閆海霞,鄧杰玲,關(guān)世凱,黃昌艷,何荊洲,卜朝陽,張自斌
(廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院花卉研究所,廣西 南寧 530007)
【研究意義】蒜香藤(Pseudocalymmaalliaceum)為紫葳科蒜香藤屬多年生常綠植物[1],又名紫鈴藤、張氏紫薇,原產(chǎn)于熱帶美洲,生態(tài)適應(yīng)性廣,是優(yōu)良的垂直綠化植物,也是新興的藤本花卉類群。蒜香藤一年可開多次花,尤其在夏末初秋的9-10月開花最旺。因其花、葉在搓揉之后會散發(fā)出濃郁的大蒜香,故而得名。蒜香藤可用于籬笆、圍墻美化或涼亭、棚架裝飾,此外,還可用作陽臺攀援花卉或垂吊花卉,在廣東等沿海地區(qū)多數(shù)用于盆栽。近年來,隨著城市垂直綠化逐漸興起,市場對藤本花卉的需求越來越大,但傳統(tǒng)繁育已無法滿足市場對優(yōu)質(zhì)種苗的需求,因此亟待開展藤本花卉繁育技術(shù)多樣化研究。蒜香藤市場前景廣闊,是藤本花卉的主流類群,開展其繁育技術(shù)多樣化研究有利于藤本花卉的規(guī)模化和產(chǎn)業(yè)化。【前人研究進展】國內(nèi)對蒜香藤的繁殖研究不多,主要集中在扦插繁育技術(shù)上[2-3]。如廖美蘭等[4]以不同濃度GGR6號及不同基質(zhì)進行扦插,得出基質(zhì)以細沙為宜,以300 mg/LGGR6號生根粉速蘸后扦插,生根率可達90 %;周亮等[5]探討了不同生長調(diào)節(jié)劑及不同濃度、不同基質(zhì)、不同插穗長度和直徑對生根的影響,研究發(fā)現(xiàn)以直徑0.50~0.80 cm長度10 cm的插穗、采用割傷+IBA(200 mg/L)速蘸處理、用泥炭和河沙比例4∶1作基質(zhì)進行扦插效果最好。但扦插繁殖周期長,占用空間大。而組織培養(yǎng)技術(shù)具有繁殖速度快、繁殖系數(shù)大,繁殖后代整齊一致,能保持原有品種的優(yōu)良性狀,不受季節(jié)限制等優(yōu)點,已廣泛應(yīng)用于各種觀賞植物[6-7],組培快繁在紫葳科物種上的應(yīng)用也有相關(guān)報道[8-11]。【本研究切入點】目前國內(nèi)鮮見有關(guān)蒜香藤組培快繁的報道。【擬解決的關(guān)鍵問題】以蒜香藤的帶芽莖段為外植體,通過不同滅菌方法獲得無菌苗,進而在附加不同種類和濃度的植物生長調(diào)節(jié)劑的培養(yǎng)基上分別進行初代培養(yǎng)基、繼代培養(yǎng)基、生根培養(yǎng)基的篩選,建立其組培快繁體系,為其今后的快速繁殖和遺傳轉(zhuǎn)化提供基礎(chǔ)。
供試蒜香藤植株由廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院花卉研究所提供。1000 mL MS培養(yǎng)基的配置:將40 g MS培養(yǎng)基固體粉末加熱溶解于1000 mL蒸餾水中, 調(diào)節(jié)pH為5.8~6.0。1000 mL WPM培養(yǎng)基的配置:將2.14 g WPM培養(yǎng)基固體粉末、0.56 g硝酸鈣、20 g/L蔗糖、4 g/L瓊脂加熱溶解于1000 mL蒸餾水中,調(diào)節(jié)pH為5.8~6.0。
1.2.1 外植體的消毒滅菌 以蒜香藤的帶芽莖段(未萌發(fā))為外植體,洗衣粉浸泡8~10 min后用自來水沖洗,在超凈工作臺上,先用75 %酒精拭擦莖段,無菌水沖洗3次,再用0.10 %升汞處理8~12 min,無菌水沖洗3次。接入MS培養(yǎng)基后,每天觀察污染情況,連續(xù)觀察15 d后統(tǒng)計污染率、成活率。污染率( %)=污染數(shù)/接種數(shù)×100,成活率( %)=萌芽數(shù)/接種數(shù)×100。
1.2.2 增殖培養(yǎng) 將萌發(fā)的新芽切取下來,接在附加了不同植物生長調(diào)節(jié)劑的培養(yǎng)基上。30 d后統(tǒng)計并計算增殖系數(shù):增殖系數(shù)=增殖植株數(shù)/接種數(shù)。
