劉榮+申剛+羅曉青等
摘要: 研究金線蓮液體懸浮培養(yǎng)的基本培養(yǎng)基和不同激素濃度配比對叢生芽增殖的影響,以篩選出金線蓮叢生芽增殖液體懸浮培養(yǎng)的最優(yōu)培養(yǎng)基和激素濃度配比,提高叢生芽增殖系數(shù),為金線蓮快速繁殖開辟一條新途徑。結(jié)果表明:影響液體懸浮培養(yǎng)金線蓮叢生芽增殖的主要因素是基本培養(yǎng)基和6-芐氨基嘌呤(6-BA),主次關(guān)系為6-BA>NAA>IAA>2,4-D。篩選得到的最佳培養(yǎng)條件是1/2MS+6-BA 2.5 mg/L+NAA 0.2 mg/L+IAA 0.3 mg/L+2,4-D 0.5 mg/L,外加蔗糖30 g/L,pH 值5.8。
關(guān)鍵詞: 金線蓮;叢生芽增殖;懸浮培養(yǎng);正交設(shè)計
中圖分類號: S682.310.4+3 文獻標志碼: A
文章編號:1002-1302(2015)08-0061-02
金線蓮[Anoectochilus roxburghii(Wall. )Lindl]是一種蘭科開唇蘭屬多年生草本,具有清熱涼血、除濕解毒等多種功效,兼具賞葉和觀花之功用,民間稱其為“神藥” [1-2]。金線蓮喜陰涼、潮濕,為典型的陰性藥用植物 [3]。因野生資源瀕危,而且其種子小、種胚發(fā)育不全、發(fā)芽困難、對生長條件要求頗為嚴格,所以在自然條件下,該植物難以大量繁殖,利用組織培養(yǎng)進行繁殖可以有效保存種質(zhì)資源及用于商業(yè)化生產(chǎn) [3-5]。通過組織培養(yǎng)方法對珍稀植物進行快繁研究,不僅可以克服種子繁殖中存在的諸多問題,還可以克服扦插繁殖速度慢、繁殖率低、難生根等缺點,而且組織培養(yǎng)繁殖快,不受季節(jié)、環(huán)境條件和場地的制約 [6]。近年來,研究者們先后開展了金線蓮的組織培養(yǎng)、內(nèi)生真菌的分離、內(nèi)生真菌與其共培養(yǎng)體系的建立及相互作用機制的研究 [7-11]。目前,金線蓮組織培養(yǎng)快速繁殖技術(shù)主要通過原球莖增殖和叢生芽增殖2種途徑進行。多數(shù)研究集中在原球莖增殖途徑,但其歷時較長且后代再生植株中有較高的變異率 [12-13],而叢生芽增殖途徑能夠克服此類難題 [14]。由于固體培養(yǎng)基存在營養(yǎng)分配不均、接觸面積小等缺點,金線蓮叢生芽增殖途徑速度依然較慢,生長不均勻,影響標準化生產(chǎn)體系的建立。因此,食用液體懸浮培養(yǎng)可彌補以上缺點。本試驗研究了液體懸浮培養(yǎng)的基本培養(yǎng)基和不同激素濃度配比對叢生芽增殖的影響,旨在為金線蓮的快速繁殖開辟一條新途徑。
1 材料與方法
1.1 試驗材料
野外采集的金線蓮植株。將采集回來的野生金線蓮用自來水沖洗干凈,徹底清理葉、葉苞鞘、根,用肥皂水浸泡 20 min,流水沖洗30 min,在超凈工作臺用75%乙醇消毒 30 s,0.1% HgCl2消毒10 min,無菌水洗3~5次,無菌濾紙拭干,將植株切為0.5 cm帶節(jié)莖段,接種于固體培養(yǎng)基上誘導(dǎo)叢生芽。
1.2 基本培養(yǎng)基的選擇
以MS、1/2MS、1/4MS為液體培養(yǎng)的基本培養(yǎng)基,每組培養(yǎng)基同時添加6-BA 0.2 mg/L+NAA 0.2 mg/L+蔗糖 30 g/L,pH值調(diào)至5.8。接種莖段于裝有50 mL基本培養(yǎng)基的三角瓶中,在25 ℃ 120 r/min條件下振蕩培養(yǎng)45 d,比較增殖效果。
1.3 激素濃度配比的篩選
