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《貴州林業(yè)科技雜志》2016年第3期
摘要:
以當(dāng)年生長(zhǎng)良好的牛耳朵葉片為外植體,通過(guò)對(duì)外植體的消毒、不定芽誘導(dǎo)、增殖及生根培養(yǎng),篩選高效穩(wěn)定的無(wú)菌芽誘導(dǎo)優(yōu)化體系。結(jié)果表明:外植體最佳消毒方法為用70%酒精浸泡30s,3%NaClO消毒2.0min;不定芽誘導(dǎo)最佳培養(yǎng)基為:WPM+6-BA3.0mg/L+2-ip1.0mg/L+NAA0.1mg/L,誘導(dǎo)率為83.23%;不定芽增殖最佳培養(yǎng)基為MS+6-BA1.0mg/L+NAA0.1mg/L+GA30.5mg/L,增殖系數(shù)為16.0,且不定芽長(zhǎng)勢(shì)良好;生根培養(yǎng)基以1/2MS+IBA0.1mg/L+NAA0.05mg/L為較好,生根率達(dá)92.35%。以腐殖土:珍珠巖=3:1為移栽基質(zhì)的成活率最高達(dá)100%。
關(guān)鍵詞:
牛耳朵;芽誘導(dǎo);培養(yǎng)基
牛耳朵為苦苣苔科唇柱苣苔屬植物,根和全草入藥,其味甘、性平,具有補(bǔ)虛、止咳、解毒等藥用功效[1~4]。唇柱苣苔屬植物全世界約130種;其中約81種分布在我國(guó)的西南、華南向東達(dá)浙江、福建、臺(tái)灣,湖北、湖南、廣東、廣西、貴州、四川等地[2~6]。牛耳朵是多年生草本植物,花1~15朵,花序基部有苞葉,寬卵形或卵形,葉面被密毛。花冠管圓柱狀,呈紫色或淡紫色,花期4~7月。其在海拔400~1200米的石灰?guī)r山地或山溝邊林下生長(zhǎng),適于疏松肥沃的酸性或微酸性土壤。牛耳朵葉四季常青,花期長(zhǎng)、花色艷麗,尤其是開(kāi)花前期花梗頂端苞片外緣呈紫紅色,作室內(nèi)盆栽觀賞效果佳;牛耳朵還可用于露地花壇、草坪及地被植物栽培,具有極高的園林景觀開(kāi)發(fā)前景,是一個(gè)正待開(kāi)發(fā)的觀賞植物[2~3]。目前,吳建璋等初步研究表明牛耳朵提取物對(duì)自發(fā)性高血壓有顯著的藥用功效,其作為藥用植物雖然尚未進(jìn)入開(kāi)發(fā)階段,但具有極大的開(kāi)發(fā)潛力。牛耳朵采用播種繁殖、扦插繁殖,繁殖速度慢,后代易產(chǎn)生遺傳變異。溫放[6]等對(duì)牛耳朵在組織培養(yǎng)方面進(jìn)行了研究,研究結(jié)果表明,不定芽的誘導(dǎo)率僅為73%,存在誘導(dǎo)率低、叢生芽增殖系數(shù)較低的缺點(diǎn)。本研究以牛耳朵葉片為外植體,對(duì)其無(wú)菌體系建立、不定芽誘導(dǎo)、繼代增殖、生根等一系列問(wèn)題進(jìn)行了研究,篩選各階段最佳培養(yǎng)基配方,建立牛耳朵芽誘導(dǎo)高頻植株體系。旨在為其標(biāo)準(zhǔn)規(guī)模化育苗提供技術(shù)理論支撐,對(duì)生產(chǎn)實(shí)踐意義極為重要。
1材料與方法
1.1材料來(lái)源
供試材料為貴州省荔波茂蘭自然保護(hù)區(qū)的牛耳朵(ChiritaeburneanHanc),以當(dāng)年生長(zhǎng)良好的葉片為外植體。
1.2試驗(yàn)方法
1.2.1外植體的消毒
