全 文 :育苗技术 Seedling Cultivation
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不同培养基及pH值对细叶小羽藓配子体生长的影响*
陈文佳 张 楠 杭璐璐 王 媛 季梦成
(浙江农林大学园林与建筑学院 浙江 临安 311300)
[摘要] 以细叶小羽藓(Haplocladium microphyllum)的配子
体为试验材料进行组织培养,通过观察外观变化并定期记录其
芽体长度、芽体个数和原丝体直径等指标,研究了不同培养基、
pH值对细叶小羽藓生长的影响。结果表明:相同时间内,5种
培养基中以 MS培养基对细叶小羽藓的芽体长度、芽体个数和
原丝体直径的影响最显著,其芽体长度可达2.68cm,芽体个数
为1.27个,原丝体直径为1.53cm。将细叶小羽藓芽体接种在
MS培养基上,设置7种不同pH值梯度,定时观察芽体的生长
情况,pH值为7时对芽体长度、芽体个数和原丝体直径影响最
显著,说明细叶小羽藓的芽体的生长适宜于中性环境,为细叶
小羽藓的快速繁殖技术的推广应用提供参考。
[关键词] 细叶小羽藓 培养基 pH值 配子体
苔藓植物是高等植物中最原始的类群,其结构简
单,生长速度快,对环境污染敏感,是研究环境中大
气、水体污染监测的良好指示植物[1]。此外,苔藓植
物含有许多具有生物活性的化合物,人们对很多苔藓
植物的化学成分做过分析,从苔藓植物中分离到的次
生代谢物质中有生物碱﹑黄酮﹑萜类﹑木脂体及酚
类化合物等[2]。就次生物质来讲,许多苔藓植物中还
含有重要的药用成分,其中还是一些具有新颖的结构
骨架和值得重视的生物活性内含物[3]。有学者甚至
从两种苔藓植物中分离得到具有较强的抗癌活性的
美登素类化合物[4],通过苔藓植物组织培养可以获得
对其进行生理生化及药用成分分析所需的大量材料。
但目前对苔藓植物组织培养方面的研究,已被报道的
种类不多,仅有牛角藓、刺叶墙藓、尖叶匍灯藓、暖地
大叶藓等[5-8]。
羽藓科细叶小羽藓(Haplocladium microphyl-
lum)对Cu、Pb、Zn、Cr、Cd五种重金属的富集能力很
强,对污染物质的胁迫会产生非常明显而直观的伤害
病症,能较为及时地指示环境污染状况,是优良的环境
*国家自然科学基金(31070188)项目、浙江省科技计划项目
(2009C32066)、浙江省大学生科技创新项目(2010R412039)资助。
作者简介:陈文佳(1987- ),浙江农林大学研究生,硕士,从事园
林植物应用研究。
通讯作者简介:季梦成(1966- ),浙江农林大学教授,研究生导
师,从事苔藓植物分类及园林植物应用研究。
污染监测植物[2,9]。细叶小羽藓还有清热解毒之功
效,可用于治疗扁桃体炎、肺炎、中耳炎等,用其制成
的青苔素针剂功效与青霉素相似[10],因此它具有很大
的药用开发价值。但其有药用价值的化学成分和药
理活性分析尚未开展,而组培是研究这项工作的基
础。此外,由于它植株矮小,需要养分少,在组织培
养瓶中不容易污染,是微型景观特别是密封性景观
的理想材料[11]。因此开展细叶小羽藓组培研究,掌
握该种快速繁殖技术参数,对细叶小羽藓资源药用、
环境监测等方面的应用具有重要价值。本文研究了
不同基本培养基及pH 值对细叶小羽藓配子体生长
的影响,以期为细叶小羽藓的组织培养及开发利用提
供参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料
细叶小羽藓的无菌配子体于浙江农林大学园林
学院实验室获得。
1.2 试验方法
1.2.1 培养基配方 本实验采用 MS,1/2MS,Knop,
改良Knop,Beneck 5种培养基配方。琼脂为SIGMA
公司出品,pH值取4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0。
1.2.2 培养基的制备 以上5种培养基配方,加6.7g/L
的琼脂,并分别加入适量蔗糖,用PHs-10A型数字显
示离子计将pH值调至7.0,煮沸,倒入直径为60mm
的培养瓶中,凝固后成固体培养基。用报纸包好,
