全 文 :·HUNAN AGRICULTURAL SCIENCES
雪莲果试管苗快繁技术研究
吴亚京 1,2 ,艾 辛 1,蔡雁平 1
(1. 湖南农业大学园艺园林学院,湖南 长沙 410128;2. 株洲县农业局,湖南 株洲 412100)
摘 要:以雪莲果(SmallanthusSonchifolius(Poepp.End1.)H.Robinson)带腋芽的茎段为试验材料,研究雪莲果试管苗快繁技术。结 表明:MS+
2,4-D0.15mg·L-1+蔗糖(30g·L-1) +琼脂(6g·L-1) 对雪莲果的茎段成苗效果最佳,成苗率达到95%,20d生根率100%,平均根长6.4cm,培养
25d,平均苗高6.2cm;以腐质土:珍珠岩=3:1为基质,对组培苗进行移栽,成活率可达97%。
关键词:雪莲果;快繁;移栽;成活率
中图分类号:S539 文献标识码:A 文章编号:1006-060X(2014) 15-0012-04
Rapid Propagation of Yacon Plantlets in vitro
WU Ya-jing, AI Xin, CAI Yan-ping
(College of Horticulture and Landscape, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, PRC)
Abstract: In this study, yacon stems with axillary buds were used as experimental materials to explore the rapid propagation of yacon in
suitable conditions. The results show that MS + 2,4-d 0.15mg/L + sucrose (30g/L) + agar (6g/L) was of the optimal effect on plantlets sprouted
from the yacon stems with the rooting rate at 100% and average root length of 6.4cm after 20 d, and the seedling rate at 95% and average
height of 6.2 cm after 25 d; and the garden soil∶coarse sand∶peat = 1∶1∶1 as a substrate was used for tissue –cultured plantlets to be
transplanted on, the seedling survival rate was 97%.
Key words: yacon; rapid propagation; transplanting; survival rate
雪莲果 (Smallanthus Sonchifolius (Poepp.End1.)H.
Robinson)属菊科多年生草本块根作物,起源于从智利的
中北部到秘鲁、厄瓜多尔的南美洲安第斯山脉的中高原
地带[1],2004年开始引入云南省嵩明县栽培[2]。雪莲果块
根形如甘薯,皮薄汁多,果肉如雪梨,晶莹剔透,香甜脆
爽,生熟可食,含有较高果寡糖(低聚糖),这种糖在人体
内不能被代谢,因此,有可能以饮食疗法预防和治疗糖
尿病[3-4],是一种既可作水果、蔬菜食用,又具有药用价值
的保健植物。国内有关雪莲果的研究报道多集中于引
种、栽培、营养成分及功能分析等方面[5-6],关于雪莲果种
苗繁殖方面的研究较少。由于雪莲果栽培上采用块茎繁
殖,因此易患病毒病和存在种性退化问题[7]。应用组织培
养技术可快速繁殖种苗,实现大面积栽培,同时通过茎
尖分生组织培养可获得脱毒苗,解决种性退化问题。曾
慎等对雪莲果离体快繁[8]、试管苗移栽成活因素[9]、组培
脱毒[7]等进行了初步研究。刘德江[10]等人研究了雪莲果叶
