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        優(yōu)化蒙古黃芪再生體系試驗(yàn)研究
        ——以促進(jìn)內(nèi)蒙古道地藥材黃芪的快速繁殖為例

        2023-01-31 12:17:08王玲娜張海霞
        種子科技 2022年22期
        關(guān)鍵詞:蒙古生根黃芪

        王玲娜,張海霞

        (呼和浩特職業(yè)學(xué)院,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010070)

        蒙古黃芪為豆科黃芪屬多年生草本植物,具有補(bǔ)氣升陽、利水消腫、排膿止痛等功效[1],是內(nèi)蒙古道地藥材。由于長期大量采挖,野生黃芪資源急劇減少,為滿足市場需求,人工引種栽培黃芪被廣泛應(yīng)用[2]。在人工栽培中,培育優(yōu)良品種周期長、種子供應(yīng)地少、種源品質(zhì)不純、病蟲害等問題會造成黃芪產(chǎn)量和品質(zhì)下降[3-4],嚴(yán)重影響了黃芪產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展[5]。

        本試驗(yàn)以蒙古黃芪無菌苗下胚軸和子葉為外植體,通過調(diào)整基本培養(yǎng)基中植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)的濃度,篩選出愈傷組織誘導(dǎo)率高、再生植株分化率高和生根狀況最佳的再生體系,為利用生物技術(shù)手段選育和繁育蒙古黃芪優(yōu)良性狀提供理論依據(jù)。

        1 試驗(yàn)材料與方法

        1.1 試驗(yàn)材料與儀器

        材料:蒙古黃芪種子(采收于內(nèi)蒙古武川縣)。

        試劑:KNO3、NH4NO3、MgSO4·7H2O、KH2PO4、CaCl2·2H2O、MnSO4·4H2O、ZnSO4·7H2O、H3BO3、KI、Na2MoO4·2H2O、VB6、CuSO4·5H2O、CoCl2·6H2O、Na2-EDTA、煙酸、VB1、FeSO4·7H2O、甘氨酸、肌醇、BA、NAA、IBA以及IAA。

        儀器:SW-CJ-ID 超凈工作臺,天津科賽特實(shí)驗(yàn)室設(shè)備有限公司;YXQ-LS-75SII 立式壓力蒸汽滅菌器,上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠;DPX-9272 培養(yǎng)箱,上海?,攲?shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司。

        1.2 無菌苗培養(yǎng)

        參照王宏霞等(2017)[6]的方法(略改動(dòng)),取籽粒飽滿、健壯、無病蟲害的蒙古黃芪種子,放入85 ℃溫水中浸泡1 min,轉(zhuǎn)至40 ℃溫水中放置4 h,撈出后用75%酒精浸泡30 s,用無菌水沖洗3 次,放入0.1%HgCl 溶液中消毒8 min,用無菌水沖洗3~5 次,接種到MS 基礎(chǔ)培養(yǎng)基上。接種后包扎、封口、作好標(biāo)記,在(25±2)℃黑暗條件下培養(yǎng),待子葉展開時(shí)備用。

        1.3 培養(yǎng)基

        本試驗(yàn)以MS 為基本培養(yǎng)基,根據(jù)培養(yǎng)階段不同,添加不同劑量植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)。

        1.4 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

        將培養(yǎng)的無菌苗取出,分別取下胚軸和子葉為外植體材料,接種到含有不同種類和不同濃度植物生長調(diào)節(jié)劑的誘導(dǎo)愈傷組織培養(yǎng)基上,避光培養(yǎng),20 d 后統(tǒng)計(jì)愈傷組織誘導(dǎo)率。

        將蒙古黃芪愈傷組織塊轉(zhuǎn)接到不同種類和不同濃度的分化培養(yǎng)基上,放置在(25±2)℃的環(huán)境下光照3 000 lx,培養(yǎng)14 d 后觀察再生植株的分化情況并統(tǒng)計(jì)分化率。

        將生長健壯的蒙古黃芪試管苗接種到不同類型的生根培養(yǎng)基中誘導(dǎo)生根。培養(yǎng)條件同上,培養(yǎng)14 d 后統(tǒng)計(jì)生根率。

        以上每種處理接種50 個(gè),定期觀察,及時(shí)處理掉發(fā)生污染的培養(yǎng)材料。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 蒙古黃芪愈傷組織誘導(dǎo)率與植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)的關(guān)系

        植物激素在植物體內(nèi)合成,對植物生長發(fā)育具有調(diào)節(jié)作用。植物生長調(diào)節(jié)劑是外源性調(diào)節(jié)植物生長發(fā)育的物質(zhì),是培養(yǎng)基中不可缺少的關(guān)鍵物質(zhì)。芐氨基嘌呤(BA)細(xì)胞分裂素主要影響細(xì)胞分裂、頂端優(yōu)勢的變化和莖的分化等,萘乙酸(NAA)生長素類用于生根,能與細(xì)胞分裂素互相作用促進(jìn)莖部增殖,還能有效促進(jìn)生根和誘導(dǎo)細(xì)胞分裂。

