潘梅+戚華莎+黃賽+王景飛+呂德任+符瑞侃
摘要:以煙葉唇柱苣苔無菌葉片為試驗(yàn)材料,研究培養(yǎng)基pH值、無機(jī)鹽濃度、蔗糖濃度、植物生長調(diào)節(jié)劑種類及配比等對不定芽誘導(dǎo)的影響,以期篩選出最佳誘導(dǎo)培養(yǎng)基。結(jié)果表明:不定芽誘導(dǎo)的最佳培養(yǎng)基為MS+6-BA0.5mg/L+NAA0.1mg/L+蔗糖30g/L,滅菌前pH值為6.0,40d不定芽誘導(dǎo)率為100%,不定芽數(shù)平均為9.58個/張,生長勢好。
關(guān)鍵詞:煙葉唇柱苣苔;葉片;不定芽;組織培養(yǎng)
中圖分類號:Q943.1文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號:1002-1302(2014)11-0075-03
苦苣苔科植物具有極重要的生物學(xué)價值和分類意義[1],其種類繁多,全世界約有150屬3000余種,我國有58屬約463種[2],其中海南省約有13屬21種1變種,而特有種10種[3]。苦苣苔科植物中許多種類是重要的觀賞植物、藥用植物和特種蔬菜資源。煙葉唇柱苣苔(Chiritaheterotricha)是苦苣苔科唇柱苣苔屬多年生草本植物,生于海拔約430m的山谷林中或溪邊石上,是海南特有的野生花卉,其花冠淡紫色或白色,極為優(yōu)雅,而且花期長,四季長綠,適合觀賞和園藝。此外,唇柱苣苔屬植物具有廣泛的適應(yīng)性[4],因而煙葉唇柱苣苔具有極大的開發(fā)潛力。目前,煙葉唇柱苣苔仍處于野生狀態(tài),未進(jìn)行商品化開發(fā)。由于人類活動的干擾、生態(tài)環(huán)境惡化以及自身的原因,煙葉唇柱苣苔資源逐漸減少,因此極有必要進(jìn)行組織培養(yǎng)研究,以滿足煙葉唇柱苣苔的保護(hù)和開發(fā)利用的需要。本試驗(yàn)以煙葉唇柱苣苔無菌葉片作為材料,較系統(tǒng)地研究葉片分化不定芽過程中的若干影響因素,以期篩選出最佳的不定芽誘導(dǎo)培養(yǎng)條件,快速建立煙葉唇柱苣苔組培技術(shù)體系。
1材料與方法
1.1試驗(yàn)材料
植株采自海南省保亭縣。取幼葉進(jìn)行表面消毒后培養(yǎng)獲得的無菌葉片作為試驗(yàn)材料。
1.2試驗(yàn)方法
在基本培養(yǎng)基中添加不同種類和濃度的植物生長調(diào)節(jié)劑,除試驗(yàn)項(xiàng)目以外,所有處理中的基本培養(yǎng)基中含食用蔗糖30g/L、卡拉膠9g/L,滅菌前pH值為6.0,光照強(qiáng)度1500lx,光照時間9h/d,培養(yǎng)溫度(26±2)℃。取無菌植株小葉片(約0.5cm×0.5cm),以葉面朝上接種于各種培養(yǎng)基上(圖1),每個處理接種8袋,每袋3張葉,3次重復(fù),定期觀察并記錄,培養(yǎng)40d后統(tǒng)計(jì)葉片不定芽誘導(dǎo)率和平均不定芽數(shù)。不定芽誘導(dǎo)率=誘導(dǎo)出芽葉片數(shù)/接種葉片數(shù)×100%,平均不定芽數(shù)=不定芽總數(shù)/誘導(dǎo)出芽葉片數(shù)。
1.2.1不同接種方式對不定芽誘導(dǎo)的影響以MS+6-BA0.1mg/L+NAA0.1mg/L為基本培養(yǎng)基,接種葉片分別以葉背和葉面平放于培養(yǎng)基上,共2種處理。
1.2.2pH值對不定芽誘導(dǎo)的影響以MS+6-BA0.1mg/L+NAA0.1mg/L為基本培養(yǎng)基,滅菌前pH值分別調(diào)至5.0、5.5、6.0、6.5、7.0,共5個處理。
1.2.3無機(jī)鹽濃度對不定芽誘導(dǎo)的影響以1/4MS、2/4MS、3/4MS、MS作為基本培養(yǎng)基,各添加6-BA0.1mg/L+NAA0.1mg/L,共4個處理。
