和世平,廈國(guó)銀,王 荔
(1.麗江市古城區(qū)農(nóng)業(yè)局,云南麗江674100;2.麗江師范高等專(zhuān)科學(xué)校,云南麗江674100;3.云南農(nóng)業(yè)大學(xué),云南昆明650205)
半夏[Pinellia ternata(Thunb.)Breit]為天南星科半夏屬多年生草本植物,以干燥塊莖入藥,炮制后具有抗腫瘤等功效,目前已被列為云南省重點(diǎn)發(fā)展的系列藥材之一。無(wú)糖組培快繁技術(shù)是一種全新的植物組織培養(yǎng)技術(shù),是環(huán)境控制技術(shù)和組織培養(yǎng)技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。目前,該技術(shù)已在非洲菊、滿(mǎn)天星等花卉和燈盞花的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)中顯示出極大的優(yōu)勢(shì)。
隨著半夏藥用價(jià)值的不斷提升,市場(chǎng)需求日趨擴(kuò)大,藥農(nóng)為了追求經(jīng)濟(jì)利益,過(guò)度開(kāi)發(fā)半夏野生資源,導(dǎo)致資源逐漸枯竭。因此,建立半夏快速繁殖體系迫在眉睫。本文旨在以半夏不定芽為材料,應(yīng)用無(wú)糖組培微環(huán)境調(diào)控技術(shù),對(duì)半夏無(wú)糖組培中誘導(dǎo)根分化的最佳基質(zhì)及營(yíng)養(yǎng)液組合進(jìn)行篩選,為建立半夏快速繁殖體系打下基礎(chǔ)。
用昭通優(yōu)質(zhì)地珠半夏葉片通過(guò)傳統(tǒng)組培產(chǎn)生的不定芽。
設(shè)2個(gè)因子,每個(gè)因子設(shè)3個(gè)水平。營(yíng)養(yǎng)液:A1(MS)、A2(1/2MS)、A3(1/4MS),營(yíng)養(yǎng)液中除去糖及有機(jī)元素;培養(yǎng)基質(zhì):B1(2份蛭石∶1份珍珠巖)、B2(2份泥炭∶1份珍珠巖)、B3(1份蛭石∶1份泥炭∶1份珍珠巖),基質(zhì)1、基質(zhì)2、基質(zhì)3與3個(gè)營(yíng)養(yǎng)液水平進(jìn)行隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),共9個(gè)處理,每個(gè)處理接種一盤(pán),每盤(pán)接種150個(gè)半夏不定芽,每個(gè)處理重復(fù)3次,以同齡半夏不定芽傳統(tǒng)組培作為對(duì)照(CK)。
在超凈工作臺(tái)上,把半夏不定芽插入裝有上述9個(gè)處理的無(wú)菌基質(zhì)苗盤(pán)中,置于培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)。前3 d閉光培養(yǎng),第4 d開(kāi)始光照培養(yǎng)并通入CO2。設(shè)置培養(yǎng)箱內(nèi)CO2濃度為900~1 200μmol/L,光強(qiáng)為71.4μmol/m2/s,光照時(shí)間14 h/d,溫度保持在(25±2)℃,相對(duì)濕度80%±5%。
觀察記錄半夏不定芽生根的起始時(shí)間,培養(yǎng)至第14 d統(tǒng)計(jì)生根率,培養(yǎng)28 d后測(cè)量苗高、葉面積、主根長(zhǎng)、主根數(shù)、須根數(shù)。將生根率用Excel進(jìn)行反正弦轉(zhuǎn)換后,用SAS6.12軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
不同基質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)液組合處理對(duì)半夏不定芽無(wú)糖組培生根率的影響見(jiàn)表1。從表1可見(jiàn),在所設(shè)的9個(gè)基質(zhì)與營(yíng)養(yǎng)液的處理組合中,處理9(1/4MS+基質(zhì)3)半夏不定芽的生根率、苗高、葉面積、主根數(shù)和主根長(zhǎng)等各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)最優(yōu),且9個(gè)基質(zhì)與營(yíng)養(yǎng)液的處理組合,半夏不定芽的生根率均高于有糖組培苗對(duì)照(CK)。處理9(1/4MS+基質(zhì)3)半夏不定芽的平均生根率最高為87.67%±0.65%;處理2最低為68.03%±1.1%。為進(jìn)一步比較各因子對(duì)半夏不定芽無(wú)糖生根率的差異顯著性,進(jìn)行方差分析。結(jié)果表明(表2),半夏不定芽無(wú)糖培養(yǎng)的營(yíng)養(yǎng)液間F=35.83,P<0.01,說(shuō)明3種營(yíng)養(yǎng)液間差異極顯著,半夏不定芽無(wú)糖培養(yǎng)生根率與營(yíng)養(yǎng)液的種類(lèi)有關(guān)。培養(yǎng)基質(zhì)間F=70.77,P<0.01,說(shuō)明3種培養(yǎng)基質(zhì)間差異極顯著,半夏不定芽無(wú)糖培養(yǎng)生根率與培養(yǎng)基質(zhì)的種類(lèi)也有關(guān)。
表1 不同基質(zhì)與營(yíng)養(yǎng)液處理對(duì)半夏不定芽營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)的影響
表2 半夏不定芽生根率方差分析
表3 不同因子各水平SSR檢驗(yàn)
營(yíng)養(yǎng)液間多重比較結(jié)果表明(表3),營(yíng)養(yǎng)液A3(1/4MS)對(duì)半夏不定芽生根最好,極顯著高于營(yíng)養(yǎng)液A1、營(yíng)養(yǎng)液A2;營(yíng)養(yǎng)液A2顯著高于營(yíng)養(yǎng)液A1。培養(yǎng)基質(zhì)多重比較結(jié)果表明,基質(zhì)B3極顯著高于基質(zhì)B2,顯著高于基質(zhì)B1;基質(zhì)B1極顯著高于基質(zhì)B2。
