蘭 偉， 韓 晴 (阜陽(yáng)師范學(xué)院生物與食品工程學(xué)院，安徽阜陽(yáng) 236037)

不同培養(yǎng)基成分對(duì)薄荷試管苗生根的影響

蘭 偉， 韓 晴 (阜陽(yáng)師范學(xué)院生物與食品工程學(xué)院，安徽阜陽(yáng) 236037)

[目的]篩選薄荷試管苗生根的最佳培養(yǎng)基組合。[方法]以薄荷試管苗莖段為試驗(yàn)材料，探討不同培養(yǎng)基成分、凝固劑種類及添加量對(duì)其生根的影響。[結(jié)果] 在薄荷試管苗培養(yǎng)過(guò)程中，使用瓊脂為凝固劑，且添加量為7 g/L的1/2MS培養(yǎng)基時(shí)，其生根時(shí)間最短，生根數(shù)和生根長(zhǎng)度較高。 [結(jié)論] 為薄荷試管苗的大規(guī)模、優(yōu)質(zhì)、高效生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

薄荷試管苗；培養(yǎng)基成分；復(fù)配增稠劑；瓊脂；生根

薄荷(Menthacanadensis)為多年生宿根草本植物，被譽(yù)為世界三大香料之一[1]。薄荷用途廣泛，不但可以作食用、香料及其他原料，且可作藥材使用[2]。《本草綱目》記載“薄荷味辛、性涼、無(wú)毒”。薄荷的莖、葉均有特殊香味，具有疏肝解郁、利咽、和疏散風(fēng)熱之功效。在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中，常將其用作治療頭痛、風(fēng)熱感冒、胸腹脹悶、麻疹等癥[3]。薄荷嫩莖葉可以食用，且營(yíng)養(yǎng)價(jià)值豐富，富含大量的碳水化合物、蛋白質(zhì)以及多種維生素和微量元素，如維生素C、鈣、磷等[4]。薄荷因其廣泛用途，現(xiàn)受到越來(lái)越多人們的喜愛和種植，為薄荷生產(chǎn)的發(fā)展創(chuàng)造了良好的市場(chǎng)基礎(chǔ)。

薄荷是常異交作物,其后代容易發(fā)生變異,因此生產(chǎn)上需采用無(wú)性繁殖[5]。在薄荷生產(chǎn)中，目前常用的繁殖方法是扦插根莖進(jìn)行繁殖[6]。但長(zhǎng)期無(wú)性繁殖易造成植株病毒的大量積累，從而大大降低了薄荷的產(chǎn)量[7]。

我國(guó)為薄荷主產(chǎn)國(guó),薄荷產(chǎn)量居世界首位。但傳統(tǒng)的種植方法不能夠滿足龐大的市場(chǎng)需求，而植物組織培養(yǎng)技術(shù)可以使種苗大量擴(kuò)繁。因而，將植物組織培養(yǎng)技術(shù)運(yùn)用到薄荷種苗的生產(chǎn)中，是行之有效的方法。國(guó)內(nèi)有關(guān)薄荷組培的研究主要偏重于不同的外植體、不同的激素配比等對(duì)薄荷植株生根及不定芽的影響[6]。而對(duì)于薄荷在組培過(guò)程中培養(yǎng)基成分的選擇、凝固劑的種類及其添加量的使用尚未見報(bào)道。

在植物組織培養(yǎng)過(guò)程中，常用瓊脂作為凝固劑的MS培養(yǎng)基[8]，在工業(yè)化育苗過(guò)程中，需要瓊脂量較大且價(jià)格昂貴，影響育苗的經(jīng)濟(jì)效益。現(xiàn)許多商用瓊脂凝膠強(qiáng)度低，對(duì)試管苗的生長(zhǎng)造成不良影響，增加了工廠化生產(chǎn)成本[9]。在植物組織培養(yǎng)過(guò)程中，能夠取代瓊脂的替代物有卡拉膠、魔芋膠、黃原膠、石花膠等[10]。該試驗(yàn)選擇復(fù)配增稠劑(卡拉膠和魔芋膠混合物)及復(fù)配增稠劑與瓊脂的混合物(下文以混合物簡(jiǎn)稱)作為瓊脂替代物進(jìn)行試驗(yàn)；植物的種類不同，適用的培養(yǎng)基種類不同，常見的培養(yǎng)基成分有1/2MS、White、MS、VW培養(yǎng)基。筆者通過(guò)探究培養(yǎng)基成分的類型、培養(yǎng)基凝固劑種類以及添加量3個(gè)方面，篩選出薄荷種苗在組培過(guò)程中較為適宜的培養(yǎng)基組合類型，為薄荷試管苗的大規(guī)模、優(yōu)質(zhì)、高效生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1供試材料。試驗(yàn)材料為生長(zhǎng)健壯的薄荷試管苗，品種為“阜油一號(hào)”，來(lái)源于阜陽(yáng)師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院植物組織培養(yǎng)中心。

