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南美叉柱花的离体培养与快速繁殖



全 文 :可能是钠离子影响了CAT活性,同时植物体启动了自
身的CAT酶修复系统,POD活性下降是盐胁迫的影响
超出了自身的修复能力而导致。POD活性上升表明鱼
腥草正在极力抵抗逆境反应,保持较高酶活性清除体
内过多的自由基[5]。植物的抗盐机理是一个多基因控制
的数量性状,这也决定了抗盐机理的复杂性。本试验仅
研究了盐胁迫对POD活性的影响。
(收稿:2016-02-20)
参考文献:
[1]籍秀梅,马丽萍.鱼腥草的研究进展[J].河南职工医学院学报,2007,2
(1):91-93.
[2]何士敏,方平,郭利佳.鱼腥草抗氧化成份的研究[J].西南农业学报,
2009,22(3):625-631.
[3]王学奎.植物生理生化实验原理和技术(第二版)[M].高等教育出版
社,2006,169-282.
[4]和红云,薛琳,田丽萍,等.低温胁迫对甜瓜幼苗膜透性及膜脂过氧
化物的影响[J].北方园艺,2008(6):4-7.
[5]孙景宽,刘俊华,陈印平.孩儿拳种子萌发特性和抗氧化系统对盐胁
迫的响应[J].种子,2009,28(1):25-28.
作者简介:吕金海(1968-),男,本科,教授,主要从事资源植物开发与利
用研究。
南美叉柱花的离体培养与快速繁殖
徐世强 1,李宇峰 1,王继华 1,2*
(1广西大学农学院,广西南宁 530004;2广东省农作物遗传改良重点实验室,广东广州 510640)
摘 要:以叉柱花幼嫩枝条为外植体,建立了快速无性繁殖体系。结果显示:采用0.1%的升汞溶液消毒处理10min最为合适;诱导
不定芽最佳增殖培养基配方为改良MS培养基+6-BA2.0mg/L+KT0.5mg/L+IBA0.1mg/L;生根培养基配方为改良的MS培养基
+NAA1mg/L+IBA0.1mg/L。该离体培养方法能提高叉柱花的繁殖系数,有效缓解当前种苗不足和缩短上市时间,满足市场需求。
关键词:叉柱花;组织培养;快速繁殖
1.2 培养基与培养条件
改良MS培养基(MX):改良MS培养基的配方为:
用Ca(NO3)2·4H2O代替原MS培养基中的CaCl2·2H2O
并添加抗坏血酸,其他组分均无变化;其中Ca(NO3)2·
4H2O的浓度为95mg/L,抗坏血酸的浓度为5mg/L;丛
芽增殖培养基:在MX培养基中添加适量的 6-BA、
KT、NAA;生根培养基:在MX培养基中添加适量的I-
BA及NAA。所有培养基附加蔗糖30g/L、琼脂5.5g/L,
pH值调至5.8±0.2,经121℃高压灭菌20min。培养条
件:温度25±3℃,湿度为65%~80%,光照度800Lx,光
照时间10h/d。
1.3 外植体消毒处理
选取叉柱花幼嫩的枝条作为外植体,去除叶片,用
自来水冲洗30min,然后用吸水纸吸干枝条表面水分。
在超净工作台上,将洗净的枝条切成带有1~2个芽的
茎段,先用70%酒精清洗30s,再用无菌水冲洗3次,
每次3min,立即转入含有吐温的0.1%的升汞溶液中
分别浸泡7、9、11、13min,晃动烧杯,让材料充分接触
消毒剂,最后将材料用无菌水洗涤3次,每次5min,得
到消毒外植体备用。
消毒好的茎段切除与消毒剂有接触的两端,接种
于诱导培养基MX+6-BA2.0mg/L+NAA0.1mg/L中,每
个消毒处理30个芽。于15d后统计污染率和萌芽率。
1.4 丛芽的增殖
取诱导得到的初代材料,接种于丛芽增殖培养基,
培养基中激素的组合和浓度如表1所示,进行继代培
观赏水草在水族箱中有着重要的地位,随着人们
对水草的喜爱,已经发展成为以水草为主的观赏水族
箱[1]。南美叉柱花(Staurogynerepens),也称叉柱花,是
一种双子叶植物,属于爵床科叉柱花属,分布于巴西、
委内瑞拉等地,虽然近年来才刚刚引入我国,但是得到