通過(guò)對(duì)表1~3分析得出,處理9(1/4MS+基質(zhì)3)為半夏無(wú)糖生根的最佳營(yíng)養(yǎng)液和基質(zhì)組合。
植株的生長(zhǎng)不僅受空間環(huán)境因素的影響,也受根際環(huán)境的影響。傳統(tǒng)組織培養(yǎng)中,由于植株是以兼養(yǎng)的方式生長(zhǎng),就必須在培養(yǎng)基中加入蔗糖、激素、維生素等化學(xué)物質(zhì)。由于蔗糖的存在,為了防止微生物大量繁殖,要求有糖組培必須在密封的小容器內(nèi)進(jìn)行。且傳統(tǒng)組培中一般都以瓊脂等凝膠劑作為支撐物,在瓊脂中植株根系發(fā)育通常瘦小、脆弱,當(dāng)植株移栽到土壤中時(shí)容易死亡。本研究以多孔的無(wú)機(jī)材料如蛭石、珍珠巖、泥炭等作為無(wú)糖組培培養(yǎng)基質(zhì),該基質(zhì)有良好的空氣擴(kuò)散系數(shù),使培養(yǎng)基質(zhì)中有較高的氧濃度,從而促進(jìn)植株的根系生長(zhǎng)發(fā)育,長(zhǎng)出大量須根,提高無(wú)糖組培苗的成苗率,且無(wú)機(jī)材料的價(jià)格便宜,可以反復(fù)使用,有效降低了生產(chǎn)成本。
在植物無(wú)糖培養(yǎng)中,利用營(yíng)養(yǎng)液為組培苗提供養(yǎng)分是關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù)。在充分滿(mǎn)足植株生長(zhǎng)所需的光、溫、水、氣、肥的條件下,適當(dāng)噴施低濃度的MS營(yíng)養(yǎng)液對(duì)提高植株的光合能力、增加干物質(zhì)累積是有利的,從而增強(qiáng)植株對(duì)病蟲(chóng)害及逆境的抗性。張金蓮等通過(guò)研究MS、1/2MS對(duì)誘導(dǎo)盾葉薯蕷組培苗生根的影響,得出MS、1/2MS培養(yǎng)基對(duì)盾葉薯蕷組培苗生根影響差異不顯著,但MS培養(yǎng)基更有利于提高盾葉薯蕷組培苗根系生長(zhǎng)的質(zhì)量。而本研究通過(guò)MS、1/2MS、1/4MS營(yíng)養(yǎng)液對(duì)誘導(dǎo)半夏不定芽生根的影響研究發(fā)現(xiàn),半夏組培苗在1/4MS營(yíng)養(yǎng)液中較MS、1/2MS生根效果好,并長(zhǎng)出大量須根,半夏組培苗長(zhǎng)勢(shì)最好。
[1]郭巧生.最新常用中藥材栽培技術(shù)[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,2002,90~91.
[2]Kozai T,Kitaya Y,Kutota C.Collected papers on environmental control in micropropagation[J].Chaila university press,1995(3):591~947.
[3]肖玉蘭,張立力,張光怡.非洲菊無(wú)糖組織培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用研究[J].園藝學(xué)報(bào), 1998,25(4):408~410.
[4]李宗菊,周應(yīng)揆,桂明英,等.滿(mǎn)天星無(wú)糖組培快繁技術(shù)研究[J].云南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),1999,21(2):134~138.
[5]楊凱,王荔,楊艷瓊,等.燈盞花不定芽無(wú)糖生根培養(yǎng)的微環(huán)境調(diào)控技術(shù)研究[J].云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2007,22(3):319~322.
[6]陳疏影,王荔,楊艷瓊,等.微環(huán)境調(diào)控對(duì)燈盞花無(wú)糖組培苗顯微結(jié)構(gòu)的影響[J].云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2007,22(2):183~187.
[7]Bin G Kang,Conrad S Yocum.Ethylene and Carbondioxide:mediation of hypocotyls hook2 opening response[J].Sci.,1967, 156:958~95.
[8]屈云慧,熊麗,吳麗芳.無(wú)糖組培技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展前景[J].中國(guó)種業(yè),2003(12):17~18.
[9]李樹(shù)和,張磊,王震星,等.大花蕙蘭組織培養(yǎng)和試管苗移栽技術(shù)的研究[J].天津農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào),2003,10(4):32~35.
[10]張希太.無(wú)機(jī)基質(zhì)加簡(jiǎn)化的MS營(yíng)養(yǎng)液快繁甘薯脫毒苗[J].河南職業(yè)技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào),2002,30(3):24~25.
[11]張金蓮,李少峰,王軍,等.MS、1/2MS及活性炭對(duì)誘導(dǎo)盾葉薯蕷組培苗生根的影響[J].大理科技,2005(1):49~51.
[12]孟靜靜,李慧,宋旭麗,等.紅莓組織培養(yǎng)及快速繁殖技術(shù)[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2010,23(6):2155~2157.
[13]陳麗靜,馬爽,李麗麗,等.東方百合“索蚌”離體培養(yǎng)快繁體系建立[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2010,23(5):1652~1654.
[14]張軍云,馬文彬,瞿觀,等.除蟲(chóng)菊組織培養(yǎng)快繁技術(shù)研究[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2010,23(3):989~991.