陳藝荃 樊榮輝 葉秀仙
摘要:采用緩慢生長保存法對花葉金線蓮進(jìn)行離體保存試驗。結(jié)果表明:在培養(yǎng)溫度(24±3)℃,光照強(qiáng)度前3個月1500~2000 lx、3個月后500~1000 lx,光照時間10 h·d-1的培養(yǎng)條件下,花葉金線蓮單芽在改良MS+蔗糖20 g·L-1+甘露醇20 g·L-1培養(yǎng)基中保存12個月,存活率達(dá)85.0%,保存后能恢復(fù)正常生長;緩慢生長保存法可為金線蓮種質(zhì)保存提供新的方法與思路。
關(guān)鍵詞:花葉金線蓮;緩慢生長;離體保存
DOI: 10.13651/j.cnki.fjnykj.2019.06.006
Abstract: The method of slow growth conservation was used to conduct the experiment of in vitro conservation of mosaic anoectochilus formosanus. The results showed that: In the culture conditions of the temperature being 24±3℃, the illumination intensity being 1500-2000 lx for the first 3 months and 500-1000 lx after 3 months, and the illumination time being 10 h·d-1, the survival rate of the single bud of mosaic anoectochilus formosanus reached 85.0% after 12 months conservation in the modified MS+sucrose 20 g·L-1+ mannitol 20 g·L-1 medium. And it could restore normal growth after the conservation, which provided a new method and idea for the germplasm conservation of anoectochilus formosanus.
Key words: Mosaic anoectochilus formosanus;Slow growth;In vitro conservation
金線蓮Anoectochilus roxburghii(wall.)lindl.為蘭科開唇蘭屬多年生草本植物,是我國傳統(tǒng)名貴藥材,也是十分珍貴的室內(nèi)小型觀葉植物[1-4]?;ㄈ~金線蓮系金線蓮?fù)蛔冏杂缕贩N,因其葉色墨綠色與金黃色相嵌,形成鮮明的色彩對比,色澤亮麗,極具觀賞價值,其既可作為藥用兼觀賞的新品種開發(fā),又可作為試管花卉的工藝品開發(fā)應(yīng)用。作為一種新型草本蘭科植物,同其他蘭花資源一樣,主要是采用田間種植保存和組織培養(yǎng)保存,但金線蓮種植保存過程中易受氣候條件限制,尤其高溫高濕環(huán)境條件下,莖腐病等病害為害嚴(yán)重,使活體保存工作難于開展,而組織培養(yǎng)保存需對種質(zhì)材料進(jìn)行頻繁繼代,工作量大、成本高,且可能會發(fā)生變異等問題。因此,研究探索一套符合金線蓮特點的種質(zhì)資源保存方法十分必要。
緩慢生長離體保存是近年來新發(fā)展且較為有效的種質(zhì)保存方法,是以組織培養(yǎng)技術(shù)為基礎(chǔ),通過改變培養(yǎng)條件,如在培養(yǎng)基中加入化學(xué)物質(zhì)或采用一些物理方法,限制或延緩培養(yǎng)物的生長,使組織或細(xì)胞生長降至最小限度,但不死亡或者少量死亡,從而達(dá)到延長繼代培養(yǎng)的保存方法。其最大優(yōu)點是可以使保存材料維持不斷生長。影響緩慢生長離體保存效果的因素很多,但主要因素是培養(yǎng)基組分和培養(yǎng)條件。通過在保存培養(yǎng)基中添加不同濃度蔗糖、甘露醇、脫落酸、多效唑等對種質(zhì)離體保存影響的研究,近年來,本課題組在文心蘭、蝴蝶蘭等蘭科植物離體種質(zhì)保存中有較多的實踐[5-7]。目前未見花葉金線蓮種質(zhì)資源離體保存技術(shù)的相關(guān)報道。本研究利用課題組已建立的花葉金線蓮的離體培養(yǎng)再生體系[8],研究了改良MS基本培養(yǎng)基中添加不同濃度蔗糖及甘露醇對花葉金線蓮單芽離體保存的影響,以期為金線蓮種質(zhì)資源保存提供理論和技術(shù)參考。
1材料與方法
1.1試驗材料