片愈伤组织的诱导,获得了对茎段形成芽、对再生植株
诱导成根效果较好的培养基配方,但对愈伤组织的再分
化成芽没有获得成功。马杰,崔波[11]等人对雪莲果幼嫩叶
片和腋芽离体培养与植株再生过程进行了研究,在短时
间内完成从诱导到再生植株形成的整个过程,实现了该
植株再生体系的建立,该体系的建立大大加快了育苗进
程,对雪莲果种苗快速繁殖和规模化生产有着重要的指
导意义。本试验在前人研究的基础上,以雪莲果带腋芽
的茎段为外植体材料探讨激素(NAA、IBA和 2,4-D)种
类和浓度对雪莲果快速繁殖的效果,为建立雪莲果无毒
种苗快繁技术提供依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验材料为栽种于湖南农业大学智能温室的雪莲
果苗。取生长健壮带腋芽的茎段为试验材料。将外植体
用洗衣粉水浸泡 3~5min,再用清水 (自来水) 漂洗
10~15min,然后在超净工作台无菌状态下用 75%酒精
(V/V)表面灭菌 30s,用无菌水漂洗 3次,再用 0.2%升汞
溶液消毒 5~7min,最后用无菌水漂洗 4次。
1.2 培养基的配制
以MS为基本培养基,添加不同种类和浓度水平的
生长素物质(IBA、NAA、2,4-D如表 1),培养基中附加蔗
糖(30g·L-1)+ 琼脂(6g·L-1),将培养基 PH 值调至
5.8~6.0。
1.3 外植体培养
无菌条件下,将消毒后的雪莲果切成长约 1.0cm带
单腋芽的茎段,接种于不同浓度的培养基中(表 1),每组
处理接种 20个三角瓶,每瓶竖立放 4个带腋芽茎段。接
种好的外植体放置在温度为(25±2)℃,光照为(白天光
照 16h,黑暗 8h,光照强度约 400μmol/(m2·s))的条件下
进行培养。适时观察各自的长根和长芽成苗的状况。
收稿日期:2014-07-25
作者简介:吴亚京(1982-),女,湖南城步县人,农艺师,主要从事
农业推广工作。
通讯作者:艾 辛
生理生化┃遗传育种┃耕作栽培
12
DOI:10.16498/j.cnki.hnnykx.2014.15.014
湖南农业科学·
取切割好的无菌带腋芽茎段接种在 MS + NAA0.
1mg·L-1+蔗糖(30g·L-1)+琼脂(6g·L-1)培养基,每瓶分别
放 5根、10根、15根。接种好的外植体放置在温度为
(25±2)℃,光照为(白天光照 16h,黑暗 8h,光照强度约
400μmol/(m2·s))的条件下进行培养。适时观察各自的长
根和长芽成苗的状况。
1.4 试管苗的移栽
试管苗完成生根后,将培养瓶放在通风温室内,在
自然光照条件下炼苗 7~10d后,打开瓶盖,再晾苗 3d,然
后用水洗去试管苗根部的固体培养基, 最后将试管苗移
栽到灭过菌的栽培基质(腐质土:珍珠岩 =3:1)中。注意
遮阴保湿,尤其是在移栽后 10d内要做到全天遮阴,晴
天时注意喷水。待成活后揭去遮阳网,观察苗的成活率。
2 结果与分析
2.1 生长物质种类和浓度对腋芽茎段成苗的影响
雪莲果茎段腋芽在没有生长物质的刺激的情况下
虽然能够成苗,但成苗率低,苗矮小。生长物质都能诱导
茎段腋芽萌发成苗,但它们在诱导成苗率、苗生长节数
及成苗质量上有差异(结果见图 1、表 2)。2,4-D 0.15mg·
L-1培养基对雪莲果的带腋芽的茎段成苗的效果最好,
25d后成苗率达到了 95%,平均苗高有 6.2cm,平均苗节
数有 5节,节间长、粗壮,叶片肥厚且宽大(如图 1-1)。其
次是 NAA 0.1mg·L-1培养基(如图 1-2),成苗率也达到了
82.5%。而 IBA对雪莲果的成苗效果不明显(如图 1-3),
成苗率不足 50%,甚至低于对照。从实验结果看,MS+2,
4-D 0.15mg·L-1是最佳底色成苗培养基。所有的试管苗
叶片都有不同程度的向下卷曲,尤以含 2,4-D和 NAA
的培养基要严重一些,原因可能是与某些微量元素不足
有关,有待进一步试验。
表 1 生长素类物质种类和浓度