        從表1 可知,當(dāng)MS培養(yǎng)中添加BA 濃度為0.5 mg/L、NAA 濃度為0.5 mg/L 時(shí),誘導(dǎo)率最高,達(dá)到91.4%;增加BA 和NAA 濃度,誘導(dǎo)率無規(guī)律變化,說明BA 或NAA 濃度和蒙古黃芪下胚軸愈傷組織誘導(dǎo)率不成線性關(guān)系,提高濃度無益于愈傷組織誘導(dǎo)率的提高。

        表1 不同濃度植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)對蒙古黃芪下胚軸愈傷組織誘導(dǎo)率的影響

        從表2 可知,當(dāng)MS培養(yǎng)中添加BA 濃度為1.5 mg/L、NAA 濃度為1.0 mg/L 時(shí),誘導(dǎo)率最高,達(dá)到88.0%。隨著BA 濃度的提高,NAA 濃度為0.5 mg/L,誘導(dǎo)率呈上升趨勢。與此同時(shí),當(dāng)BA 濃度為2.0 mg/L、NAA 濃度為1.0 mg/L 時(shí),誘導(dǎo)率下降,可能是高濃度的生長素抑制了細(xì)胞分裂素對細(xì)胞的增殖作用。

        表2 不同濃度植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)對蒙古黃芪子葉愈傷組織誘導(dǎo)率的影響

        2.2 蒙古黃芪分化率與植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)的關(guān)系

        將蒙古黃芪下胚軸和子葉誘導(dǎo)出長勢良好且顏色淺綠的愈傷組織,轉(zhuǎn)接到含有不同濃度和組合的植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)的分化培養(yǎng)基中,隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長,分化能力強(qiáng)的愈傷組織表面出現(xiàn)幼芽,之后繼代培養(yǎng)出蒙古黃芪再生植株。

        從表3 可知,當(dāng)MS培養(yǎng)中添加BA 濃度為1.5 mg/L、NAA 濃度為1.0 mg/L 時(shí),分化率最高達(dá)到88%。當(dāng)MS培養(yǎng)基中只添加BA,未添加NAA 時(shí),分化率較低只有40%。培養(yǎng)基中添加NAA 后,分化率都有不同程度的提高。由此可見,細(xì)胞分裂素BA 和NAA 對愈傷組織分化成再生植株起協(xié)同作用,

        表3 植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)對蒙古黃芪愈傷組織分化率的影響

        2.3 蒙古黃芪生根率與植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)的關(guān)系

        蒙古黃芪試管苗的生根培養(yǎng)是無根苗形成完整植株的必要過程。誘導(dǎo)生根的基本培養(yǎng)基,一般需要降低無機(jī)鹽濃度以利于根的分化,常使用低濃度的MS 培養(yǎng)基,如1/2 MS、1/3 MS 或1/4 MS 的基本培養(yǎng)基。礦質(zhì)元素的種類對生根也有一定影響[7]。

        從表4 可知,在1/2 MS 培養(yǎng)基中添加KH2PO4、吲哚丁酸(IBA)、吲哚乙酸(IAA)和NAA 均能提高生根率。其中1/2 MS+NAA 0.5 mg/L+KH2PO410 mg/L 組合的生根率最高,達(dá)到90%。比較4 種添加物對生根率的影響可以發(fā)現(xiàn),提高生根率的順序依次為NAA>IBA>IAA>KH2PO4。

        表4 不同生根培養(yǎng)基對蒙古黃芪生根率的影響

        3 結(jié)論與討論

        結(jié)果表明,MS 培養(yǎng)基+BA 0.5mg/L+NAA 0.5 mg/L時(shí)下,胚軸愈傷組織誘導(dǎo)率最高,達(dá)91.4%;MS培養(yǎng)基+BA 1.5 mg/L+NAA 1.0 mg/L 時(shí),子葉愈傷組織誘導(dǎo)率最高,達(dá)88.0%,二者比較可知,蒙古黃芪下胚軸作為外植體材料更有利于快速繁殖。將蒙古黃芪愈傷組織塊接種在MS+BA 1.5 mg/L+NAA 1.0 mg/L 的培養(yǎng)基,分化率最高,達(dá)88%;接種到1/2 MS+NAA 0.5 mg/L+KH2PO410mg/L組合中,生根率最高,達(dá)90%。比較4 種添加物對生根率的影響可以發(fā)現(xiàn),提高生根率順序依次為NAA>IBA>IAA>KH2PO4。

        植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)對蒙古黃芪試管苗的生長有重要影響,培養(yǎng)目的不同,選擇的植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)也有差異。本試驗(yàn)通過設(shè)置不同梯度的植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)和不同組合,篩選出最佳培養(yǎng)基配比,優(yōu)化了再生體系,以期為蒙古黃芪的快速繁殖技術(shù)提供理論依據(jù)。

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