羅 丹, 楊少成, 宗燦華, 孫雪芳, 孫曉薇, 宗憲春*
(1.牡丹江師范學(xué)院生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,黑龍江 牡丹江 157011;2.牡丹江醫(yī)學(xué)院,黑龍江 牡丹江 157011)
八寶景天(Sedumspectabileboreau)又名華麗景天、大葉景天、蝎子草,為景天科景天屬多年生肉質(zhì)草本植物[1,2],具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和開發(fā)前景。主要分布在我國的云南、貴州、四川、湖北、東北等地[3],可用作地被,也可用在花境和巖石園中[4]。八寶景天在園林園藝方面被廣泛應(yīng)用,越來越受到人們的重視,其傳統(tǒng)的繁殖技術(shù)主要是以分株、播種和扦插為主[6],不能滿足生產(chǎn)上的需要。目前關(guān)于八寶景天組培方面的報(bào)道較少[7~9],有關(guān)其莖段組織培養(yǎng)的研究未見報(bào)道。文中以八寶景天的莖段為外植體,探究其組織培養(yǎng)快繁技術(shù)體系,為八寶景天種質(zhì)資源的保存及快速繁殖提供技術(shù)參考。
八寶景天。
1.2.1 在MS培養(yǎng)基上進(jìn)行最適消毒時(shí)間篩選
剪取八寶景天幼嫩的莖段,流水沖洗30min,75%的酒精處理30s后,置于0.1%的升汞中消毒,時(shí)間分別設(shè)定2、4、6、8 min,然后用無菌水沖洗4-5次,切掉兩端的褐化傷口,進(jìn)行培養(yǎng)觀察。
1.2.2 不定芽誘導(dǎo)和增殖培養(yǎng)基篩選
將無菌帶芽莖段接種到附加不同濃度6-BA(1.0、2.0和3.0mg/L)、NAA(0.1、0.2和0.3mg/L)的MS基本培養(yǎng)基中,對其進(jìn)行不定芽誘導(dǎo)。每個(gè)培養(yǎng)基接種10瓶,每瓶接3個(gè)莖段,重復(fù)3次,20 d后統(tǒng)計(jì)不定芽誘導(dǎo)率。
將叢生芽分割后進(jìn)行繼代培養(yǎng),每個(gè)增殖培養(yǎng)基中移入3個(gè)芽。每30 d繼代1次。繼代過程中觀察芽的增殖情況,并篩選出芽增殖的最適培養(yǎng)基。
1.2.3 生根培養(yǎng)基的篩選
當(dāng)不定芽高2-3 cm時(shí),將其接至附加不同濃度的NAA(0、0.1、0.2、0.3 mg/ L)、IBA(0、0.1、0.2、0.3 mg/ L)的1/2 MS基本培養(yǎng)基上進(jìn)行生根培養(yǎng)。20 d后分別統(tǒng)計(jì)生根率及苗生長狀況。
1.2.4 培養(yǎng)條件
以上培養(yǎng)基pH值均為5.8,瓊脂6g/L,蔗糖30g/L,在1.2kg/cm2壓力下滅菌20min.接種后置于22-24℃培養(yǎng),光照強(qiáng)度為2000lx, 每天光照時(shí)間為12h。
外植體滅菌成功與否直接影響植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行[10]。由表1可以看出:隨著消毒時(shí)間的增加,外植體的污染率逐漸降低,死亡率逐漸上升。存活率在4 min時(shí)存活率為88.7%,6 min時(shí)存活率為94.0%,8 min時(shí)存活率為73.6%,因此可以得出0.1%升汞消毒的最佳時(shí)間為7min.。
表1 不同消毒時(shí)間對外植體消毒效果的影響
將消毒后的八寶景天莖段接種在不定芽誘導(dǎo)的培養(yǎng)基上,7d后進(jìn)行觀察,結(jié)果見表2。由表2可以看出不同濃度6-BA和NAA組合對八寶景天莖段不定芽誘導(dǎo)和增殖有明顯的影響。在不同激素配比的培養(yǎng)基上,八寶景天莖段芽點(diǎn)處均能誘導(dǎo)出不定芽,培養(yǎng)20d 后進(jìn)行觀察,莖段兩端膨大,不定芽開始長大,有單生或叢生。但不定芽的誘導(dǎo)率有很大的差異。當(dāng)NAA濃度為0.2、0.3 mg/L時(shí),隨著6-BA濃度的升高,不定芽的誘導(dǎo)率增大,最大值分別為94.4%、92.8%; NAA濃度為0.1 mg/L時(shí),隨著6-BA濃度的增加,不定芽的誘導(dǎo)率先升高后下降,最大值為100%。因此,最適宜不定芽誘導(dǎo)的NAA濃度為 0.1 mg/L。6-BA濃度為2.0 mg/L時(shí),不定芽誘導(dǎo)率較高,Q5、Q6培養(yǎng)基不定芽誘導(dǎo)率分別為94.4%和92.8%,而Q4培養(yǎng)基不定芽誘導(dǎo)率達(dá)到100%,因此,八寶景天莖段不定芽誘導(dǎo)的最佳培養(yǎng)基為MS+6-BA2.0 mg/L+NAA 0.1 mg/L。