培养基编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
基本培养基
MS
MS
MS
MS
MS
MS
MS
MS
MS
MS
2,4-D(mg·L-1)
0.00
0.10
0.15
0.20
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
NAA(mg·L-1)
0.00
0.00
0.00
0.00
0.05
0.10
0.15
0.00
0.00
0.00
IBA(mg·L-1)
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.10
0.20
0.30
表 2 生长物质种类和浓度对雪莲果带腋芽茎段成苗的效果
激素/mg·L-1
MS
MS+2,4-D0.10
MS+2,4-D0.15
MS+2,4-D0.20
MS+NAA0.05
MS+NAA0.10
MS+NAA0.15
MS+IBA0.10
MS+IBA0.20
MS+IBA0.30
25天成苗株数(条)
60
65
68
62
61
66
60
40
38
35
25天后成苗率(%)
75.00
81.25
95.00
77.50
76.25
82.50
75.00
50.00
47.50
43.75
注:外植体数为80个;成苗率=(成苗的外植体数/总接种外植体数)×100%。
平均苗高(cm)
4.5
6.0
6.2
5.6
4.0
5.0
4.5
3.5
3.2
3.0
平均苗节数(节)
5
5
5
5
4
5
4
3
3
3
生长状况
节间短,细小,叶片薄而宽
节间长,粗壮,叶片肥厚、宽大
节间长,粗壮,叶片肥厚、宽大
节间长,粗壮,叶片肥厚、宽大
节间短,粗壮,叶片较窄,薄
节间短,粗壮,叶片较窄,薄
节间短,粗壮,叶片较窄,薄
节间短,细小,叶片窄而厚
节间短,细小,叶片窄而厚
节间短,细小,叶片窄而厚
2.2 生长物质对雪莲果茎段苗生根的影响
雪莲果腋芽茎段分别接入培养基中的生根情况见
图 2、表 3。不管有无生长物质,雪莲果腋芽茎段外植体
5~8天内都开始长根,但不同外植体间的生根速度、根
长和根数有差异。图 2为 3种生长物质最佳的浓度的生
根情况。表 3可知,接种 20天后,MS+NAA 0.1mg·L-1
图 1 雪莲果的茎段快繁苗
生理生化┃遗传育种┃耕作栽培
13
·HUNAN AGRICULTURAL SCIENCES
2.3 单瓶接种腋芽茎段数量对成苗的影响
MS+NAA0.1mg·L-1培养基接种的外植体,5d就开
始长根,从长出第一条根开始 10d内根系生长较快,平
均每天有 6.2株长根,之后生根速度缓慢,基本趋于稳定
不变。由表 4可知,一瓶内接种 5株外植体的成苗率最
高,达到了 80%。其次是一瓶内接种 10株,最后是一瓶
内接种 15株。一瓶内接种多株,形成的苗茎都很细小,
叶片也小而薄。一瓶内接种 5株比接种 10株和 15株更
有利于成苗,而且一瓶内接种的株数越多,越容易形成
玻璃苗,不利于苗的成活,该实验结果与丰锋[12]等的研究
结果是一致的。
2.4 试管苗的移栽
试管苗完成生根后,将培养瓶放在通风温室内,在
自然光照条件下炼苗 7~10d后,打开瓶盖,在自然条件
下晾苗 3d,然后用温水洗去试管苗根部的固体培养基,
最后将试管苗移栽到灭过菌的栽培基质(腐质土∶珍珠
岩 =3∶1)中。注意遮阴保湿,尤其是在移栽后 10d内要
做到全天遮阴,晴天时注意喷水。经过 20d后,移栽成活
率达到了 97%,而未炼苗的试管苗成活率只有 78.35%。
表 3 生长物质种类和浓度对雪莲果带腋芽茎段生根的效果
激素/mg·L-1
MS
MS+2,4-D0.10
MS+2,4-D0.15
MS+2,4-D0.20
MS+NAA0.05
MS+NAA0.10
MS+NAA0.15
MS+IBA0.10
MS+IBA0.20
MS+IBA0.30
平均生根时间(天)
14
12
11
13
14
13
14
15
14
15
20天生根株数(条)
76
78
80
