胡穎慧 ,馬春祥, 梁孝莉
(1.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院牡丹江分院,黑龍江牡丹江157041;2.牡丹江市種子管理處)
松塔景天(SedumnicaeenseAll.),又名松葉景天,為景天科景天屬多年生常綠肉質(zhì)草本植物,植株基部分蘗能力較強,而成叢狀,株高10~20cm,全株呈灰綠色[1]。葉短針狀,三岀輪生,排列緊密,頂部呈密集的開裂松果狀,花黃色。生長習性耐旱、極耐寒,喜光,不耐蔭。對土壤要求不嚴,但以排水良好、富含腐殖質(zhì)的砂壤土更為適宜??捎糜谕ピ鹤鞯乇辉灾?,或作花壇鑲邊,或配置模紋花壇,也可盆栽作觀葉植物置于室內(nèi),或用于屋頂綠化[2],在生態(tài)城市建設(shè)中有著極為廣闊的應(yīng)用前景。
松塔景天成活率高、觀賞性狀優(yōu)良,目前其栽培繁殖已逐步進入市場化,繁殖方式以扦插繁殖為主,但此法繁殖率較低,且耗時耗力。通過組織培養(yǎng),在短時期內(nèi)獲得大量植株,是經(jīng)濟有效的快速繁殖方法,也是工廠化育苗的主要途徑,此外也可以為合理開發(fā)利用和保存野生植物資源提供有價值的參考,因而對松塔景天離體快繁的研究在生產(chǎn)上有重大意義。
目前,對松塔景天的研究主要集中在引種栽培[3]以及抗逆生理響應(yīng)[4-7]等方面,對組織培養(yǎng)的研究鮮有報道,僅有邢苗苗等以莖段為外植體,研究了松塔景天和粗壯景天的組培快繁[8],而本研究是以幼嫩葉片為外植體,通過器官發(fā)生途徑建立松塔景天的高效快繁體系,相同方法的研究還未見報道。
1.1 材料
供試植物材料為松塔景天(SedumnicaeenseAll.),外植體選擇發(fā)育正常的幼嫩葉片。
1.2 培養(yǎng)條件
培養(yǎng)基以MS培養(yǎng)基為基礎(chǔ)培養(yǎng)基,蔗糖30g/L、瓊脂7.8g/L、pH值為5.8、培養(yǎng)溫度(25±2)℃、光照強度1500~2000 lx。
1.3 方法
1.3.1 外植體處理。取松塔景天植株幼嫩葉片作為外植體,經(jīng)清水沖洗10min后,用75%的酒精浸泡10~15s表面消毒;再浸入10%次氯酸鈉溶液3~5min;隨后,用滅菌蒸餾水淋洗3次。將其平放在高壓滅菌過的濾紙上,用滅菌刀將葉片切成0.5cm長的小塊。
1.3.2 愈傷組織誘導。將外植體接種于含基本培養(yǎng)基附加不同濃度的6-BA(0、0.1、0.5、1.0mg/L)和NAA(0、0.05、0.1、0.15 mg/L)的培養(yǎng)瓶中,每處理接種30個外植體,重復3次,置于培養(yǎng)室內(nèi)先進行暗培養(yǎng)14d后再進行光照培養(yǎng),觀察不同激素配比培養(yǎng)基中愈傷組織的生長狀態(tài),統(tǒng)計愈傷組織誘導率。
1.3.3 芽分化及再生。將誘導出的松塔景天愈傷組織,切分后分別繼代培養(yǎng)于附加不同濃度6-BA(0.1、0.5、1.0mg/L)和NAA(0.05、0.1、0.15mg/L)的培養(yǎng)瓶中進行光照培養(yǎng),每處理接種30個愈傷組織,重復3次,30 d后比較不同濃度植物生長調(diào)節(jié)劑組合下愈傷組織芽分化情況、統(tǒng)計芽分化率。
1.3.4 生根培養(yǎng)。將誘導的不定芽切下接種于附加不同濃度IBA的生根培養(yǎng)基上。生根培養(yǎng)基以1/2MS為基本培養(yǎng)基,附加4種濃度梯度的IBA(0.1、0.3、0.5、1.0mg/L),每處理接種50個不定芽,重復3次,30d后觀察生根情況,統(tǒng)計不定芽生根率。
1.3.5 馴化移栽。待組培苗的根長達到3~5cm時即可進行馴化移栽,首先松動培養(yǎng)基的瓶蓋1~2d,然后將瓶蓋完全打開,倒入少量無菌水,在培養(yǎng)室中煉苗6~7天后輕輕夾出小苗,洗凈培養(yǎng)基,并避免根部損傷。移栽到混合基質(zhì)(草炭土∶蛭石∶珍珠巖= 2∶1∶1)中,噴霧或澆水加蓋塑料薄膜以保持水分平衡,提高小苗周圍空氣濕度(90%~100%),減少葉面蒸騰。