1.2.3 生根培養(yǎng) 當增殖出的小苗長至高2.00~2.50 cm時,轉(zhuǎn)接于生根培養(yǎng)基中。30 d后統(tǒng)計并計算生根率:生根率( %)=生根植株數(shù)/接種數(shù)×100。
1.2.4 煉苗移栽 將已生根的組培瓶苗在室外煉苗1~2 d,然后打開瓶蓋再煉苗1~2 d,洗凈培養(yǎng)基,生根苗在50 %多菌靈可濕性粉劑800~1000倍溶液中浸泡10 min后移栽到基質(zhì)中,澆透定根水,15 d統(tǒng)計移栽成活率:移栽成活率( %)=成活植株數(shù)/移栽植株數(shù)×100。
采用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件進行方差分析及Duncan’s 多重比較。
由表1可知,莖段采用的滅菌方法不同,其污染率和成活率有所不同。方差分析表明,各處理污染率從高到低依次為1>2>3>4=5=6,除了處理4、5和6之間差異不顯著外,處理1、2、3的污染率差異均達顯著水平,其中處理4、5和6均為0。在成活率上,各處理從高到低依次為4>5>6>3>2>1,其中處理4成活率最高,為100.00 %,但與處理5、6的成活率無顯著差異。由此表明,莖段拭擦酒精后可顯著降低污染,提高成活率。隨著升汞浸泡時間的增加,污染率和成活率變化趨勢因拭擦酒精與否而有所不同。莖段不拭擦酒精,隨著升汞浸泡時間增加,污染率逐漸降低,成活率逐漸升高;莖段拭擦酒精后,隨著升汞浸泡時間增加,污染率均為0,成活率逐漸降低。莖段滅菌采用酒精拭擦后再用升汞浸泡8~12 min的滅菌效果最佳。
表1 不同滅菌方法對蒜香藤莖段滅菌的影響
注:同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示差異達顯著水平(P<0.05)。下同。
Note:In the same series, values with different lower case letters mean the difference was signiflcant(P<0.05). Similarly hereinafter.
表2 不同基本培養(yǎng)基、植物生長調(diào)節(jié)劑配比對蒜香藤增殖培養(yǎng)的影響
由表2數(shù)據(jù)分析可知,各處理的增殖系數(shù)從高到低依次為X15>X18>X17>X9> X12>X11>X16>X14>X8>X13>X10>X7>X6>X5>X3>X4>X2>X1。方差分析表明,在MS培養(yǎng)基中,在相同的NAA濃度下,隨著6-BA濃度的增加,增殖系數(shù)逐漸增加,但增幅不顯著;在相同的6-BA濃度下,隨著NAA濃度的增加,增殖系數(shù)逐漸增大,當6-BA和NAA達到實驗最大濃度,即1.5 mg/L,增殖系數(shù)為MS組中的最大值。在WPM培養(yǎng)基上,當NAA濃度相同時,隨著6-BA濃度的增加增殖系數(shù)逐漸增加,當6-BA濃度相同時,隨著NAA濃度的增加增殖系數(shù)逐漸增加,其中在NAA為0.1 mg/L、6-BA為1.5 mg/L時增殖系數(shù)增加最顯著,為4.86,且顯著高于其他17個處理。因此,結(jié)合植株生長情況可得出,適宜蒜香藤增殖培養(yǎng)的培養(yǎng)基為WPM+6-BA1.5 mg/L+NAA 0.1 mg/L,增殖系數(shù)為4.86。
由表3可知,各處理的生根率從高到低依次為T7> T8> T6> T4> T3> T2> T5> T1,除了T7與 T8、T4與 T3之間差異不顯著外,各處理的生根率差異均達顯著水平。各處理的平均根數(shù)從高到低依次為T8> T6> T7> T4> T3> T5> T2> T1,其中T8的平均根數(shù)顯著高于其他培養(yǎng)基。在生根時間上,各處理從長到短依次為T5> T1> T3> T2> T4> T6> T8> T7,T7、T8的最短生根時間顯著短于其他處理。由此表明,IBA濃度以及基本培養(yǎng)基類型對生根具有顯著影響。在MS培養(yǎng)基上,隨著IBA濃度增加,生根率逐漸升高,最短生根時間呈先降低后升高的趨勢。