有機(jī)附加物對(duì)藍(lán)豬耳試管開花的影響

羅斯斯　林麗虹　王瑛華等

摘要 [目的] 探討藍(lán)豬耳試管開花的最佳條件。[方法]以藍(lán)豬耳莖段為外植體，通過不同的培養(yǎng)基處理進(jìn)行開花誘導(dǎo)，探討有機(jī)附加物對(duì)藍(lán)豬耳試管開花的影響。[結(jié)果]水解酪蛋白（CH）和酵母浸出液（YE）對(duì)藍(lán)豬耳試管苗的生長發(fā)育有促進(jìn)作用，縮短了藍(lán)豬耳試管成花時(shí)間，促進(jìn)根生長。[結(jié)論]以1/2MS為基本培養(yǎng)基，蔗糖濃度為60 g/L和有機(jī)物為50 mg/L CH時(shí)，藍(lán)豬耳試管開花的效果最好。

關(guān)鍵詞 藍(lán)豬耳；試管開花；有機(jī)附加物；水解酪蛋白；酵母浸出液

中圖分類號(hào) S188 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2015）20-035-03

Abstract [Objective] The aim was to explore the effect of organic additives on in vitro flowering of Torenia fournieri.[Method] The effect of organic additives on in vitro flowering of Torenia fournieri was explored through different media processing induce flowering， using Torenia stem segments as explants. [Result]The results showed that： casein hydrolyzate （CH） and yeast extract （YE） promoted on the growth of Torenia plantlets， but also shortens the in vitro flowering of Torenia and promote root growth.

[Conclusion]MS basic medium， sucrose concentration of 60 g/L and organic additives to 50 mg/L CH treatment was best suitable for in vitro flowering of T. fournieri.

Key words Torenia fournieri Linden； In vitro flowering； Organic additives； CH； YE

藍(lán)豬耳（Torenia fournieri Linden）是玄參科蝴蝶草屬1年生草本植物，原產(chǎn)于越南[1]，常見于亞洲、非洲熱帶和亞熱帶地區(qū)。藍(lán)豬耳生長周期一般為90 d，果莢、種子數(shù)目多且具有特殊的裸露胚囊[2]，可成為適合研究和推廣的試管花卉。藍(lán)豬耳還是夏季主要觀賞花卉之一，常作為綠化植物。

試管開花是通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)，讓植物在培養(yǎng)容器中完成開花過程[3]。藍(lán)豬耳試管開花可以加快繁殖，縮短開花時(shí)間，且不受季節(jié)環(huán)境的影響。有研究認(rèn)為，有機(jī)附加物如水解酪蛋白（CH）、酵母提取液（YE）等對(duì)花粉愈傷組織的分化具有促進(jìn)作用[4]。藍(lán)豬耳是花朵器官發(fā)育和授粉受精研究以及植物細(xì)胞分化的模式植物。因而，筆者以藍(lán)豬耳外植體為材料，研究有機(jī)附加物對(duì)藍(lán)豬耳試管開花的影響，為探討藍(lán)豬耳試管開花的最佳條件提供一定的參考，并進(jìn)一步為離體植物的發(fā)育提供一個(gè)理想的試驗(yàn)體系。

1 材料與方法

1.1 無菌材料的獲得及培養(yǎng)

藍(lán)豬耳無菌苗的獲得參照王瑛華等的方法[5]，選取長勢良好的藍(lán)豬耳莖段接種于1/2MS+30 g/L蔗糖+7 g/L瓊脂粉，pH 5.8～6.2的培養(yǎng)基中繼代培養(yǎng)，培養(yǎng)條件為：光照16 h/d，光照強(qiáng)度1 600 lx，溫度（25±2）℃。開花誘導(dǎo)培養(yǎng)的方法為：每種培養(yǎng)基接種8瓶，每瓶接種3～4個(gè)帶節(jié)莖段，以1/2MS培養(yǎng)基為基本培養(yǎng)基，添加7 g/L瓊脂粉和不同的有機(jī)附加物，光照10 h/d，白天溫度為26 ℃，夜間溫度為23 ℃。

1.2 不同糖類對(duì)藍(lán)豬耳試管開花的影響

選取長勢良好的藍(lán)豬耳莖段，接種于1/2MS培養(yǎng)基，分別加入30 g/L葡萄糖、麥芽糖、乳糖、果糖、蔗糖。觀察加入每種材料后藍(lán)豬耳的生長發(fā)育過程，記錄每個(gè)莖段上第一朵花花苞形成時(shí)間、花朵露色時(shí)間和全展時(shí)間，以及開花頻率（開花莖段數(shù)/接種莖段數(shù)），在所有花朵全展后測量每個(gè)莖段上花朵個(gè)數(shù)、節(jié)的生長數(shù)量、株高。試驗(yàn)重復(fù)3次。

