(西北農(nóng)林科技大學風景園林藝術學院，陜西 楊凌 712100)

繡球花為虎耳草科(Saxifragaceae)繡球?qū)?Hydrangea)植物，花形豐滿、色彩豐富，觀賞價值高，適應性強，在美麗鄉(xiāng)村建設和休閑農(nóng)業(yè)發(fā)展中具有廣闊的應用前景。繡球花耐重金屬鎘、鉛污染，同時是鋁的超富集植物，可作為環(huán)境修復植物[1-2]。近年來，繡球產(chǎn)業(yè)在我國發(fā)展迅速，但種植的繡球盆花品種和切花品種幾乎都從外國引進[3]，而我國作為繡球?qū)俚姆N質(zhì)資源中心，大多數(shù)資源尚處于野生狀態(tài)。人類對山體的開發(fā)造成野生繡球資源嚴重破壞，為了充分保護、保存和利用野生繡球種質(zhì)資源，培育更多中國的繡球新品種，加強中國繡球在國際市場的競爭力，對野生繡球資源的繁殖技術體系進行研究非常有必要。目前，國內(nèi)外對繡球的研究主要集中在對品種的花色[4-7]、親緣關系分析[8]、抗性[1-2]和繁殖[9-14]等方面，關于野生繡球的研究較少，而建立野生繡球的繁殖生產(chǎn)體系是進行其他研究的基礎。因此，本研究以秦嶺廣布的2個野生種蠟蓮繡球和莼蘭繡球種子為外植體建立組織快繁體系，以有效解決資源保護保存問題，為充分利用繡球野生資源和培養(yǎng)繡球新品種奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 材 料

蠟蓮繡球種子采自甘肅省隴南市徽縣嘉陵鎮(zhèn)吳家咀山區(qū)，莼蘭繡球種子采自陜西省西安市太平國家森林公園，選取無病蟲害且飽滿的種子作為外植體。

1.2 試驗方法

1.2.1種子萌發(fā)培養(yǎng)

將收集的2種野生繡球花種子以蒸餾水浸泡24 h、無菌水沖洗3次后，依次經(jīng)75%酒精處理30 s、無菌水沖洗3次、0.5% HgCl2(含幾滴0.1% Tritonx-100)消毒7 min后，再用無菌水沖洗6次備用。消毒處理后的種子接種于培養(yǎng)基上，培養(yǎng)基配置參照鄭茜子等[15]的方法，獲得組培小苗。

1.2.2繼代增殖培養(yǎng)

獲得組培小苗后，將約1 cm的組培小苗的莖段轉(zhuǎn)入繼代增殖培養(yǎng)基，探究基本培養(yǎng)基(MS+0.1 mg·L-1IBA+0.1 mg·L-16-BA、WPM+0.1 mg·L-1IBA+0.1 mg·L-16-BA)對2種野生繡球增殖效果的影響。根據(jù)試驗結果，選取適宜增殖的基本培養(yǎng)基，探究不同激素濃度對其增殖效果的影響，2種繡球的增殖培養(yǎng)基配方見表1。每個處理20瓶，每瓶1個莖段。培養(yǎng)30 d后記錄發(fā)芽情況、長勢，統(tǒng)計平均增殖系數(shù)、增殖發(fā)生率。

表1 不同增殖培養(yǎng)基激素濃度配比表

繡球品種處理編號培養(yǎng)基類型6-BA/(mg·L-1)NAA/(mg·L-1)蠟蓮繡球C1MS0.500.05C2MS0.800.05C3MS1.000.05C4MS0.500.10C5MS0.800.10C6MS1.000.10C7MS0.500.20C8MS0.800.20C9MS1.000.20繡球品種處理編號培養(yǎng)基類型6-BA/(mg·L-1)IBA/(mg·L-1)莼蘭繡球D1MS0.500.10D2MS0.800.10D3MS1.000.10D4MS0.500.20D5MS0.800.20D6MS1.000.20D7MS0.500.30D8MS0.800.30D9MS1.000.30

平均增殖系數(shù)=增殖后芽的總數(shù)量/原植株個體數(shù)量；

增殖發(fā)生率(%)=(產(chǎn)生叢生芽外植體個數(shù)/接種外植體個數(shù))×100%。

1.2.3生根培養(yǎng)

將約1 cm的組培小苗的莖段轉(zhuǎn)入生根培養(yǎng)基，探究不同基本培養(yǎng)基(MS+0.1 mg·L-1IBA、1/2 MS+0.1 mg·L-1IBA)對生根效果的影響。根據(jù)試驗結果，選取適宜生根的基本培養(yǎng)基，將組培小苗的莖段分別接種于不同激素濃度的培養(yǎng)基中，具體配比見表2。每個處理接20瓶，每瓶接1個莖段，培養(yǎng)45 d后統(tǒng)計生根數(shù)和生根率，測量根長。

