趙 暉,紀 瑛,李秀麗
(甘肅農(nóng)業(yè)職業(yè)技術學院,甘肅 蘭州 730020)
苦參(Sorphoa flavescens var.flavescens)為豆科苦參屬的變種,從其根、莖、葉和種子中提取的苦參堿、苦參素被大量應用到醫(yī)藥、保健等方面,提取苦參堿、苦參素后的殘渣也是生產(chǎn)有機肥的好原料[1~3]。苦參中的苦參堿作為植物殺蟲劑殺蟲效果好,對人、畜無毒害,且不產(chǎn)生抗藥性,具有廣闊的發(fā)展前景。長期以來,苦參生藥資源大多以采挖野生植物為主,超限量采挖造成野生資源日益枯竭。近年來,一些地區(qū)相繼開展了人工苦參栽培,但大部分以采集野生種子繁殖為主,且能采集的苦參種子量非常有限,難以滿足大規(guī)模生產(chǎn)的需要,加之苦參種子硬實率高達90%以上,種皮硬,發(fā)芽率低,種苗嚴重不足已成為制約苦參規(guī)范化、規(guī)?;耘嗟钠款i[4~6]。目前國內(nèi)外對苦參組織培養(yǎng)技術的報道較少,若將組織培養(yǎng)技術應用到苦參種苗繁殖和生產(chǎn)中,不僅可保持優(yōu)良母株性狀,而且繁殖速度快,對實現(xiàn)苦參規(guī)模化栽培,提高產(chǎn)量和品質(zhì)十分有利[7~8]。我們進行苦參組培快繁體系中外植體選擇、適宜培養(yǎng)基篩選、馴化移栽等關鍵性技術研究,以期為苦參組培工廠化育苗提供技術支撐,也為藥用植物資源的種質(zhì)離體保存提供一條新途徑。
初代培養(yǎng)的外植體選用當年收獲的苦參種子增殖培養(yǎng)的外植體選用初代培養(yǎng)獲得的生長健壯的無菌苗莖尖或莖段,生根培養(yǎng)的外植體選用繼代培養(yǎng)獲得的生長健壯的無菌苗莖尖或莖段,馴化移栽苗選用生根培養(yǎng)時獲得的生長健壯的無菌苗。NAA、6-BA均為分析純,由上?;菔郎噭┯邢薰旧a(chǎn)。
1.2.1 初代培養(yǎng) 選擇粒大、飽滿的苦參種子,先用98%濃硫酸浸泡40 min后,再用自來水沖洗3次進行預處理,然后在無菌條件下采用乙醇與升汞聯(lián)合的3種處理方法進行消毒,處理1為75%乙醇 3 s+0.1%升汞 5 min,處理 2為 75%乙醇8 s+0.1%升汞8 min,處理3為75%乙醇10 s+0.1%升汞10 min。消毒后的種子接種在MS培養(yǎng)基(基礎MS+30 g/L蔗糖+7 g/L瓊脂,pH 5.8)上,每處理接種60瓶,每瓶3~4粒。置于(25±2)℃、1 500~2 000 Lx(10 h/d)條件下培養(yǎng),7 d后統(tǒng)計污染率,21 d后統(tǒng)計成苗率。
1.2.2 增殖培養(yǎng) 在無菌條件下,將無菌苗(株高約10 cm)切割為帶單芽的莖段,接種于增殖培養(yǎng)基上誘導腋芽與叢生芽。增殖培養(yǎng)基共設9個處理,處理①為MS+0.1 mg/L NAA+1.0 mg/L 6-BA,處理②為MS+0.3 mg/L NAA+1.0 mg/L 6-BA,處理③為MS+0.5 mg/L NAA+1.0 mg/L 6-BA,處理④為MS+0.1 mg/L NAA+2.0 mg/L 6-BA,處理⑤為MS+0.3 mg/L NAA+2.0 mg/L 6-BA,處理⑥為MS+0.5 mg/L NAA+2.0 mg/L 6-BA,處理⑦為MS+0.1 mg/L NAA+3.0 mg/L 6-BA,處理⑧為MS+0.3 mg/L NAA+3.0 mg/L 6-BA,處理⑨為MS+0.5 mg/L NAA+3.0 mg/L 6-BA。每處理接種30瓶,每瓶接種2~3個單芽莖段,培養(yǎng)條件同初代培養(yǎng),7、21 d后統(tǒng)計總芽數(shù)及增殖率。
1.2.3 生根培養(yǎng) 在無菌條件下,將無菌苗切割為帶2個芽的莖段,接入生根培養(yǎng)基中進行生根培養(yǎng)。生根培養(yǎng)基6個,編號分別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ,Ⅰ為MS+0.1 mg/L NAA,Ⅱ為MS+0.3 mg/L NAA,Ⅲ為MS+0.5 mg/L NAA,Ⅳ為1/2 MS+0.1 mg/LNAA,Ⅴ為1/2 MS+0.3 mg/LNAA,Ⅵ為1/2MS+0.5 mg/L NAA。每處理接種30瓶,每瓶接3~4個莖段,培養(yǎng)條件同初代培養(yǎng)。接種后30 d統(tǒng)計生根率,生根數(shù)及根長。
