興安石竹莖段離體繁殖的研究

李桂君 宋嘉隆 吳 捷

(黑龍江省林業科學研究所森林培育室,哈爾濱 150080)

興安石竹莖段離體繁殖的研究

李桂君 宋嘉隆 吳 捷

(黑龍江省林業科學研究所森林培育室,哈爾濱 150080)

以興安石竹單節莖段為試材進行離體培養,通過腋芽增值途徑產生再生植株,篩選出了較適宜的誘導培養基,繼代增值培養基和生根培養基,建立了完整的組織培養快繁體系。

興安石竹;莖段離體培養;腋芽增殖

興安石竹 (Gypsophila davuricaTurczex)自然分布于東北內蒙古的草原、丘陵、固定沙丘及石礫質山坡地帶[1,2]為多年生宿根草本植物,植株高約 20～30cm,莖節明顯,葉狹長,對生于莖節處,花為粉色或紫色,花朵繁茂艷麗,莖葉潔凈翠綠十分美觀,可在園林綠化中廣范應用。同時它又是花卉育種的良好原始材料,花卉栽培品種中十分流行的康乃馨 (香石竹)和常夏石竹 (地被石竹)均是它的近親。興安石竹的根含皂苷可入藥,性味歸經,味甘,性微寒,有逐水利尿之功效,用于水腫脹滿、胸肋滿悶、小便不利等有顯著效果。興安石竹雖然分布較廣,但多呈零星散生狀態,無大面積集中分布,因而資源總量不多。加上在園林和醫藥上的應用價值,常常被人們采挖。其資源已明顯日趨減少。若不采取措施加以保護,資源會日漸枯竭。興安石竹扦插不易生根,研究其組培技術并建立可行的快繁體系,對于擴大種群數量,發揮其在遺傳育種、園林栽培、醫藥等方面的重要作用并進一步開發利用都有十分重要的意義。迄今,興安石竹組織離體培養方面的研究尚未見報道。

1 材料和方法

6月上旬植株開始旺盛生長時,采下健康的嫩莖作為實驗材料。實驗材料先用水洗去表面的灰塵,從節間處剪成帶葉的莖段和帶葉的頂梢。為了實驗材料一致和方便,本實驗主要使用莖段,僅用少數頂梢作為對比觀察。若葉片較長可將葉片前端的三分之一剪掉,將留下的材料放入清水中,滴入幾滴洗滌劑搖動片刻,用自來水沖去泡沫后,再換水 4～5次將材料洗凈,然后將材料浸入次氯酸鈣的飽和水溶液中,蓋緊瓶塞滅菌 15～18min,其間不時搖動。滅菌完畢后在超凈工作臺內倒掉消毒液,用無菌水沖洗 5遍,取出,用無菌濾紙將材料表面多余的水分吸干后備用。

接種時先用手術刀將材料的剪口部位切去,用長鑷子夾取材料并將其直接插入培養基約 0.8～1.0cm并使其保持直立,每個培養基組合接 6瓶,每瓶接種材料 5個,接種后一周內及時觀察雜菌污染情況,若發現培養瓶內發生污染立即把未污染的材料轉移到新鮮的培養基或重新接種補齊。接種分別使用MS、H和 WH ITE三種基本培養基,補加0.5～2.0(單位:mg/L下同)的 6-芐基嘌呤 (BA)或1.0的 6-呋喃氨基嘌呤 (KT),0.05的α-萘乙酸 (NAA)和 1%～4%的蔗糖,為了便于單因子比較培養基組合詳見表1。

繼帶增殖使用的培養基為:MS+BA0.5+NAA0.02+2%蔗糖和WH ITE+BA0.5+NAA0.02+2%蔗糖。

生根培養基按表2配制,其組成成分見表2。

培養基配完后加 0.6%的瓊脂粉,溶化后用0.1N的NaOH將 pH調至5.8分裝后在1kg/cm2條件下熱壓滅菌20min。

接種后的材料置于架上光照培養。培養時晝夜溫度變化于 20～25℃,白天補充日光燈照明 14h,光強度 2000ix。

試管苗移栽采用珍珠巖、蛭石、沙壤土三種基質。

2 結果和討論

2.1 誘導培養

材料接種后約一周,對生的腋芽開始膨脹。再經 5～6d腋芽開裂從一側或兩側同時長出新的幼芽。接種后 20d新芽進入正常生長階段。部分材料由于太過細弱或由于滅菌時間過長使外植體受到藥害,逐漸黃化枯萎。接種后 25d時調查材料生長情況見表1。

表1興安石竹單節莖段在不同培養基組合中的誘導情況(接種后 25d調查)

在以MS為基本培養基的組合中,以 BA1.0+NAA0.05和 2%蔗糖的 2號培養基的生長情況最好,誘導率高達82.72%,BA的濃度為2.0和 0.5時誘導率分別下降為76.77%和60.00%……。在用KT1.0取代BA1.0的 4號培養基中,誘導率為74.87%,說明在本實驗條件下,KT的效果不及 BA。因此,激素的合理使用對誘導效果有重要作用[3,4]。若仍采用較優的 2號培養基的激素組合,而只將蔗糖濃度調整到 1%和 4%,誘導率則分別下降到56.67%和30.00%,這說明在興安石竹的莖段培養中,蔗糖濃度不宜偏高或偏低,蔗糖濃度為 4%時的誘導率較 2%時降低幅度達52.72%,所以,較高的蔗糖濃度尤其不宜。

