李 鶯,張玉姣、瞿亞梅、屈 雯、楊帥帆
(西安文理學院 生物與環(huán)境工程學院,秦嶺野生觀賞植物研究中心,陜西 西安 710065)
非洲紫羅蘭(SaintpauliaionanthaWendl)又名非洲苦苣苔,系苦苣苔科多年生常綠宿根草本花卉。非洲紫羅蘭品種繁多,其株型小巧,花色多種多樣,一年開花3~4次,是深受大眾喜愛的觀賞花卉之一,非洲紫羅蘭一般在人工栽培條件下,授粉率結實率很低,不易得到種子,且其繁殖周期長,不能滿足市場的大量需求,因此,采用組培快繁是解決其繁殖的有效途徑之一[1]。
目前,有關非洲紫羅蘭的研究主要集中于組織培養(yǎng)、生理生化、花色機理、栽培管理和轉基因技術等方面。我國從20世紀80年代到現(xiàn)在一直在開展非洲紫羅蘭的組織培養(yǎng)及工廠化育苗的研究工作,但主要集中在以其葉片為外植體進行離體培養(yǎng)[2],而采用花梗進行離體培養(yǎng)方面的研究未見報道,因此我們在前人研究的基礎上,采用花梗為外植體進行離體組織培養(yǎng),以期獲得高頻的再生體系。
材料引自陜西省西安市朱雀花卉市場,品種'Diana'。
選取適量非洲紫羅蘭的總花梗作為外植體置于燒杯中,用紗布封口后流水沖洗3h,轉移至超凈工作臺。先在70%乙醇中浸泡10s,無菌水中沖洗2次,然后用2%的次氯酸鈉溶液滅菌5 min,再用無菌水沖洗3次,用無菌濾紙將消毒完成的外植體上的殘留液體吸干?;üG谐?.5~1 cm左右的小段,接種后將培養(yǎng)皿放置在PQX-330A-22H多段人工氣候培養(yǎng)箱內培養(yǎng),光照12 h·d-1,光照強度40~50 mol m-2s-1,光照培養(yǎng)溫度為25±1℃,暗培養(yǎng)溫度為18±1℃,培養(yǎng)濕度為60%。
將微量元素中的硫酸錳減少到1/4的改良MS作為為基本培養(yǎng)基,將已消毒的花梗切成小段接種在以下四種培養(yǎng)基中:① 改良的MS+1.0 mg·L-16-BA + 0.1 mg·L-1IBA(以下單位相同);② 改良MS+6-BA2.0+ IBA0.2;③ 改良MS+6-BA1.0 +NAA0.1;④ 改良MS+6-BA2.0+NAA0.2。每組培養(yǎng)基接種6個培養(yǎng)皿, 每個培養(yǎng)皿接種4~6個小段,觀察并統(tǒng)計出愈率。
出愈率=(誘導出愈傷組織外植體數(shù)/接種外植體數(shù))×100%
將誘導出愈傷組織的外植體進行繼代培養(yǎng),在③號改良MS+ 6-BA1.0 + NAA 0.1培養(yǎng)基,上進行不定芽的誘導及增殖培養(yǎng),觀察并統(tǒng)計出芽率及增殖系數(shù)。出芽率=(誘導出不定芽外植體數(shù)/接種外植體數(shù))×100%,增殖系數(shù)=繼代后的芽苗數(shù)/繼代前的芽苗數(shù)。
將已長出4片及以上真葉的不定芽挑出接種在以下生根培養(yǎng)基中:⑤ MS+ NAA0.1;⑥ MS+ NAA0.5;⑦ MS+NAA0.5+ IAA0.5,觀察并統(tǒng)計生根率。
生根率=(生根的外植體數(shù)/接種外植體數(shù))×100%
選取生長健壯、生根良好的試管苗,打開瓶蓋,煉苗3~5 d。移栽于草炭和蛭石1:1的基質上,統(tǒng)計其成活率。
將總花梗分別接種到四組培養(yǎng)基中培養(yǎng),30 d觀察到花梗誘導出少量愈傷組織,愈傷組織緊密,黃綠色,60 d統(tǒng)計結果見表1。
表1 不同激素配比對花梗誘導愈傷組織的影響
30 d,四組培養(yǎng)基中總花梗均誘導出少量愈傷組織,其中③號最先出現(xiàn)緊密型愈傷組織。60 d觀察,①號培養(yǎng)基內僅有少量水浸狀愈傷組織且有輕微褐化,如圖1-a;②號培養(yǎng)基內愈傷組織不明顯,大部分褐化,如圖1-b;③號培養(yǎng)基內所有花梗均誘導出淺綠色緊密型愈傷組織,即出愈率100%,且愈傷組織形態(tài)飽滿充盈,沒有褐化現(xiàn)象,如圖1-c;④號培養(yǎng)基內僅有少量愈傷組織,但已有芽分化,部分外植體完全褐化,誘導出少量愈傷組織后均分化出不定芽,所以出愈率和出芽率均為77.8%,如圖1-d。