1.2.4不同種類細(xì)胞分裂素對不定芽誘導(dǎo)的影響以MS+NAA0.1mg/L為基本培養(yǎng)基,分別添加6-BA0.1mg/L、KT0.1mg/L和TDZ0.1mg/L,共3個處理。
1.2.5蔗糖濃度對不定芽誘導(dǎo)的影響以MS+6-BA0.1mg/L+NAA0.1mg/L為基本培養(yǎng)基,設(shè)置蔗糖濃度10、20、30、40、50g/L共5個處理。
1.2.6不同植物生長調(diào)節(jié)劑組合對不定芽誘導(dǎo)的影響以MS為基本培養(yǎng)基,設(shè)計(jì)6-BA0.1、0.5、1.0mg/L與NAA0.1、0.5mg/L不同配比,共6個處理。
1.3數(shù)據(jù)分析
采用方差分析法,F(xiàn)測驗(yàn)顯著后用新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較。
2結(jié)果與分析
2.1不同接種方式對不定芽誘導(dǎo)的影響
煙葉唇柱苣苔葉片幾乎無明顯的愈傷組織分化,可以直接分化出不定芽。接種15d后,葉面開始膨大隆起,25d開始有小芽點(diǎn)萌動,40d在葉片邊緣、主葉脈基部和葉面處均分化出不定芽。從表1可見,以葉背和葉面2種方式接種培養(yǎng)的結(jié)果差異極大,以葉背接觸培養(yǎng)基的葉片不定芽誘導(dǎo)率高達(dá)100%,平均不定芽數(shù)為7.22個/張;而葉面接觸培養(yǎng)基的不定芽誘導(dǎo)率只有73.91%,平均不定芽數(shù)為4.76個/張。方差分析結(jié)果表明,2種接種方式不定芽誘導(dǎo)率和平均不定芽數(shù)的差異均達(dá)到極顯著水平,因此煙葉唇柱苣苔葉片不定芽的誘導(dǎo)以葉背平置于培養(yǎng)基上為宜。
2.2pH值對不定芽誘導(dǎo)的影響
由表2可知,pH值為6.0的培養(yǎng)基上不定芽的誘導(dǎo)率和平均不定芽數(shù)最高,分別為100%和7.34個/張;其次為pH值為6.5的培養(yǎng)基,其不定芽誘導(dǎo)率和平均不定芽數(shù)分別為96.30%和6.07個/張;最低的為pH值為5.0的培養(yǎng)基,其不定芽誘導(dǎo)率和平均不定芽數(shù)分別為79.17%和4.01個/張。經(jīng)方差分析可知,pH值為6.0的培養(yǎng)基與其他培養(yǎng)基處理的不定芽誘導(dǎo)率和平均不定芽數(shù)的差異極顯著,因此煙葉唇柱苣苔不定芽誘導(dǎo)培養(yǎng)基的pH值在滅菌前宜調(diào)至6.0。
2.3無機(jī)鹽濃度對不定芽誘導(dǎo)的影響
從表3可見,除1/4MS外,其余3種無機(jī)鹽濃度對葉片不定芽的誘導(dǎo)率均能達(dá)到100%,而平均不定芽數(shù)則隨著無機(jī)鹽濃度的增加而增加,呈正相關(guān)關(guān)系。MS對葉片不定芽的誘導(dǎo)效果最好,平均不定芽數(shù)最多,達(dá)7.23個/張,與其他處理差異極顯著,且芽苗生長健壯,葉色濃綠;3/4MS的誘導(dǎo)效果次之,分化芽數(shù)為6.18個/張,芽生長勢也好,葉綠色;1/2MS和1/4MS誘導(dǎo)的平均不定芽數(shù)差異不顯著,但1/4MS誘導(dǎo)的不定芽生長勢差,部分葉片出現(xiàn)黃化現(xiàn)象。說明全量MS培養(yǎng)基適合煙葉唇柱苣苔不定芽誘導(dǎo)培養(yǎng)。
2.4不同種類細(xì)胞分裂素對不定芽誘導(dǎo)的影響
由表4知,6-BA和TDZ對葉片不定芽的誘導(dǎo)率均達(dá)到100%,但二者誘導(dǎo)的平均不定芽數(shù)差異極顯著,6-BA平均不定芽數(shù)達(dá)7.17個/張,而TDZ僅為4.25個/張;誘導(dǎo)效果最差的為KT,不定芽誘導(dǎo)率僅為47.62%,平均不定芽數(shù)為3.10個/張。從生長勢看,6-BA誘導(dǎo)的不定芽長勢好,KT誘導(dǎo)的不定芽也正常,但較細(xì)小,而TDZ誘導(dǎo)的芽在40d以后出現(xiàn)較多的玻璃化現(xiàn)象。因此,煙葉唇柱苣苔不定芽的誘導(dǎo)培養(yǎng),細(xì)胞分裂素宜選用6-BA。
