李 曉,王婷婷,陳惠哲,廖智慧,于蘭芳,陳志軍
(1.衡水職業(yè)技術(shù)學院,河北衡水 053000;2.衡水學院,河北衡水 053000)
玉露(Hamworthia cooperiM.B.Bayer)為天門冬目阿?;剖韺傧碌闹行⌒?、多年生多肉植物[1]。糯玉露作為栽培品種,植株矮小、緊湊扁平、葉片肉質(zhì)、粗短飽滿、頂端半透明且窗型巨大,深受廣大消費者的喜愛。糯玉露生長周期長,自交不親和,種子繁殖困難,傳統(tǒng)采用分株繁殖和種子繁殖,繁殖系數(shù)低、擴繁速度慢,難以滿足龐大的市場需求。其他栽培品種,如“姬玉露”“冰燈玉露”“毛玉露”“帝玉露”及“宮燈玉露”等的組織培養(yǎng)已有報道,但是關(guān)于糯玉露的相關(guān)報道較少。
通過不同外植體的選擇、不同培養(yǎng)階段、不同激素的組合的研究,探索糯玉露組培與快繁體系,以滿足鄉(xiāng)村振興和農(nóng)業(yè)供給側(cè)改革的技術(shù)需求。
實驗在2020年7 月開始,實驗地點在衡水職業(yè)技術(shù)學院花藝實訓室。供試材料來自衡水市鄧莊農(nóng)業(yè)科技示范園溫室。選擇株型好、無病蟲害、生長健壯具有花序的糯玉露植株為母本,選取糯玉露葉片、基部分株葉片、花序3 種器官組織作為外植體進行實驗。
1.2.1 培養(yǎng)材料的選擇與準備
將糯玉露整個植株從基部小心切下,在流水下沖洗20 min,無菌操作下,將葉片、基部分株葉片和花序從植株上切下,用75%酒精浸泡20 s,再用0.1%HgCl2進行10 min 振蕩消毒處理,并在無菌培養(yǎng)皿中分割成適宜接種的小塊,然后用無菌水沖洗5 次,將3 種組織分別接種于MS 培養(yǎng)基上,每個組織接種25 瓶,每瓶1 個外植體。接種后15 d 統(tǒng)計外植體的污染率和成活率,分析外植體的最優(yōu)選擇。
1.2.2 愈傷組織誘導培養(yǎng)
選取未污染的糯玉露愈傷組織,接種至1~6 號培養(yǎng)基中(見表2),研究細胞分裂素(6-BA,KT)和生長素NAA 對糯玉露誘導愈傷組織的影響。每個處理設置50 個外植體開展實驗。接種15 d 后觀察愈傷組織誘導情況,統(tǒng)計愈傷組織數(shù)目。
1.2.3 增殖培養(yǎng)
糯玉露花序在不同激素組合的培養(yǎng)基上進行愈傷組織誘導培養(yǎng),15 d 表現(xiàn)為花序一端開始膨大為愈傷組織;愈傷組織在形成后,繼續(xù)在原培養(yǎng)基中培養(yǎng),20 d 開始,表面上方或周圍出現(xiàn)綠色芽點,之后在突起處形成1~2個葉形不定芽,45 d 時長成可分為3~10 枝的叢生小苗。將誘導形成的不定芽取出并分割成單個芽苗,轉(zhuǎn)入7~12號6 種培養(yǎng)基上進行增殖培養(yǎng),分別統(tǒng)計數(shù)量。
1.2.4 生根培養(yǎng)
將增殖培養(yǎng)的叢生芽進行分割,選取較健壯的芽苗插入13~21 號9 種培養(yǎng)基中,置光照培養(yǎng)架上培養(yǎng)30 d,觀察不定根的生長情況。
1.2.5 培養(yǎng)條件及培養(yǎng)基
培養(yǎng)室條件為:溫度25(±2)℃,濕度50%~60%,照度2500 lx,每天光照時間12 h[2];培養(yǎng)基除特別注明外均為MS 培養(yǎng)基,蔗糖0.3%,瓊脂0.8%,pH值5.8±0.1。