1.1.2試劑。瓊脂、復(fù)配增稠劑(滕州市金鳳凰卡拉膠有限責(zé)任公司生產(chǎn))、MS培養(yǎng)基母液、蔗糖。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1試材的選取。取生長(zhǎng)健壯的薄荷試管苗，選取生長(zhǎng)情況基本相同的莖段，并按薄荷生長(zhǎng)極性的方向?qū)⑵浣臃N于MS培養(yǎng)基上。45 d后，選擇長(zhǎng)勢(shì)、葉片大小、節(jié)間長(zhǎng)度基本一致，長(zhǎng)約1.3 cm的莖段作為試材。

1.2.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)。根據(jù)各個(gè)凝固劑的添加量設(shè)計(jì)濃度梯度為1 g/L(混合物比例為2∶1)的試驗(yàn)，即選用的瓊脂濃度分別為7、8、9 g/L，復(fù)配增稠劑的濃度為10、11、12 g/L，混合物配比濃度分為3個(gè)組合(分別以a、b、c代表3種濃度的組合)，其中瓊脂添加量分別為3.7、4.0、4.4 g/L,相應(yīng)的復(fù)配增稠劑添加量分別為7.2、8.0、8.6 g/L。試驗(yàn)共設(shè)18個(gè)處理，8個(gè)重復(fù)。

將上述試材分別接種至各個(gè)培養(yǎng)瓶中，每瓶接種3個(gè)莖段。以各個(gè)培養(yǎng)基中薄荷試管苗的生根數(shù)和生根長(zhǎng)度作為觀測(cè)指標(biāo)，觀察并記錄試驗(yàn)結(jié)果。

1.2.3培養(yǎng)條件。接種后，將各個(gè)培養(yǎng)瓶置于25 ℃條件下光照培養(yǎng),光照時(shí)間12 h/d,光照強(qiáng)度2 000 lx[6]。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析3 d后對(duì)各培養(yǎng)基試管苗的生根數(shù)和生根長(zhǎng)度進(jìn)行觀察、測(cè)量并記錄，計(jì)算平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同培養(yǎng)基成分對(duì)薄荷試管苗生根的影響盡管上述凝固物質(zhì)都可以作為植物組培的培養(yǎng)基凝固劑，但3種滅菌后的培養(yǎng)基呈現(xiàn)不同的狀態(tài)(圖1)。其中混合物培養(yǎng)基的凝固度最大且具有彈性，呈現(xiàn)微白色、半透明狀態(tài)，而復(fù)配增稠劑培養(yǎng)基凝固度最低，為無(wú)色透明狀，這2種類型培養(yǎng)基分別在接種20 d和10 d后開始生根(圖2)；瓊脂的凝固性介

于兩者之間，呈現(xiàn)白色，且在接種后5 d開始生根。兩者生根速度與瓊脂中薄荷試管苗的生根速度相比較慢。瓊脂培養(yǎng)基中生根數(shù)基本呈直線增長(zhǎng)，復(fù)配增稠劑培養(yǎng)基中的生根數(shù)在15～20 d時(shí)增長(zhǎng)較快。產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因可能是，瓊脂培養(yǎng)基呈現(xiàn)白色，相對(duì)于呈現(xiàn)無(wú)色透明的復(fù)配增稠劑培養(yǎng)基，透光較少，而光照較強(qiáng)時(shí)雖然有利于有機(jī)物質(zhì)的積累，但植株根系的形成與啟動(dòng)不需要光或僅需要弱光，降低了生根時(shí)間[11]。