1.3 不同蔗糖濃度對(duì)藍(lán)豬耳試管開花的影響

取長勢良好的藍(lán)豬耳莖段，接種于1/2MS培養(yǎng)基，并加入不同濃度的蔗糖進(jìn)行處理，蔗糖濃度分別設(shè)置為15、30、45、60 g/L。測定項(xiàng)目與觀察方法同“1.2”。試驗(yàn)重復(fù)3次。

1.4 不同有機(jī)附加物濃度對(duì)藍(lán)豬耳試管開花的影響

取長勢良好的藍(lán)豬耳莖段，接種于1/2MS+30 g/L蔗糖+7 g/L瓊脂粉，pH 5.8～6.2的培養(yǎng)基中，分別加入100、500 mg/L有機(jī)物CH或YE。測定項(xiàng)目與觀察方法同“1.2”。試驗(yàn)重復(fù)3次。

1.5 統(tǒng)計(jì)方法

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用統(tǒng)計(jì)軟件DPS7.5進(jìn)行多重比較分析，具體用最小顯著差異法（LSD法）檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同糖類對(duì)藍(lán)豬耳試管開花的影響

由表1可知，不同糖類顯著影響植株的開花率和花朵形成的各時(shí)期長短。在各試驗(yàn)組中，培養(yǎng)基添加果糖，花朵形成時(shí)間為21.2 d，且花苞最快露色（圖1）；而添加麥芽糖，花朵形成時(shí)間較添加果糖增加4 d；添加葡萄糖后雖然花朵形成與露色所需時(shí)間稍長于添加果糖，但只需39 d花朵就完全展開，比添加乳糖縮短近12 d。其中添加果糖后開花率最高，達(dá)98.33%，是添加乳糖后開花率的1.3倍。通過對(duì)比可以看出，添加乳糖后植株平均花朵數(shù)明顯較其他糖類組少。從表1也可以看出，不同糖類對(duì)藍(lán)豬耳離體培養(yǎng)的株高有顯著影響。添加蔗糖的培養(yǎng)基中藍(lán)豬耳平均株高在試驗(yàn)組平均株高中最高，為4.15 cm，而添加麥芽糖后藍(lán)豬耳平均株高僅為2.72 cm，蔗糖組株高是麥芽糖組株高的1.5倍。整體來看，果糖促進(jìn)藍(lán)豬耳植株生長發(fā)育的作用較明顯，添加葡萄糖后藍(lán)豬耳除露色時(shí)間稍長，花朵形成的其余幾個(gè)時(shí)期均較短；而麥芽糖、蔗糖和乳糖3種糖對(duì)植株各個(gè)花期的影響差別不顯著。

2.2 不同蔗糖濃度對(duì)藍(lán)豬耳試管開花的影響

由表2可知，培養(yǎng)基添加不同濃度蔗糖不僅對(duì)藍(lán)豬耳株高有明顯影響，且對(duì)花朵狀態(tài)以及單朵花期均有顯著影響。觀察發(fā)現(xiàn)，藍(lán)豬耳試管開花培養(yǎng)時(shí)隨著蔗糖濃度的增加，植株莖稈增粗，葉片變大，顏色翠綠。當(dāng)蔗糖濃度為30 g/L時(shí)，植株生長發(fā)育良好，平均株高是蔗糖濃度為45 g/L培養(yǎng)基中植株平均株高的2倍。試驗(yàn)結(jié)果同時(shí)顯示出蔗糖濃度對(duì)藍(lán)豬耳植株的平均節(jié)數(shù)沒有顯著影響。在開花方面，培養(yǎng)基添加15 g/L蔗糖濃度植株無花芽形成，隨著蔗糖濃度的增加，開花率增加；而且蔗糖濃度越高，花朵較大、顏色越鮮艷。此外，蔗糖濃度還明顯影響花期，在試驗(yàn)設(shè)計(jì)的濃度范圍內(nèi)，60 g/L蔗糖濃度培養(yǎng)下的植株生命力旺盛，生長發(fā)育較快，長勢良好，較其他植株早進(jìn)入生殖生長，植株形成花蕾（32.29 d）、露色（47.59 d）與全展時(shí)間（56.53 d）明顯縮短。而15 g/L蔗糖濃度導(dǎo)致植株葉片薄且小、黃綠，組織表現(xiàn)不充實(shí)，不開花（圖2）。