76
78
80
75
42
40
40
注:外植体数为80个;生根率=(生根的外植体数/总接种外植体数)×100%。
20天后生根率(%)
95.00
97.50
100.00
95.00
97.50
100.00
93.75
52.50
50.00
50.00
平均根长(cm)
5.2
6.1
6.4
6.3
4.5
5.0
4.8
2.5
2.5
2.0
根系状况
墨绿色、粗壮
墨绿色、粗壮
墨绿色、粗壮
黄绿色、粗壮
黄褐色、细小
黄褐色、细小
黄褐色、细小
黄黑色、粗壮
黄黑色、粗壮
黄黑色、粗壮
3 讨论与小结
试验结果表明,雪莲果带腋芽的茎段在没有生长物
质的培养基能够萌发成苗,添加 NAA、IBA和 2,4-D对
促进成苗和生根有不同的效果。NAA,2,4-D有一定的
促进效果,主要体现在成苗率和根系的发育等方面,其
中以 2,4-D效果最好。2,4-D浓度为 0.15mg·L-1的培养
基成苗率也是所有培养基中最高的,25d后成苗率达到
了 95%。平均苗高有 6.2cm,平均苗节数有 5节,节间长、
粗壮,叶片肥厚而且宽大,植株的整体长势很平稳,有利
于植株的成活。其它培养基成苗率虽然达到了 80%左
右,但植株的总体生长的水平不如 3号培养基(2,4-D
0.15mg·L-1)。添加 NAA的培养基植株的根细长,添加
2,4-D 的培养基植株的根长且粗壮。2,4-D 浓度为
0.15mg·L-1培养基上植株最早开始生根,完成生根时间
最短,生根率 100%,且根的形态完好,植株成活率也很
和 MA + 2,4-D 0.15mg·L-1 培养基生根率都达到了
100%,而MS+IBA 0.1mg·L-1的生根率只达到了 52.5%。
MS +2,4-D 0.15mg·L-1培养基接种的外植体平均根长
6.4cm,根系颜色呈墨绿色且粗壮,MS +NAA 0.1mg·L-1
培养基接种的外植平均根长 5.0,根系颜色呈黄褐色但
细小。从总体的实验结果来看,MS+2,4-D 0.15mg·L-1培
养基是最佳的生根培养基。
图 2 生长物质对雪莲果茎段快繁根系生长的影响
生理生化┃遗传育种┃耕作栽培
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湖南农业科学·
高。有些培养基生根率虽也达 100%,但时间长于 20d,
或根细长不利于植株成活。IBA则对雪莲果带腋芽茎段
的成苗效果不明显,平均的成苗率低于了 50%,低于不
添加如何生长物质的MS基本培养基的成苗率。综合各
项的数据来看,选用MS+2,4-D 0.15mg·L-1+蔗糖(30g·
L-1)+琼脂(6g·L-1)作为雪莲果的试管快繁培养基,形成
的植株根系完好,成苗率高,成活率高。接种不同数量带
腋芽的茎段的试验中,发现接种的越多越不利于成苗,
而且容易形成玻璃化苗。所以在培养过程中要注意接种
的外植体不能过密,培养温度也不能过高,高温(30℃)会
增加玻璃化的发生[12],试管苗要能充分得到光照,同时注
意提高容器内的透气性,这样可有效控制玻璃苗的出
现[13]。
参考文献:
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[12] 丰锋,李洪波,谢建英.芦荟组织培养中试管苗玻璃化的发生与防
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[13] 陆林,蒋亚莲,黎霞,等.雪莲果的组织培养研究[J].西南师范大学
学报(自然科学版),2009,(6):199-201.
(责任编辑:吴 婷)
表 4 接种茎段数量对成苗的影响
单瓶接种数
5株
10株
15株
成苗率(%)
85
76
64
生长状况
节间细长、叶片小而薄
节间细小而较短、叶片小而薄
节间细小而短、叶片小而薄
注:成苗率=(成苗的外植体数/总接种外植体数)×100%。
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