將室外采集的葉片經(jīng)流水沖洗1h,先用70%酒精不同時(shí)間處理葉片,無(wú)菌水沖洗3~5次。再用3%NaClO消毒,3%NaClO消毒時(shí)間為2.0min、4.0min、6.0min和8.0min。滅菌后無(wú)菌水沖洗3~5次,接種在MS培養(yǎng)基上,添加蔗糖25g/L和瓊脂5g/L,調(diào)節(jié)pH值5.8;每瓶1個(gè)外植體,每一處理接種30瓶,培養(yǎng)溫度25±2℃,放置于光照培養(yǎng)箱內(nèi),暗培養(yǎng)7d,然后轉(zhuǎn)移到光照強(qiáng)度1500~2000lx,每天光照12h,光照培養(yǎng)3d,觀察記錄污染數(shù)和成活數(shù)。萌發(fā)率(%)=腋芽萌發(fā)數(shù)/接種數(shù)(不包括污染數(shù))。
1.2.2誘導(dǎo)不定芽
將無(wú)菌外植體葉片切成0.5cm×0.5cm的小塊,轉(zhuǎn)接到添加不同濃度6-BA,2-ip和NAA的WPM培養(yǎng)基上,進(jìn)行葉片誘導(dǎo)不定芽的影響因子研究。當(dāng)6-BA濃度為3.0mg/L和NAA濃度為0.1mg/L,2-ip濃度為0.1,0.5,1.0,1.5,2.0和2.5mg/L6個(gè)濃度梯度,30d統(tǒng)計(jì)不定芽萌芽情況。每個(gè)處理30瓶,每個(gè)處理重復(fù)3次,放置在溫度25±2℃,光照強(qiáng)度1500~2000lx,每天光照12h的環(huán)境。叢生芽誘導(dǎo)率(%)=誘導(dǎo)出不定芽芽的腋芽數(shù)/接種的腋芽數(shù)。
1.2.3牛耳朵不定芽增殖
將葉片誘導(dǎo)的不定芽,接種到添加不同濃度的6-BA、NAA、GA3的MS培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)。30d統(tǒng)計(jì)不定芽增殖情況。每個(gè)處理30瓶,每個(gè)處理重復(fù)3次,放置于在溫度25±2℃,光照強(qiáng)度1500~2000lx,每天光照12h。增殖系數(shù)=誘導(dǎo)后不定芽的數(shù)/誘導(dǎo)前不定芽的數(shù)。
1.2.4牛耳朵不定芽生根
將不定芽切成單芽,接種在濃度為0.1mg/LIBA、0.05mg/LNAA、0.1mg/LIBA+0.05mg/LNAA和不加激素的1/2MS培養(yǎng)基上。每個(gè)處理接種30瓶,每個(gè)處理重復(fù)3次,放置于在溫度25±2℃,光照強(qiáng)度1500~2000lx,每天光照12h。觀察記錄生根情況并計(jì)算生根率。生根率=生根小苗數(shù)/總苗數(shù)×100%。
1.2.5煉苗與移栽
將生根組培苗揭開(kāi)瓶蓋,在室內(nèi)自然條件下煉苗7d;將苗移出培養(yǎng)瓶,用毛刷輕輕清洗根上的培養(yǎng)基。初步研究使用煉苗基質(zhì)為腐殖土、黃土、樹(shù)皮、珍珠巖4種,按不同配比,設(shè)置4個(gè)處理:I腐殖土;Ⅱ黃土;Ⅲ黃土:珍珠巖=3:1;Ⅳ腐殖土:珍珠巖=3:1。所用移栽基質(zhì)經(jīng)高錳酸鉀消毒,將苗移栽入基質(zhì)中,覆膜以及定期澆水保持空氣濕度,栽后30d統(tǒng)計(jì)苗成活率。
1.3數(shù)據(jù)處理方法
Excel2007進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理;SPSS19.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。