1.3.6 數(shù)據(jù)處理。所有試驗數(shù)據(jù)采用SPSS數(shù)據(jù)統(tǒng)計軟件進行方差分析,0.05檢測水平。
2.1 不同濃度的植物生長調(diào)節(jié)劑配比對愈傷組織誘導的影響
將松塔景天外植體接種于不同植物生長調(diào)節(jié)劑配比培養(yǎng)基中,培養(yǎng)7~10d,切口處開始膨大(圖1-A),經(jīng)過30d培養(yǎng),會有不同程度的愈傷組織長出,但在不同濃度梯度下,愈傷組織的誘導率明顯不同,愈傷組織的色澤、松散程度及生長狀態(tài)也有所差別(見表1)。
試驗結(jié)果表明,在不添加任何植物生長調(diào)節(jié)劑及只添加一種植物生長調(diào)節(jié)劑的培養(yǎng)基中,愈傷組織的誘導率顯著低于2種激素不同濃度配比的培養(yǎng)基(表1),說明6-BA及NAA對松塔景天誘導愈傷組織都起著至關(guān)重要的作用。
由表1可以看出,在MS+6-BA0.5mg/L+NAA0.05mg/L培養(yǎng)基上誘導培養(yǎng)的愈傷組織不僅誘導率高達87.78%,顯著高于其他幾種濃度配比的培養(yǎng)基,且生長速度快,質(zhì)量最好,外觀呈淺綠色的顆粒狀(圖1-B),質(zhì)地較為疏松,生長速度快。一般認為,這種愈傷組織為具有分化能力的愈傷組織[9]。
表1 不同濃度植物生長調(diào)節(jié)劑對松塔景天愈傷組織誘導的影響
2.2 不同濃度的植物生長調(diào)節(jié)劑配比對愈傷組織芽分化的影響
將長勢良好的愈傷組織切割后,接種于不同植物生長調(diào)節(jié)劑配比培養(yǎng)基中誘導芽分化,培養(yǎng)30d后,統(tǒng)計芽誘導率見表2,試驗結(jié)果表明,在不同植物生長調(diào)節(jié)劑濃度配比中,MS+6-BA 1.0mg/L +NAA0.1mg/L 培養(yǎng)基中愈傷組織芽分化率顯著高于其他培養(yǎng)基,為88.89%,14 d時愈傷組織表面開始出現(xiàn)的綠色芽點(圖1-C),隨后淡綠色芽點漸漸密集(圖1-D),30d后迅速誘導產(chǎn)生叢生芽(圖1-E),將叢生芽切分后進行繼代培養(yǎng),14d后形成不定芽(圖1-F)。
表2 不同濃度植物生長調(diào)節(jié)劑對松塔景天愈傷組織芽分化的影響
2.3 不同濃度的植物生長調(diào)節(jié)劑對組培苗生根的影響
圖1 松塔景天組培快繁過程
選擇在最適芽分化培養(yǎng)基中繼代培養(yǎng)的松塔景天組培苗,接種到1/2MS培養(yǎng)基,附加不同濃度的IBA,30d后統(tǒng)計生根情況(見表3)。
表3 不同濃度IBA對松塔景天組培苗生根的影響
由表3可以看出,松塔景天組培苗在幾個不同處理培養(yǎng)基中均能生根,但生根率及根部長勢有所不同,在添加0.3 mg/L IBA的培養(yǎng)基中生根率達91.33%,顯著高于其他濃度處理,且根部長勢粗壯,主側(cè)根能夠明顯區(qū)分(圖1-G),因此1/2MS+0.3 mg/L IBA為松塔景天組培苗最適生根培養(yǎng)基。組培苗生根后獲得完整的再生植株,待根部長至3~5cm后,進行馴化移栽,30 d后松塔景天組培苗成活率達84%(圖1-H)。
由于植物細胞在離體狀態(tài)下缺乏合成生長素和分裂素的能力,因此,在組織培養(yǎng)過程中往往需要添加適當?shù)耐庠粗参锷L調(diào)節(jié)劑(PGRs)以促進細胞的生長和分化[10]。PGRs又稱植物激素,包括細胞分裂素、生長素等。細胞分裂素和生長素搭配使用可誘導植物脫分化形成愈傷組織,被廣泛應(yīng)用于植物組織培養(yǎng)。但不同的植物對植物生長調(diào)節(jié)劑的種類和濃度的反應(yīng)不盡相同[11]。