2.5蔗糖濃度對不定芽誘導(dǎo)的影響
由表5可以看出,30g/L蔗糖對煙葉唇柱苣苔不定芽的誘導(dǎo)效果最好,不定芽誘導(dǎo)率達(dá)到100%,平均不定芽數(shù)為7.50個/張;其次是20g/L蔗糖,不定芽誘導(dǎo)率和平均不定芽數(shù)分別為100%和6.67個/張;最差的為50g/L蔗糖,不定芽誘導(dǎo)率和平均不定芽數(shù)分別為92.31%和3.14個/張。可見5種蔗糖濃度培養(yǎng)基的不定芽生長均正常。經(jīng)方差分析結(jié)果可知,20、30g/L蔗糖誘導(dǎo)的不定芽誘導(dǎo)率和平均不定芽數(shù)差異均不顯著,而二者與10、40、50g/L蔗糖處理差異極顯著,說明蔗糖濃度對煙葉唇柱苣苔不定芽的誘導(dǎo)影響較大,過高或過低的蔗糖均不利于不定芽的生長,因此煙葉唇柱苣苔不定芽的誘導(dǎo)培養(yǎng)可以選用20~30g/L蔗糖。
2.6不同植物生長調(diào)節(jié)劑組合對不定芽誘導(dǎo)的影響
葉片接種于6個含植物生長調(diào)節(jié)劑的培養(yǎng)基中,25d后均有不定芽分化,40d平均不定芽數(shù)均超過4個/張。從表6可見,不同的6-BA和NAA配比對煙葉唇柱苣苔不定芽誘導(dǎo)和生長影響很大,其中以6-BA0.5mg/L+NAA0.1mg/L組合對不定芽的誘導(dǎo)效果最好,不定芽誘導(dǎo)率高達(dá)100%,不定芽分化數(shù)量最多,平均有9.58個/張,其芽苗生長勢好,葉色綠而健壯(圖2)。其次為6-BA0.1mg/L+NAA0.1mg/L組合,其不定芽誘導(dǎo)率也高達(dá)100%,但不定芽分化數(shù)量較少,為7.21個/張。方差分析結(jié)果表明,6-BA0.5mg/L+NAA0.1mg/L組合與6-BA0.1mg/L+NAA0.1mg/L組合不定芽誘導(dǎo)率差異不顯著,與其他配比組合差異極顯著;而平均不定芽數(shù)與其他配比差異極顯著,因此適合煙葉唇柱苣苔不定芽誘導(dǎo)的植物生長調(diào)節(jié)劑組合為6-BA0.5mg/L+NAA0.1mg/L。
3結(jié)論與討論
本試驗(yàn)結(jié)果表明,影響煙葉唇柱苣苔不定芽誘導(dǎo)的因素較多,接種葉片放置方式、培養(yǎng)基pH值、無機(jī)鹽濃度、蔗糖濃度、植物生長調(diào)節(jié)劑種類及配比對不定芽誘導(dǎo)均有影響,本試驗(yàn)中所有處理均可誘導(dǎo)不定芽分化,但各處理間差異較大。
煙葉唇柱苣苔以葉背朝下的方式接入培養(yǎng)基為佳,表現(xiàn)為誘導(dǎo)率高,分化芽數(shù)多,與葉面朝下方式間差異極顯著。桂林唇柱苣苔、三苞唇柱苣苔等苦苣苔科植物組織培養(yǎng)的葉片外植體均為葉背朝下接入培養(yǎng)基中[5-6],不同植物外植體的生長與分化所需最適合的pH值不同,煙葉唇柱苣苔的葉片分化以pH值為6.0最適宜,與其他處理間的不定芽誘導(dǎo)率和不定芽分化數(shù)差異極顯著。本試驗(yàn)中無機(jī)鹽濃度對不定芽的誘導(dǎo)數(shù)量和生長勢影響極大,在全量的MS培養(yǎng)基上平均不定芽數(shù)最多,生長勢好;而在1/4MS培養(yǎng)基的誘導(dǎo)效果最差,不定芽誘導(dǎo)數(shù)量少,葉片黃化。培養(yǎng)基中的無機(jī)營養(yǎng)成分是組成植物生命體的主要元素,會影響植物的生長與分化,而鎂是葉綠素分子結(jié)構(gòu)中的一部分,缺鎂時葉綠素不能形成,致使葉片失綠[7],這可能是培養(yǎng)物出現(xiàn)黃化現(xiàn)象的原因。植物生長調(diào)節(jié)劑的種類及配比對不定芽的誘導(dǎo)影響極大,6-BA的效果極顯著優(yōu)于KT和TDZ。