山苦菜試管苗微型根莖繁殖的研究

劉曉霞，劉帥，楊萌萌，楊文新，姜長陽

(遼寧師范大學 生命科學學院，遼寧 大連 116081)

山苦菜(Ixeris chinensis)為菊科苦荬菜屬多年生草本植物［1-2］，因具有重要的食用和藥用價值，一直受到人們的高度青睞。盡管山苦菜是一種分布較為廣泛、數量較多的植物，但由于人們長期大量的采挖食用，在很多地區已成為瀕危植物。為了保護山苦菜的野生資源，滿足人們的需求，張卓等［3］對其進行了組織培養及高效再生體系建立的研究，已建立起山苦菜的無性系［4］，并且所繁殖的試管苗容易移栽、移植成活。在研究中，張卓等發現在山苦菜的試管苗培養中，經過50 d 的培養，試管苗在瓶內就可以形成根莖，但是，根莖及根莖上不定芽長勢較弱，并且沒有進行山苦菜根莖繁殖和扦插的研究。在野生的條件下，山苦菜主要是以根和根莖進行繁殖的［5］。為此，本文對山苦菜試管苗的微型根莖繁殖進行了研究，以期獲得用根莖繁殖的大量生長旺盛的試管苗，滿足人們栽培和保護這種野生植物資源的需要。

1 材料與方法

1.1 材料

5月上旬，在旅順菜大嶺山坡采集生長旺盛的山苦菜，根據張卓［3］的方法，在MS +BA 0.5 mg/L+IBA 0.5 mg/L+ KT 0.5 mg/L培養基上培養出再生芽，之后在1/4MS +IAA 0.2 mg·L-1+蔗糖20 g·L-1培養基上培養70 d 左右，從試管苗根部可誘導出5～9 cm 的微型根莖。把這種微型根莖的試管苗作為本研究的試驗材料。

1.2 培養條件

培養條件:培養溫度21℃、光照強度為2 000 Lx，其余與張卓等的研究相同［3］。

1.3 試驗方法

1.3.1 不同培養基支持物對微型根莖培養的影響

把在1/4MS+IAA 0.2 mg·L-1+蔗糖20 g·L-1培養基上擴增培養的微型根莖切成具有2 個生長點的莖段后，接種到以瓊脂(胨力強度為240 g/cm2，以下簡稱瓊脂)、顆粒狀爐灰渣(經過反復洗滌，顆粒為0.1～0.2 cm的爐灰渣，以下簡稱爐灰渣)和河沙(經過反復洗滌的河沙，以下簡稱河沙)3 種材料為固體培養基支持物的1/4MS+IAA0.2 mg·L-1+蔗糖20 g·L-1的培養基上，進行培養基的不同支持物對瓶內微型根莖生根繼代擴增培養的影響試驗。每次重復試驗繼代培養4 代，重復3 次，每種培養基接種培養200 個微型根莖段。

1.3.2 不同基質、不同生長點數的微型根莖段對扦插試管苗和增殖倍數的影響

把在以爐灰渣為支持物、在1/4MS+IAA 0.2 mg·L-1+蔗糖20 g·L-1培養基上培養的試管苗的微型根莖分別切成，無生長點、具有1 個生長點、具有2 個生長點和具有3 個生長點的4 種不同微型根莖段后，直接扦插到上層為肥沃園土、干凈河沙和顆粒狀爐灰渣3 種不同基質中，進行不同基質、不同生長點數的微型根莖段對扦插成活率和增殖倍數的影響試驗。試驗前10 d 保持溫度15℃以上、無直射光照、濕度85%左右的環境條件。試驗重復2 次，每種基質扦插150 個微型根莖段。

