圣地紅景天組織培養繁殖研究

2018-06-11 05:31:36周志疆陳明亮楊佩娟

安徽農業科學 2018年35期

周志疆陳明亮楊佩娟

摘要?[目的]建立圣地紅景天組織培養繁殖體系。 [方法]以圣地紅景天葉片為外植體，接種在附加不同激素組合的MS培養基誘導愈傷組織和不定芽的形成，同時考察不同培養基對不定根形成的影響，優化種植基質、提高種苗移栽成活率。[結果]葉片在MS+30 g/L蔗糖+1.0 g/L圣地紅景天葉片+0.5 mg/L 6-BA+0.05 mg/L NAA培養基上的愈傷組織誘導率高達 98%，隨后的不定芽分化率為67%。壯苗生根培養基為1/2 MS，將種苗栽植于泥炭∶珍珠巖∶蛭石=2∶1∶1的基質上，其移栽成活率為85%。[結論]利用該體系培育的圣地紅景天種苗長勢優良，移栽成活率高。

關鍵詞?激素配比;圣地紅景天;組織培養;移栽

中圖分類號?S567.23+9文獻標識碼?A文章編號?0517-6611（2018）35-0103-02

圣地紅景天[Rhodiola sacra（Prain ex Hamet） S.H.Fu]為景天科紅景天屬多年生草本植物[1]，產于德欽、中甸等地，大部分生于海拔2 700～4 100 m的山坡石縫，少部分可在海拔2 000 m左右的林下灌叢中生長[2]。在我國主要分布于東北、華北、西北、西南等地區，在寧夏、甘肅、青海、四川、西藏等地有種植。圣地紅景天具有多種藥用價值[3]，研究表明，紅景天中含有多種氨基酸和微量元素[4]，是一種免疫增強劑;紅景天所含有效成分具有強心鎮靜、調節新陳代謝、調節神經系統和內分泌系統雙向調節血糖、血壓的作用，在治療腦血管疾病，老年性心肌能衰竭、糖尿病、低血壓等疾病中獲得明顯的效果[5-6];紅景天提取物與抗腫瘤藥阿霉素的抗癌功效相似，且幾乎無毒;紅景天還被前蘇聯保健部審定為“人參型興奮劑”，用于運動員、宇航員和各種特殊環境條件下的特殊工作者的必備保健品[7]。

由于人類過度采挖以及其自身生長繁殖特點，紅景天數量急劇下降，使得這一珍稀物種瀕臨滅絕[8-9]。人們開始尋求使紅景天快速繁殖的途徑，組織培養就是其中的一種途徑。目前關于對紅景天其他品種的組培快繁方法的研究較多[10-11]，但對圣地紅景天這一品種組培快繁研究鮮見報道。筆者以圣地紅景天葉片為再生材料，建立完整的圣地紅景天快速繁殖體系，為工廠化生產建立良好的基礎。

1?材料與方法

1.1?試驗材料?從圣地紅景天植株中選取健康、無蟲病害的葉片為試驗材料。

1.2?試驗方法

1.2.1?無菌材料獲得。前14 d對紅景天植株噴灑多菌靈，選擇晴天采摘無病蟲害的圣地紅景天葉片，洗衣粉浸泡20 min，流水沖洗2 h，轉移到超凈工作臺上，75%乙醇浸泡30 s，無菌水洗滌3次，然后利用0.1%（m/V）的升汞浸潤10 min，無菌水洗滌4次后置于無菌吸水紙上吸干葉片表面水分，將葉片切成1 cm2的小片，并在中心位置劃傷3道傷口。

1.2.2?不同激素配比對愈傷組織誘導分化的影響。

以MS為基本培養基，含有30 g/L蔗糖、1.0 g/L圣地紅景天葉片、6.5 g/L瓊脂，添加不同濃度的激素6-BA（0.5、1.0 mg/L）和NAA（0.05、0.10 mg/L）。將得到的無菌葉片接種到含有不同激素配比的固體培養基，置于（24±1）℃黑暗條件下培養，45 d后轉入光照強度為2 000 lx、光照時間14 h/d的無菌組培室中培養，每瓶中轉接8個葉片，重復5次。30 d后統計其愈傷組織生長情況。

選取最優培養下的愈傷組織，添加到上述含不同比例激素培養基中，每瓶中轉接5個愈傷組織，重復10次。30 d后統計其叢生芽分化情況。

1.2.3?不同種類培養基對無菌苗生根的影響。

將長至1 cm左右的不定芽從愈傷組織上切下，接種到添加含不同種類培養基（MS、1/2 MS、1/2MS+3 g/L AC、1/2MS+0.2 g/L NAA），含有20 g/L蔗糖、6.5 g/L瓊脂，每瓶中轉接4個種苗，重復10次，培養60 d后統計其根系生長情況及其生根率。