TDZ兼有細(xì)胞分裂素和生長素的功效,在組培中應(yīng)用廣泛[8],但在苦苣苔科植物中尚未有應(yīng)用的報(bào)道。本試驗(yàn)中TDZ的效果并不理想,誘導(dǎo)率低分化芽數(shù)少,后期還會出現(xiàn)玻璃化現(xiàn)象,這也許是由于濃度偏高的原因。6-BA0.5mg/L+NAA0.1mg/L組合對不定芽的誘導(dǎo)效果最好,誘導(dǎo)率達(dá)到100%,平均誘導(dǎo)不定芽數(shù)高達(dá)9.58個/張,較其他配比差異極顯著。該結(jié)果與湯正輝的研究結(jié)果[9]有差異,湯正輝認(rèn)為6-BA0.1mg/L+NAA0.1mg/L組合的效果最佳[9]。蔗糖在組織培養(yǎng)中主要作為碳源和能源物質(zhì),同時可以調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的滲透壓[7],其濃度與細(xì)胞增殖和分化有關(guān)[10-11]。本試驗(yàn)中蔗糖對煙葉唇柱苣苔不定芽誘導(dǎo)生長的作用十分明顯,過高或過低的蔗糖濃度均不利于芽的誘導(dǎo),以30g/L濃度最佳。
綜合試驗(yàn)結(jié)果可知,在溫度(26±2)℃、光照度1500lx的培養(yǎng)條件下,煙葉唇柱苣苔不定芽誘導(dǎo)的最佳培養(yǎng)基為MS+6-BA0.5mg/L+NAA0.1mg/L+蔗糖30g/L,滅菌前pH值為6.0,接種葉片以葉背平置于培養(yǎng)基上,不定芽誘導(dǎo)效果最好,其誘導(dǎo)率高,不定芽分化多,芽苗生長勢好。
苦苣苔科植物由于葉片表面密布絨毛,消毒極為困難,初代培養(yǎng)污染率極高。目前,有關(guān)煙葉唇柱苣苔的組織培養(yǎng)研究極少,本試驗(yàn)通過系統(tǒng)研究建立起葉片誘導(dǎo)體系,減少了初代培養(yǎng)接種污染概率,且增殖效率高,可以快速建立高效再生體系,為煙葉唇柱苣苔的商品化開發(fā)奠定基礎(chǔ),也可以為其他苦苣苔植物的開發(fā)利用及技術(shù)研究提供技術(shù)參考。
參考文獻(xiàn):
[1]溫放,張啟翔.廣西苦苣苔科野生觀賞植物資源的調(diào)查、引種及現(xiàn)狀分析[J].種質(zhì)資源,2005,16(4):60-65.
[2]李桭宇,王印波.中國苣苔科植物[M].鄭州:河南科學(xué)技術(shù)出版社,2005:4-5.
[3]史佑海,徐世松,黃覺武.海南苦苣苔科野生植物資源及其觀賞特性評價[J].北方園藝,2011(11):79-82.
[4]王莉芳,黃士訓(xùn),周太久,等.廣西唇柱苣苔屬植物的引種栽培試驗(yàn)[J].福建林業(yè)科技,2012,39(2):109-112.
[5]付傳明,黃寧珍,唐鳳鸞,等.桂林唇柱苣苔的組織培養(yǎng)和快速繁殖[J].植物生理學(xué)通訊,2010,46(3):253-254.
[6]余海霞,凌征柱,黃雪彥,等.三苞唇柱苣苔的組織培養(yǎng)與快速繁殖[J].植物生理學(xué)通訊,2010,46(11):1177-1178.
[7]王玉英,高新一.植物組織培養(yǎng)技術(shù)手冊[M].北京:金盾出版社,2006:113-114.
[8]陳肖英,葉慶生,劉偉.TDZ研究進(jìn)展(綜述)[J].亞熱帶植物科學(xué),2003,32(3):59-63.
[9]湯正輝.苦苣苔科植物的快速繁殖、離體保存及耐陰性研究[D].成都:四川大學(xué),2007.
[10]岳紅,盧其能,趙昶靈,等.蔗糖濃度和外源激素對馬鈴薯微型薯誘導(dǎo)的影響[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2012,40(7):58-60.
[11]涂藝聲.經(jīng)濟(jì)植物大規(guī)??焖俜敝臣夹g(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2009:33.