市场的认可,市场上往往供不应求。南美叉柱花的繁殖
主要依靠对成年的匍匐茎进行分株,繁殖系数较低,同
时成本较高。其属于短日照植物,在每年11月以后常
常开花,引起植物早衰,叶片变黄,失去欣赏价值,不仅
导致经济价值下降,而且在秋冬季节市场上产品缺乏。
随着生物技术的发展,特别是植物组织培养技术的日
趋成熟,利用植物工厂生产花卉,果树等的种苗已经广
泛应用,比如香蕉[2]、番木瓜[3]、蝴蝶兰[4]、杨树[5]、铁皮石
斛[6]等。近年来一些观赏水草如水榕[7,8]、红椒[9]、绿椒[10]、
皇冠[11,12]、红波[13]等也已经成功建立了组织培养技术体
系,有些品种开展了工厂化育苗,但是还没有工厂化生
产叉柱花的报道。组织培养技术能够在短期内大量提
供南美叉柱花的种苗,同时通过室内培养避免其受光
周期诱导开花[14,15]。本研究通过对影响叉柱花组织培养
及快速繁殖的因素进行了相关探索,以期为叉柱花的
工厂化组培育苗提供技术方案,保障周年供应市场。
1 材料与方法
1.1 材料
2014年春季在南宁花鸟市场购买生长健壮的叉
柱花成苗,培养在亚热带农业生物资源保护与利用国
家重点实验室玻璃温室。
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试验研究 现代园艺 2016年第6期
輥輶訛
DOI:10.14051/j.cnki.xdyy.2016.11.010
养21d,比较不同浓度的6-BA和KT对叉柱花丛芽增
值的效果,统计20个芽的增殖情况。
1.5 叉柱花生根诱导
将叉柱花丛芽切成带有1~2不定芽的茎段,然后
将生物学底端插入生根培养基中。培养基以MX为基
础,添加不同浓度的NAA和IBA,浓度见表2。进行生
根培养15~20d,统计20株再生植株根的数量和长度。
1.6 叉柱花的种植
当叉柱花幼苗生的根长至1~2cm、苗高3cm以上
后,将培养瓶瓶盖打开,室内炼苗培养7d,然后洗净根
部培养基,浸泡0.1%多菌灵溶液10min,将组培苗根部
用适量消毒后的岩棉包裹,固定在直径5cm,高6cm的
塑料镂空杯中,种植在遮光率为50%的塑料大棚的水
池中,保持叶面湿度。
2 结果与分析
2.1 外植体消毒
经过消毒处理后的外植体在诱导培养基上,7~10d
腋芽开始萌动,在21d已经有丛芽(图1)。按1.3方法
对叉柱花外植体进行消毒,70%的酒精处理20s后,再
以0.1%HgCl2作4种不同时间的处理,对其污染率、萌
芽率和死亡率进行统计,结果如表3。本研究中,叉柱
花外植体污染主要为细菌污染,没有出现真菌污染,可
能是采用酒精和氯化汞相结合的2次消毒的结果[14]。
外植体的污染率与0.1%HgCl2处理时间的长短负相
关,随着处理时间的
延长,0.1%H gCl2外
植体的伤害增加,污
染率逐渐下降,消毒
13min的污染率比消
毒 7min 的 降 低 了
60%,并且出现细菌
污染的时间也要滞
后,而外植体的萌芽率也逐渐降低,在消毒13min时,
萌芽率仅为10%,比处理7min的要低53.33%;外植体
的死亡率不断上升,处理 4 的死亡率最高,高达
66.67%,而处理1仅为10%。在本研究中处理1~4均
能得少量的无菌外植体,通过结合萌芽率和污染率等
综合因素分析,采用70%酒精20s和0.1%HgCl2处理
9~10min较为合适开展叉柱花外植体的消毒。
表1 不定芽诱导激素表
编号 6-BA(mg/L) KT(mg/L) NAA(mg/L)
1 1 0 0.1
2 2 0 0.1
3 3 0 0.1
4 2 0.5 0.1
5 2 1.0 0.1
6 3 0.5 0.1
7 3 1.0 0.1
表2根诱导激素表
编号 NAA(mg/L) IBA(mg/L)
1 0.5 0
2 0.5 0.1
3 1 0
4 1 0.1
图1 叉柱花的诱导培养
2.2 叉柱花丛芽的诱导与增殖