實驗表明:③號培養(yǎng)基是總花梗誘導愈傷組織的最適培養(yǎng)基,④號培養(yǎng)基是總花??焖僬T導芽分化的較適培養(yǎng)基。
將總花梗誘導出的愈傷組織轉移至③號即改良的MS+6-BA1.0+NAA0.1上進行繼代培養(yǎng)。30 d觀察,所有的繼代的愈傷組織均分化出不定芽,出芽率高達100%,且每塊愈傷組織平均分化5~6個芽,60 d則觀察每塊可高達50~60個芽,增殖系數(shù)近10倍,增殖的不定芽葉片極小,如圖1-e.f。因此,改良的MS+6-BA1.0+NAA0.1是優(yōu)質的芽增殖培養(yǎng)基。
將繼代增殖培養(yǎng)產(chǎn)生不定芽小苗接種到3種生根培養(yǎng)基中誘導生根。30 d統(tǒng)計結果見表2。
表2 不同濃度植物生長調節(jié)劑生根的影響
30 d時,三組培養(yǎng)基內的所有不定芽均已生根。其中⑤號培養(yǎng)基,不定芽明顯增高,較纖細,葉片微卷,基部少量褐化,根濃密較短;⑥號培養(yǎng)基中,不定芽植株矮小,葉片形狀不規(guī)則,大葉極大,小葉極小,根濃密較短,⑦號培養(yǎng)基中,植株矮小,基部少量褐化,根毛濃密。由表4可看出,三組培養(yǎng)基均能誘導不定芽生根,因此, NAA在0.1~0.5 mg·L-1范圍內均適宜誘導生根。
選擇生長一致的試管苗,移栽于草炭和蛭石1:1的基質上,60 d后統(tǒng)計其成活率高達95.33%,見圖1-h。
多數(shù)關于非洲紫羅蘭的組織培養(yǎng)實驗中都選擇了葉片作為外植體,幼嫩葉片是優(yōu)良的外植體[1]。例如黃靖[3]在使用葉片和莖段作為外植體誘導愈傷組織時,35 d葉片誘導率為100%,而莖段為0%;吳麗芳[4]等人的研究表明,70 d葉片的誘導率達64.7%,葉柄的誘導率僅有8.4%,而以其花梗為外植體進行組織培養(yǎng)的研究未見報道,本實驗在前人研究的基礎上采用總花梗作為外植體進行組織培養(yǎng)研究,實驗結果表明:非洲紫羅蘭的總花梗也是一種適合于組培快繁的外植體。
圖版1非洲紫羅蘭花梗組織培養(yǎng)
a.①號培養(yǎng)基誘導愈傷組織;b.②號培養(yǎng)基誘導導愈傷組織;c.③號培養(yǎng)基誘導導愈傷組織;d.④號培養(yǎng)基誘導愈傷組織和不定芽; e增殖培養(yǎng)1; f增殖培養(yǎng) 2; g誘導不定芽生根 h煉苗移栽的試管苗
初代培養(yǎng)中所使用的四組培養(yǎng)基中,通過比較①、③組和②、④組,在6-BA濃度相同的情況下,6-BA與NAA配比出愈率高于6-BA 與IBA配比,說明6-BA與NAA的配比組合是最適宜的。這與張曉軍[5]等人的實驗表明6-BA與NAA的搭配優(yōu)于KT與NAA的搭配及ZT與NAA的搭配,即6-BA與NAA配比組合是最適宜的觀點一致。而比較①、②組和③、④組,隨著6-BA濃度由1 mg·L-1增加到2 mg·L-1時,NAA或IBA由0.1 mg·L-1增加到2 mg·L-1時,愈傷組織誘導率反而下降,說明, 6-BA1.0 mg·L-1與NAA0.1 mg·L-1為誘導愈傷組織的最適配比,與黃靖[3]、趙興兵[6]、耿明清[7]等人的結論一致。
總之,非洲紫羅蘭的花梗是理想的外植體。改良的MS+1.0 mg·L-16-BA+0.1 mg·L-1NAA培養(yǎng)基既適宜初代培養(yǎng)又適宜繼代培養(yǎng),初代培養(yǎng)出愈率高達100%,繼代培養(yǎng)中可再分化不定芽,出芽率100%,在改良的MS+ NAA0.1-0.5 mg·L-1范圍均可誘導生根,生根率100%,試管苗移栽到草炭和蛭石1:1的基質上成活率高達95.33%。