張彥妮,陳素波
(東北林業(yè)大學(xué)園林學(xué)院,黑龍江 哈爾濱150040)
長葉點(diǎn)地梅(Androsace longifolia)又稱矮葶點(diǎn)地梅,為報(bào)春花科點(diǎn)地梅屬多年生草本,葉叢生,線性,灰綠色,花冠白色,喉部紫紅色,5月開花[1]。點(diǎn)地梅屬約有100種,分布于北半球溫帶,其中青藏高原地區(qū)和歐洲的阿爾卑斯山脈是該屬的兩個(gè)分布中心。中國有73種,7變種,主要分布在青藏高原,有部分種類分布在西北至內(nèi)蒙古、東北以及秦嶺以南各省區(qū)。長葉點(diǎn)地梅的植株較矮小,單朵花雖小,但花色清新,開花較早,具有很高的觀賞價(jià)值。長葉點(diǎn)地梅的葉呈叢生狀,鋪地,適應(yīng)性較強(qiáng),能夠在中國東北、內(nèi)蒙古、蒙古高原[2],草原、半干旱石質(zhì)山地的油松-沙棘混交林林下[3],多石質(zhì)山坡生長,可用于巖石園、園林地被及盆栽觀賞及灌木叢旁作地被材料。長葉點(diǎn)地梅還具有一定的生態(tài)效益,可以降低地表濕度、減少塵土飛揚(yáng)和防止水土流失,因而它又是一種不可多得的草坪植物和優(yōu)良的地被植物,對(duì)豐富東北地區(qū)景觀植物多樣性、推動(dòng)園林事業(yè)以及綠地建設(shè)具有一定的實(shí)用價(jià)值。同時(shí),野生花卉是構(gòu)成多樣化的生態(tài)環(huán)境和自然植被的重要組成部分,也是研究和培育花卉新品種的重要種源和進(jìn)行園林綠化的優(yōu)秀材料[4]。
長葉點(diǎn)地梅雖有諸多優(yōu)勢(shì),但目前園林應(yīng)用極少,同時(shí)隨著生存環(huán)境的惡化,其生存狀況不斷受到威脅,資源受到破壞??旆奔夹g(shù)是保護(hù)野生花卉種質(zhì)資源的有效途徑之一,但點(diǎn)地梅屬植物組織培養(yǎng)方面的研究迄今還是很少。聶勇[5]對(duì)點(diǎn)地梅葉片進(jìn)行了愈傷組織的誘導(dǎo),李承花等[6]采用層析法對(duì)點(diǎn)地梅的化學(xué)成分進(jìn)行分離純化,秦向菁[7]對(duì)點(diǎn)地梅進(jìn)行了藥理分析試驗(yàn)認(rèn)為點(diǎn)地梅在抗腫瘤方面具有一定作用。而對(duì)于野生花卉長葉點(diǎn)地梅的相關(guān)研究卻鮮見報(bào)道,因此本試驗(yàn)對(duì)長葉點(diǎn)地梅進(jìn)行愈傷組織誘導(dǎo)和再生體系的建立,以期為長葉點(diǎn)地梅種質(zhì)資源的保護(hù)、園林應(yīng)用和培育新品種等奠定基礎(chǔ)。
1.1 材料 本試驗(yàn)的研究材料為長葉點(diǎn)地梅無菌實(shí)生苗。
1.2 方法
1.2.1 不同培養(yǎng)基對(duì)長葉點(diǎn)地梅下胚軸愈傷誘導(dǎo)的影響 將培養(yǎng)皿中萌發(fā)的長葉點(diǎn)地梅轉(zhuǎn)接于添加不同激素6-BA(0、0.1、0.3mg·L-1)、NAA(0、0.1 mg·L-1)的MS培養(yǎng)基中,每組20株,觀察生長狀況,30d后統(tǒng)計(jì)生長狀況及誘導(dǎo)率。
1.2.2 愈傷組織的誘導(dǎo)及增殖 試驗(yàn)中長葉點(diǎn)地梅的愈傷組織有兩種來源:一種是由葉片誘導(dǎo)而來;另一種是由萌發(fā)苗下胚軸基部產(chǎn)生。將葉片切為0.5 cm左右的小塊,接到添加不同種類、不同濃度的TDZ(0.1、0.2、0.3mg·L-1)、NAA(0.01、0.02、0.03mg·L-1)的MS培養(yǎng)基中,進(jìn)行愈傷組織誘導(dǎo),之后選擇最佳培養(yǎng)基進(jìn)行愈傷繼代增殖。將兩種不同的愈傷組織繼代兩次(每次周期為30d),下胚軸產(chǎn)生愈傷后,將愈傷組織與苗分離后再進(jìn)行繼代增殖,之后進(jìn)行愈傷組織的分化。30d后統(tǒng)計(jì)分化外植體數(shù)、誘導(dǎo)率和形態(tài)指標(biāo)。
1.2.3 愈傷組織的分化與植株再生 將繼代后的愈傷組織轉(zhuǎn)接到添加不同激素的6-BA(0.5、1.0、2.0 mg·L-1)、NAA(0.1、0.2、0.4mg·L-1)分化培養(yǎng)基中,待分化出芽后,將芽接入芽伸長培養(yǎng)基中,芽伸長培養(yǎng)基為 MS+0.1mg·L-16-BA+0.2 mg·L-1KT。30d后統(tǒng)計(jì)愈傷分化數(shù)、分化率和平均分化芽數(shù)。
