全 文 :山草果组培苗生根实验
*
江 明,易清元,王 梦
(云南农业大学香料研究所,云南 昆明 650051)
摘要:以濒危植物山草果无菌培养苗为实验材料,利用 ABT6、2,4 - D、ABT1 3 种植物生长调节剂,采用 3 因
素 3 水平正交试验,分别置于不同的光照强度 (≤1 000 Lx;2 000 ~ 3 000 Lx;≥3 500 Lx)和不同的培养温度
(≤20℃;25 ± 2℃;≥30℃)条件下培养 30 天后调查其生根率及根系生长情况,通过极差及方差分析。结果表
明:不同的植物生长调节剂及不同的浓度配比对山草果组培苗生根的影响有显著差异。ABT6 和 2,4 - D对山草
果组培苗生根的促进作用显著,ABT1 的作用较小。山草果组培苗在 1 /2 SH + ABT6 1. 0 mg /L + 2,4 - D 0. 01
~ 0. 1 mg /L培养基中生根较好,其最佳培养基为 1 /2 SH + ABT6 1. 0 mg /L + 2,4 - D 0. 1 mg /L;在培养温度
为 25 ± 2℃和光照强度 2 000 ~ 3 000 Lx 重要条件下更利于山草果组培苗的芽条生根;培养 30 天后生根率可达
82. 5 %。山草果组培苗带有 2 ~ 3 条根、苗高 3 ~ 5 cm时进行移栽,其生根苗移栽成活率可达 60 %以上。
关键词:山草果;濒危植物;生根培养;生长调节剂;温度;光照强度
中图分类号:Q 949. 742. 3 文献标识码:A 文章编号:1672 - 8246 (2013)04 - 0082 - 05
Rooting Test of Aristolochia delavayi Tissue Culture Seedling
JIANG Ming,YI Qing-yuan,WANG Meng
(Institute of Spices,Yunnan Agricultural University,Kunming Yunnan 650051,P. R. China)
Abstract:The orthogonal design was applied to test the rooting ratio,ABT6,2,4 - D,ABT1 with 3 levels for
each treatment on the growth of endangered plant of Aristolochia delavayi seedlings. The seedlings were setted under
different light intensity (≤1 000 Lx,2 000 ~ 3 000 Lx,≥3 500 Lx)and temperature (≤20℃,25 ± 2℃,≥
30℃). After 30 days cultivation,the rooting rate and root growth status were caculated. The results showed that
different growth regulating agent and concentration had significant different effect on the rooting of A. delavayi tissue
culture seedlings. The best medium was 1 /2 SH + ABT6 1. 0 mg /L + 2,4 - D 0. 01 ~0. 1 mg /L,under the condi-
tion of 25 ±2℃ and 2 000 ~3 000 Lx,the rooting rate was up to 82. 5 % and the survival ratio was up to 60 % .
Key words:Aristolochia detavayi;endangered plant;rooting in vitro,regulator,tempreture,intensity of illumi-
nation
山草果 (Aristolochia delavayi)为马兜铃科
(Aristolochiaceae)马兜铃属植物,多年生匍匐小
灌木。全株均有浓郁的辛香香气,是一种待开发的
野生珍稀濒危香料资源植物。据研究报道,用山草
果植株提取的精油中主成分为 2 - 烯脂肪醛类物
质,是高档食用香精的增香剂[1 ~ 2]。目前使用的均
是合成产品,并且我国尚无生产,其产品主要依靠
进口。由于这类物质的合成技术难度较大,价格十
分昂贵,使其在国内的应用受到较大的限制。山草
果精油是 2 -烯脂肪醛类香料化合物的天然来源,
为优质绿色食品香料,其应用前景广阔。在原产