2.2 不同培養(yǎng)基成分、凝固劑及不同添加量對(duì)薄荷根數(shù)和根長(zhǎng)的影響薄荷試管苗在接種25 d后，各個(gè)培養(yǎng)基中薄荷試管苗的生根情況已有明顯差異(圖3)。

由表1可知,以瓊脂為凝固劑的培養(yǎng)基生根數(shù)和生根長(zhǎng)度都較高，且生根數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差相對(duì)較??；以混合物為凝固劑時(shí)生根情況較為穩(wěn)定，但生根情況相對(duì)于對(duì)照組較差，當(dāng)瓊脂和復(fù)配增稠劑的組合為b時(shí)，薄荷試管苗的生根情況較好；在復(fù)配增稠劑中，隨著其添加量的增加，生根數(shù)減少，生根長(zhǎng)度變短。

由表2可知,在以瓊脂為凝固劑的培養(yǎng)基中，薄荷試管苗的生根數(shù)和生根長(zhǎng)度明顯高于另外2種類型凝固劑的培養(yǎng)基的生根情況；且都呈現(xiàn)隨著凝固劑添加量的增加，生根數(shù)和生根長(zhǎng)度減少；當(dāng)以混合物為凝固劑時(shí)，當(dāng)兩者添加量為b組合時(shí)，薄荷試管苗的生根情況較好。

綜合來(lái)看，在以瓊脂為凝固劑的培養(yǎng)基中，薄荷試管苗的生根情況較為穩(wěn)定，生根較長(zhǎng)且生根數(shù)目多；當(dāng)培養(yǎng)基的類型相同時(shí)，各種凝固劑的添加量不同，試管苗的生根數(shù)也不相同。以瓊脂為例，在MS培養(yǎng)基中，試管苗的平均生根數(shù)在11.50～15.18 cm，其平均根長(zhǎng)在0.70～1.26 cm，而在1/2MS培養(yǎng)基中，平均生根數(shù)在16.73～23.18 cm，而平均根長(zhǎng)在0.58～1.30 cm。此原因是隨著凝固劑濃度的增加，培養(yǎng)基的通氣性，材料與培養(yǎng)基的接觸面積減少，即根系吸收的表面積減少，而根系的伸長(zhǎng)生長(zhǎng)的阻力增大，因而影響了根系的生長(zhǎng)[12]；當(dāng)凝固劑類型及添加量都相同時(shí)，培養(yǎng)基類型不同，薄荷試管苗的生根情況也不同，瓊脂添加量為7 g/L的MS培養(yǎng)基中，薄荷試管苗生根數(shù)為14.75 cm,而在1/2MS培養(yǎng)基中，薄荷試管苗生根數(shù)為23.18 cm。原因可能是，MS是常用的基本培養(yǎng)基，其無(wú)機(jī)鹽與離子的濃度較高，為高鹽濃度培養(yǎng)基不利于薄荷試管苗器官根的分化，而1/2MS培養(yǎng)基的無(wú)機(jī)鹽濃度相對(duì)較低，反而有利于薄荷試管苗根部的分化[13]；在復(fù)配增稠劑和混合物為凝固劑的培養(yǎng)基中，薄荷試管苗的平均根長(zhǎng)和平均生根數(shù)，皆低于對(duì)照組中試管苗的生根情況。