121℃下高温灭菌15min,冷却凝固后放入超净工作
台上待用。
1.2.3 不同pH值 MS培养基的配制 配制 MS培养
基,用1mol/L盐酸和1mol/L氢氧化钠将pH值分别
调成4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0,将不同pH的培
养基分装入培养瓶中,整个过程要求动作迅速,以防止
培养基凝固。高温灭菌锅中121℃下灭菌15min。
1.2.4 接种 将无菌的细叶小羽藓配子体剪为
0.5cm左右茎段,在超净工作台上接入事先准备好的
无菌培养基中。
1.2.5 培养条件 培养瓶放在RXZ-300B型光照
DOI:10.13456/j.cnki.lykt.2012.04.018
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培养箱中培养。培养条件为:温度23±2℃,空气相
对湿度80%~90%,光照时间12h/d,光照强度
2 000~3 000lx。
1.2.6 统计方法培养30d后,将培养基打开观察细
叶小羽藓生长的情况,通过肉眼观察和游标卡尺测量
统计细叶小羽藓的芽体长度、芽体个数、原丝体直径。
统计 时,每 种 处 理 5 个 茎 段,重 复 3 次。采 用
SPSS18.0统计软件进行统计分析,采用Excel 2003
软件制图。
2 结果与分析
2.1 不同培养基对细叶小羽藓芽体生长的影响
细叶小羽藓配子体的生长主要从细叶小羽藓芽体
长度、芽体个数和原丝体直径的变化等方面来观测。从
图1可以看出,不同的培养基对细叶小羽藓配子体的生
长的影响有差异,MS培养基对细叶小羽藓芽体生长最
合适,其芽体长度为2.68cm,芽体个数为1.27个,原丝
体直径为1.53cm。其他4种培养基中以芽体Beneck
培养中细叶小羽藓芽体生长较快,芽体长度为2.13cm,
芽体个数为1.01个,原丝体直径为1.13cm。而
Knop培养基上细叶小羽藓芽体生长最慢,其芽体长
度为1.01cm,芽体个数为0.47个。除了1/2MS和
改良Knop培养基,改良Knop和Beneck培养基差异
不显著外,其余差异明显。在不同培养基下,对细叶
小羽藓的芽体长度、芽体个数和原丝体直径进行方差
分析可以看出,不同培养基对细叶小羽藓的芽体长
度、芽体个数和原丝体直径差异极显著。
图1 不同培养基对细叶小羽藓生长的影响
注:不同小写字母表示0.05水平上的差异显著性,下
同。
在不同培养基下,对细叶小羽藓的芽体长度、芽
体个数和原丝体直径进行方差分析可以看出,不同培
养基对细叶小羽藓的芽体长度、芽体个数和原丝体直
径差异极显著。
2.2 不同pH 值培养基对细叶小羽藓茎段生长的
影响
如图2所示,在 MS培养基中不同的pH 值对细
叶小羽藓配子体生长都有影响,其中pH 值为4~9
时,细叶小羽藓的配子体都能生长,而pH值为10时
细叶小羽藓配子体全部死亡。试验证明,当pH 值为
7时,30d培养后细叶小羽藓芽体长度最长,为
1.55cm,芽体个数也最多,达1.43个,原丝体直径为
0.78cm;其次为pH值为8,其芽体长度为1.42cm,
原丝体直径为0.65cm。随酸性和碱性的增强,生长
速率变慢,其长势也变弱。细叶小羽藓配子体生长
pH值适宜范围为4~9,最适为7~8。过酸或过碱都
会影响细叶小羽藓生长速度且长势弱,除了pH值5、
6和9,pH值为8和9,pH值为7和8差异不明显外,
其余差异显著。在不同pH值下,对细叶小羽藓的芽
体长度、芽体个数和原丝体直径进行方差分析可知,
不同pH值对细叶小羽藓的芽体长度、芽体个数和原
丝体直径差异极显著。这一结果与细叶小羽藓在野
外生境中偏中性环境时相一致的。
图2 不同pH值对细叶小羽藓配子体生长的影响
2.3 基本培养基对细叶小羽藓叶绿素含量的影响
由表3可知,细叶小羽藓在 MS培养基pH 值为
7.0的情况下,叶绿素含量最高,叶绿素含量高于其他
组,且存在显著性差异;其次为Benecke培养基pH值
为7.0的情况,其叶绿素含量也高于除 MS培养基的
其他组,存在差异显著性。细叶小羽藓在 Knop培养
