付燕?萬(wàn)新屏
摘要 以草珊瑚種子作為外植體,研究了赤霉素和NaOH浸種、升汞處理時(shí)間長(zhǎng)短、不同培養(yǎng)基和植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)草珊瑚種子離體培養(yǎng)的影響。結(jié)果表明:0.02%赤霉素浸種24 h不僅可以提高草珊瑚種子萌芽率,還可以縮短萌發(fā)時(shí)間;采用0.1%升汞處理種子3 min,種子的污染率僅1.17%;草珊瑚種子初代培養(yǎng)的最佳培養(yǎng)基為1/4 MS+0.5 mg/L 6-BA+0.05 mg/L NAA+30 g/L蔗糖+5 g/L瓊脂,萌芽率達(dá)78.87%;最佳增殖培養(yǎng)基為MS+4.0 mg/L 6-BA+0.5 mg/L NAA+30 g/L蔗糖+5 g/L瓊脂,叢生芽誘導(dǎo)率達(dá)82.96%。
關(guān)鍵詞 草珊瑚;種子;離體培養(yǎng);赤霉素;植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑
中圖分類(lèi)號(hào):R282.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):2095–3305(2020)08–0–02
Abstract Seeds were used as explants to study the effects of the immersion of GA3 and NaOH, the duration of mercury-rising treatment, different media and plant growth regulator on the in vitro culture of? Sarcandra glabra.The results showed that immersion 24 hours with 0.02% GA3 could not only improve seed germination rate, but also shorten germination time;The contamination rate of seeds was only 1.17% with 0.1% HgCl2 treatment for 3min;The best culture medium for the primary culture of seed was 1/4 MS +0.5 mg/L 6-BA + 0.05 mg/L NAA + 30g/L sucrose + 5g/L agarophyte, the germination rate was 78.87%;The best medium for proliferation was MS + 4.0mg/L 6-BA + 0.5mg/L NAA+30g/L sucrose+5g/L agarophyte, and The induced rate of fascicled shoots reached 82.96%.
Key word Seeds; Sarcandra glabra; In vitro culture; GA3; Plant growth regulator
DOI:10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.08.009
草珊瑚(Sarcandra glabra (Thunb.)Nakai)是金粟蘭科,屬多年生常綠草本,主要分布于中國(guó)安徽、浙江、江西、福建、四川、貴州、云南等地。草珊瑚株供藥用,能清熱解毒、祛風(fēng)活血、消腫止痛、抗菌消炎[1]。隨著草珊瑚藥用價(jià)值的不斷開(kāi)發(fā),目前草珊瑚已逐漸由挖掘野生資源轉(zhuǎn)為人工種植,但種苗繁育技術(shù)一直是限制草珊瑚大面積種植的因子[2]。目前生產(chǎn)中主要采用種子育苗和扦插育苗兩種方式繁育種苗,繁殖系數(shù)較低。通過(guò)植物組培快繁技術(shù),能極大地提高育苗系數(shù),滿足生產(chǎn)用苗所需。以成熟的草珊瑚種子為外植體,以清水為對(duì)照,比較赤霉素和NaOH浸種對(duì)種子萌發(fā)效果的影響,同時(shí)通過(guò)對(duì)培養(yǎng)基和植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的篩選,研究草珊瑚離體再生體系,為生產(chǎn)中草珊瑚種苗繁育提供技術(shù)支撐。
1 材料與方法
(1)草珊瑚成熟果實(shí)采至天柱縣林下野生草珊瑚植株,采集后去掉果肉,清水沖洗干凈,放陰涼通風(fēng)處備用。