1.2.4 組培苗的生根及移栽 參照葛蓓孛[8]的移栽法,將幼苗在生根培養(yǎng)基中進(jìn)行生根培養(yǎng)。生根培養(yǎng)基為添加不同濃度IBA(0.5、1.0、2.0mg·L-1)的MS和1/2MS培養(yǎng)基中,兩種培養(yǎng)基均加入1 g·L-1的活性炭,每組20株苗,待根長為3~4cm時(shí),將小苗移出組培室,在溫室中不打開封口膜放置4~5d,讓組培苗適應(yīng)溫度的變化,然后半開封口膜緩苗3d,再將小苗取出,用自來水沖洗掉附著在根上的培養(yǎng)基,將苗移栽于基質(zhì)中(基質(zhì)為已滅菌的蛭石),30d后統(tǒng)計(jì)平均苗根數(shù)、平均根長、生根率、成活率及生長狀況。本試驗(yàn)無特殊說明外,均為MS培養(yǎng)基,pH 值為5.8,高壓滅菌(1.1MPa,121 ℃)15min。
1.2.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)
2.1 不同培養(yǎng)基對(duì)長葉點(diǎn)地梅下胚軸愈傷誘導(dǎo)的影響 植株在不同培養(yǎng)基上的生長狀況不同。在不加激素的培養(yǎng)基中植株葉片發(fā)黃,長勢(shì)一般,植株下胚軸基部無愈傷組織產(chǎn)生,但有極少量根發(fā)生,而在添加不同濃度6-BA的培養(yǎng)基中,植株葉片呈綠色或黃綠色,植株下胚軸基部有愈傷產(chǎn)生;只添加NAA的植株也有少量根產(chǎn)生,無愈傷產(chǎn)生,說明NAA有利于無菌苗根的發(fā)生。其中產(chǎn)生大量愈傷、長勢(shì)好的培養(yǎng)基為 MS+0.3mg·L-16-BA+0.1mg·L-1NAA,誘導(dǎo)率達(dá)85%(表1)。本試驗(yàn)獲得的植株下胚軸基部的愈傷組織可作為愈傷誘導(dǎo)芽的材料。
表1 不同培養(yǎng)基對(duì)長葉點(diǎn)地梅下胚軸愈傷誘導(dǎo)的影響Table 1 Effects of various mediums on hypocotyl callus induction
2.2 葉片愈傷組織的誘導(dǎo)及繼代 不同濃度TDZ和NAA組合對(duì)長葉點(diǎn)地梅葉片愈傷組織誘導(dǎo)的影響顯著(表2)。無激素的MS培養(yǎng)基不能誘導(dǎo)葉片愈傷組織,在添加不同濃度NAA和TDZ組合的培養(yǎng)基中誘導(dǎo)葉片愈傷組織大部分呈綠色,結(jié)構(gòu)緊實(shí)的愈傷長勢(shì)一般,結(jié)構(gòu)疏松的愈傷長勢(shì)相對(duì)較好。當(dāng)NAA濃度為0.02mg·L-1、TDZ濃度為0.3mg·L-1時(shí),愈傷啟動(dòng)期為12d,愈傷顏色為淡綠色,結(jié)構(gòu)疏松,長勢(shì)好,誘導(dǎo)率達(dá)80%;所以誘導(dǎo)葉片愈傷的最佳NAA和TDZ組合為0.02 mg·L-1NAA +0.3mg·L-1TDZ。
2.3 愈傷組織誘導(dǎo)再生芽 以兩種來源不同的愈傷組織誘導(dǎo)芽分化,結(jié)果表明(表3),苗基部愈傷組織的分化率明顯大于由葉片誘導(dǎo)的愈傷。當(dāng)6-BA濃 度 為 1.0mg·L-1、NAA 濃 度 為 0.2 mg·L-1時(shí),葉片愈傷的分化效果最好,分化率為82.5%,平均分化芽數(shù)為4.3。當(dāng)6-BA濃度為0.5 mg·L-1、NAA濃度為0.2mg·L-1時(shí),苗基部愈傷的分化效果最好,分化率為92.5%,平均分化芽數(shù)為6.1。來自下胚軸的愈傷組織的平均分化芽數(shù)高于葉片愈傷平均分化芽數(shù),主要是由于下胚軸的胚性愈傷形成率高于葉片的胚性愈傷形成率。因此,苗下胚軸基部愈傷為誘導(dǎo)芽的最佳愈傷,最佳激素比為0.5mg·L-16-BA+0.2mg·L-1NAA。
2.4 組培苗的生根及移栽 將在芽伸長培養(yǎng)基上生長為3~4cm的無菌苗轉(zhuǎn)接到生根培養(yǎng)基中,進(jìn)行生根誘導(dǎo)。在生根試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)(表4),添加不同濃度IBA的MS和1/2MS兩種培養(yǎng)基,前者的生根率均達(dá)到100%,移栽后的成活率及狀況相對(duì)最好;前者的平均苗根數(shù)最多為7.3,平均根長最長為2.7,成活率達(dá)95%,移栽后植株長生新葉較多,后者的平均苗根數(shù)最多為4.9,平均根長最長為1.8,成活率達(dá)89.5%,移栽后產(chǎn)生的新葉相對(duì)較少。因此,組培苗的最佳生根培養(yǎng)基為 MS+1.0mg·L-1IBA。