2.4不同種類細(xì)胞分裂素對不定芽誘導(dǎo)的影響
由表4知,6-BA和TDZ對葉片不定芽的誘導(dǎo)率均達(dá)到100%,但二者誘導(dǎo)的平均不定芽數(shù)差異極顯著,6-BA平均不定芽數(shù)達(dá)7.17個/張,而TDZ僅為4.25個/張;誘導(dǎo)效果最差的為KT,不定芽誘導(dǎo)率僅為47.62%,平均不定芽數(shù)為3.10個/張。從生長勢看,6-BA誘導(dǎo)的不定芽長勢好,KT誘導(dǎo)的不定芽也正常,但較細(xì)小,而TDZ誘導(dǎo)的芽在40d以后出現(xiàn)較多的玻璃化現(xiàn)象。因此,煙葉唇柱苣苔不定芽的誘導(dǎo)培養(yǎng),細(xì)胞分裂素宜選用6-BA。
2.5蔗糖濃度對不定芽誘導(dǎo)的影響
由表5可以看出,30g/L蔗糖對煙葉唇柱苣苔不定芽的誘導(dǎo)效果最好,不定芽誘導(dǎo)率達(dá)到100%,平均不定芽數(shù)為7.50個/張;其次是20g/L蔗糖,不定芽誘導(dǎo)率和平均不定芽數(shù)分別為100%和6.67個/張;最差的為50g/L蔗糖,不定芽誘導(dǎo)率和平均不定芽數(shù)分別為92.31%和3.14個/張。可見5種蔗糖濃度培養(yǎng)基的不定芽生長均正常。經(jīng)方差分析結(jié)果可知,20、30g/L蔗糖誘導(dǎo)的不定芽誘導(dǎo)率和平均不定芽數(shù)差異均不顯著,而二者與10、40、50g/L蔗糖處理差異極顯著,說明蔗糖濃度對煙葉唇柱苣苔不定芽的誘導(dǎo)影響較大,過高或過低的蔗糖均不利于不定芽的生長,因此煙葉唇柱苣苔不定芽的誘導(dǎo)培養(yǎng)可以選用20~30g/L蔗糖。
2.6不同植物生長調(diào)節(jié)劑組合對不定芽誘導(dǎo)的影響
葉片接種于6個含植物生長調(diào)節(jié)劑的培養(yǎng)基中,25d后均有不定芽分化,40d平均不定芽數(shù)均超過4個/張。從表6可見,不同的6-BA和NAA配比對煙葉唇柱苣苔不定芽誘導(dǎo)和生長影響很大,其中以6-BA0.5mg/L+NAA0.1mg/L組合對不定芽的誘導(dǎo)效果最好,不定芽誘導(dǎo)率高達(dá)100%,不定芽分化數(shù)量最多,平均有9.58個/張,其芽苗生長勢好,葉色綠而健壯(圖2)。其次為6-BA0.1mg/L+NAA0.1mg/L組合,其不定芽誘導(dǎo)率也高達(dá)100%,但不定芽分化數(shù)量較少,為7.21個/張。方差分析結(jié)果表明,6-BA0.5mg/L+NAA0.1mg/L組合與6-BA0.1mg/L+NAA0.1mg/L組合不定芽誘導(dǎo)率差異不顯著,與其他配比組合差異極顯著;而平均不定芽數(shù)與其他配比差異極顯著,因此適合煙葉唇柱苣苔不定芽誘導(dǎo)的植物生長調(diào)節(jié)劑組合為6-BA0.5mg/L+NAA0.1mg/L。
3結(jié)論與討論
本試驗(yàn)結(jié)果表明,影響煙葉唇柱苣苔不定芽誘導(dǎo)的因素較多,接種葉片放置方式、培養(yǎng)基pH值、無機(jī)鹽濃度、蔗糖濃度、植物生長調(diào)節(jié)劑種類及配比對不定芽誘導(dǎo)均有影響,本試驗(yàn)中所有處理均可誘導(dǎo)不定芽分化,但各處理間差異較大。
煙葉唇柱苣苔以葉背朝下的方式接入培養(yǎng)基為佳,表現(xiàn)為誘導(dǎo)率高,分化芽數(shù)多,與葉面朝下方式間差異極顯著。桂林唇柱苣苔、三苞唇柱苣苔等苦苣苔科植物組織培養(yǎng)的葉片外植體均為葉背朝下接入培養(yǎng)基中[5-6],不同植物外植體的生長與分化所需最適合的pH值不同,煙葉唇柱苣苔的葉片分化以pH值為6.0最適宜,與其他處理間的不定芽誘導(dǎo)率和不定芽分化數(shù)差異極顯著。本試驗(yàn)中無機(jī)鹽濃度對不定芽的誘導(dǎo)數(shù)量和生長勢影響極大,在全量的MS培養(yǎng)基上平均不定芽數(shù)最多,生長勢好;而在1/4MS培養(yǎng)基的誘導(dǎo)效果最差,不定芽誘導(dǎo)數(shù)量少,葉片黃化。培養(yǎng)基中的無機(jī)營養(yǎng)成分是組成植物生命體的主要元素,會影響植物的生長與分化,而鎂是葉綠素分子結(jié)構(gòu)中的一部分,缺鎂時葉綠素不能形成,致使葉片失綠[7],這可能是培養(yǎng)物出現(xiàn)黃化現(xiàn)象的原因。