2.3 CH和YE濃度對(duì)藍(lán)豬耳試管開花的影響

由表3可知，低濃度的CH和YE均有利于藍(lán)豬耳開花，而高濃度的處理則會(huì)出現(xiàn)負(fù)效應(yīng)。當(dāng)培養(yǎng)基添加100 mg/L CH時(shí)，藍(lán)豬耳植株平均株高在參試試驗(yàn)組中最高，達(dá)5.5 cm，是500 mg/L YE組植株平均

株高的1.9倍。500 mg/L CH和YE對(duì)株高均有一定的抑制作用。在花朵形成時(shí)期，500 mg/L CH和500 mg/L YE對(duì)藍(lán)豬耳的作用幾乎無明顯差異；但在花朵露色和全展這兩個(gè)時(shí)期，500 mg/L CH與500 mg/L YE相比，500 mg/L YE具有極顯著的促進(jìn)作用（圖3）。100 mg/L CH雖不能縮短藍(lán)豬耳花期，卻有利于花苞的形成。觀察發(fā)現(xiàn)，CH和YE均不同程度地促進(jìn)藍(lán)豬耳不定根生長。

3 結(jié)論與討論

植物試管開花是多種因素相互作用的結(jié)果，包括光周期[6]、內(nèi)外源激素[7-8]、外植體狀態(tài)[9]、溫度[9]、碳水化合物[10]等。植物自身碳水化合物的積累也可能對(duì)開花造成一定影響，在一定范圍內(nèi)，培養(yǎng)基的糖濃度越高，開花率越高[11]。該試驗(yàn)也表明，培養(yǎng)基中蔗糖濃度的提高促進(jìn)了藍(lán)豬耳的生殖生長，原因可能是藍(lán)豬耳在營養(yǎng)生長時(shí)從培養(yǎng)基中吸收了足夠多的蔗糖等碳水化合物，從而為其生殖生長提供了充足的能量。

前人的研究表明，葡萄糖和蔗糖對(duì)植株?duì)I養(yǎng)生殖的促進(jìn)效果較好，而麥芽糖幾乎沒有促進(jìn)作用[12]。據(jù)《中國園藝文摘》中前人對(duì)不同糖類及濃度對(duì)非洲菊生長影響的研究中可知，乳糖會(huì)抑制植株的生長速率，有利于繼代培養(yǎng)時(shí)間的延長。從表1也可以看出，果糖、葡萄糖和蔗糖培養(yǎng)的植株生長效果稍勝于乳糖和麥芽糖的作用，果糖培養(yǎng)的植株長勢及花朵發(fā)育整體稍勝于葡萄糖，蔗糖對(duì)植株生長開花的影響處于果糖和葡萄糖之間。原因主要是葡萄糖和果糖是單糖，更容易被植物吸收利用，而麥芽糖和乳糖不易被分解，所以對(duì)藍(lán)豬耳生長發(fā)育的促進(jìn)作用不明顯。由于試驗(yàn)研究中普遍使用蔗糖，且從節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本來看，蔗糖為最佳選擇。

Yongsak等把糖的含量提高到5%和7%時(shí)，在8周內(nèi)蕎麥（Fagopyrum esculentum L.）開花率達(dá)到100%[13]。但含糖量過高也會(huì)抑制植物開花，可能是因?yàn)樘呛窟^高引起培養(yǎng)基的滲透壓過高，而抑制了植物開花。另外，C/N比還會(huì)影響植物開花的性別。研究表明，提高蔗糖的濃度，可促進(jìn)苦瓜開花，并且促進(jìn)雄花的形成；降低氮的含量時(shí)，促進(jìn)雄花的形成。雖然C/N比值高促進(jìn)植物開花，但也抑制了植物的營養(yǎng)生長[14]。

有機(jī)氮可以很好地促進(jìn)植物組織的生長，MS培養(yǎng)基只有唯一的有機(jī)氮源——甘氨酸[15]。而CH中具有豐富的蛋白質(zhì)，且種類齊全[16]。YE中除有蛋白質(zhì)外，還有大量的礦物質(zhì)、氨基酸和維生素等，且種類豐富，是一種高質(zhì)量的有機(jī)氮源[17]。有機(jī)物附加物CH、YE均促進(jìn)植物的形態(tài)建構(gòu)，尤其是對(duì)株高和節(jié)數(shù)的影響顯著，可能是CH和YE中的有機(jī)氮及時(shí)給予植物的生長所需[15，18]。CH和YE還縮短植株從幼苗到開花所需時(shí)間，即迅速經(jīng)過營養(yǎng)生長進(jìn)入生殖生長，且濃度越高作用效果越明顯。而低濃度的CH和YE更利于藍(lán)豬耳在試管內(nèi)開花。4個(gè)試驗(yàn)組相比較，500 mg/L CH不同程度地促進(jìn)了藍(lán)豬耳的營養(yǎng)生長和生殖生長。

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