表2 不同濃度TDZ和NAA組合對(duì)長葉點(diǎn)地梅葉片愈傷組織誘導(dǎo)的影響Table 2 Effects of different combinations of TDZ and NAA on callus induction from leaf
表3 不同濃度6-BA和NAA組合對(duì)愈傷誘導(dǎo)芽的影響Table 3 Effects of different combinations of 6-BA and NAA on bud induction
表4 組培苗的生根及成活狀況Table 4 Status of plant rooting and survival
圖1 葉片愈傷的誘導(dǎo)(A)、增殖(B)、分化(C),下胚軸愈傷的誘導(dǎo)(D)、分化(E)、增殖(F)和組培苗的生根(G)及移栽(H)Fig.1 Callus induced from leaves(A),multiplication of callus(B)and differentiation(C),callus induced from hypocotyl(D),multiplication of hypocotyl callus(E)and differentiation(F),rooting(G)and transplanting(H)
本研究以長葉點(diǎn)地梅的實(shí)生苗及其葉片來誘導(dǎo)愈傷組織,初步建立植株再生體系,實(shí)現(xiàn)長葉點(diǎn)地梅的快繁(圖1)。不同植物激素對(duì)幼苗的生長影響不同,只添加NAA的植株19d后下胚軸周圍少膨大,變褐色,25d后有少量根產(chǎn)生,說明NAA有利于無菌苗根的發(fā)生,但不能誘導(dǎo)其產(chǎn)生愈傷組織。當(dāng)6-BA與NAA共同作用時(shí),無根發(fā)生,植株下胚軸基部均出現(xiàn)愈傷組織,說明6-BA能夠促進(jìn)愈傷的形成,其中發(fā)生愈傷效果最佳的培養(yǎng)基為 MS+0.3 mg·L-16-BA+0.1mg·L-1NAA。
目前,TDZ在愈傷組織誘導(dǎo)[9-12]、體胚細(xì)胞發(fā)生[13]、叢生芽誘導(dǎo)[14-15]、內(nèi)源激素水平[16]等方面都有所應(yīng)用。本研究在葉片誘導(dǎo)愈傷的過程中,高濃度的TDZ和NAA都會(huì)在一定程度上抑制愈傷組織的發(fā)生,在培養(yǎng)基 MS+0.02mg·L-1NAA和0.3mg·L-1TDZ上誘導(dǎo)出的愈傷淡綠疏松、長勢(shì)好,因此,為葉片誘導(dǎo)愈傷的最佳培養(yǎng)基。在愈傷組織分化試驗(yàn)中,植株下胚軸基部產(chǎn)生的愈傷其分化能力優(yōu)于葉片愈傷,在最佳培養(yǎng)基 MS+0.5 mg·L-16-BA+0.2mg·L-1NAA 上,愈傷分化率最高,達(dá)92.5%,平均分化芽個(gè)數(shù)最高達(dá)6.1。有的植物的不同部位產(chǎn)生的愈傷,其分化能力也會(huì)有一定的差別,如萵苣(Lactuca sativa)子葉和真葉誘導(dǎo)產(chǎn)生的愈傷組織和再生苗頻率與下胚軸相比會(huì)相對(duì)較低[17]。通過下胚軸基部的愈傷建立植株再生體系已經(jīng)在豆科牧草沙打旺(Astragalus adsurgens)等植物中研究應(yīng)用[18-19],是建立再生體系的有效途徑。在誘導(dǎo)生根的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),MS培養(yǎng)基更有利于植株的生根成活,IBA濃度過高或過低都會(huì)影響植株的根數(shù)、根長及移栽苗的成活率,當(dāng)IBA濃度為1.0mg·L-1IBA時(shí),植株的根較長,量多,有較多新葉產(chǎn)生,為最佳生根培養(yǎng)基。
本試驗(yàn)以長葉點(diǎn)地梅種子為外植體,通過葉片愈傷及下胚軸愈傷誘導(dǎo)芽,并進(jìn)行生根培養(yǎng),從而建立起完整的再生體系,為以后的組培快繁等相關(guān)研究奠定基礎(chǔ)。
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