表2 不同濃度6-BA和NAA組合對莖段不定芽誘導(dǎo)和增殖的影響
不同濃度的6-BA 和NAA 組合對繼代增殖的影響見表2。由表2可以看出:MS 培養(yǎng)基中6-BA 濃度為1.0 mg /L 的增殖系數(shù)為2.6-4.7,2 mg /L 的增殖系數(shù)為7.2-11.2,3mg /L的增殖系數(shù)為11.6-15.1,表明在一定濃度范圍內(nèi),較高濃度的6-BA有利于芽的增殖,NAA 是促進(jìn)莖段不定芽增殖的重要激素。當(dāng)添加少量NAA 時(shí), 能顯著提高不定芽的增殖能力。6-BA 3.0mg /L+0.1mg/L NAA 為八寶景天最佳的繼代增殖培養(yǎng)基。
將高度達(dá)2-3 cm的不定芽接種到已配制好的生根培養(yǎng)基中,一周左右即可生根,20 d統(tǒng)計(jì)生根率,結(jié)果見表3。由表3可以看出,是否添加生長素對根的誘導(dǎo)影響較大。添加生長素的1/2MS培養(yǎng)基生根率均達(dá)到了100%,不添加激素的1/2MS培養(yǎng)基上生根率僅為64.8%,且根長度短、生長緩慢。將不定芽轉(zhuǎn)入NAA、IBA均為0.1mg/L的1/2MS培養(yǎng)基上,根長度長、粗壯,生長較快,當(dāng) NAA、IBA均為0.3mg/L時(shí),不定芽基部膨大,從基部邊緣開始生根,細(xì)弱,生長緩慢。NAA、IBA對根的形成在低濃度表現(xiàn)出明顯的促進(jìn)作用。綜上所述,確定最佳生根培養(yǎng)基為:1/2MS+NAA0.1mg/L或1/2MS+IBA0.1mg/L。
表3 不同濃度生長素NAA、IBA對八寶景天不定芽生根的影響
選取生長健壯、根系發(fā)達(dá)的無菌苗,去掉培養(yǎng)瓶的封口膜,2 d后將無菌苗取出,洗凈根部培養(yǎng)基,然后將其移栽至盛有高壓滅菌土的小盒中,浸透水后放置在適宜的環(huán)境下培養(yǎng),成活率達(dá)98.4%以上。
外植體在接種之前需經(jīng)嚴(yán)格地滅菌。在使用不同的消毒劑時(shí),需要考慮使用濃度和處理時(shí)間[11],盡量殺死植物材料所攜帶的微生物[12]。試驗(yàn)以八寶景天的莖段為外植體,最佳消毒方法為75%乙醇30s+0.1%HgCl26min。不定芽誘導(dǎo)試驗(yàn)中,最佳誘導(dǎo)培養(yǎng)基為MS+6-BA 2.0mg/L+NAA 0.1mg/L,誘導(dǎo)率達(dá)100%。NAA為0.1mg/L時(shí),隨著6-BA濃度的增加,不定芽誘導(dǎo)率先升高后下降,可能是由于細(xì)胞分裂素與生長素比值過高抑制了八寶景天不定芽的誘導(dǎo)。這一結(jié)果與劉曉東等對香蓼帶芽莖段組織培養(yǎng)的研究結(jié)果相同[13]。在繼代增殖培養(yǎng)過程中,不定芽增殖最佳培養(yǎng)基為MS+6-BA 3.0mg/L+NAA 0.1mg/L,增殖系數(shù)達(dá)到15.1,低于任爽英等的“八寶景天頂芽增殖系數(shù)為22”的結(jié)果[7]。這一結(jié)果可能與所用外植體及其基因型不同有關(guān)。在生根過程中,最佳生根培養(yǎng)基為1/2MS+NAA 0.1mg/L或1/2MS+IBA 0.1mg/L,不定芽的生根率達(dá)100%,明顯高于馮紫洲等的“八寶景天中獲得的生根率為86.67%”的結(jié)果[9]。為解決八寶景天的批量生產(chǎn)及其在園藝的綠化和裝扮中發(fā)揮更大的優(yōu)勢提供技術(shù)參數(shù)和依據(jù)。