丛生芽通过不断继代增殖培养,在短期内可以得
到大量的无菌苗(图2)。从表4可以看出,6-BA浓度
在1~3mg/L内均能诱导不定芽的增殖,增殖效率和浓
度正相关。随着浓度的升高,不定芽的增殖效率递增,
在6-BA浓度3mg/L时增殖系数达到7左右。但是仅
用6-BA诱导芽过于密集,节间短,苗较弱,不便于进
行第2次增殖操作。在培养基中加入0.5~1mg/L的KT
均能促进苗的均匀,缓解6-BA浓度过高导致丛生芽
的矮小,并且增殖系数为6~7,和原来增殖系数相当,
但改善了苗的均匀性。从节约生产成本的角度考虑,
KT的浓度建议为0.5mg/L。
表3 不同方法对外植体消毒的效果
编号 接种数/个 污染率/% 萌芽率/% 死亡率/%
1 30 83.33 63.33 10.00
2 30 63.33 56.67 26.67
3 30 50.00 33.33 43.33
4 30 23.33 10.00 66.67
表4 不同激素和浓度对不定芽增殖的效果
编号 增殖系数(倍) 生长情况
1 1.99±0.24 芽很少、粗壮
2 3.67±0.23 芽少、均匀
3 5.61±0.43 芽多、小
4 6.09±0.54 芽多、均匀
5 6.88±0.54 芽多、均匀
6 7.37±0.99 芽多、较小
7 9.09±1.38 芽多、小、较密
图1叉柱花的诱导培养 图2南美叉柱花增殖
2.3 生根培养
将带芽的茎段接入生根培养基,培养20d,统计苗
生根率、根的长度和质量。结果0.5mg/L和1mg/L的
NAA都能诱导叉柱花的生根,单独使用NAA,得到的
2016年第6期 现代园艺 试验研究
輥輷訛
根相对较细,在移栽过程中容易断。其中,在1mg/L处
理下根的数量在5条左右,要比0.5mg/L的处理多2~3
条,根直径上没有明显的差异。添加0.1mg/L的IBA能
显著提高根直径,得到较为粗壮的苗,完全能够满足后
期的移栽,保证成活率(图 3)。MX 培养基 +NAA
1g/L+IBA0.1mg/L是适合诱导叉柱花生根的培养基。
处理9~10min能获得无菌材料,在这个时间内达到一
个平衡,即杀死细菌和真菌但对植物本身没有伤害。在
激素方面由于植物组织培养快速繁殖技术非常成熟,
有较多文献可以参考。在生产上,研究者往往结合自己
的经验设置简单的梯度获得适合的体系[20]。本研究结
合以往的结果,通过设置6-BA和KT的协同作用,促
进丛芽的增殖,结合增殖系数和丛芽质量得到了适合
叉柱花的增殖体系。NAA和IBA是常用的生根诱导激
素,NAA的价格要比IBA便宜,为了节省生产成本,
NAA使用更为广泛,通过两者的配合使用得到叉柱花
的根在数量和质量完全能够满足生产上的需求[21,22]。组
织培养技术和栽培技术的结合,在短期内大量提供叉
柱花的种苗, 克服冬季开花的问题,保障冬季供应市
场,提高种植和销售者的收入,促进观赏水草产业的发
展。 (收稿:2016-02-15)
参考文献:
[1] 张金锋. 观赏水草的分类与繁殖方法 [J]. 现代农业科技,2009,3:
82-83.
[2]何应对,马蔚红,韩丽娜,等.3种基质配方对香蕉组培苗生长的影响
[J].中国南方果树,2010,39(6):38-39.
[3]叶维雁,王连春,刘惠民,等.番木瓜组培快繁效率的影响因子研究
[J].广东农业科学,2015,42(11):59-64.
[4]李军,柴向华,曾宝珰,等.蝴蝶兰组培工厂化生产技术[J].园艺学报,
2004,31(3):413-414.
[5]刘广卿,丁芳,孙喜云,等.速生高抗雄性杨的组织培养与快繁研究
[J].江苏农业科学,2015,10:17.
[6]邓瑞云,罗焕明,刘晓津,等.铁皮石斛组培快繁技术研究[J].广东药
学院学报,2013(6):608-611.
[7]蔡时可,钟明,苏海,等.小水榕的组织培养与快速繁殖[J].植物生理
学通讯,2005,41(1):60.
