 6-BA、KT 和ZT 對(duì)原球莖分化為球莖的影響
以MS+IBA 6.0 mg/L+蔗糖30 g/L+瓊脂粉4.5 g/L為基本培養(yǎng)基,添加分裂素為6-BA、KT、ZT,添加量分別為 0.1、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0 mg/L,培養(yǎng)溫度 23℃、光暗周期14 h/10 h、光照強(qiáng)度1 500 lx、培養(yǎng)時(shí)間55 d,每處理3 個(gè)重復(fù),每重復(fù)15 個(gè)外植體,統(tǒng)計(jì)指標(biāo)為原球莖分化為球莖系數(shù),原球莖分化為球莖系數(shù)=分化球莖數(shù)/接種原球莖數(shù)。
1.6 IBA 和IAA 對(duì)原球莖分化為球莖的影響
以MS+6-BA 4.0 mg/L+蔗糖30 g/L+瓊脂粉4.5 g/L為基本培養(yǎng)基,添加生長素為IBA、IAA,添加量分別為 0.1、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0 mg/L,培養(yǎng)溫度 23 ℃、光暗周期14 h/10 h、光照強(qiáng)度1 500 lx、培養(yǎng)時(shí)間55 d,每處理3 個(gè)重復(fù),每重復(fù)15 個(gè)外植體,統(tǒng)計(jì)指標(biāo)為原球莖分化為球莖系數(shù)。
1.7 KT 和IBA 組合對(duì)原球莖分化為球莖的影響
以 MS+蔗糖30 g/L+瓊脂粉4.5 g/L 為基本培養(yǎng)基,以對(duì)原球莖分化為球莖效果最好的KT 和IBA 進(jìn)行組合,KT 濃度為 2.0、2.5、3.0、3.5、4.0 mg/L,IBA 濃度為 2.5、3.0、3.5、4.0、4.5 mg/L,培養(yǎng)溫度 23 ℃、光暗周期14 h/10 h、光照強(qiáng)度1 500 lx、培養(yǎng)時(shí)間55 d,每處理3 個(gè)重復(fù),每重復(fù)15 個(gè)外植體,統(tǒng)計(jì)指標(biāo)為原球莖分化為球莖系數(shù)。
1.8 6-BA 和IAA 組合對(duì)球莖生根的影響
以 MS+蔗糖30 g/L+瓊脂粉4.5 g/L 為基本培養(yǎng)基,以 6-BA 和 IAA 進(jìn)行組合,6-BA 濃度為 0.1、2.5、5.0、7.5、10.0 mg/L,IAA 濃度為 0.1、2.5、5.0、7.5、10.0 mg/L,培養(yǎng)溫度23 ℃、光暗周期14 h/10 h、光照強(qiáng)度1 500 lx、培養(yǎng)時(shí)間55 d,每處理3 個(gè)重復(fù),每重復(fù)15 個(gè)外植體,統(tǒng)計(jì)指標(biāo)為球莖生根數(shù)。
1.9 數(shù)據(jù)分析
試驗(yàn)數(shù)據(jù)用SAS 8.01 進(jìn)行方差分析。
2.1 分裂素對(duì)原球莖增殖的影響
各分裂素對(duì)原球莖增殖效果差異不顯著,但6-BA的增殖效果較好,且隨6-BA 濃度增加呈先增加后降低的趨勢(shì),在6-BA 4.0 mg/L 時(shí)達(dá)到最大值39.62 mg/原球莖。結(jié)果見表1。
表1 分裂素對(duì)原球莖增殖的影響Tab.1 Effect of cytokinins on protocorm multiplication (mg/原球莖)
2.2 生長素對(duì)原球莖增殖的影響
對(duì)原球莖增殖效果顯著的生長素是NAA,增殖效果呈先降后增再降的趨勢(shì),在NAA 8.0 mg/L時(shí)達(dá)到最大值78.05 mg/原球莖。結(jié)果見表2。
表2 生長素對(duì)原球莖增殖的影響Tab.2 Effect of auxins on protocorm multiplication (mg/原球莖)
2.3 6-BA 和NAA 組合對(duì)原球莖增殖的影響
在6-BA 5.0mg/L 時(shí)原球莖增殖效果較好,且隨NAA 濃度增大呈先增加后降低的趨勢(shì),在6-BA 5.0 mg/L+NAA 8.0 mg/L 時(shí)達(dá)到最大值106.88 mg/原球莖。結(jié)果見表3、圖1。