基pH值为7.0的情况下,叶绿素a/b比率最小,要低
于其他组,但与其他组相比有显著性差异。这一结果
与细叶小羽藓通过观测所得的数据是一致的。在同
种pH值5种培养基的情况下,其叶绿素含量出现较
大的差异显著性,但叶绿素a/b比值没有出现较大的
差异显著性,说明在不同的培养基的情况下,细叶小
羽藓保持其阴生的生物学特性。
3 结论
对影响细叶小羽藓配子体生长的固体培养基和
pH值的试验结果进行单因素方差分析及多重比较发
现,不同种类的培养基和pH 值对细叶小羽藓配子体
的生长有不同程度的影响。细叶小羽藓的无菌外植体
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表3 基本培养基对细叶小羽藓叶绿素含量的影响(X±SD,n=3)
培养基 总叶绿素(mg/g) 叶绿素a(mg/g) 叶绿素b(mg/g) 类胡萝卜素(mg/g) 叶绿素a/b比率
Beneck 1.378 8±0.009 0b 0.963 9±0.001 8b 0.414 9±0.007 8b 0.322 8±0.002 6b 2.323 1±0.041 2b
1/2MS 0.914 4±0.021 6c 0.637 7±0.009 6c 0.276 7±0.012 0c 0.222 7±0.001 3c 2.304 4±0.064 3c
Knop 0.461 0±0.007 9e 0.278 0±0.005 3e 0.183 0±0.002 6d 0.116 4±0.001 5e 1.519 1±0.007 4e
改Knop 0.838 0±0.024 8d 0.566 7±0.010 5d 0.271 3±0.014 3c 0.210 3±0.000 8d 2.089 0±0.074 4d
MS 1.580 4±0.003 0a 1.116 6±0.005 5a 0.463 8±0.008 0a 0.349 1±0.005 7a 2.407 2±0.052 6a
在不同的培养基中生长30d后,MS培养基最适宜细
叶小羽藓的生长,其次为Benecke培养基,继续培养细
叶小羽藓至50d后,所有培养基上均有藓株形成,其
中 MS及Benecke培养基上藓株量差别不大,量最大,
Benecke培养基上藓株最高,但藓株为黄绿色,生长势
较差,原丝体变为褐色、松散状态,MS培养基上藓株
低矮,但藓株为绿色,生长势较好,原丝体仍为绿色、
致密状态。综合考虑,MS培养基最适宜细叶小羽藓
配子体的生长。由于所有的培养条件均相同,比如继
代材料、温度、光强、光周期、pH 值等,推测产生这种
差别最主要的原因就是培养基成分的不同。MS培养
基有利于原丝体的生长,却抑制了藓株的伸长生长,
可能是由于其多成分产生的高渗透压造成的。
不同的苔藓植物适宜生长的pH值范围不同。尖
叶扭口藓(Barbula constricta)在pH 值为4~9范围
内均能生长,反扭藓(Timmiella anomala)适宜生长
的pH值范围为5~9,而尖叶提灯藓适宜生长的pH
值范围为3~8[12]。培养条件的最适pH值取决于藓
类植物的种类和该种植物生长的原始生境。高永超
等[13]认为,苔藓植物的最适pH 值范围在5.0~5.7
之间,尖叶提灯藓的最适pH值为5.0[12],但对于生长
在特殊生境中的苔藓植物来说,对培养基pH 值要求
很严格。经过调查发现,细叶小羽藓生境土壤的pH值
范围为5.96~8.00,但在对其配子体进行组织培养时发
现,细叶小羽藓在生长的不同阶段需要的最适pH值不
同。经分析发现,为获得大量配子体材料时,培养基的
pH值为7~8比较合适,而当细叶小羽藓配子体开始
伸长生长时,pH值为6~7比较合适。而pH值过高
或过低都对细叶小羽藓的生长有一定的影响,当pH
值大于10时,细叶小羽藓的配子体甚至全部死亡。
绿色植物的产量形成取决于其叶片的光能利用
率,而叶片的光能利用率高低与叶片叶绿素含量的多
少成正相关,因此研究植物叶片的叶绿素含量意义重
大[14]。通过测定发现,在 MS培养基中培养的细叶小
羽藓叶绿素含量最高,说明成分多的培养基更适合细
叶小羽藓的生长,5种不同培养基对细叶小羽藓叶绿