地,广泛用作食品香料,能够有效去除牛、羊、
第 42 卷 第 4 期
2013 年 08 月
西 部 林 业 科 学
Journal of West China Forestry Science
Vol. 42 No. 4
Aug. 2013
* 收稿日期:2013 - 04 - 26
基金项目:云南省教育厅基金项目 (2011Y448)。
第一作者简介:江 明 (1961 -) ,女,云南昆明人,副研究员,主要从事香料植物研究。
鱼、猪等肉类的膻味和腥味,是一种十分特殊的食
品调味料,在民间已有悠久的应用历史。然而,山
草果为中国特有的濒危物种[3],现仅分布于云南
省西北部的丽江、中甸以及四川省西南部等金沙江
流域及其支流的部分河谷中。生境范围极为狭窄,
种群数量稀少。它对土壤环境要求十分严格,一般
仅生长于山坡岩缝间,扎根于半风化的石灰岩裂隙
中。目前还没有人工繁育成功的报道。由于人为过
度采挖及其自然繁殖率低,山草果处于濒危状态。
其组培苗的生根率也较低,并且很不稳定[4]。致
使这个濒危物种的保护及其开发和利用均受到限
制。因此,本项研究针对山草果组培苗生根率低的
问题,对影响生根的相关因素进行研究,以提高山
草果组培苗的生根率,为繁育、保护和利用野生资
源植物山草果提供技术支撑。
1 材料与方法
1. 1 材料
山草果不定根诱导材料来源于云南农业大学香
料研究所培养的组培继代苗。通过选取野生较为健
壮的山草果无病虫害的植株,剪取幼嫩枝条,经消
毒灭菌后,在无菌条件下切成 0. 5 cm 左右带芽茎
段或茎尖,接种于培养基上,诱导腋芽或顶芽萌
发,经增殖培养获得无菌培养继代组培苗。以这些
无菌组培苗作为不定根培养诱导材料。
1. 2 实验方法
1. 2. 1 不同植物生长调节剂及其配比对山草果组
培苗生根的影响
选择 2 cm左右健壮的山草果无菌组培苗进行实
验。着重观察 ABT6、2,4 - D、ABT1 的浓度变化及
其配比对芽条生根的影响。采用3因素3水平 (表1)
正交实验设计,共 9 个处理,每个处理接种 50 株芽
条,实验重复 3次,培养 30天统计 50株芽条的生根
率。以生根率为主要观测指标,对实验结果进行方差
分析[5]。培养条件:以 1 /2 SH为基本培养基 (SH培
养基的组成:KNO3 2 500 mg /L,MgSO4·7H2O 400
mg /L,CaCl2·2H2O 200 mg /L,NH4H2PO4 300 mg /L,
Na2-EDTA 15 mg /L, FeSO4 · 7H2O 20 mg /L,
MnSO4·H2O 10 mg /L,ZnSO4·7H2O 1. 0 mg /L,
H3BO3 5. 0 mg /L,KI 1. 0 mg /L,Na2MoO4·2H2O
0. 1 mg /L,CuSO4·5H2O 0. 2 mg /L,CoCl2·6H2O
0. 1 mg /L,VB1 5. 0 mg /L,VB6 5. 0 mg /L,烟酸
5. 0 mg /L,肌醇 1 000 mg /L,蔗糖 30 g /L,琼脂 10
g /L) ;pH值 5. 8 ~ 6. 5;光照强度 2 500 Lx,16 h /
8 h (光 /暗)光周期,培养温度 25 ± 2℃。
表 1 影响山草果芽条生根的因素及水平
Tab. 1 Factors and levels which effected the
rooting of the Aristolochia delavayi
水平
因素 /mg·L -1
A(ABT6) B(2,4 - D) C(ABT1)
1 A1(0. 01) B1(0. 01) C1(0. 01)
2 A2(0. 1) B2(0. 1) C2(0. 1)
3 A3(1. 0) B3(1. 0) C3(1. 0)
1. 2. 2 光照强度和培养温度的变化对芽条生根的
影响
选择 2 cm左右健壮的山草果无菌培养苗,接
种于上述实验筛选出的生根培养基:1 /2 SH +
ABT6 1. 0 mg /L + 2,4 - D 0. 1 ~ 0. 01 mg /L 上,
分别置于不同的光照强度 (≤1 000 Lx;2 000 ~
3 000 Lx;≥3 500 Lx)和不同的培养温度 (≤
20℃;25 ± 2℃;≥30℃)条件下培养,每种实验
接种 50 株芽条,实验重复 3 次,培养 30 天统计生
根率,并观察芽条的根长、生根数等生长情况。以
生根率为主要观测指标,对实验结果进行单因素实
验的方差分析。
2 结果与分析
2. 1 3 种植物生长调节剂及浓度配比对山草果组
培苗生根的影响
利用不同浓度的 ABT6、2,4 - D、ABT1 植物
生长调节剂及其配比处理山草果组培苗,培养 30
天后,调查组培苗的生根率、生根数、根长度及根
系长势,结果详见表 2。