2.4 分裂素對(duì)原球莖分化為球莖的影響
對(duì)原球莖分化為球莖效果較好的分裂素是KT,分化系數(shù)隨KT濃度增加呈先增加后降低的趨勢(shì),在KT 4.0 mg/L 時(shí)達(dá)到最大值0.40。結(jié)果見表4。
圖1 萌發(fā)種子增殖產(chǎn)生的原球莖Fig.1 Protocorm produced by germination of seed
表3 6-BA 和NAA 組合對(duì)原球莖增殖的影響Tab.3 Effect of 6-BA and NAA combination on protocorm multiplication(mg/原球莖)
表4 分裂素對(duì)原球莖分化為球莖的影響Tab.4 Effects of cytokinins on the differentiation of protocorms into corms
2.5 生長素對(duì)原球莖分化為球莖的影響
IBA 和IAA 對(duì)原球莖分化為球莖效果差異不顯著,IBA對(duì)原球莖分化為球莖效果較好,分化系數(shù)隨著IBA 濃度增加而降低,在IBA 0.1 mg/L 時(shí)分化系數(shù)達(dá)到最大值1.00。結(jié)果見表5。
表5 生長素對(duì)原球莖分化為球莖的影響Tab.5 Effects of auxins on the differentiation of protocorms into corms
2.6 KT 和IBA 組合對(duì)原球莖分化為球莖的影響
在KT 2.5 mg/L 時(shí)原球莖分化為球莖效果較好,原球莖分化為球莖效果隨IBA 濃度增加呈降低趨勢(shì),在KT 2.5 mg/L+IBA 2.5 mg/L 時(shí)分化系數(shù)達(dá)到最大值1.30。結(jié)果見表6、圖2。
表6 KT 和IBA 組合對(duì)原球莖分化為球莖的影響Tab.6 Effect of KT and IBA combination on differentiation of protocorm into corms
2.7 6-BA 和IAA 對(duì)球莖生根的影響
在6-BA 0.1 mg/L 時(shí)球莖生根效果較好,球莖生根數(shù)隨IAA 濃度增大呈先增后減趨勢(shì),在6-BA 0.1 mg/L+IAA 2.5 mg/L時(shí)球莖生根數(shù)達(dá)到最大值6.6條/球莖。結(jié)果見表7、圖3。
圖2 原球莖分化產(chǎn)生的球莖Fig.2 Corms produced by protocorm differentiation
圖3 球莖生根Fig.3 Rooting of corm
表7 6-BA 和IAA 對(duì)球莖生根的影響Tab.7 Effects of 6-BA and IAA on rooting of corm 條/球莖
3.1 由于山蘭種子非常細(xì)小,剛萌發(fā)的種子繼代操作極不方便,可以將種子直接播種在原球莖增殖培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng),當(dāng)原球莖體積增加到一定大小時(shí)再進(jìn)行繼代,既方便操作又減少培養(yǎng)環(huán)節(jié)。由于原球莖體積不容易測(cè)量,本研究以原球莖重量變化來代替體積變化。
3.2 當(dāng)原球莖體積達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)后轉(zhuǎn)入球莖分化培養(yǎng)基,在球莖分化培養(yǎng)時(shí),低濃度IBA 有利于球莖分化,但低濃度IBA 條件下分化出的球莖重量小,影響移栽成活率,因此選擇有利于球莖重量增加的IBA 濃度范圍與KT 進(jìn)行組合;而近緣植物杜鵑蘭種子萌發(fā)研究表明,適宜濃度的IBA 與KT 組合有利于種子萌發(fā)[14],這可能與植物種類及激素配比有關(guān),也對(duì)減少山蘭種苗繁育環(huán)節(jié)有啟示作用。
3.3 種子直接產(chǎn)生的原球莖體積小、重量輕、球莖分化系數(shù)低,但由于山蘭種子細(xì)小、數(shù)量巨大,因此以種子作繁殖材料,進(jìn)行人工定向培養(yǎng),可在短時(shí)間內(nèi)獲得大量種苗。