在WPM培養(yǎng)基上,隨著IBA濃度的增加,生根率呈現(xiàn)先升后降的變化趨勢,最短生根時間呈現(xiàn)先降后升的變化趨勢,當IBA濃度為0.2 mg/L時,生根率達最大,為96.67 %,最短生根時間最短,為20 d,當IBA濃度為0.3 mg/L時,生根率為94.67 %,最短生根時間為20.33 d。方差分析已表明WPM+IBA 0.2 mg/L的生根率、最短生根時間和WPM+IBA 0.3 mg/L無顯著差異,但是WPM+IBA 0.3 mg/L平均根數(shù)顯著高于WPM+IBA 0.2 mg/L。因此,蒜香藤的適宜生根培養(yǎng)基為WPM+IBA 0.2~0.3 mg/L,生根率高,根數(shù)多,生根時間短,長勢好,根較粗壯。
表3 不同培養(yǎng)基對蒜香藤生根培養(yǎng)的影響
通過表4可知,各處理成活率從高到低依次為S4>S5>S1>S6>S3>S2,除了S1與S6處理之間差異不顯著外,各處理的成活率差異均達顯著水平;其中S1處理成活率最高,為100.00 %,且植株健壯,長勢好,緩苗時間短;S2處理成活率最低,為57.33 %,且植株長勢差,緩苗時間長。因此,蒜香藤的移栽基質(zhì)以泥炭混合珍珠巖,體積比為2∶1的移栽效果最佳。
外植體的滅菌效果取決于滅菌劑的種類和滅菌時間。本實驗采用了2種不同的滅菌劑,其中酒精滅菌采用拭擦方式,與多數(shù)外植體采用酒精浸泡的方式有所不同。擦拭可以極大地縮短莖段接觸酒精時間,在一定程度上減輕了酒精對外植體的毒害作用,有利于提高莖段成活率。從實驗可知,蒜香藤的外植體滅菌較容易,原因可能是莖段表面較光滑,從自然界中攜帶的微生物較少。
在蒜香藤的增殖培養(yǎng)和生根培養(yǎng)中,以MS和WPM為基本培養(yǎng)基的培養(yǎng)效果有所不同。WPM為基本培養(yǎng)基更有利于蒜香藤的增殖和生根培養(yǎng),雖然現(xiàn)今大多以MS為基本培養(yǎng)基進行紫葳科植物的組織培養(yǎng),但由于組織培養(yǎng)的基本培養(yǎng)基和物種間并沒有必然的聯(lián)系,因此同科植物的研究對于目標物種的研究僅是一個參考。即使同一物種,在不同培養(yǎng)階段,基本培養(yǎng)基不同培養(yǎng)效果有所不同,如在進行豐花月季葉片的愈傷組織誘導(dǎo)時,在MS,B5,White,WPM 4種基本培養(yǎng)基中,以MS培養(yǎng)基的誘導(dǎo)率最高[12]。同一品種在同一培養(yǎng)階段使用的基本培養(yǎng)基也有可能不同,如月季‘卡羅拉’的不定芽增殖培養(yǎng)基、生根培養(yǎng)基分別是MS+2.0 mg/L6-BA+0.2 mg/L NAA,1/2 MS+0.3 mg/LIBA[13],但由于植株的生理狀態(tài)或組培條件的差異,不定芽增殖培養(yǎng)基、生根培養(yǎng)基也可以分別采用WPM+3.00 mg/L 6-BA +0.10 mg/L NAA和WPM+0.30 mg/L IBA[14]。
WPM培養(yǎng)基是一種在MS培養(yǎng)基的基礎(chǔ)上改良的低鹽培養(yǎng)基,主要用于木本植物,針對性較強。蒜香藤是一種木質(zhì)藤本,在MS培養(yǎng)基上的增殖和生根效果較差,可能是MS培養(yǎng)基中的氮鹽偏高,而WPM培養(yǎng)基的氮鹽偏低,因為MS培養(yǎng)基中的KNO3在WPM中被K2SO4代替,MS培養(yǎng)基中的NH4NO3用量在WPM中也僅有1/4。具體原因還有待于進一步研究。
通過實驗得出:莖段滅菌的最佳組合宜先用75 %酒精拭擦莖段再用0.10 %升汞浸泡8~12 min,污染率為0,成活率為100.00 %;適宜的增殖培養(yǎng)基為WPM+6-BA1.50 mg/L+NAA 0.10 mg/L,增殖系數(shù)為4.86;適宜的生根培養(yǎng)基為WPM+ IBA 0.20~0.30 mg/L,生根率高,植株的根數(shù)多、粗壯,生根時間短,長勢好;移栽基質(zhì)以體積比為2∶1的泥炭混合珍珠巖為宜,移栽成活率為100.00 %,植株長勢好,健壯,緩苗時間很短。