從同時進行的 7號和 8號培養基組合來看,無機鹽總量中等的 H培養基和無機鹽總量偏低的WH ITE培養基,其誘導率分別為72.41%和46.43%,均低于有同樣附加成分的MS培養基。看來,在興安石竹莖段誘導培養階段,仍以無機鹽總量偏高的MS效果為好,無機鹽總量偏低的WH ITE培養基其誘導效果最差。

2.2 繼代增殖

當材料長到 3～4cm高時,可從節間處將其剪成單節莖段,轉入繼代培養基中進行增殖。繼代培養采用 MS和WH ITE兩種基本培養基,由于此時試管苗內的激素成分已有所積累,故將 BA和 NAA濃度分別降至0.5～0.02。這時的材料已完全適應培養基的條件且處在旺盛生長期,無論是頂梢還是中段,生長速度和增殖速度都很快,30～40d即可布滿整個培養瓶。通過比較發現,從兩種繼代增殖培養基的效果看,MS培養基好于WH ITE培養基,可能是后者因無機鹽含量低,營養條件不足所致。經統計,此階段試驗材料的月增殖系數可達到4.5～5.0甚至更高,完全能夠滿足建立快繁體系的要求。

2.3 誘導無根苗生根

將繼代增殖的材料從節間處剪成雙節莖段扦插在生根培養基中,15～18d莖基部開始生根,第25d調查的生根情況見表2。

表2 興安石竹無根試管苗在生根培養基中的生根情況(轉瓶后 25d調查)

從表2可以看出,不同培養基組合,其生根率有明顯差別,在激素相同的情況下,MS(半)的生根率高于MS培養基。這表明在生根階段適當降低培養基的無機鹽濃度有利于生根,這與其他作者的結果一致[5,1]。而基本培養基同為MS(半),NAA、 IAA和 IBA也同為0.5時,其生根率分別為 88%、80%和 84%。使用 NAA者生根率最高,但根較細弱,且莖基部有少量組織;使用 IAA時,生根率較低,但根較長,莖基部無愈傷組織;而使用 IBA者,生根率較使用 NAA時略低,但根較粗壯,且莖基部無愈傷組織。三者綜合比較,使用 IBA者根較健康,且莖基部無愈傷組織產生,因此效果最好。

2.4 試管植株移栽

試管植株生根后,增加自然光照強度,使其更加健壯,當根生長至1.5～2.5cm長時移栽效果最好。此時可去掉瓶塞,練苗 3～4d備用。

移苗基質為珍珠巖、蛭石和壤土加沙土 (1∶1),但后者事先經過了消毒處理,以防雜菌污染。栽苗的容器采用小號營養杯或植苗盤。

移栽時,仔細取出瓶苗,用清水洗去根部的培養莖,勿傷根系,移后,覆好基質,壓實,澆足水,置于光線充足又無陽光直射處緩苗。在幼苗上方覆以塑料膜保持空氣濕度,每天適量噴水并適時打開塑料膜通風換氣,隔日用 1%～3%波爾多液噴霧,防止病害發生,1個月后去掉塑料膜進入正常管理。經調查,首批移栽入珍珠巖、蛭石和沙壤土中的試管菌成活率分別為85.00%、90.00%和81.67%。

興安石竹試管植株移栽時,有兩個問題值得注意:一是試管植株本身具有完整根系,植株健康;二是移栽條件要有保障,基質溫度 23～25℃;基質 (土壤)含水量 16%～18%,水分不宜過大;空氣相對濕度 65%～70%。只要滿足上述條件,移栽成活率可達 90%以上。

已有不少研究證實,利用腋芽增殖,產生的再生植株在遺傳上相對穩定,因此這一途徑已在不少植物的快繁上得到了應用。

3 小結

(1)在誘導培養初期,以 MS+BA1.0+NAA0.05+2%蔗糖效果最好,誘導率達 82.72%。

(2)在繼代增殖階段,以 MS+BA0.5+NAA0.02+2%蔗糖效果最好,月增殖系數可達 4.5～5.0。

(3)在誘導無根苗生根時,以 MS(半)+ IBA0.5+1%蔗糖效果最好,生根率可達 84%,且根的狀態良好。

(4)以蛭石為基質,控制好移栽條件,移栽成活率可達90%。

[1]周以良.黑龍江省樹木志[M].哈爾濱:黑龍江科學技術出版社,1986.

[2]周以良.黑龍江植物志[M].哈爾濱:東北林業大學出版社,2003.

[3]卷曉峰.不同激素水平對西瓜、麗格秋海棠試管苗誘導的影響[J].內蒙古農業科技,2008,(5).

[4]馮健,蘇麗娜.長白山百合的離體快繁技術研究[J].北方園藝,2009,(4).

[5]朱自清.植物細胞工程 [M].北京:化學出版社,2003.

S681.5

A

1674-6341(2010)02-0018-02

2010-02-08

黑龍江省重點科技項目資助《黑龍江省森林漿果資源高效栽培及加工技術的研究》(編號:GB06B306-2)

李桂君 (1963-),女,黑龍江哈爾濱人,副研究員,從事森林培育研究。

責任編輯:王洪軍