本試驗以松塔景天幼嫩葉片為外植體,通過器官發(fā)生途徑,即誘導愈傷組織、愈傷組織芽分化、生根培養(yǎng)的途徑研究松塔景天的高頻再生體系,試驗結(jié)果表明松塔景天最適愈傷組織誘導培養(yǎng)基為MS+6-BA 0.5mg/L+NAA0.05mg/L,愈傷組織誘導率達87.78%,愈傷組織顏色淡綠色,生長較快,質(zhì)地疏松。關(guān)于芽分化培養(yǎng)有研究結(jié)果表明,6-BA/NAA的比值高時有利于不定芽的分化[12-13],本試驗篩選出的最適芽分化培養(yǎng)基為MS+6-BA 1.0mg/L+NAA0.1mg/L,其6-BA/NAA的比值為10,這與前人研究結(jié)果相一致。關(guān)于植物組織生根培養(yǎng),大多數(shù)試驗已得出結(jié)論,以1/2MS作為生根培養(yǎng)的基本培養(yǎng)基效果較好[14],因此本試驗也使用這種配方,邢苗苗[8]認為NAA抑制根的生長,而IBA適合景天類植物生根,并發(fā)現(xiàn)1/2 MS附加IBA 0.5 mg/L為最佳的生根培養(yǎng)基,而本試驗篩選出的最適生根培養(yǎng)基為1/2MS+IBA 0.3 mg/L,這可能是由于不同外植體自身的生理結(jié)構(gòu)、分化狀態(tài)以及脫分化能力存在的差異造成的。長勢良好的組培苗經(jīng)馴化移栽后成活率達84%。
本試驗建立了松塔景天快速繁殖體系,可大量提供優(yōu)質(zhì)松塔景天組培苗,此外還可為松塔景天的種植資源保存、品種改良等提供一定的指導意義。
[1]孔秋真,趙曉東,聶世煥.地被植物在城市園林綠化中的應(yīng)用[J].河南科技,2010(2):73.
[2]矯國榮,張國梁,吳秀峰,等.八寶景天等四種景天屬植物的引種馴化與繁育[J].園林科技,2006(3):5-14.
[3]楊建華,童俊,陳法志,等.幾種景天屬植物引種及其扦插繁殖研究[J].湖北林業(yè)科技,2009(2):31-33.
[4]孫國峰,張金政,石雷,等.滲透脅迫對CAM植物——松塔景天幼苗保護酶及滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的影響[A].2008北京奧運園林綠化的理論與實踐論文集,2009.
[5]孟慶芳,沈漫,劉婷,等.3種景天植物低溫適應(yīng)性的研究[J].北京農(nóng)學院學報,2011(2):50-53.
[6]路潔,彭勵,倪細爐,等.景天屬5種景觀地被植物抗旱能力的綜合評價[J].中國農(nóng)學通報,2011,27(4):108-114.
[7]高小燕.幾種景天科植物抗旱性及其生理機制的研究[D].內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學,2009.
[8]邢苗苗,沈漫,高遐虹,等.2種景天植物組培快繁的研究[J].北京農(nóng)學院學報,2010,25(1):65-68.
[9]安利佳,姜長陽.植物組織培養(yǎng)導論[M].大連:遼寧師范大學出版社,1997:55-60.
[10]崔凱榮,刑更生,周攻克,等.植物激素對體細胞胚胎發(fā)生的誘導與調(diào)節(jié)[J].遺傳,2000,22(5): 349-354.
[11]黃勇,張鐵,張文生,等.三七組織培養(yǎng)研究綜述[J].文山學院學報, 2012,25(6): 13-15.
[12]黃遠新,何鳳發(fā),張盛林.魔芋組織培養(yǎng)與快繁技術(shù)研究[J].西南農(nóng)業(yè)大學學報,2003,25(4):309-312.
[13]樊國盛,鄧莉蘭.西南樺組織培養(yǎng)研究[J].西南林學院學報,2000,20 (3) :147-151.
[14]譚文澄.觀賞植物組織培養(yǎng)技術(shù)[M].北京:中國林業(yè)出版社,1991.