2結(jié)果與分析
2.1不同消毒處理對(duì)牛耳朵成活率的影響
消毒劑種類和消毒時(shí)間長(zhǎng)短對(duì)外植體的影響較大,適宜的消毒劑和處理時(shí)間可有效降低污染數(shù),減少組織污染死亡,提高外植體的成活率(表1)。結(jié)果表明70%酒精消毒時(shí)間30s+3%NaClO滅菌4min,污染率較低,成活率為57%;當(dāng)3%NaClO浸泡時(shí)間增加至6min,污染率和成活率都下降。因此采用70%酒精處理30s+3%NaClO浸泡4min的消毒滅菌,牛耳朵葉片外植體能得到較高的成活率和較低的污染率。
2.2不同濃度激素對(duì)葉片誘導(dǎo)不定芽的影響
牛耳朵接種于表2所示的培養(yǎng)基上培養(yǎng)45d左右形成一簇生芽﹙圖A﹚。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在前30d的培養(yǎng)過(guò)程中,芽分化和生長(zhǎng)速度較慢,但繼續(xù)培養(yǎng)25d后,叢生芽的誘導(dǎo)數(shù)量增多,生長(zhǎng)速度加快。在6-BA和NAA濃度一定,2-ip濃度在0.1~2.5mg/L之間變化時(shí),葉片叢生芽的誘導(dǎo)率呈先上升后下降的趨勢(shì),在1.0mg/L時(shí),誘導(dǎo)率達(dá)到最高,為83.23%;NAA濃度保持不變時(shí),低濃度的2-ip不利于無(wú)菌芽的分化,誘導(dǎo)率和平均發(fā)芽數(shù)隨著2-ip濃度的增加先升高后下降,在1.0mg/L時(shí)達(dá)到最高;而高于1.0mg/L時(shí),玻璃化現(xiàn)象嚴(yán)重,誘導(dǎo)率反而下降。因此,在6-BA濃度3.0mg/L和NAA濃度為0.1mg/L時(shí),2-ip濃度為1.0mg/L更適合誘導(dǎo)叢生芽,誘導(dǎo)率達(dá)到最高,為83.23%,平均萌芽數(shù)為15.32個(gè)。因此,葉片誘導(dǎo)叢生芽的最佳培養(yǎng)基為WPM+6-BA3.0mg/L+2-ip1.0mg/L+NAA0.1mg/L。
2.3不同濃度激素對(duì)不定芽增殖的影響
不同濃度激素對(duì)不定芽增殖的影響見(jiàn)表3。方差分析進(jìn)行多重比較:不同濃度激素處理對(duì)牛耳朵不定芽增殖有顯著差異。觀察發(fā)現(xiàn)6-BA1.0mg/L+NAA0.1mg/L+GA30.5mg/L為牛耳朵不定芽增殖最佳激素配比,分化不定芽較快,很快形成小植株,且數(shù)量多,部分分生出細(xì)根;無(wú)菌芽在該培養(yǎng)基上20天后開(kāi)始萌發(fā),平均分化不定芽16.34個(gè),在該組合培養(yǎng)基上,接種30天左右,分化的不定芽形成植株形態(tài),具有3~4片葉片(圖B)。
2.4不同濃度激素處理對(duì)生根的影響
將有2~4片葉的無(wú)根苗轉(zhuǎn)接入生根培養(yǎng)基上,接種15d左右觀察有白色細(xì)長(zhǎng)的根發(fā)生﹙圖C﹚。對(duì)不同試驗(yàn)號(hào)進(jìn)行多重比較方差分析(表4),結(jié)果顯示不同激素組合處理對(duì)牛耳朵生根的影響表現(xiàn)差異顯著。各處理的均值大小依次為4(92.35%)﹥3(82.30%)﹥2(52.12%)﹥1(32.18%);結(jié)果表明一定激素濃度的IBA和NAA組合對(duì)牛耳朵生根有促進(jìn)作用,誘導(dǎo)牛耳朵生根最佳組合為4號(hào)培養(yǎng)基,即:1/2MS+NAA0.05mg/L+IBA0.1mg/L,植株須根多,生長(zhǎng)良好,生根率平均可達(dá)92.35%。