植物生長調(diào)節(jié)劑的種類及配比對不定芽的誘導(dǎo)影響極大,6-BA的效果極顯著優(yōu)于KT和TDZ。TDZ兼有細(xì)胞分裂素和生長素的功效,在組培中應(yīng)用廣泛[8],但在苦苣苔科植物中尚未有應(yīng)用的報(bào)道。本試驗(yàn)中TDZ的效果并不理想,誘導(dǎo)率低分化芽數(shù)少,后期還會出現(xiàn)玻璃化現(xiàn)象,這也許是由于濃度偏高的原因。6-BA0.5mg/L+NAA0.1mg/L組合對不定芽的誘導(dǎo)效果最好,誘導(dǎo)率達(dá)到100%,平均誘導(dǎo)不定芽數(shù)高達(dá)9.58個/張,較其他配比差異極顯著。該結(jié)果與湯正輝的研究結(jié)果[9]有差異,湯正輝認(rèn)為6-BA0.1mg/L+NAA0.1mg/L組合的效果最佳[9]。蔗糖在組織培養(yǎng)中主要作為碳源和能源物質(zhì),同時可以調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的滲透壓[7],其濃度與細(xì)胞增殖和分化有關(guān)[10-11]。本試驗(yàn)中蔗糖對煙葉唇柱苣苔不定芽誘導(dǎo)生長的作用十分明顯,過高或過低的蔗糖濃度均不利于芽的誘導(dǎo),以30g/L濃度最佳。
綜合試驗(yàn)結(jié)果可知,在溫度(26±2)℃、光照度1500lx的培養(yǎng)條件下,煙葉唇柱苣苔不定芽誘導(dǎo)的最佳培養(yǎng)基為MS+6-BA0.5mg/L+NAA0.1mg/L+蔗糖30g/L,滅菌前pH值為6.0,接種葉片以葉背平置于培養(yǎng)基上,不定芽誘導(dǎo)效果最好,其誘導(dǎo)率高,不定芽分化多,芽苗生長勢好。
苦苣苔科植物由于葉片表面密布絨毛,消毒極為困難,初代培養(yǎng)污染率極高。目前,有關(guān)煙葉唇柱苣苔的組織培養(yǎng)研究極少,本試驗(yàn)通過系統(tǒng)研究建立起葉片誘導(dǎo)體系,減少了初代培養(yǎng)接種污染概率,且增殖效率高,可以快速建立高效再生體系,為煙葉唇柱苣苔的商品化開發(fā)奠定基礎(chǔ),也可以為其他苦苣苔植物的開發(fā)利用及技術(shù)研究提供技術(shù)參考。
參考文獻(xiàn):
[1]溫放,張啟翔.廣西苦苣苔科野生觀賞植物資源的調(diào)查、引種及現(xiàn)狀分析[J].種質(zhì)資源,2005,16(4):60-65.
[2]李桭宇,王印波.中國苣苔科植物[M].鄭州:河南科學(xué)技術(shù)出版社,2005:4-5.
[3]史佑海,徐世松,黃覺武.海南苦苣苔科野生植物資源及其觀賞特性評價[J].北方園藝,2011(11):79-82.
[4]王莉芳,黃士訓(xùn),周太久,等.廣西唇柱苣苔屬植物的引種栽培試驗(yàn)[J].福建林業(yè)科技,2012,39(2):109-112.
[5]付傳明,黃寧珍,唐鳳鸞,等.桂林唇柱苣苔的組織培養(yǎng)和快速繁殖[J].植物生理學(xué)通訊,2010,46(3):253-254.
[6]余海霞,凌征柱,黃雪彥,等.三苞唇柱苣苔的組織培養(yǎng)與快速繁殖[J].植物生理學(xué)通訊,2010,46(11):1177-1178.
[7]王玉英,高新一.植物組織培養(yǎng)技術(shù)手冊[M].北京:金盾出版社,2006:113-114.
[8]陳肖英,葉慶生,劉偉.TDZ研究進(jìn)展(綜述)[J].亞熱帶植物科學(xué),2003,32(3):59-63.
[9]湯正輝.苦苣苔科植物的快速繁殖、離體保存及耐陰性研究[D].成都:四川大學(xué),2007.
[10]岳紅,盧其能,趙昶靈,等.蔗糖濃度和外源激素對馬鈴薯微型薯誘導(dǎo)的影響[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2012,40(7):58-60.
[11]涂藝聲.經(jīng)濟(jì)植物大規(guī)??焖俜敝臣夹g(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2009:33.