1.2.4?馴化移栽。

將裝有生根苗的組培瓶整體放置在大棚中7 d，種苗取出后將根部培養基清洗干凈，并用甲基托布津（稀釋600倍）浸泡根部30 s，栽植于泥炭∶珍珠巖∶蛭石=2∶1∶1營養土、原生土、混合土（混合土和混合基質1∶1混合）中進行馴化移栽培養。每個基質重復3次，每次移栽100顆植株，每天觀察并記錄種苗生長情況，60 d后統計種苗移栽成活率。

2?結果與分析

2.1?愈傷組織誘導及分化

分析不同激素配比對圣地紅景天愈傷組織誘導及分化的影響（表1）發現，對當6-BA和 NAA組合使用時，低濃度的NAA可以促進圣地紅景天愈傷組織及不定芽的形成，當NAA濃度過高時導致部分愈傷組織出現褐化或玻璃化現象并且有少許畸形不定芽產生。其中以添加0.5 mg/L 6-BA+0.05 mg/L NAA的培養效果最好，愈傷組織誘導率（98%）及不定芽分化率（67%）最高，誘導的愈傷成球狀，質地緊密，生長旺盛，色澤鮮艷，隨后愈傷組織逐漸有簇狀不定芽出現，平均芽個數為5.13。

2.2?生根培養

從表2可看出，1/2MS培養基相比于MS培養基可以顯著促進種苗生根，且1/2MS培養基獲得的種苗平均根長（4.56 cm）顯著大于MS培養基獲得的平均根長（0.68 cm），且根系較粗，主根上有較多須根。向1/2MS中添加3.0 g/L活性炭AC，可以顯著促進種苗根的生長，其平均根長為6.72 cm。但種苗的根系較細，白色，無須根。向1/2MS中添加0.2 g/L NAA降低了種苗的生根率，抑制了種苗根的生長，使得根系產生時間較長，無須根。綜上所述，以1/2MS為培養基，相對而言較適宜圣地紅景天種苗的生根。

2.3?馴化移栽?將預處理后的種苗移栽至不同基質中，得到移栽苗的成活率有顯著的不同，其具體結果如表3所示，以營養土和混合土為基質，移栽苗的適應期較短且長勢較好，但營養土為基質，種苗成活率為85.0%，遠高于混合土。以原生土為基質，所得種苗的移栽成活率最低（44.2%），且移栽苗的適應期較長，長勢較差。

3?討論與結論

植物細胞和組織培養被認為是生產有價值的植物特異性代謝物的有效技術，相比于大田生長的植物具有更高的代謝速率[12]。激素是植物組織器官分化的關鍵因素，有研究表明6-BA/NAA的比值高時有利于圣地紅景天不定芽的分化[13]。該研究中愈傷組織誘導及分化培養基為MS+30 g/L蔗糖+1.0 g/L圣地紅景天葉片+0.5 mg/L 6-BA+0.05 mg/L NAA。6-BA/NAA的比值為10，促進了圣地紅景天愈傷組織及不定芽的形成。不定根的形成影響種苗的移栽成活率，是植物組織培養成敗的關鍵。康聯偉等[14]研究菱葉紅景天組織培養及植株再生發現，試管苗生根的最佳培養基為1/2MS+1.0 mg/L IBA，生根率可達90%以上。劉海軍等[15]研究表明，長鞭紅景天和庫葉紅景天在添加IBA的MS培養基上容易生根形成完整植株，生根率分別達87%和73%。該研究中以1/2MS為培養基，相對而言較適宜圣地紅景天種苗的生根。可能是由于紅景天品種的不同導致試驗的差異。煉苗移栽成活率是影響工業化生產組培苗的主要因素，該研究在獲得較為健壯種苗的基礎上，通過考察不同基質對種苗馴化移栽的影響，進一步提高種苗移栽成活率。將種苗栽植于泥炭∶珍珠巖∶蛭石=2∶1∶1的基質上，其移栽成活率高達85%，種苗長勢好。

該試驗以圣地紅景天葉片為外植體，不同激素及其濃度對愈傷組織的誘導、分化、生根及不同種類培養基對生根具有不同程度的影響，通過該試驗優化建立了圣地紅景天的快繁體系，具有培養周期短、增殖系數高、生根效果好、移栽成活率高等特點，為圣地紅景天實現高效、快速、工業化生產奠定了一定的研究基礎。

參考文獻

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