王 杰,韓夢豪,許琳玉,劉儀云,許家月,陳蘇丹
(河南科技大學(xué)林學(xué)院,河南洛陽 471000)
款冬(Tussilago farfara L.)為菊科款冬屬多年生草本植物,別名冬花、九九花,頭狀花序,花期2~3 月??疃槲覈鴤鹘y(tǒng)中藥材,歷代《中國藥典》均有收載。其性溫、味辛、微苦、歸肺經(jīng),具有平喘、升壓、抗炎、抗腫等功效,臨床使用十分廣泛。近幾年,環(huán)境污染所帶來的一系列問題成為人們關(guān)注的熱點(diǎn),尤其是霧霾天氣引發(fā)的健康問題更是令人焦慮。人體吸入空氣中的雜質(zhì)和有毒氣體,導(dǎo)致咳嗽、呼吸困難等呼吸道疾病,嚴(yán)重影響著人們的身體健康。研究表明,款冬能有效地緩解上述并發(fā)癥,有止咳、化痰、潤肺之功效[1-3]。但目前款冬花野生資源遭受嚴(yán)重的破壞,且人工栽培周期長,種植面積少,導(dǎo)致市場供不應(yīng)求。本試驗(yàn)以款冬為試材,建立完整組培體系,以期為進(jìn)一步的工廠化、規(guī)?;a(chǎn)育苗提供理論依據(jù)。
試驗(yàn)于2018 年9 月~2019 年6 月在河南省洛陽市河南科技大學(xué)(112°24′E,34°35′N,)進(jìn)行。洛陽市位于暖溫帶地帶,屬大陸性氣候。洛陽市年平均溫度為11~24℃,與款冬天然生長氣候環(huán)境大致相同。
款冬采集于河南省三門峽市盧氏縣,并移栽至河南科技大學(xué)開元校區(qū)統(tǒng)一管理。
1.3.1 葉片的消毒處理。試驗(yàn)采用生長旺盛、無病蟲害侵染的幼嫩葉片。先用淡洗衣粉水浸泡5min,輕微攪拌,然后流水沖洗0.5h,除去殘余??疃~片表面覆蓋細(xì)小絨毛,滅菌較為困難,因此用棉簽輕輕擦拭表面可以使消毒劑達(dá)到良好效果。本試驗(yàn)設(shè)置75%乙醇、0.1g/L HgCl2分別處理30s、300s[4]。
1.3.2 培養(yǎng)條件。選用MS、1/2MS 為基本培養(yǎng)基,培養(yǎng)基中加入濃度為30g/L 蔗糖,8g/L 瓊脂,培養(yǎng)基pH 值5.6~6.4。培養(yǎng)條件為:光照強(qiáng)度2500~3100Lx,光照時間12h/d,培養(yǎng)溫度22±3℃。
1.3.3 誘導(dǎo)愈傷組織。將處理好的葉片在超凈工作臺上切成約1cm2的小正方形,接種于附加不同激素濃度6-BA、NAA 的愈傷組織誘導(dǎo)培養(yǎng)基上。每組接種30瓶,每瓶接種3 小塊葉片,在22±3℃光培養(yǎng)40d,誘導(dǎo)期間觀察其生長情況。
以MS 培養(yǎng)基為基本培養(yǎng)基,附加不同濃度的6-BA(0.5mg/L、1.0mg/L、1.5mg/L),NAA(0.1mg/L、0.2mg/L、0.3mg/L)共9 組處理,上述各處理培養(yǎng)基均添加適量30g/L 蔗糖、7g/L 瓊脂。培養(yǎng)基pH 值5.6~6.4。
1.3.4 芽的增殖培養(yǎng)。選取生長良好的愈傷組織進(jìn)行芽的增殖分化,將其接入附加不同濃度6-BA、NAA、ZT的培養(yǎng)基上。每組處理接種30 瓶,每瓶接種1 塊愈傷組織。在22±3℃、光周期12h/12h(光/暗)的條件下培養(yǎng)30d,培養(yǎng)期間觀察其芽的增殖情況。以MS 培養(yǎng)基為基本培養(yǎng)基,附加不同濃度的6-BA(1.0mg/L、2.0mg/L、3.0mg/L、4.0mg/L),NAA(0.1mg/L、0.2mg/L、0.3mg/L、0.4mg/L),ZT(1.0mg/L、2.0mg/L、3.0mg/L、4.0mg/L)共8 組處理,上述各處理培養(yǎng)基均添加適量30g/L 蔗糖,7g/L 瓊脂。培養(yǎng)基pH 值5.6~6.4。