(2)外植體的處理。接種之前,外植體用0.02%的赤霉素溶液浸泡24 h和0.5 mol/L NaOH溶液浸泡處理24 h,以清水為對(duì)照,浸泡后除去漂浮種子,流水沖洗10 min,接種到1/4 MS+0.5
mg/L 6-BA+0.05 mg/L NAA,比較赤霉素和NaOH浸種對(duì)種子萌發(fā)的影響。
在超凈工作臺(tái)上,先用75%的酒精浸泡30 s,無(wú)菌水沖洗3~4次,分別用0.1%升汞浸泡3 min、5 min和7 min,浸泡過(guò)程中不停振蕩液體,再用無(wú)菌水沖洗3~4次。比較0.1%升汞不同處理時(shí)長(zhǎng)對(duì)種子污染和萌發(fā)率的影響。
處理后的種子分別接種到三種初代培養(yǎng)基上:MS+0.5 mg/L 6-BA、1/2 MS+0.5 mg/L 6-BA、1/4 MS+0.5 mg/L 6-BA、1/4 MS+0.5 mg/L 6-BA+
0.05 mg/L NAA。每瓶接種3顆種子,每個(gè)處理30瓶。觀察并統(tǒng)計(jì)各培養(yǎng)基中外植體誘導(dǎo)分化出芽的情況。
發(fā)芽率(%)=(萌芽種子數(shù)/接種種子總數(shù))×100%;
污染率(%)=(污染種子數(shù)/接種種子總數(shù))×100%;
褐化率(%)=(褐化種子數(shù)/接種種子總數(shù))×100%。
(3)種子萌芽后,將芽轉(zhuǎn)移到增殖培養(yǎng)基上進(jìn)行增殖培養(yǎng)。增殖培養(yǎng)基為:MS+2.0 mg/L 6-BA+1.0 mg/L NAA、MS+3.0 mg/L 6-BA+1.0 mg/L NAA、MS+4.0 mg/L 6-BA+1.0 mg/L NAA、MS+3.0 mg/L 6-BA+0.5mg/L NAA、MS+4.0 mg/L 6-BA+0.5 mg/L NAA。每個(gè)處理接種30個(gè)芽,試驗(yàn)重復(fù)3次。
(3)培養(yǎng)條件。所有培養(yǎng)基附加30 g/L蔗糖和5 g/L的瓊脂,培養(yǎng)條件為25℃,每天光照12 h,光照強(qiáng)度1 500~2 000 lx。
(5)數(shù)據(jù)分析。試驗(yàn)數(shù)據(jù)用spss19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,并用Duncan't法作顯著性差異分析。
2 結(jié)果與分析
2.1 升汞不同處理時(shí)長(zhǎng)對(duì)種子污染率和萌發(fā)率的影響
用0.1%的升汞處理草珊瑚種子,不同處理時(shí)長(zhǎng)對(duì)種子的萌發(fā)有一定的影響。處理3 min、5 min和7 mim,種子的污染率都較低,各處理間比較沒(méi)有顯著差異,發(fā)芽率升汞處理3 min顯著高于5 min和7 min,但種子褐化率隨處理時(shí)間延長(zhǎng)而顯著增加(表1)。因此,綜合考慮,草珊瑚種子外植體滅菌處理可采用0.1%升汞處理3 min。
2.2 赤霉素和NaOH浸種對(duì)草珊瑚種子萌芽效果的影響
經(jīng)過(guò)0.02%赤霉素和0.5 mol/L NaOH浸種處理的種子在萌發(fā)時(shí)間和萌發(fā)率上都有顯著差異。0.02%赤霉素處理的種子萌發(fā)時(shí)間最短,接種后25 d左右開(kāi)始膨大,然后種子逐漸出現(xiàn)綠色,35 d左右突破種皮,逐漸萌發(fā);0.5 mol/L NaOH處理的種子萌發(fā)稍晚于赤霉素處理的種子,30 d左右膨大,40 d左右種子開(kāi)始逐漸萌發(fā);清水處理35 d左右開(kāi)始膨大,逐漸出現(xiàn)綠色,45 d左右突破種皮,逐漸萌發(fā)。接種后60 d統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率,發(fā)芽率最高的為赤霉素處理的種子,發(fā)芽率≥78.87%,其次為NaOH處理的種子,達(dá)67.67%,清水浸種處理萌發(fā)率最低(表2)。因此,在后期研究中,草珊瑚種子外植體處理程序?yàn)椋合扔?.02%赤霉素溶液浸種處理24 h,然后在超凈工作臺(tái)上用75%酒精浸泡30 s,無(wú)菌水沖洗3~4次,再用0.1%升汞浸泡3 min,接種到初代培養(yǎng)基上。
2.3 培養(yǎng)基成分對(duì)草珊瑚種子萌發(fā)的影響