[8]李洪波,丰锋,李映志,等.榕类水草的组织培养与快速繁殖[J].西南
师范大学学报(自然科学版),2011,3:112-118.
[9]莫肖蓉,蒋琴素.热带水草红椒的组培快速繁殖及色彩显现研究[J].
浙江农业学报,2003,15(2):90-94.
[10]莫肖蓉,蒋琴素.热带水草绿椒的组培快繁[J].植物生理学通讯,
2002,38(1):41-41.
[11]顾福根,孙丙耀,苏国兴,等.长叶皇冠的组织培养与快速繁殖技术
研究[J].广西植物,2013,2:10.
[12]黄伟如,谢映忠,梁张慧,等.热带观赏水草——红玫瑰的组织培养
和快速繁殖[J].植物生理学通讯,2004,40(2):204-204.
[13]孙玉刚,吴丽爽,王晓萍.两种观赏水草的离体培养[J].中国农学通
报,2009,5:195-199.
[14]王清连.植物组织培养[M].北京:中国农业出版社,2002.
[15]李俊明.植物组织培养教程[J].1992.
[16]王成豹.观赏水草的分类和生产[J].现代农业科技,2005,(1):14.
[17]王继华,罗梦晓,马综艺,等.小水榕茎部内生菌的分离及鉴定[J].热
带农业科学,2015,35(5):38-44.
[18]王继华,马宗艺,罗梦晓,等.小水榕组织培养中的细菌污染及鉴定
[J].广东农业科学,2015,42(13):60-64.
[19]彭军,黄茂,胡景荣.两种名贵观赏水草的组织培养技术研究[J].水
产科技情报,2010,3:146-149.
[20]王丽卿,季高华,周胜耀,等.4种观赏水草的组织培养试验[J].水产
科技情报,2006,2:84-86.
[21]黄春华,叶秀粦,陈国华,等.观赏用水草剑榕的组织培养和快速繁
殖[J].植物生理学通讯,2010,1:61-62.
[22]孙玉刚,吴丽爽,王晓萍.两种观赏水草的离体培养[J].中国农学通
报,2009,5:195-199.
作者简介:徐世强(1989-),男,博士生,河南信阳人,研究方向:植物
分子生物学。通讯作者:王继华,男,博士。
图3南美叉柱花生根诱导 图4南美叉柱花移栽
表5 不同激素对叉柱花根诱导的效果
编号 根数 根长(cm) 根质量
1 2.34±0.36 0.93±0.12 根较细,少
2 2.34±0.41 0.91±0.23 根较少
3 5.87±0.32 1.75±0.23 根较多,细
4 5.44±0.24 1.77±0.33 根较多,较粗
2.4 炼苗及移栽
生根诱导培养25d左右,叉柱花幼苗的根一般达
到长1cm,株高3cm左右。在开盖炼苗期间,生长变慢,
叶片变厚。在移栽5~7d后,植株叶片转绿,有新根长
出,成活率在95%以上(图4)。
3 讨论
观赏水草品种已经超过500多种,但是其中绝大
多数来源于美洲、非洲、东南亚等热带地区,广州已经
成为我国大陆最大的水草集散地[1,16]。观赏水草市场需
求量大,已经发展成为一种重要的经济植物,但是观赏
水草的繁殖系数较低,种苗问题严重制约水草产业的
发展。叉柱花造型优美、适应性强、容易管理,适合作为
前景草,市场上供不应求。但是,叉柱花在冬季的时候,
容易开花,市场上稀少。叉柱花的种苗缺乏和避免冬季
开花是目前急需解决的问题。植物组织培养技术能解
决短时间内大量扩繁种苗和通过室内培养避免冬季开
花,在叉柱花的生产上有着重要的意义。目前植物组织
培养快速繁殖在技术上非常成熟,只是生产成本的高
低关系到应用范围。在植物快繁技术中无菌外植体的
获得和增殖效率是关键。叉柱花是水生植物,长期生长
在水中,内生菌丰富,获得无菌材料尤为重要[17,18]。Hg-
Cl2消毒在植物组织培养研究中效果最好,在水草的组
培应用较多,均能成功得到无菌外植体,消毒时间的控
制最为关键[19]。消毒时间与材料的幼嫩、生理状态、表
面是否光滑等相关。叉柱花的幼嫩茎段在0.1%HgCl2
试验研究 现代园艺 2016年第6期
輦輮訛