1.3.5 生根培養(yǎng)。選取健壯飽滿的芽進(jìn)行生根培養(yǎng),以MS 為基本培養(yǎng)基,附加不同濃度NAA(0.1mg/L、0.5mg/L、1.0mg/L),每組處理均添加0.5%活性炭,30g/L蔗糖,7g/L 瓊脂,pH 值5.6~6.4,培養(yǎng)30d,期間觀察根的生長情況。
1.3.6 馴化移栽。將根長勢健壯的組培苗移入室溫中,在1 周之內(nèi)將其瓶蓋慢慢打開,再完全打開放置2~3d,取出苗洗凈根部培養(yǎng)基。在4%高錳酸鉀溶液中浸泡根部10s[5],移栽至珍珠巖∶蛭石∶泥炭土=1∶1∶1 與珍珠巖∶蛭石∶泥炭土=3∶1∶6 的2 種不同基質(zhì)配比中,每組處理10 瓶。保持溫度22±3℃,含水量(95±5)%,適當(dāng)遮蔭與通風(fēng),計(jì)算成活率。
接種3 周后觀察,葉片四周有明顯膨大卷曲現(xiàn)象,大部分葉片邊緣形成黃綠色的凸起物。1mg/L 6-BA 濃度中長勢最好;濃度為1.5mg/L 6-BA 培養(yǎng)基中出現(xiàn)少量“燒苗”現(xiàn)象。在第6 周觀察時發(fā)現(xiàn),濃度為0.5mg/L 6-BA 愈傷組織較致密,但長勢弱,不具備芽的增殖分化能力;濃度為1.5mg/L 6-BA 出現(xiàn)“燒苗”現(xiàn)象;濃度為1.0mg/L 6-BA 培養(yǎng)基中誘導(dǎo)愈傷組織致密;濃度為1.0mg/L 6-BA,0.2mg/L NAA 最為突出,愈傷組織呈現(xiàn)出顏色淡黃綠色,致密且強(qiáng)壯。經(jīng)分析表明,MS+1.0mg/L 6-BA+0.2mg/L NAA 是較為理想的誘導(dǎo)愈傷組織培養(yǎng)基,誘導(dǎo)率為90.2%,愈傷組織呈黃綠色,強(qiáng)壯且致密,有較強(qiáng)的芽增殖分化能力。試驗(yàn)結(jié)果如表1 所示。
表1 愈傷組織誘導(dǎo)培養(yǎng)
將長勢良好的愈傷組織轉(zhuǎn)入芽的增殖分化培養(yǎng)基上,2 周之后觀察并記錄其芽誘導(dǎo)率。如表2 所示,試驗(yàn)結(jié)果表明,不同濃度的6-BA 和ZT 分別和NAA 配比,在一定的濃度范圍內(nèi),芽的誘導(dǎo)率均呈現(xiàn)先上升后下降。以MS+2.0mg/L ZT+0.2mg/L NAA 的培養(yǎng)基,芽數(shù)量多且健壯,基部無或有少量愈傷組織,生長情況良好,誘導(dǎo)率最高達(dá)65.21%。
表2 芽增殖分化培養(yǎng)
當(dāng)芽長到3cm 左右,移入生根培養(yǎng)基,20d 后根長有明顯的伸長情況。在第4 周時對試驗(yàn)材料進(jìn)行觀察記錄。如表3 所示,濃度為0.1mg/L NAA 時平均根長最短且根較弱;濃度為0.5mg/L NAA 時平均根長最長且根較健壯,達(dá)3.2cm;濃度為1.0mg/LNAA 時試管苗平均根長達(dá)2.6cm,且大部分培養(yǎng)基中存在少量愈傷組織。以上結(jié)果表明,誘導(dǎo)試管苗生根最適培養(yǎng)基為1/2MS+0.5mg/L NAA+0.5%活性炭,試管苗平均根長為3.2cm,根生長健壯,根部無或有少量愈傷組織。