基本培養(yǎng)基對(duì)草珊瑚種子的發(fā)芽率和幼苗生長(zhǎng)狀況具有顯著影響。基本培養(yǎng)基為MS時(shí),種子萌芽率最低,苗較矮、節(jié)間短。隨著培養(yǎng)基中無(wú)機(jī)鹽濃度降低,草珊瑚種子的萌芽率逐漸提高,其中1/4 MS培養(yǎng)基種子萌芽率最高。植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑需要配合使用6-BA與低濃度NAA,種子萌芽率最高,為78.89%,幼苗生長(zhǎng)健壯。單獨(dú)使用6-BA誘導(dǎo)效果不及與NAA配合使用效果理想,且培養(yǎng)基中只添加6-BA時(shí),胚根在生長(zhǎng)過(guò)程中出現(xiàn)異常膨大,幼苗節(jié)間縮短。通過(guò)篩選,草珊瑚種子初代培養(yǎng)最佳培養(yǎng)基為1/4 MS+0.5 mg/L 6-BA +0.05 mg/L NAA(表3)。
2.4 不同植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)草珊瑚組培苗增殖效果的影響
將萌發(fā)后的草珊瑚種苗去掉胚根,分別接種到5種增殖培養(yǎng)基中。草珊瑚增殖比較緩慢,5種培養(yǎng)基中的草珊瑚頂芽均在接種后25 d左右開(kāi)始萌發(fā)側(cè)芽,40 d左右從基部逐漸萌發(fā)出叢生芽,60 d左右逐漸形成叢生苗。不同濃度的6-BA和NAA配比對(duì)草珊瑚叢生芽增殖效果存在顯著差異,隨著6-BA濃度逐漸升高,誘導(dǎo)率也逐漸升高,苗節(jié)間逐漸變長(zhǎng);而NAA濃度相對(duì)較高時(shí),芽生長(zhǎng)的同時(shí)基部萌發(fā)根系或出現(xiàn)愈傷組織,誘導(dǎo)率不理想,其中5號(hào)處理MS +4.0 mg/L 6-BA+0.5 mg/L NAA誘導(dǎo)效果最好,叢生芽數(shù)量多,苗生長(zhǎng)健壯(表4)。
3 討論
草珊瑚為一種廣譜性中藥材,使用范圍廣,隨著開(kāi)發(fā)利用的不斷擴(kuò)展,需求量急增;而在開(kāi)發(fā)過(guò)程中,很多藥農(nóng)卻忽視了對(duì)資源的保護(hù),在采集時(shí)圖方便,往往是連根拔起,致使野生資源遭受毀滅性的破壞,造成原料藥材供應(yīng)緊張。而傳統(tǒng)的播種出苗慢,繁殖系數(shù)低,周期長(zhǎng),存在苗木參差不齊的現(xiàn)象,影響了栽培的成活率[3]。本研究采用種子為外植體進(jìn)行草珊瑚組培育苗,在接種種子前,采用赤霉素浸種24 h處理,不僅可以使種子充分吸水,還可以打破種子的休眠,使種子提早萌發(fā),提高發(fā)芽率[4]。雖然使用NaOH也能縮短種子萌發(fā)時(shí)間,但效果不及赤霉素效果理想。
在組織培養(yǎng)中,培養(yǎng)基的種類(lèi)和植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑都對(duì)培養(yǎng)材料的生長(zhǎng)有重要影響。在本研究中,由種子作外植體的初代培養(yǎng)中,1/4 MS培養(yǎng)基對(duì)種子的萌發(fā)最為有利,而低濃度6-BA和NAA配合使用能顯著提高萌芽率。在增殖培養(yǎng)中,增殖效果最好的是MS+4.0 mg/L 6-BA+0.5 mg/L NAA,增殖效果好,可促進(jìn)苗生長(zhǎng)健壯。本研究還發(fā)現(xiàn),用草珊瑚種子作外植體,種子萌發(fā)需要的時(shí)間比較長(zhǎng),在增殖過(guò)程中,需要的增殖周期也較一般草本植物長(zhǎng),這與黎穎菁等[5]的研究結(jié)果一致。因此,需要在后期研究中進(jìn)一步調(diào)整培養(yǎng)基配方,縮短增殖周期,達(dá)到大量增殖的效果。
參考文獻(xiàn)
[1] 黎穎菁.草珊瑚的組織培養(yǎng)與植株再生研究[D].南寧:廣西農(nóng)業(yè)大學(xué),2008.
[2] 朱淑穎,楊帆,姜葉琴,等.草珊瑚的無(wú)菌播種和叢生芽誘導(dǎo)研究[J].種子,2016,35(8):32–36.
[3] 覃文學(xué).林下套種草珊瑚栽培技術(shù)[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2019(9):64–65.
[4] 張益鋒,何平,胡世俊,等.草珊瑚種子萌發(fā)特性研究[J].中國(guó)中藥雜志,2009,34(22):2950–2957.
[5] 黎穎菁,藍(lán)祖栽,凌征柱.草珊瑚的組織培養(yǎng)及植株再生研究[J].食品與藥品,2008,10(1):32–34.
責(zé)任編輯:黃艷飛