从表 2 可以看出,9 个处理组合中,生根率最
高的处理组合为处理 8,达到 82. 5 %。2,4 - D
浓度为 1. 0 mg /L 的组合中,芽条切口处愈伤组织
较多,影响了根系的发育;2,4 - D 浓度为 0. 01
mg /L的组合中则没有愈伤组织。因此,2,4 - D
以低浓度为好。在处理 1 中,3 种植物生长调节剂
均为低浓度时,芽条的根系发育比较细弱。对应
ABT6 的浓度为 1. 0 mg /L的几个处理中 (处理 7 ~
8) ,芽条根系发育相对较好,说明 ABT6 的浓度为
1. 0 mg /L时有利于芽条生根。
38第 4 期 江 明等:山草果组培苗生根实验
表 2 山草果组培苗生根培养实验结果
Tab. 2 Experimental results of rooting culture
处理
ABT6
/mg·L -1
2,4 - D
/mg·L -1
ABT1
/mg·L -1
平均生根
率 /%
生根数
/条 根长
/cm 备注
1 0. 01 0. 01 0. 01 2. 0 1 0. 5 根细弱
2 0. 01 0. 1 0. 1 31. 5 1 0. 5 根细弱
3 0. 01 1. 0 1. 0 35. 0 1 发根处有愈伤组织 根弱短
4 0. 1 0. 01 0. 1 33. 0 1 ~ 2 0. 5 生根少
5 0. 1 0. 1 1. 0 41. 7 1 ~ 2 0. 5 生根少
6 0. 1 1. 0 0. 01 55. 2 1 ~ 2 发根处有愈伤组织 根较短
7 1. 0 0. 01 1. 0 67. 2 2 ~ 3 0. 5 ~ 1. 0 根系好
8 1. 0 0. 1 0. 01 82. 5 2 ~ 3 0. 5 ~ 1. 0 根系好
9 1. 0 1. 0 0. 1 56. 6 1 ~ 2 发根处有愈伤组织 根较短
K1 69. 1 112. 2 139. 7
K2 139. 9 155. 7 131. 1
K3 206. 3 147. 4 144. 5
k1 20. 3 37. 40 46. 57
k2 46. 63 51. 90 43. 70
k3 68. 77 49. 13 48. 17
R 48. 47 14. 5 4. 47
较优水平 1. 0 0. 1 0. 01
因素主次 1 2 3
注:k为某因素中某一水平的平均生根率;R为极差。发根处有愈伤组织指根长度为 0. 2 cm。
9 个实验处理结果和极差分析见表 2 ~ 表 3。
比较几种因素的 k 值,可以看出植物生长调节剂
ABT6 以 k3 为最好,2,4 - D 以 k2 为最好,ABT1
以 k3 为最好。比较几种因素对应的极差 R 值的大
小,可以看出,影响山草果组培苗生根率因素的主
次关系为 ABT6 > 2,4 - D > ABT1。其中 ABT6 的
R值为 48. 47,对山草果生根率影响较大;ABT1 的
R值仅为 4. 47,对芽条生根率的影响较小。
表 3 各因素及水平的极差分析
Tab. 3 Range analysis between factors and levels
指标
极差值(R)
A B C
因子主次顺序
(主→次)
优水平
A B C
最优
平均生根率 48. 47 14. 50 4. 47 A、B、C A3 B2 C3 A3B2C3
为了进一步了解植物生长调节剂的浓度的变化
及不同的配比对山草果组培苗生根的影响,对 9 种
不同处理组合下山草果组培苗生根的结果进行方差
分析。由不同处理间的方差分析结果 (表 4)表明,
各处理间存在极显著差异。说明不同的植物生长调
节剂及其浓度的变化和配比对山草果组培苗生根有
很大影响。适宜的植物生长调节剂的浓度配比及组
合对山草果组培苗生根起关键作用。由此筛选出各
因素的最优水平组合为 ABT6 1. 0 mg /L + 2,4 - D
0. 1 mg /L + ABT1 1. 0 mg /L。
表 4 不同处理山草果组培苗生根率的方差分析
Tab. 4 ANOVA of rooting ratio among different treatments
变差来源 SS df MS F值 Fα
各处理间 13 405. 334 8 1 675. 667 22. 622** F0. 05(8,18)= 3. 56
误差 1 333. 333 18 74. 074 F0. 01(8,18)= 5. 8
总变异 14 738. 667 26
48 西 部 林 业 科 学 2013 年
2. 2 光照强度和培养温度对山草果组培苗生根的
影响
光照强度和培养温度的变化,对芽条生根也有
很大影响,见表 5。其方差分析见表 6。由表 6 可
以看出,不同的光照强度间以及不同的培养温度间
差异极显著,说明培养条件也是很重要的因素,一