2.5煉苗與移栽
經(jīng)過(guò)生根培養(yǎng)的組培苗,煉苗7d,使其適應(yīng)外界環(huán)境,移栽在已消毒的3:1的腐殖土:珍珠巖中,澆水,覆膜,70%的遮陽(yáng)網(wǎng)覆蓋遮陰。結(jié)果表明:8月移栽,30d后,移栽苗生長(zhǎng)良好,移栽成活率100%以上﹙圖D﹚,且正常開(kāi)花(圖E)。
3結(jié)論與討論
由于牛耳朵葉片上有短茸毛,在表面消毒時(shí)加大了滅菌的難度;在植物組織培養(yǎng)過(guò)程中,外植體消毒是關(guān)鍵一步。許多研究者采用升汞消毒,但是升汞消毒后難去除殘留的汞,本研究中采用當(dāng)年生長(zhǎng)良好的葉片,經(jīng)流水沖洗1h,先用70%酒精處理30s,再用3%NaClO消毒滅菌4min的方法,使無(wú)菌外植體成活率為57%,污染率降低為26.67%。不同類型植物對(duì)培養(yǎng)基具有選擇性,通常情況下草本植物用MS為基本培養(yǎng)基,WPM培養(yǎng)基用于木本植物。溫放[6~7]等對(duì)黃花牛耳朵、牛耳朵組織培養(yǎng)的研究結(jié)果表明:采用MS為基本培養(yǎng)基,誘導(dǎo)率僅為73%,本研究用WPM為基本培養(yǎng)基進(jìn)行誘導(dǎo)不定芽,極大縮短誘導(dǎo)芽時(shí)間,同時(shí)增加不定芽的數(shù)量。因此,當(dāng)外植體難誘導(dǎo)不定芽的草本植物時(shí)可采用WPM培養(yǎng)基。合適的激素種類及濃度可有效促進(jìn)不定芽的誘導(dǎo)及增殖,牛耳朵葉片誘導(dǎo)不定芽的試驗(yàn)結(jié)果顯示,濃度為1.0mg/L的2-ip有利于芽誘導(dǎo),誘導(dǎo)率為83.23%。MS+6-BA1.0mg/L+NAA0.1mg/L+GA30.5mg/L明顯促進(jìn)不定芽的增殖。牛耳朵最適生根培養(yǎng)基配方為1/2MS+NAA0.05mg/L+IBA0.1mg/L。適宜濃度的NAA和IBA對(duì)不定根的發(fā)生有明顯的促進(jìn)作用,生根率平均可達(dá)92.35%,且植株的葉片生長(zhǎng)健壯,長(zhǎng)勢(shì)良好。室外移栽時(shí),牛耳朵組培苗對(duì)空氣相對(duì)濕度要求較高,移栽注意澆水保濕,移栽適宜基質(zhì)為腐殖土:珍珠巖=3︰1,成活率達(dá)100%以上。因此,本試驗(yàn)建立的牛耳朵組培快繁體系具有周期短、增殖系數(shù)大、成活率高等優(yōu)點(diǎn),適合在生產(chǎn)上規(guī)模化推廣應(yīng)用。本研究?jī)H對(duì)牛耳朵芽誘導(dǎo)、增殖及生根快繁技術(shù)重要環(huán)節(jié)進(jìn)行了研究,但有關(guān)光照和溫度等環(huán)境條件在牛耳朵組培快繁的影響有待進(jìn)一步研究。
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作者:婁麗 李從瑞 侯娜 楊成華 鄧倫秀 單位:貴州省林業(yè)科學(xué)研究院