2.4不同種類細(xì)胞分裂素對不定芽誘導(dǎo)的影響
由表4知,6-BA和TDZ對葉片不定芽的誘導(dǎo)率均達(dá)到100%,但二者誘導(dǎo)的平均不定芽數(shù)差異極顯著,6-BA平均不定芽數(shù)達(dá)7.17個/張,而TDZ僅為4.25個/張;誘導(dǎo)效果最差的為KT,不定芽誘導(dǎo)率僅為47.62%,平均不定芽數(shù)為3.10個/張。從生長勢看,6-BA誘導(dǎo)的不定芽長勢好,KT誘導(dǎo)的不定芽也正常,但較細(xì)小,而TDZ誘導(dǎo)的芽在40d以后出現(xiàn)較多的玻璃化現(xiàn)象。因此,煙葉唇柱苣苔不定芽的誘導(dǎo)培養(yǎng),細(xì)胞分裂素宜選用6-BA。
2.5蔗糖濃度對不定芽誘導(dǎo)的影響
由表5可以看出,30g/L蔗糖對煙葉唇柱苣苔不定芽的誘導(dǎo)效果最好,不定芽誘導(dǎo)率達(dá)到100%,平均不定芽數(shù)為7.50個/張;其次是20g/L蔗糖,不定芽誘導(dǎo)率和平均不定芽數(shù)分別為100%和6.67個/張;最差的為50g/L蔗糖,不定芽誘導(dǎo)率和平均不定芽數(shù)分別為92.31%和3.14個/張??梢?種蔗糖濃度培養(yǎng)基的不定芽生長均正常。經(jīng)方差分析結(jié)果可知,20、30g/L蔗糖誘導(dǎo)的不定芽誘導(dǎo)率和平均不定芽數(shù)差異均不顯著,而二者與10、40、50g/L蔗糖處理差異極顯著,說明蔗糖濃度對煙葉唇柱苣苔不定芽的誘導(dǎo)影響較大,過高或過低的蔗糖均不利于不定芽的生長,因此煙葉唇柱苣苔不定芽的誘導(dǎo)培養(yǎng)可以選用20~30g/L蔗糖。
2.6不同植物生長調(diào)節(jié)劑組合對不定芽誘導(dǎo)的影響
葉片接種于6個含植物生長調(diào)節(jié)劑的培養(yǎng)基中,25d后均有不定芽分化,40d平均不定芽數(shù)均超過4個/張。從表6可見,不同的6-BA和NAA配比對煙葉唇柱苣苔不定芽誘導(dǎo)和生長影響很大,其中以6-BA0.5mg/L+NAA0.1mg/L組合對不定芽的誘導(dǎo)效果最好,不定芽誘導(dǎo)率高達(dá)100%,不定芽分化數(shù)量最多,平均有9.58個/張,其芽苗生長勢好,葉色綠而健壯(圖2)。其次為6-BA0.1mg/L+NAA0.1mg/L組合,其不定芽誘導(dǎo)率也高達(dá)100%,但不定芽分化數(shù)量較少,為7.21個/張。方差分析結(jié)果表明,6-BA0.5mg/L+NAA0.1mg/L組合與6-BA0.1mg/L+NAA0.1mg/L組合不定芽誘導(dǎo)率差異不顯著,與其他配比組合差異極顯著;而平均不定芽數(shù)與其他配比差異極顯著,因此適合煙葉唇柱苣苔不定芽誘導(dǎo)的植物生長調(diào)節(jié)劑組合為6-BA0.5mg/L+NAA0.1mg/L。
3結(jié)論與討論
本試驗(yàn)結(jié)果表明,影響煙葉唇柱苣苔不定芽誘導(dǎo)的因素較多,接種葉片放置方式、培養(yǎng)基pH值、無機(jī)鹽濃度、蔗糖濃度、植物生長調(diào)節(jié)劑種類及配比對不定芽誘導(dǎo)均有影響,本試驗(yàn)中所有處理均可誘導(dǎo)不定芽分化,但各處理間差異較大。
煙葉唇柱苣苔以葉背朝下的方式接入培養(yǎng)基為佳,表現(xiàn)為誘導(dǎo)率高,分化芽數(shù)多,與葉面朝下方式間差異極顯著。桂林唇柱苣苔、三苞唇柱苣苔等苦苣苔科植物組織培養(yǎng)的葉片外植體均為葉背朝下接入培養(yǎng)基中[5-6],不同植物外植體的生長與分化所需最適合的pH值不同,煙葉唇柱苣苔的葉片分化以pH值為6.0最適宜,與其他處理間的不定芽誘導(dǎo)率和不定芽分化數(shù)差異極顯著。本試驗(yàn)中無機(jī)鹽濃度對不定芽的誘導(dǎo)數(shù)量和生長勢影響極大,在全量的MS培養(yǎng)基上平均不定芽數(shù)最多,生長勢好;而在1/4MS培養(yǎng)基的誘導(dǎo)效果最差,不定芽誘導(dǎo)數(shù)量少,葉片黃化。培養(yǎng)基中的無機(jī)營養(yǎng)成分是組成植物生命體的主要元素,會影響植物的生長與分化,而鎂是葉綠素分子結(jié)構(gòu)中的一部分,缺鎂時葉綠素不能形成,致使葉片失綠[7],這可能是培養(yǎng)物出現(xiàn)黃化現(xiàn)象的原因。