由表1 可知,在接種15 d 后,3 種外植體的培養(yǎng)物表現(xiàn)差異很大。其中以花序作為外植體的培養(yǎng)物的污染率最低;而基部分株葉片的滅菌效果最差,容易污染;葉片作為外植體表現(xiàn)居中,其中有2 塊葉片外植體未染菌,但是枯萎死亡,可能是由于糯玉露葉片本身水分含量過多導致的[3]。綜合考慮,在建立糯玉露組培快繁體系時,以其花序作為外植體是相對最優(yōu)選擇,且不推薦選用基部分株葉片作為快繁外植體。
表1 相同處理下不同外植體的表現(xiàn)
糯玉露花序愈傷組織在不同激素組合的培養(yǎng)基上進行愈傷組織誘導培養(yǎng),15 d 表現(xiàn)為花序一端開始膨大,形成黃綠色不規(guī)則疏松突起;30 d天左右形成大塊愈傷組織。從表2 可知,糯玉露花序在6 種MS 培養(yǎng)基中的5 種上都產(chǎn)生了愈傷組織,在MS+1.5 mg·L-16-BA+0.2 mg·L-1NAA培養(yǎng)基上,所有的組織均褐變并死亡,沒有產(chǎn)生足夠強壯的愈傷組織。在其他5 種組合中,1 號培養(yǎng)基表現(xiàn)得最好,愈傷組織誘導率達到74%。所以,MS+0.7 mg·L-16-BA+1.0 mg·L-1KT+0.1 mg·L-1NAA 是糯玉露愈傷組織誘導的最適培養(yǎng)基。
表2 糯玉露花序在MS 培養(yǎng)基誘導愈傷組織的實驗結(jié)果
從表3 可知6-BA 對愈傷組織的刺激作用明顯,添加了6-BA 的培養(yǎng)基誘導出了更多的叢生芽,同時KT 對叢生芽的增殖有抑制作用。從迅速擴大種植規(guī)模的角度考慮,MS+0.7 mg·L-16-BA+0.1 mg·L-1NAA 是糯玉露花葶愈傷組織分化叢生芽的相對最優(yōu)培養(yǎng)基[4]。
表3 糯玉露花序在MS 培養(yǎng)基誘導愈傷組織的實驗結(jié)果
將增殖培養(yǎng)產(chǎn)生的叢生苗分割,轉(zhuǎn)接到生根培養(yǎng)基上(13~21 號,見表4),在15 d 后觀察發(fā)現(xiàn)有根萌生,在30 d 進行生根數(shù)目和植株狀態(tài)情況統(tǒng)計,當培養(yǎng)基為MS+0.3 mg·L-16-BA+0.3 mg·L-1NAA 時,生根率最高,達100%,是最佳的生根培養(yǎng)基。在生根苗長到5 片葉子以上,葉片肥厚,根系粗壯時就可以揭開封口膜,在組培室進行煉苗培養(yǎng)。
表4 糯玉露叢生芽在MS 生根培養(yǎng)基上的生根情況統(tǒng)計結(jié)果
在揭開封口膜5 d 后,取出植株,在流動的自來水下洗凈瓊脂培養(yǎng)基。將洗凈的植株放在鋪有滅菌干燥報紙的搪瓷盤上,放在通風陰涼處放置12 h,然后栽種在滅菌好的基質(zhì)中(蛭石和草炭體積比1 ∶3)[5]。為防止爛根,應避免積水,在保持基質(zhì)濕潤的前提下,見干見濕,不干不澆。為防止糯玉露幼苗曬傷,應將植株放置在受控光照環(huán)境下,避免陽光直射。每月施1 次薄肥,滿3個月即可達到商品標準,總體馴化成活率在90%以上。
為探索外植體的選擇,在葉片、基部分株葉片和花序中開展了外植體選擇實驗,結(jié)果表明,花序作為外植體進行組織培養(yǎng),污染率最低,成活率最高。植物激素是植物細胞脫分化和再分化的關(guān)鍵因子,在愈傷誘導、不定芽分化、增殖和生根中,本實驗設置了多種激素組合和不同濃度,探索出了一整套糯玉露的組培快繁體系。綜上所述,結(jié)合前人研究成果,研究利用組織培養(yǎng)方法成功獲得了糯玉露的組培苗,建立了組培快繁生產(chǎn)程序,也為十二卷屬多肉植物的組培苗規(guī)模化生產(chǎn)提供了參考,具有較好應用前景。