表1 MS培養(yǎng)基中不同凝固劑及添加量對(duì)薄荷試管苗生根的影響

注：a、b、c分別代表混合物添加時(shí)，瓊脂和復(fù)配增稠劑的3種比例。

表2 1/2MS培養(yǎng)基中不同凝固劑及添加量對(duì)薄荷試管苗生根的影響

注：a、b、c分別代表混合物添加時(shí)，瓊脂和復(fù)配增稠劑的3種比例。

3 結(jié)論與討論

在植物組織培養(yǎng)過(guò)程中，常用固體培養(yǎng)基的凝固劑為瓊脂[8]。在該試驗(yàn)中以復(fù)配增稠劑作為凝固劑時(shí)，其培養(yǎng)基具有透明度較高、凝固性較低[9]的特點(diǎn)，薄荷試管苗接種后生根時(shí)間較長(zhǎng)，但生根速度較快，生根情況良好，市場(chǎng)上瓊脂的價(jià)格為192元/kg，而復(fù)配增稠劑為38元/kg，因此當(dāng)復(fù)配增稠劑作為凝固劑使用時(shí)，可大大降低生產(chǎn)成本。以混合物作為凝固劑時(shí)，在凝固劑、透明度、彈性3個(gè)方面均優(yōu)于瓊脂、復(fù)配增稠劑單獨(dú)使用，但生根情況較差。

薄荷試管苗在3種不同類型凝固劑的培養(yǎng)基中的生根情況也不同，對(duì)于同一種凝固劑的培養(yǎng)基，因其凝固劑的添加量不同，薄荷生根情況也明顯不同，且生根長(zhǎng)度和生根數(shù)都呈不同的變化趨勢(shì)，由于試驗(yàn)設(shè)計(jì)梯度較大，數(shù)據(jù)雖然呈現(xiàn)一定的變化趨勢(shì)，但不能判斷各凝固劑的最適添加量，可在以后的試驗(yàn)中繼續(xù)縮小濃度梯度，進(jìn)行更為精確的試驗(yàn)。但在該試驗(yàn)中，較適合薄荷生根的是添加量為7 g/L瓊脂的1/2MS培養(yǎng)基。

不同植物在正常生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，所需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的種類和濃度也不同。因而，不同種類植物進(jìn)行組織培養(yǎng)時(shí)，應(yīng)選擇不同的培養(yǎng)基及類型，常見的有MS、1/2MS、White、VW等。該試驗(yàn)選擇MS和1/2MS 2種培養(yǎng)基，當(dāng)培養(yǎng)基凝固劑的種類，培養(yǎng)基的類型不同，薄荷生根情況也不同。

相對(duì)于國(guó)內(nèi)其他有關(guān)薄荷組織培養(yǎng)中不同外植體、不同激素配比的研究，該試驗(yàn)主要探究培養(yǎng)基對(duì)于植物生根的影響，結(jié)果表明，在薄荷試管苗培養(yǎng)過(guò)程中，使用瓊脂為凝固劑，且添加量為7 g/L的1/2MS培養(yǎng)基時(shí)，其生根時(shí)間最短，生根數(shù)和生根長(zhǎng)度較高。當(dāng)結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用時(shí)，可選擇添加復(fù)配增稠劑10 g/L的MS培養(yǎng)基，成本較低且生根數(shù)較多、生根較長(zhǎng)。

在整個(gè)試驗(yàn)中，混合物的生根時(shí)間較長(zhǎng)、速度較慢、生根情況相對(duì)較差，并沒有查到合理的解釋，有待于以后進(jìn)一步的研究

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The Effects of Different Culture Medium Components on Mint Tube Seedlings Rooting

LAN Wei，HAN Qing

(School of Biological Science and Food Engineering，F(xiàn)uyang Teachers College,Fuyang，Anhui 236037)

[Objective] The aim was to screen the best medium combination of mint tube seedlings rooting.[Method] With stem section of mint tube seedlings as test materials,the effects of different media composition,the type and amount of coagulant effect on mint tube seedlings rooting were discussed.[Result] In mint tube seedlings cultivation process,using agar as curing agent,and adding amount of 1/2 MS culture medium for 7 g/L,the rooting time was shortest,and root number and root length was higher.[Conclusion] The study provided theoretical basis for the large-scale,high-quality and efficient production of mint tube seedlings,

Mint plantlets; Medium component; Complex thickener; Agar; Rooting

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31000132)；安徽省教育廳自然科學(xué)重點(diǎn)項(xiàng)目(KJ2013A207)；阜陽(yáng)師范學(xué)院省級(jí)科研機(jī)構(gòu)委托專項(xiàng)(2011KSLZX05YB)。

蘭偉(1973- )，男，安徽阜陽(yáng)人，講師，碩士，從事觀賞植物種質(zhì)資源收集保存與利用研究。

2015-03-31

S 567.23+5

A

0517-6611(2015)14-016-03