1.2.4 馴化與移栽 選擇根長1~2 cm的無菌苗,在自然光照下馴化5 d后從培養(yǎng)瓶中取出,輕輕洗去根部的瓊脂,分別栽入蛭石與田園土按1∶1配制的混合基質(zhì)和純蛭石兩種基質(zhì)中,移栽前先將基質(zhì)滅菌后裝入營養(yǎng)缽中鋪平壓實,澆透水,移栽時用竹簽在基質(zhì)表面打孔,將組培苗栽入并壓實。每缽栽1株,每處理30缽。初期保持環(huán)境溫度20~25℃,間隔4 h噴水1次,保持空氣相對濕度80%以上,5 d后逐漸降低溫度與濕度,轉入自然光下培養(yǎng),并于移栽后5、10、15 d統(tǒng)計組培苗成活率。
由表1可見,利用不同的消毒方法處理苦參種子后,初代培養(yǎng)時污染率均未超過10%,成苗率為30.0%~68.2%。其中以處理2的污染率相對較低,為6.6%,成苗率最高,為68.2%,污染率較處理3高1.6百分點,較處理1低3.4百分點;成苗率較處理3高38.2百分點,較處理1高32.1百分點。且處理2成苗率與處理1差異顯著,與處理3差異極顯著。
表1 不同消毒處理苦參種子初代培養(yǎng)的污染率與成苗率
表2 不同激素配比的苦參誘導芽的增殖率
由表2可見,在添加不同濃度的NAA和6-BA的MS培養(yǎng)基中,苦參無菌苗誘導芽增殖率各不相同。其中,處理9(MS+0.5 mg/L NAA+3.0 mg/L 6-BA)的培養(yǎng)基在接種7 d后和21 d后的芽增殖率均為最高,分別為38.1%和120.2%,分別較其它處理高5.2~34.5百分點和38.1~101.2百分點;其次是處理7(MS+0.1 mg/L NAA+3.0 mg/L 6-BA),雖然在接種7 d后增殖率最低,但在接種21 d后的增殖率較高,達82.1%。且接種7 d后,處理9與處理6、處理2、處理4差異顯著,與其它處理差異極顯著;接種21 d后,處理9與處理7差異不顯著,與其它處理差異極顯著。綜合考慮可見,MS培養(yǎng)基中分別添加0.1、3.0 mg/L 6-BA和0.5 mg/L NAA、3.0 mg/L 6-BA的芽增殖效果較好。
表3 不同移栽基質(zhì)中苦參組培苗的移栽成活率
由圖1、2、3可見,在MS培養(yǎng)基中分別添加0.1、0.3、0.5 mg/L NAA培養(yǎng)30 d后,苦參組培苗的生根率和生根數(shù)均隨NAA濃度的升高而增加,在添加0.1 mg/LNAA的培養(yǎng)基中,根系生長更快,平均根長最長。在1/2 MS培養(yǎng)基中,分別添加0.1、0.3、0.5 mg/L NAA培養(yǎng)30 d后,苦參組培苗的生根率、生根數(shù)及根長均以添加0.1 mg/L NAA時最高。表明含低濃度無機鹽與生長素NAA的培養(yǎng)基更有利于苦參組培苗生根。
圖1 不同培養(yǎng)基對苦參組培苗生根率的影響
圖2 不同培養(yǎng)基對苦參組培苗生根數(shù)的影響
圖3 不同培養(yǎng)基對苦參組培苗平均根長的影響
由表3可見,移栽后5、10、15 d,均以純蛭石為基質(zhì)的組培苗成活率最高,達80%以上。移栽后15 d,蛭石與田園土混合基質(zhì)中的組培苗成活率僅為56.67%。在營養(yǎng)缽中培養(yǎng)20 d后,苦參苗平均株高8.39 cm,葉片數(shù)5片,平均根長4.23 cm,帶土移栽至大田后成活率可達90%以上。
試驗結果表明,以苦參種子作為外植體,采用75%乙醇8 s+0.1%升汞8 min消毒后,污染率低,易獲得無菌材料。MS培養(yǎng)基中分別添加0.1、3.0 mg/L 6-BA和0.5 mg/L NAA、3.0 mg/L 6-BA的增殖效果較好,增殖率最高達120.2%。在1/2 MS培養(yǎng)基中添加0.1 mg/L的NAA,更利于苦參組培苗生根。根長1.00~2.00 cm的無菌苗,在自然光下馴化培養(yǎng)5 d后移栽至蛭石基質(zhì)中,成活率較高,移栽后5~15 d的成活率達80%以上。
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