表3 試管苗的生根培養(yǎng)
當(dāng)平均根長達(dá)到3.2cm 時,對其進(jìn)行馴化移栽,30天后觀察并記錄成活率。如表4 所示,發(fā)現(xiàn)2 種基質(zhì)都較為適合試管苗的移栽,但珍珠巖∶蛭石∶泥炭土=3∶1∶6 的基質(zhì)成活率更高。
表4 試管苗的馴化移栽
圖1 不同階段的款冬組培苗
在處理款冬葉片時,因其背部覆細(xì)小絨毛,會影響消毒劑的消毒效果,需用棉簽擦拭表面,還可將吐溫-80 加入75%酒精進(jìn)行處理。兩者相比,棉簽使用更方便,去除絨毛較徹底,效果更明顯。在款冬葉片誘導(dǎo)愈傷組織時期,得出適宜的培養(yǎng)基為MS+1.0mg/L 6-BA+0.2mg/L NAA,與王貴軍[6]試驗(yàn)結(jié)果相比較,其誘導(dǎo)愈傷組織最適培養(yǎng)基為MS+1.0mg/L 6-BA+1.0mg/L NAA。兩者結(jié)果有較小的差異,其原因可能為款冬的產(chǎn)地不同,生長環(huán)境不同,栽培種類不同。在此期間發(fā)現(xiàn),部分愈傷組織出現(xiàn)“褐化”現(xiàn)象,出現(xiàn)“褐化”的原因與品種、培養(yǎng)基、取材季節(jié)等都有一定關(guān)系,其嚴(yán)重程度與酚類化合物的代謝有關(guān),酚類化合物含量越高,“褐化”現(xiàn)象越嚴(yán)重。植物激素NAA 可以在一定程度上阻礙酚類化合物的合成,緩解“褐化”的程度[7]。
在芽的增殖分化時期,本試驗(yàn)采用2 種不同培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng),一種是以MS 為基本培養(yǎng)基附加不同濃度配比的NAA 與6-BA,一種是以MS 為基本培養(yǎng)基附加不同濃度比例的NAA 與ZT。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),2 種培養(yǎng)基在一定濃度范圍內(nèi)對芽的增殖分化都有一定的促進(jìn)作用,但以MS+2.0mg/L ZT+0.2mg/L NAA 生長效果最好,試驗(yàn)結(jié)果與任繼文等[8]的報道結(jié)果類似。
在生根培養(yǎng)中得出最適培養(yǎng)基為1/2MS+0.5mg/L NAA+0.5%活性炭,與王貴軍[6]研究報道結(jié)果相同。基質(zhì)的種類及其配比是影響款冬組培苗馴化移栽生長的重要因子,泥炭土具有巨大的吸水與保水能力[9],珍珠巖穩(wěn)定性強(qiáng),吸水性好,可以疏松土壤使根系透氣[10]。蛭石透氣性好,溫度變化小,有利于穩(wěn)定根系的環(huán)境溫度[11-12]。采用這3 種基質(zhì)有利于款冬的生長。從此次試驗(yàn)得出,馴化移栽最適基質(zhì)比例為珍珠巖∶蛭石∶泥炭土=3∶1∶6,成活率高達(dá)89.72%,這與韋如萍[13]研究結(jié)果不同。出現(xiàn)差異的原因是不同科屬的植物生長習(xí)性不同,對需水量及需氧量不同,所以對不同基質(zhì)的需求量不同。
本試驗(yàn)建立了完整的款冬組培體系,極大地縮短了其栽培周期,為工廠化育苗提供理論依據(jù),在一定程度上可緩解款冬野生資源緊張,滿足市場的巨大需求。