生根率(%)=(生根外植體個數(shù)/接種外植體個數(shù))×100%。

以上培養(yǎng)基若無特別指出，均附加30 g·L-1的蔗糖、7 g·L-1瓊脂(生根培養(yǎng)基附加4 g·L-1瓊脂)，pH為5.8，在121 ℃下滅菌20 mins。培養(yǎng)條件除生根暗處理外均是(25±2)℃，1 600 lx，連續(xù)光照12 h·d-1。

表2 不同生根培養(yǎng)基激素濃度配比

處理編號基本培養(yǎng)基IBA/(mg·L-1)NAA/(mg·L-1)F11/2MS0.000.10F21/2MS0.000.30F31/2MS0.000.50F41/2MS0.100.10F51/2MS0.100.30F61/2MS0.100.50F71/2MS0.200.10F81/2MS0.200.30F91/2MS0.200.50F101/2MS0.000.00

1.3 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)采用Excel軟件和SPSS V 19.0軟件進行統(tǒng)計分析。

2 結 果

2.1 不同培養(yǎng)基對繡球組培苗增殖的影響

本研究結果表明，MS培養(yǎng)基更適宜蠟蓮繡球和莼蘭繡球的增殖，蠟蓮繡球在WPM培養(yǎng)基上基部有大量的愈傷組織產(chǎn)生，愈傷組織上方分化出較小的幼苗，而在MS培養(yǎng)基上愈傷組織較少，不定芽從基部發(fā)出；莼蘭繡球在WPM培養(yǎng)基上增殖效果一般，葉片發(fā)黃長勢差，而在MS培養(yǎng)基上葉色濃綠，長勢良好，增殖效果好。

由表3可知，6-BA和NAA的相對濃度越大，增殖的叢生芽也越多。除C 6和C 9處理未完全增殖外，其它處理增殖發(fā)生率均達100%，其中增殖狀況最好的是C 2，增殖系數(shù)達到9，C 2處理和其它處理之間增殖系數(shù)呈顯著差異(p<0.05)。而C 4、C 6、C 7、C 8、C 9處理增殖系數(shù)低且差異不顯著。從表3可知，D 5處理的增殖系數(shù)最高，達到9.67，其次為D 2、D 7、D 8處理，這4個處理之間增殖系數(shù)沒有顯著差異；D 3處理增殖效果最差，其增殖系數(shù)與D 2、D 5、D 6、D 7、D 8之間存在顯著差異。綜合分析，蠟蓮繡球增殖的最佳培養(yǎng)基是MS+0.8 mg·L-16-BA+0.05 mg·L-1NAA，適宜莼蘭繡球增殖的培養(yǎng)基為MS+0.8 mg·L-16-BA+0.2 mg·L-1IBA。

表4 不同激素濃度配比對蠟蓮、莼蘭繡球組培苗生根的影響

處理編號 蠟蓮繡球 莼蘭繡球 生根率/%根數(shù)/條根長/mm生根率/%根數(shù)/條根長/mmF11009.33±0.88de15.22±0.99cd502.00±0.58ef9.67±0.84efF210010.33±0.88abc6.78±0.95f00.00±0.00g0.00±0.00gF3756.00±1.00e10.11±0.73d401.00±0.00fg10.33±1.20deF410017.67±1.76ab24.22±1.56b504.67±0.33cd12.67±1.39cdF510014.00±1.53bc14.89±1.09c404.00±0.00d7.22±0.40fF61008.33±1.45de10.44±0.11e00.00±0.00g0.00±0.00gF710018.00±1.53a15.22±1.45c753.33±1.20de11.20±0.78bcF8608.00±1.00de13.44±0.97c655.33±0.58b12.56±1.35bF910016.67±0.88ab7.00±0.51f1009.67±0.67a14.56±0.99bdF1010011.33±1.20ad38.67±1.73a1005.33±0.88bc44.78±1.16a

表3 不同激素濃度配比對蠟蓮和莼蘭繡球增殖情況的影響

處理編號蠟蓮繡球增殖發(fā)生率/%增殖系數(shù)C11006.00±0.00bcC21009.00±1.00aC31006.67±0.88bC41003.00±0.00eC51005.00±0.577bcdC6753.33±0.67deC71004.33±0.67cdeC81003.33±0.67deC9503.00±0.00e處理編號莼蘭繡球增殖發(fā)生率/%增殖系數(shù)D11005.33±0.67cdD21007.67±1.20abcD3753.00±0.00dD41005.33±0.33cdD51009.67±1.20aD6807.00±0.58bcD71008.33±0.88abD81008.33±0.88abD91005.33±0.88cd