1.3.3 微型根莖扦插苗的移植

把在以爐灰渣為苗床扦插基質扦插成活的微型根莖段試管苗，于5月上旬移植到旅順菜大嶺的山坡上。移植后使其在野生環境生長，進行觀察統計。移植2 次，共移植420 株。

2 結果及分析

2.1 不同培養基支持物對微型根莖培養的影響

培養到50 d 時觀察統計，第一次試驗繼代培養4 代的平均結果見表1。在液體培養基上試管苗不能生長，不能形成根莖。在以河沙和瓊脂為培養基支持物的培養基上，試管苗的長勢較弱，微型根莖平均長度較短。而以爐灰渣為培養基支持物的培養基上，試管苗長勢旺盛、微型根莖長、繁殖系數大。觀察表明，在以爐灰渣為支持物的培養基上，培養到20 d 時可見試管苗根部開始生長根莖。隨后，根莖迅速生長，培養到50 d時，平均每株試管苗可以生長出長8.6 cm 、具有11.4 個生長點的根莖，且根莖的生長點已經開始發芽、外觀上生長旺盛。統計分析顯示，在這種培養基上，以具有2 個生長點的微型根莖段為材料，每個培養周期(50 d)的繁殖系數為5.1。據以這種繁殖速度計算，以1 株試管苗的微型根莖段為材料進行繁殖，1年至少能繁殖出10 萬株試管苗。這種繁殖速度可以滿足人們對山苦菜種苗的種質保存和栽培的大量需求。結果證明，采用顆粒狀爐灰渣為培養基支持物的1/4MS+IAA0.2 mg·L-1+蔗糖20 g·L-1培養基是山苦菜試管苗微型根莖瓶內繁殖的理想培養基。

表1 不同培養基支持物對微型根莖培養的影響Table 1 Impacts of different medium supports on cultivation of miniature roots

2.2 不同基質、不同生長點數的微型根莖對扦插試管苗和增殖倍數的影響

扦插后12 d，可見大部分根莖段上部發出新芽。表2 顯示了扦插后30 d 的統計觀察結果:從不同扦插基質看，以爐灰渣為基質的成活率最高，且在這種基質以上具有2 個和3 個生長點的微型根莖段為扦插材料成活的試管苗長勢旺盛;從增殖倍數看，以具有3 個生長點的微型根莖段為材料的增殖倍數最小，具有2 個生長點微型根莖段次之，而具有1 個生長點的微型根莖段最大。綜合成活率、試管苗長勢和增殖倍數3 個方面看，以具有2 個生長點的根莖段為材料的效果最好。以具有2 個生長點的試管苗微型根莖段為材料進行扦插，平均增殖速度為3.8，這種增殖倍數比試管苗移栽提高2.8 倍。結果證明，采用具有2 個生長點的微型根莖段為材料、在爐灰渣為基質的溫室苗床上對山苦菜的試管苗微型根莖進行扦插繁殖，是適宜的繁殖方法。

表2 不同基質、不同生長點數的微型根莖對扦插試管苗和增殖速度的影響Table 2 Impacts of different matrix and different quantity growth points of miniature roots on cottage test-tube plantlet and reproduction speed

2.3 微型根莖扦插苗的移植

移植后50 d 統計顯示，共成活414 株，成活率為98.6%。觀察表明，移植的微型根莖試管苗不僅生長旺盛、當年開花結果，而且保持了山苦菜的植物學性狀。

3 討論

本研究所獲得的山苦菜微型根莖試管苗保持了山苦菜的植物學性狀，說明采用微型根莖的方法繁殖的山苦菜試管苗，可以作為種質保存的材料，并且這種繁殖方法在進行瓶內繁殖時，1 株試管苗的微型根莖1年能繁殖10 萬多株試管苗，而采用具有2 個生長點的微型根莖段進行苗床扦插，繁殖的速度又比試管苗移栽提高了2.8 倍。這證明通過本研究的試管內微型根莖繁殖和苗床微型根莖扦插2 條繁殖途徑，1 株山苦菜試管苗微型根莖1年能繁殖出近30 萬株試管苗。這種繁殖速度能滿足栽培對種苗的大量需要。

在微型根莖試管苗瓶內繁殖試驗中，以顆粒狀爐灰渣為培養基的支持物取得了較理想的效果。這與顆粒狀爐灰渣本身的特點有關。首先，爐灰渣能吸附培養中產生的有害代謝產物，保證了根部進行正常的生命活動;其次，爐灰渣為黑色，吸熱性好，能使試管苗根莖處于較高的溫度中，促進了根系的萌發和生長。此外，爐灰渣顆粒具有很多微小空隙，有利于空氣的流動與儲存，能滿足根部的生命活動對氧氣的需求，也有利于促進根系的生長發育。

［1］中國科學院北京植物所.中國高等植物圖鑒(第四冊)［M］.北京:科學出版社，1975:702.

［2］中國科學院植物志編輯委員會.中國植物志(第76 卷:第一分冊)［M］.北京:科學出版社，1987:27.

［3］張卓.山苦菜組織培養及高效再生體系建立的研究［D］.大連:遼寧師范大學，2011.

［4］張卓，王艷，王曉旭，等.山苦菜嫩莖直接分化無性系建立的研究［J］.河北大學學報:自然科學版，2012，32(2):180 -186.

［5］李書心.遼寧植物志(下冊)［M］.沈陽:遼寧科學技術出版社，1991:620 -621.