素含量均有不同的影响,这一结果从另一角度再次证
明 MS是最适宜细叶小羽藓生长的培养基。
组织培养在某些程度上可能改变了细叶小羽藓
配子体的代谢机制。此外,影响苔藓生长和繁殖的因
素还有很多,如光照、湿度、温度、pH值、水分、植物激
素等[15]。开展多因素、多水平正交组合实验,深入探
讨影响细叶小羽藓生长的最佳组培条件,才能更好的
构建其扩繁体系,使细叶小羽藓实现规模生产。
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林
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虎杖嫩枝全光喷雾扦插育苗技术
杨金库1 武惠肖1 王杰凡2
(1.廊坊市农林科学院 河北 廊坊 065000;2.石家庄市桥东区园林局 石家庄 050031)
[摘要] 虎杖因种子寿命短,保存不易,繁殖上一直依赖分根
繁殖。而夏季利用全光喷雾技术繁殖虎杖,给虎杖扩繁提供了
良好途径。利用人工全光喷雾育苗床,由草炭土、河沙、蛭石以
1∶1∶1比例配成基质,通过嫩枝扦插,配以严格的水分管理
和合理的病虫害防治手段,能使每床出苗量5万~6万株,每
年繁殖4~5次,大大提高了繁殖效率,为虎杖的大规模生产提
供了育苗保障。
[关键词] 虎杖 草木植物 全光喷雾 嫩枝扦插 无性繁
殖 园林绿化 中药材
虎杖(Polygonum cuspidatumsieb.et zucc.)多
年生高大草本,蓼科,又名阴阳莲、酸秆、斑根、斑杖、
活血龙、紫金龙等,自然分布在黄河以南。虎杖用途
广泛,可用于园林绿化,提取天然色素及白藜芦醇等
药用成分,用于医药行业等,全国各省区均有种植。
虎杖是一味传统的中药材,具有杀菌、止咳平喘、抗
癌、降血脂、增强免疫力等作用,已经应用了数千年。
由于其具备的特殊经济价值,故虎杖野生资源遭到
了严重破坏,于是全国各省区开展了虎杖的人工种
植。其繁殖方法主要是分根繁殖和种子繁殖,但其
种子存活时间短,在北方又很难得到成熟的种子,故
种子繁殖受到限制;分根繁殖由于受到产量的限制,
也很难大面积应用。于是,有人开始采用组培等生
物技术进行快繁[4],但是技术难度大,成本偏高,不
宜推广。近年来也有人采用压条繁殖的方法,但因
为只用主茎繁殖,一年一次,效率偏低。鉴于以上繁
殖方法都有一定限制,本文采用夏季全光喷雾扦插
育苗方法,每年可多次繁殖,取得了非常好的扩繁效
果,为虎杖的快速繁殖,实现工厂化育苗提供了良好
依据。
1 原材料与方法
1.1 育苗材料
1.1.1 苗床建设 选择光照良好、排水方便、交通便
利、水电充足、易于管理的地段建设育苗床。
育苗床为圆形,育苗面积110m2,直径为12m2,
在育苗床的中央安装臂旋转式全光喷雾育苗设备;圆盘
上用砖间隔砌成花墙,高30cm、宽12cm、间距60cm,
砖墙上放置长方形育苗托盘,规格为60cm×24cm;
育苗床上方设置可以折叠的防雨设施。
1.1.2 基质处理 将营养基质装入采用无纺布制成
的基质袋中,截成规格为4cm×10cm 的营养基质
袋,进行容器育苗。基质选用营养丰富的草炭土和通
透性良好的河沙、蛭石,以1∶1∶1的比例混配而成。
扦插育苗前,先用50%多菌灵0.17%浓度药液进行基
质消毒,待消毒液浸透过基质后用清水冲洗干净。
1.1.3 插穗剪截 采用虎杖当年生枝条,枝条长到
有一定的硬度即可采穗,长度10~14cm,保留1~2
个节间,顶端一节保留一片叶片,在节前1cm剪断枝
条。插穗底端要求有节,除去叶片,节下保留1cm枝
条。插穗处理好后浸水保湿准备扦插。
1.2 育苗方法
采用直接扦插法,不用激素处理,插穗底端插入
基质2.4cm 左右,注意底端枝节要插入基质当中
1cm以下。插完一盘马上码放到育苗床上,喷水,保
持湿润。
2 插后管理
2.1 水分管理
插穗扦插到移栽要做好水分管理,因插穗自扦插、
[11] Saxena D K,Harinder.Uses of Bryophytes[J].Reso-
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