植物生長調(diào)節(jié)劑的種類及配比對不定芽的誘導(dǎo)影響極大,6-BA的效果極顯著優(yōu)于KT和TDZ。TDZ兼有細(xì)胞分裂素和生長素的功效,在組培中應(yīng)用廣泛[8],但在苦苣苔科植物中尚未有應(yīng)用的報(bào)道。本試驗(yàn)中TDZ的效果并不理想,誘導(dǎo)率低分化芽數(shù)少,后期還會出現(xiàn)玻璃化現(xiàn)象,這也許是由于濃度偏高的原因。6-BA0.5mg/L+NAA0.1mg/L組合對不定芽的誘導(dǎo)效果最好,誘導(dǎo)率達(dá)到100%,平均誘導(dǎo)不定芽數(shù)高達(dá)9.58個/張,較其他配比差異極顯著。該結(jié)果與湯正輝的研究結(jié)果[9]有差異,湯正輝認(rèn)為6-BA0.1mg/L+NAA0.1mg/L組合的效果最佳[9]。蔗糖在組織培養(yǎng)中主要作為碳源和能源物質(zhì),同時可以調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的滲透壓[7],其濃度與細(xì)胞增殖和分化有關(guān)[10-11]。本試驗(yàn)中蔗糖對煙葉唇柱苣苔不定芽誘導(dǎo)生長的作用十分明顯,過高或過低的蔗糖濃度均不利于芽的誘導(dǎo),以30g/L濃度最佳。
綜合試驗(yàn)結(jié)果可知,在溫度(26±2)℃、光照度1500lx的培養(yǎng)條件下,煙葉唇柱苣苔不定芽誘導(dǎo)的最佳培養(yǎng)基為MS+6-BA0.5mg/L+NAA0.1mg/L+蔗糖30g/L,滅菌前pH值為6.0,接種葉片以葉背平置于培養(yǎng)基上,不定芽誘導(dǎo)效果最好,其誘導(dǎo)率高,不定芽分化多,芽苗生長勢好。
苦苣苔科植物由于葉片表面密布絨毛,消毒極為困難,初代培養(yǎng)污染率極高。目前,有關(guān)煙葉唇柱苣苔的組織培養(yǎng)研究極少,本試驗(yàn)通過系統(tǒng)研究建立起葉片誘導(dǎo)體系,減少了初代培養(yǎng)接種污染概率,且增殖效率高,可以快速建立高效再生體系,為煙葉唇柱苣苔的商品化開發(fā)奠定基礎(chǔ),也可以為其他苦苣苔植物的開發(fā)利用及技術(shù)研究提供技術(shù)參考。
參考文獻(xiàn):
[1]溫放,張啟翔.廣西苦苣苔科野生觀賞植物資源的調(diào)查、引種及現(xiàn)狀分析[J].種質(zhì)資源,2005,16(4):60-65.
[2]李桭宇,王印波.中國苣苔科植物[M].鄭州:河南科學(xué)技術(shù)出版社,2005:4-5.
[3]史佑海,徐世松,黃覺武.海南苦苣苔科野生植物資源及其觀賞特性評價[J].北方園藝,2011(11):79-82.
[4]王莉芳,黃士訓(xùn),周太久,等.廣西唇柱苣苔屬植物的引種栽培試驗(yàn)[J].福建林業(yè)科技,2012,39(2):109-112.
[5]付傳明,黃寧珍,唐鳳鸞,等.桂林唇柱苣苔的組織培養(yǎng)和快速繁殖[J].植物生理學(xué)通訊,2010,46(3):253-254.
[6]余海霞,凌征柱,黃雪彥,等.三苞唇柱苣苔的組織培養(yǎng)與快速繁殖[J].植物生理學(xué)通訊,2010,46(11):1177-1178.
[7]王玉英,高新一.植物組織培養(yǎng)技術(shù)手冊[M].北京:金盾出版社,2006:113-114.
[8]陳肖英,葉慶生,劉偉.TDZ研究進(jìn)展(綜述)[J].亞熱帶植物科學(xué),2003,32(3):59-63.
[9]湯正輝.苦苣苔科植物的快速繁殖、離體保存及耐陰性研究[D].成都:四川大學(xué),2007.
[10]岳紅,盧其能,趙昶靈,等.蔗糖濃度和外源激素對馬鈴薯微型薯誘導(dǎo)的影響[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2012,40(7):58-60.
[11]涂藝聲.經(jīng)濟(jì)植物大規(guī)??焖俜敝臣夹g(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2009:33.