定的光照强度有利于促进芽条根系的发育。结合对
山草果组培苗生根芽条生长状况的观察,可以看出
山草果试管苗生根培养适宜光照强度为 2 000 ~ 3
000 Lx左右。当光照强度低于 1 000 Lx时芽条生长
缓慢,发根也缓慢。当光照强度增加到 3 500 Lx
时,芽条切口处褐变,叶片发黄、脱落,从而影响
芽条生根。培养温度以 25 ± 2℃为宜。培养温度
20℃以下时,发根较慢,生根率低。培养温度
30℃以上时,芽条玻璃化严重,生根率也很低,说
明培养温度过低过高都不利于山草果组培苗生根。
因此,光照强度为 2 000 ~ 3 000 Lx,培养温度为
25 ± 2℃是山草果组培苗生根较适宜的培养条件。
表 5 培养条件对山草果组培苗生根的影响
Tab. 5 Effects of different conditions on rooting
处理 接种苗数 /株 生根苗数 /株 平均生根率 /% 根系生长状况 根长度 /cm
光照强度
≤1 000 Lx 150 38 25. 3 发根缓慢,1 条根 /苗 0. 2
2 000 ~ 3 000Lx 150 124 82. 7 根系发育好,2 ~ 3 条根 /苗 1 ~ 1. 5
≥3 500Lx 150 36 24. 0 褐变、落叶,1 条根 /苗 0. 5
培养温度
≤20℃ 150 37 24. 7 发根缓慢,1 条根 /苗 0. 5
25 ± 2℃ 150 122 81. 3 根系发育好,2 ~ 3 条根 /苗 1 ~ 1. 5
≥30℃ 150 31 20. 7 玻璃化严重,1 条根 /苗 0. 2
表 6 不同光照强度及不同培养温度对芽条生根影响的方差分析
Tab. 6 ANOVA of root growth status among different conditions
变差来源 SS df MS F值 Fα
光照强度
不同处理间 6 274. 667 2 3 137. 333 119. 645** F0. 05(2,6)= 5. 14
误差 157. 333 6 26. 222 F0. 01(2,6)= 10. 92
总变异 6 432. 000 8
培养温度
不同处理间 6 907. 556 2 3 453. 778 56. 312** F0. 05(2,6)= 5. 14
误差 368. 000 6 61. 333 F0. 01(2,6)= 10. 92
总变异 7 275. 556 8
3 结语
ABT6、2,4 - D和 ABT1 3 种生长调节剂对山
草果组培苗生根实验结果显示,ABT6 和 2,4 - D
对山草果组培苗生根的促进作用显著,ABT1 的作
用较小,以 1 /2 SH 为基本培养基,附加 ABT6 1. 0
mg /L + 2,4 - D 0. 1 ~ 0. 01 mg /L,在光照强度
2 000 ~ 3 000 Lx 、培养温度 25 ± 2℃、16 h /8 h
(光 /暗)的培养条件下,能在一定程度上提高山
草果组培苗的生根率,从原来的生根率不到 60 %
提高到了 80 %左右。且山草果组培苗具有 2 ~ 3 条
根,苗高 3 ~ 5 cm左右时,可进行移栽。移栽基质
以珍珠岩较好,成活率可达 60 %以上。
山草果组培苗生根比较困难,与马兜铃科的其
他种植物组培苗相比[6 ~ 9],其生根率比较低。在山
草果组培苗生根培养过程中,还观察到植株易落叶
的现象,与翅果油树 (Elaeagnus mollis)等一些濒
危植物的情况类似。推测可能与培养基中添加生长
素类激素后引起乙烯和多胺的产生及作用有关[10]。
芽条落叶,植株生长和生根都会受到影响。
光照强度及培养温度对山草果试管苗生根也有
很大影响。光照太强容易使芽条褐变,培养温度高
容易使芽条玻璃化。适宜的光照强度和培养温度是
稳定山草果组培苗生根率的保证。因此,防止试管
苗玻璃化、褐变以及试管苗生根培养时落叶等一系
列问题,还有待于进一步研究。克服这些问题是濒
危植物山草果离体快速繁殖体系建立和优化的关
键[11 ~ 15]。
山草果组培苗生根后炼苗一周,逐渐降低湿度
58第 4 期 江 明等:山草果组培苗生根实验
和增加光照强度,逐步恢复气孔运动的功能,减少
水分散失,促进新根发生,以增强适应新环境的能
力,方可移栽。以腐质土或珍珠岩经消毒灭菌后作
为移栽基质。试管苗的质量是影响移栽成活的关键
因素之一。选择基部愈伤组织少,发根好,健壮的
生根苗进行移栽是保证移栽成活的前提条件。山草
果组培苗生根率的提高及生根苗成功地移栽成活,
为进一步进行濒危植物山草果的人工繁育和保护种
植提供了技术支撑。
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68 西 部 林 业 科 学 2013 年