劉國麗,龔 娜,楊 光
(遼寧省農業(yè)科學院,沈陽 110866)
刺 五 加[Acanthopanax senticosus(Rupr.rt Maxim.)Harms]屬于五加科(Araliaceae)五加屬(Acanthopanax),又稱五加參、老虎鐐子、刺拐棒[1]。主要分布在我國黑龍江、吉林、遼寧、河北、陜西等省及俄羅斯、朝鮮、韓國、日本諸國[2]。作為一種新型水果,刺五加果實富含多種活性物質,具有抗疲勞、改善睡眠等功效[3~5],為珍稀保健食品,具有較好的經濟價值和藥用價值。現(xiàn)已利用刺五加漿果開發(fā)出風味獨特、具有保健功能的刺五加果酒、果醋、果汁飲料、果糕等食品。
隨著刺五加相關商品不斷被開發(fā),人們對刺五加的需求量日益增加,對野生刺五加采挖強度不斷加大,甚至挖斷野生刺五加根系。這種無限制地自由采挖,加上刺五加自身繁殖能力低,導致刺五加野生資源的嚴重破壞,產量大幅削減[6]。因此,探索刺五加種苗繁育技術,提高刺五加栽培水平,加大人工保護和培育是實現(xiàn)刺五加產業(yè)可持續(xù)利用的必然之路。本研究以刺五加的分蘗芽為外植體,開展不同消毒方法及不同激素濃度組合對芽誘導和增殖影響的研究,以期為刺五加快繁體系的建立和開發(fā)利用提供理論支撐。
試驗于2018年在遼寧省農科院省重點實驗室進行。供試材料為野生、健壯、無病蟲害且?guī)в型暾枬M越冬芽的刺五加根頸。洗凈根部的泥土,將枝條切割成2~3 cm 的小段,置于飽和洗衣粉溶液浸泡10 min,流水沖洗2~3 h,再用無菌水沖洗3 遍,置于超凈臺備用。
1.2.1 外植體消毒時間試驗
選取刺五加的分蘗芽作為外植體,以75%乙醇浸泡消毒30 s,無菌水沖洗3 遍,再用0.1%升汞分別消毒處理3、5、7、10 min;消毒后用無菌水沖洗5 次,吸干表面的水分;用無菌手術刀剝去芽保護層,接種于培養(yǎng)基,置于培養(yǎng)室培養(yǎng)。設置溫度為22 ℃,光照強度為1 500 lx,光照時間為12 h/d。每個處理接種10 瓶,每瓶3 個外植體。定期觀察統(tǒng)計外植體污染率、存活率、死亡率、萌發(fā)及生長狀況。
死亡率(%)=(接種的外植體總數(shù)-污染的外植體數(shù)-存活的外植體數(shù))/接種的外植體總數(shù)×100
1.2.2 芽誘導培養(yǎng)的激素組合篩選試驗
MS 培養(yǎng)基,分別添加不同濃度的6-BA 和NAA(表1),接入外植體,對其進行不定芽誘導。每個培養(yǎng)基接種10 瓶,每瓶接2 個外植體,重復3 次。定期觀察不同激素濃度組合因素對芽形成的影響。
誘導率(%)=產生不定芽的外植體數(shù)/存活的外植體數(shù)×100
表1 芽誘導培養(yǎng)基不同激素濃度組合
1.2.3 增殖培養(yǎng)的激素組合篩選試驗
采用MS 培養(yǎng)基,分別添加不同濃度的6-BA 和IBA(表2),接入誘導出的叢生芽。每個處理10 瓶,每瓶2 個外植體,重復3 次。
增殖倍數(shù)=萌發(fā)出叢生芽的總數(shù)/(接種的外植體總數(shù)-污染的外植體數(shù))
表2 外植體繼代增殖培養(yǎng)基不同激素濃度組合
數(shù)據(jù)計算在Microsoft Excel 2007 中進行,方差分析采用Duncan's 新復極差檢驗法進行數(shù)據(jù)方差分析,在SPSS19.0 中完成。
外植體的消毒處理非常重要,直接決定組織培養(yǎng)的成功與否[7]。外植體上附著各種雜菌,若消毒時間過短,外植體雜菌未被完全殺死,污染率高,外植體存活率低;消毒時間過長,外植體受到傷害嚴重,難以萌發(fā)。接種35 d 后,進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(表3),不同升汞消毒時間對刺五加外植體污染率、存活率及死亡率的影響顯著。隨著消毒時間的延長,污染率逐漸降低,死亡率升高。升汞消毒7 min 消毒效果較好,污染率較低(11.11%),存活率最高(81.11%);升汞消毒10 min 外植體雖然污染率最低(3.33%),但是芽褐變嚴重,芽的存活率比消毒7 min 低。
表3 不同消毒方法對刺五加外植體的影響
激素具有調節(jié)植物生長和刺激細胞分裂作用,添加激素種類和濃度是芽誘導和增殖的關鍵影響因素。接種35 d后進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(表4),6-BA和NAA不同濃度組合對刺五加芽誘導率影響顯著。6-BA 1.5 mg·L-1+NAA 0.5 mg·L-1組合處理的芽誘導率最高 (85.56%)。其 次 為6-BA 1.5 mg·L-1+NAA 0.3 mg·L-1處 理 的(82.22%)。此外,當NAA 濃度一定時,6-BA 濃度與芽誘導率有一定正相關。當6-BA 濃度為0.5 mg·L-1和1.0 mg·L-1時,NAA 濃度增加芽誘導率也隨之增加;當6-BA 濃度為1.5 mg·L-1時,NAA 濃度為0.8 mg·L-1的芽誘導率低于NAA 0.5 mg·L-1和0.3 mg·L-1處理的。
表4 不同激素濃度組合對刺五加外植體芽誘導率的影響
把誘導出的叢生芽轉入增殖培養(yǎng)基進行繼代培養(yǎng)。由表5可見,不同濃度激素組合對外植體繼代增殖的影響很大。其中MS+6-BA 1.0 mg·L-1+IBA 0.5 mg·L-1,增殖倍數(shù)最大(3.4 倍),且苗葉片大,生長健壯。其次為MS+6-BA 1.0 mg·L-1+IBA 0.25 mg·L-1,增殖倍數(shù)次之(3.13 倍)。此外,當6-BA 濃度一定時,IBA 濃度增加,增殖倍數(shù)也隨之增大。
表5 不同激素組合對外植體繼代增殖的影響
外植體木質化程度不同、攜帶雜菌等都會影響消毒的效果,因此合適的外植體與最佳消毒方法非常重要,是組織培養(yǎng)成功的關鍵。本研究以刺五加的分蘗芽為外植體,用75%乙醇消毒30 s 后,采用0.1%升汞消毒7 min 的,外植體污染率低,存活率高( 81.11%)。刺五加芽誘導培養(yǎng)的最佳激素組合為6-BA 1.5 mg·L-1+NAA 0.5 mg·L-1,芽誘導率最高(85.56%);增值培養(yǎng)的最佳激素組合為6-BA 1.0 mg·L-1+IBA 0.5 mg·L-1,芽增殖倍數(shù)最高(3.4 倍),叢生芽生長勢好,健壯。