邱詩春 張世平 馮山柴
摘要:以鐵皮石斛種子為基礎(chǔ)材料,建立鐵皮石斛快速成苗的組培技術(shù)體系。通過調(diào)整組織培養(yǎng)過程中的激素種類及濃度配比,找出不同生長階段最適的培養(yǎng)基配方。結(jié)果表明,誘導種子萌發(fā)、原球莖的最適培養(yǎng)基配方為1/2MS+0.1 mg/L NAA,9~10 d時種子開始萌發(fā),30 d后種子萌發(fā)率達94.4%。原球莖增殖與分化的最適培養(yǎng)基配方為 MS+1.5 mg/L 6-BA+0.2 mg/L NAA,15 d后原球莖增殖率為8.0%,55 d后分化率達73.6%。生根壯苗階段的最適培養(yǎng)基為MS+0.5 mg/L NAA+0.5 mg/L IBA,生根率達92.0%。研究結(jié)果為鐵皮石斛快繁技術(shù)奠定了理論基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞:鐵皮石斛;種子;組織培養(yǎng);快繁優(yōu)化
珍稀植物鐵皮石斛(Dendrobium officinale Kimura et Migo)為蘭科石斛屬,具有養(yǎng)陰生津、潤肺明目、抗擊腫瘤、提高人體免疫力等功效[1-3],是我國名貴中藥材之一,位于“中華九大仙草”之首[4],素有“藥中黃金”之美譽。野生鐵皮石斛一般生長在巖石、樹皮上,開花多,但結(jié)果少,種子細小如塵埃,沒有胚乳組織,必須與真菌共生才能萌發(fā),因此自然條件下萌發(fā)難度大,萌發(fā)率不到5%[5]。但因野生石斛具有極高的藥用價值,需求大,人們對其采摘過度,導致野生資源越來越稀少。因此,利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)對鐵皮石斛進行人工繁殖、生產(chǎn),既能發(fā)揮其藥用價值,又能使這一瀕危植物得到保護和發(fā)展。本研究以鐵皮石斛種子為材料,探討不同激素種類、不同激素濃度配比對種子萌發(fā)、原球莖誘導、原球莖增殖及分化、生根壯苗的影響,并篩出各階段的最適培養(yǎng)基。
1 材料與方法
1.1 材料
供試材料為鐵皮石斛蒴果,由重慶市中藥研究院提供。
1.2 方法
基礎(chǔ)培養(yǎng)基為MS或1/2MS,pH值為5.6~58。培養(yǎng)溫度為(25±2) ℃,光照時間為12 h,光照度為1 000~1 500 lx。利用DPS數(shù)據(jù)分析軟件進行顯著性分析。
1.2.1 種子萌發(fā)及原球莖的誘導 將采摘的鐵皮石斛蒴果用自來水沖洗0.5 h,洗凈蒴果表面的泥塵。于超凈工作臺上,用75%乙醇浸泡蒴果30 s,再用無菌水沖洗2~3次,然后用0.1%氯化汞浸泡6 min,無菌水漂洗5次,于無菌濾紙上吸干水分。用滅菌解剖刀在蒴果上切開1個小口,接種于以MS或1/2MS為基礎(chǔ)培養(yǎng)基添加0.1 mg/L或0.3 mg/L NAA的培養(yǎng)基上。各培養(yǎng)基中均加入3%蔗糖、0.5%瓊脂,每個處理各15瓶,重復3次。
1.2.2 原球莖增殖與分化 選取個大、深綠色的原球莖進行增殖及分化培養(yǎng)。將原球莖接種于以MS或1/2MS為基礎(chǔ)培養(yǎng)基添加0.2 mg/L NAA+1.0 mg/L 6-BA或0.2 mg/L NAA+1.5 mg/L 6-BA 的培養(yǎng)基上,各培養(yǎng)基中均加入20%馬鈴薯汁、2%蔗糖、0.5%瓊脂、0.4%活性炭,每個處理各12瓶,每瓶接種10個原球莖,重復3次。