以1/2MS+30 g/L蔗糖為基本培養(yǎng)基,采用L9(34) 4因素3水平正交試驗篩選6-芐氨基嘌呤(6-BA)、萘乙酸(NAA)、2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)、吲哚乙酸(IAA) 的最佳配比,試驗因素水平見表1。選取在固體培養(yǎng)基上誘導(dǎo)出的顏色較綠、長勢良好的叢生芽作為接種材料,每個處理20瓶,每瓶接種5個叢生芽,接種后在25 ℃ 120 r/min條件下振蕩培養(yǎng)45 d后觀察長勢,計數(shù)。數(shù)據(jù)分析采用SPSS 200軟件進行。
2 結(jié)果與分析
2.1 基本培養(yǎng)基對叢生芽增殖的影響
由表2可見,金線蓮在1/2MS液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)后的芽數(shù)達到最高,生長狀況最佳,其后依次為1/4MS、MS。由此看出,1/2MS是金線蓮叢生芽增殖的最佳液體基本培養(yǎng)基。
2.2 不同濃度激素配比對叢生芽增殖的影響
正交試驗方差分析。從單因素水平出發(fā),由表4、表5可見,6-BA對增殖芽數(shù)有顯著影響(P<0.05),其他激素?zé)o顯著影響,所以數(shù)據(jù)未列出。方差分析結(jié)果(表6)表明,6-BA 的P<0.05,NAA 和IAA的P>0.05;而且F值顯示6-BA>NAA>IAA,說明6-BA能顯著促進金線蓮液體懸浮培養(yǎng)叢生芽增殖,而NAA 和IAA表現(xiàn)為無顯著性差異。綜合以上試驗結(jié)果,金線蓮液體懸浮培養(yǎng)叢生芽增殖的最佳培養(yǎng)條件是6-BA 2.5 mg/L+NAA 0.2 mg/L+IAA 0.3 mg/L+2,4-D 0.5 mg/L,外加蔗糖30 g/L,pH值5.8。
3 結(jié)論與討論
金線蓮的組織培養(yǎng)技術(shù)研究較早,影響其組織培養(yǎng)的因素主要有基本培養(yǎng)基、不同添加物、激素配比及培養(yǎng)條件等,其中激素配比尤為重要 [15-17]。金線蓮成苗主要通過原球莖和叢生芽2種途徑進行,據(jù)相關(guān)研究,原球莖的年理論增殖系數(shù)能達到1.83×106 [18]。但是原球莖途徑從誘導(dǎo)起始材料開始,必須經(jīng)歷脫分化和再分化,這比叢生芽途徑多用2個多月的時間,而且長出來的苗大多數(shù)纖細,還必須壯苗才能培養(yǎng)出更好的植株,另外原球莖后代再生植株中變異率較高,難以保持母株的優(yōu)良遺傳特性。為了進一步減少遺傳變異的發(fā)生,有人提出采用叢生芽途徑直接出苗。這在大花蕙蘭和蝴蝶蘭的組織培養(yǎng)快速繁殖中已取得成功 [19-20]。叢生芽途徑可以直接出苗,1個芽在2.5個月內(nèi)增殖6.53倍,年理論增殖系數(shù)約為0.82×104,其繁殖系數(shù)比原球莖低2個數(shù)量級,但叢生芽途徑繁殖周期短,而且可以跨越原球莖途徑中的分化、壯苗等;不僅節(jié)約了時間,還降低了生產(chǎn)成本,最主要的是叢生芽途徑再生植株變異率低,能較好地保持母株優(yōu)良特性。
液體懸浮培養(yǎng)在鐵皮石斛、大花蕙蘭等植物中已獲得成功。因此,本試驗確認1/2MS為金線蓮叢生芽液體懸浮培養(yǎng)的基本培養(yǎng)基,在此基礎(chǔ)上,采用正交試驗研究6-BA、NAA、2,4-D、 IAA等4種激素濃度配比對液體懸浮培養(yǎng)金線蓮叢生芽增值的影響,得出金線蓮液體懸浮培養(yǎng)叢生芽增殖的最佳培養(yǎng)條件為6-BA 2 5 mg/L+NAA 0 2 mg/L+IAA 0 3 mg/L+2,4-D 0 5 mg/L,外加蔗糖30 g/L,pH值5 8。其中影響較大的激素是6-BA,其他3種激素對其的影響均不顯著。
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