注：同列不同小寫字母表示在0.05水平差異顯著。

2.2 不同培養(yǎng)基對繡球組培苗生根的影響

本研究發(fā)現(xiàn)，1/2 MS培養(yǎng)基比MS培養(yǎng)基更適合繡球生根，以1/2 MS為基本培養(yǎng)基，分別將幼苗莖段接種于含有不同濃度激素的培養(yǎng)基中培養(yǎng)45 d。由表4可知，對于蠟蓮繡球，當NAA濃度大于0.1 mg·L-1時，會出現(xiàn)愈傷組織，苗較矮小，長勢一般，F(xiàn) 7處理的蠟蓮繡球生根數(shù)量最多，其次是F 4、F 9和F 10，這4個處理間生根數(shù)量沒有顯著差異，但平均根長差異顯著，F(xiàn) 10的平均根長最長，其次是F 4。對于莼蘭繡球，只有F 9、F 10的生根率到達100%，但2個處理間的生根數(shù)量和平均根長存在顯著差異，F(xiàn) 9的生根數(shù)量最多，而F 10的平均根長最長，達到44.78 mm。F 2和F 6生根率為0，不適宜莼蘭繡球生根。由于生長素誘導外植體生根存在種間差異性，當NAA濃度為0.3 mg·L-1時，隨著IBA的濃度增加，蠟蓮繡球生根數(shù)量和平均根長先增加后減小，而莼蘭繡球生根數(shù)量和平均根長持續(xù)增加；當IBA濃度為0.2 mg·L-1，隨著NAA濃度逐漸增加，蠟蓮繡球平均根長逐漸減小，生根率和生根數(shù)量均呈現(xiàn)先減小后增加的趨勢，而莼蘭繡球生根率、生根數(shù)量和平均根長均呈增加趨勢。不加任何激素(F 10)也能有效促進繡球生根，苗高大、葉片濃綠，長勢很好，平均根長最長，但根較細且生根所需時間較長。綜上所述，適宜蠟蓮繡球生根的培養(yǎng)基是未加激素的1/2 MS或者1/2 MS+0.1 mg·L-1IBA+0.1 mg·L-1NAA；適宜莼蘭繡球生根的培養(yǎng)基是未加激素1/2 MS或者1/2 MS+0.2 mg·L-1IBA+0.5 mg·L-1NAA。

3 討 論

基本培養(yǎng)基種類對組培苗的增殖及生根有重要的影響[16]。組培苗在MS培養(yǎng)基中增殖生長較好，可能MS中較高的無機鹽和氮促進其生長。但Liu Feng等研究發(fā)現(xiàn)，WPM培養(yǎng)基比MS培養(yǎng)基增殖效果好，可能是種間差異導致在不同培養(yǎng)基上增殖效果不同[19]。

植物離體培養(yǎng)器官的發(fā)生受植物體內(nèi)環(huán)境和外部培養(yǎng)條件共同影響[20-21]，其中植物內(nèi)源激素的調(diào)控十分重要[22]，植物內(nèi)源激素的增加會影響芽的誘導和發(fā)育[23]，而細胞分裂素能促進植物內(nèi)源激素的合成[24]。本研究發(fā)現(xiàn)，較低濃度的6-BA有利于組培苗叢生芽的誘導，但過高濃度的6-BA對組培苗的增殖生長起到抑制作用，這與陳鋒[25]、KHAING T M等[26]的研究結果一致。在蠟蓮繡球繼代增殖培養(yǎng)中，6-BA濃度控制在0.5～0.8 mg·L-1，NAA濃度在0.05 mg·L-1左右，誘導基部產(chǎn)生叢生芽狀態(tài)較佳，增殖系數(shù)較高，過高的NAA濃度會使組培苗基部產(chǎn)生大量的愈傷組織[27]，使增殖系數(shù)降低，但李奕萱等研究表明，植株的增殖系數(shù)隨著NAA濃度升高而持續(xù)增加[28]，這可能是種間差異造成的。

一定范圍內(nèi)的植物外源激素能夠?qū)M培苗生根產(chǎn)生促進作用[29]。本研究探討了MS和1/2 MS培養(yǎng)基對生根效果的影響，結果發(fā)現(xiàn)，1/2 MS明顯優(yōu)于MS，這與雷亞靈等[10]的研究結果一致。在無植物生長調(diào)節(jié)劑的1/2 MS培養(yǎng)基中2種繡球生根率均可達到100%，這與謝啟鑫等[30]在君遷子組培研究中結果一致。本試驗中，適宜濃度的IBA和NAA組合有利于生根誘導，可加快生根速度，對于莼蘭繡球來說，當IBA濃度為0.2 mg·L-1，隨著NAA濃度增加，生根率逐漸增加。Liu Feng等研究發(fā)現(xiàn)，NAA能夠促進生根，但隨著濃度的提高生根率會有所下降[19]；主要原因是植物外源激素對根的誘導效果存在種間差異。本試驗中IBA和NAA組合對蠟蓮繡球生根促進作用明顯優(yōu)于莼蘭繡球，在其它繡球組培研究中也出現(xiàn)相似情況[14]，這是由于不同種的植物體內(nèi)內(nèi)源激素水平不同，進而導致外源激素的誘導存在差異[31]。

我國繡球種質(zhì)資源豐富，但大多數(shù)資源尚處于野生狀態(tài)，資源破壞流失嚴重，本研究所探究出的以種子為外植體建立的組培快繁體系既能保存野生種質(zhì)資源，也為培育繡球新品種奠定基礎，有利于推進我國繡球育種事業(yè)進一步發(fā)展。