1.2.3 生根壯苗 選取生長旺盛、株高為4 cm左右、長勢較一致的幼苗進行生根壯苗試驗。以MS為基礎(chǔ)培養(yǎng)基,分別添加0.5 mg/L NAA、1.0 mg/L NAA、0.5 mg/L NAA+0.5 mg/L IBA、1.0 mg/L NAA+1.0 mg/L IBA,各培養(yǎng)基中均加 3%蔗糖、05%瓊脂、0.3%活性炭、10%香蕉汁、0.4%活性炭,每個處理各12瓶,每瓶接種10株幼苗,重復3次。
2 結(jié)果與分析
2.1 不同培養(yǎng)基對鐵皮石斛種子萌發(fā)及原球莖誘導的影響
培養(yǎng)10 d左右,鐵皮石斛種子開始萌發(fā),種胚逐漸長大,呈黃綠色。培養(yǎng)25 d左右,種胚進一步膨大,呈綠色,有部分原球莖已進一步分化成葉原基,呈圓錐狀,有些已生長成子葉。
由表1可知,4種培養(yǎng)基都能促進鐵皮石斛種子萌發(fā),形成圓錐狀芽。比較4種培養(yǎng)基的培養(yǎng)效果可知,以MS為基礎(chǔ)的培養(yǎng)基中種子的萌發(fā)時間比1/2MS培養(yǎng)基長,且原球莖呈黃綠色,其大小比1/2MS培養(yǎng)基小,到后期的白化現(xiàn)象比較嚴重。當NAA質(zhì)量濃度為0.3 mg/L時,原球莖個體較大,顏色較深且飽滿。綜合30 d后的誘導情況發(fā)現(xiàn),1/2MS 培養(yǎng)基處理的萌發(fā)率更高,達91%以上,其中1/2MS+0.1 mg/L NAA培養(yǎng)基的萌發(fā)率高達944%,與MS培養(yǎng)基相比較,差異極顯著,1/2MS+0.3 mg/L NAA培養(yǎng)基的萌發(fā)率為91.3%,均比 MS+0.1 mg/L NAA培養(yǎng)基的萌發(fā)率(90.1%)和MS+0.3 mg/L NAA培養(yǎng)基的萌發(fā)率(90.3%)高。
2.2 不同培養(yǎng)基對鐵皮石斛原球莖增殖與分化的影響
選取個大、深綠色、飽滿的原球莖進行增殖與分化培養(yǎng),統(tǒng)計接種30 d后的增殖情況與接種55 d時的分化狀況。由表2可以看出,4種培養(yǎng)基中的原球莖基部都有新芽和一些塊狀黃綠色原球莖產(chǎn)生,但1/2 MS+0.2 mg/L NAA+1.0 mg/L 6-BA、1/2 MS+0.2 mg/L NAA+1.5 mg/L 6-BA培養(yǎng)基上的原球莖顏色呈黃綠色,且新生芽、原球莖較少,增殖率分別為5.8%、5.0%;MS+0.2 mg/L NAA+1.0 mg/L 6-BA、MS+0.2 mg/L NAA+1.5 mg/L 6-BA 培養(yǎng)基上的原球莖顏色較深,為綠色、深綠色,新生的原球莖較多,增殖率極顯著增加,分別達74%、8.0%。由此可見,MS培養(yǎng)基比1/2MS更適合原球莖增殖。55 d后各培養(yǎng)基中原球莖的分化情況顯示,4種培養(yǎng)基均能使原球莖分化成幼苗,1/2MS+ 02 mg/L NAA+1.0 mg/L 6-BA培養(yǎng)基中原球莖的分化率為61.0%,分化出的幼苗有細根,但長勢較弱;1/2MS+0.2 mg/L NAA+1.5 mg/L 6-BA培養(yǎng)基中原球莖的分化率為65.6%,幼苗有細根,長勢較1/2MS+0.2 mg/L NAA+1.0 mg/L 6-BA 培養(yǎng)基稍強;MS+0.2 mg/L NAA+1.0 mg/L 6-BA培養(yǎng)基中原球莖的分化率為61.2%,大部分原球莖能分化成苗,苗色翠綠,生長旺盛;MS+0.2 mg/L NAA+1.5 mg/L 6-BA培養(yǎng)基中原球莖的分化率達73.6%,絕大部分原球莖能分化成苗,苗色濃綠,生長旺盛。由此可看出,1.5 mg/L 6-BA 與 0.2 mg/L NAA培養(yǎng)基的濃度配比更適合原球莖分化。原球莖增殖需要充足的營養(yǎng)成分,MS+1.5 mg/L 6-BA+0.2 mg/L NAA培養(yǎng)基更有益于原球莖的增殖與分化。