以花葉金線蓮Anoectochilus roxburghii(wall.)lindl.‘Huaye’單芽為離體保存試驗材料。試驗在福建省特色花卉工程技術(shù)研究中心花卉組培實驗室進(jìn)行。
1.2離體保存方法
陳藝荃等:花葉金線蓮離體保存技術(shù)研究2019年第6期2019年第6期陳藝荃等:花葉金線蓮離體保存技術(shù)研究在改良MS基本培養(yǎng)基中添加不同濃度(10、20、30、40、50、60、70 g·L-1)蔗糖,以及添加不同濃度(10、20、30、50 g·L-1)甘露醇。其中改良MS基本培養(yǎng)基組分詳見表1,甘露醇處理中均附加蔗糖20 g·L-1。以上每個處理接種5瓶,每瓶接種4株單芽,瓶口用保鮮膜封口。每2個月調(diào)查1次存活率(存活率為存活株數(shù)與接種株數(shù)的比值×100%),不更換培養(yǎng)基連續(xù)保存12個月。每個月觀察其生長情況和存活率。以上試劑均為國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)的分析純試劑。
1.3保存材料的恢復(fù)生長
試管苗保存12個月,與60 d繼代1次正常培養(yǎng)的對照試管苗各自轉(zhuǎn)接到恢復(fù)生長培養(yǎng)基(表2)中進(jìn)行恢復(fù)培養(yǎng)。培養(yǎng)溫度為(24±3)℃,光強(qiáng)為1500~2000 lx,光照時間為10 h·d-1。
2結(jié)果與分析
2.1蔗糖對花葉金線蓮單芽保存的影響
將花葉金線蓮單芽接種在添加不同濃度蔗糖的改良MS培養(yǎng)基上保存,保存結(jié)果見表3。
表3結(jié)果表明,隨著保存時間的延長,花葉金線蓮單芽存活率隨蔗糖濃度的增加而降低;培養(yǎng)基中添加低濃度蔗糖20 g·L-1,在緩慢生長保存12個月后仍保持較高的存活率,達(dá)80.0%。說明降低培養(yǎng)基中的蔗糖濃度具有減緩生長,延長保存時間的作用,而高濃度蔗糖可能增加了培養(yǎng)基的滲透壓,使植株吸收水分和養(yǎng)分嚴(yán)重受阻,導(dǎo)致生長不良死亡。
2.2甘露醇對花葉金線蓮單芽保存的影響
將花葉金線蓮單芽接種在添加不同濃度甘露醇的改良MS附加蔗糖20 g·L-1培養(yǎng)基上保存,保存結(jié)果見表4。
表4結(jié)果表明,在添加不同濃度甘露醇的培養(yǎng)基上,隨著保存時間的延長,添加一定濃度的甘露醇對花葉金線蓮單芽保存有利,能有效提高其存活率。篩選出適宜花葉金線蓮保存的甘露醇濃度為20 g·L-1,保存12個月存活率達(dá)85.0%。
綜上,適宜花葉金線蓮單芽保存的培養(yǎng)基為改良MS+蔗糖20 g·L-1+甘露醇20 g·L-1。
2.3保存材料的恢復(fù)生長
經(jīng)保存的材料,切去根系,將莖段轉(zhuǎn)接到花葉金線蓮專用恢復(fù)生長培養(yǎng)基中繼續(xù)培養(yǎng),生長情況與正常繼代苗無明顯差異,保存苗均能生根成完整植株??梢?,在普通組織培養(yǎng)條件下,保存花葉金線蓮試管苗,材料受損傷程度較小,不需長時間恢復(fù)。
3結(jié)論與討論
緩慢生長離體保存最大優(yōu)點是使保存材料維持不斷生長。影響其保存效果的因素很多,但主要是培養(yǎng)基組分和培養(yǎng)條件。蔗糖具有雙重作用,不僅為試管苗的生長發(fā)育提供主要碳源,而且作為一種高滲化合物,起到調(diào)節(jié)培養(yǎng)基滲透勢的作用。本試驗結(jié)果表明,在培養(yǎng)基中添加20 g·L-1蔗糖對花葉金線蓮單芽保存效果最好,能夠有效延長繼代間隔時間,保存12個月的存活率達(dá)80.0%。
在離體種質(zhì)保存中,培養(yǎng)基中加入一定濃度的甘露醇可減緩植株生長,延長保存時間。甘露醇作用機(jī)理是降低了細(xì)胞膨壓,提高了培養(yǎng)基的滲透勢負(fù)值,造成水分逆境,使水分和養(yǎng)分吸收受阻,減少營養(yǎng)消耗;同時細(xì)胞壁酶活性受到抑制,減弱新陳代謝活動,延緩細(xì)胞生長。本試驗結(jié)果表明,在培養(yǎng)基中添加甘露醇20 g·L-1,對花葉金線蓮單芽保存效果最好,能夠有效延長繼代間隔時間,保存12個月的存活率達(dá)85.0%,且恢復(fù)生長與正常繼代苗表現(xiàn)無明顯差異。
花葉金線蓮?fù)ㄟ^限制生長法保存,保存12個月期間不需要轉(zhuǎn)接繼代,與常規(guī)的組織培養(yǎng)保存(2個月繼代1次)相比,不僅延長了保存材料的繼代間隔期,避免頻繁繼代,節(jié)約培養(yǎng)成本,而且材料一直處于生長狀態(tài),可以保持種質(zhì)優(yōu)良特性,隨時用于擴(kuò)繁。
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(責(zé)任編輯:柯文輝)