水蕹菜嫩莖高效無性系建立的研究

陳 磊，劉玉英，劉 星，羅云米

（1重慶市農業科學院蔬菜花卉研究所，重慶401329；2重慶市九龍坡區農業委員會，重慶400051）

0 引言

蕹菜又稱空心菜、藤菜、竹葉菜，是旋花科(Convolvulaceae)番薯屬一年生或多年蔓生草本植物，因其梗中空而得名，原產中國華南、西南地區的沼澤地帶及東南亞地區，性喜溫暖濕潤，耐炎熱，不耐霜凍，生長速度快，采收期長，病蟲害少，產量高，是夏、秋季節重要的葉類蔬菜[1-2]。小葉水蕹菜具有葉片短小、節間短，莖桿粗壯，質地脆嫩等特點。近年來，西南地區水蕹菜種植面積日益增加，且菜農對水蕹菜的早春栽培獲得了較好的經濟效益。傳統莖蔓扦插繁殖種苗存在一些缺點，包括保留老莖桿受氣候環境條件影響，種蔓成活率低，繁殖速度慢；栽培季節性強，扦插繁殖速度慢，緩苗時間較長，推遲上市時間等；同時長期無性繁殖易受到多種病原菌的侵染，一些病毒在種苗上長期存在和積累，導致種苗退化嚴重影響空心菜的產量和品質。水蕹菜組培苗具有繁殖速度快、繁殖系數大，細菌、病毒侵染程度低，生長勢強等特點。由于水蕹菜組培快繁苗具有較發達的根系，上市時間比同期大田扦插的蕹菜苗提早15天以上，經濟效益十分可觀。目前，尚未見水蕹菜嫩莖高效無性系建立相關的研究報道。筆者以水蕹菜的嫩莖為試材，開展水蕹菜組織培養無性系建立的研究，旨在為早春大規模生產優質水蕹菜種苗提供關鍵技術。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

以重慶地區主栽小葉水蕹菜為試材，采取田間生長非常旺盛的水蕹菜嫩莖，用自來水振蕩洗滌5次，每次持續約2 min，然后用800倍多菌靈浸泡12 h，接著用0.05%洗滌劑振蕩洗滌約3 min，再用自來水漂洗至泡沫消失時轉移到超凈工作臺上，加70%酒精滅菌15～20 s，迅速倒入無菌水，清洗3次[3-5]，用5%次氯酸鈉(NaClO)液浸泡8 min，再加0.1%升汞(HgCl2)振蕩滅菌6 min后[6]，最后用無菌水振蕩洗滌5次，每次持續約1 min，即獲得無菌嫩莖材料。

1.2 試驗方法

2016年3 月—2017年7月，試驗在國家蔬菜改良中心重慶分中心進行。以MS為基本培養基加入蔗糖20 g/L、瓊脂粉6 g/L、活性碳3 g/L，同時附加不同種類不同濃度不同配比的6-BA、IAA、NAA和2,4-D，并用NaOH(1.0 mol/L)和HCl(1.0 mol/L)將培養基調至pH 5.8～6.0，然后將消毒好的水藤菜莖段接種在上述培養基中進行愈傷組織誘導、分化及生根培養。培養溫度25℃，光照強度2000 lx，光照時間12 h/d。

1.3 幼苗培養

將水蕹菜生根苗培養瓶塞打開，并置于3500～4000 lx的光照培養箱內進行煉苗，3天后取出幼苗并用清水洗凈瓊脂，通過穴盤（50穴）育苗的方式，移栽至不同配比基質中培養，同時進行適宜的水分、溫度、光照等管理。具體基質配比如下：F1，純草炭；F2，草炭:菌渣=1:1；F3，草炭:菌渣:蛭石=1:1:1；F4，草炭:菌渣=2:1；F5，草炭:菌渣:蛭石=2:1:1。

1.4 數據處理

試驗按照隨機區組試驗設計，設置3次重復。采用SPSS 11.5數據統計分析軟件進行試驗數據分析。

2 結果與分析

2.1 水蕹菜嫩莖愈傷組織誘導培養

由表1可知，在培養基中不加生長激素和只加6-BA時，水蕹菜嫩莖基本無愈傷組織誘導形成，而在含6-BA的培養基中加入不同濃度的NAA或2,4-D時，均能誘導水蕹菜嫩莖形成愈傷，其誘導率為46.7%～93.3%。其中，第6號培養基(1/2MS+6-BA 0.5 mg/L+2,4-D 1.5 mg/L)的誘導率達到93.3%，為誘導水蕹菜嫩莖愈傷組織的理想培養基。

表1 植物激素對水蕹菜嫩莖愈傷組織誘導的影響

2.2 水蕹菜嫩莖愈傷組織的分化培養

將在1/2MS+6-BA 0.5 mg/L+2,4-D 1.5 mg/L培養基上誘導的顆粒狀愈傷組織，接種到含有不同濃度6-BA、IAA和NAA的MS培養基上進行分化培養。由表2可知，同時含有生長素NAA(IAA)和細胞分裂素6-BA的培養基不能使愈傷組織分化，而只含有細胞分裂素6-BA的培養基可使愈傷組織分化。在培養基1/2MS+6-BA 0.5 mg/L中，愈傷組織分化率最高，達到92%。

表2 不同濃度的激素對水蕹菜愈傷組織分化的影響

2.3 水蕹菜不定苗的生根培養

將培養基1/2MS+6-BA 0.5 mg/L誘導出來的高0.5 cm以上的不定苗從基部剪下，接種到1/2MS培養基中，加入0、0.3、0.6、0.9、1.2、1.5 mg/L的NAA進行生根培養基的篩選。由表3可知，在未加入（編號1）及加入不同濃度的NAA培養基（編號2～6）中，水蕹菜不定苗均能生長出根系，但其所生根系的時間、數量、長度不同。在3號培養基中，水蕹菜不定苗產生根系所需要的時間最短，僅為11.5天，同時生根條數最多，平均單株根系長度達25.8 mm。由此可知，培養基1/2MS+0.6 mg/L NAA為水蕹菜不定苗生根的最佳培養基。

表3 不同濃度的激素對水蕹菜不定苗生根的影響

2.4 水蕹菜無菌苗基質培養

水蕹菜生根苗移栽15天后，進行株高和成活率統計。由表4可知，在幼苗株高方面，F1號和F3號基質中幼苗的株高顯著高于其他處理，且組培苗長勢旺盛，葉色鮮艷，根系發達。在成活率方面，F3號基質中幼苗的成活率達到98%，并顯著高于F2號和F4號基質。由此可知，F3號基質配方（草炭:菌渣:蛭石=1:1:1）為水蕹菜幼苗生長較好的基質配方。

表4 不同基質配方對水蕹菜無菌苗生長的影響

3 結論與討論

本研究以水蕹菜嫩莖為試驗外植體，通過誘導愈傷組織發生、分化、生根的途徑建立了水蕹菜無性系。在水蕹菜嫩莖愈傷組織誘導過程中，培養基中需同時含有6-BA、NAA和2,4-D才能誘導愈傷組織的發生，這與張楠等[3-7]對植物嫩莖無性系建立的研究報道一致，這是由于細胞分裂素與生長素類植物生長調節劑相互協同作用才能促進體細胞胚發生和發育，從而產生愈傷組織[8-11]。上述觀點在劉福平等[12-13]對蝴蝶蘭和江南牡丹胚性愈傷組織誘導的研究中也得到證實，研究發現培養基中只含生長素(2,4-D)無細胞分裂素情況下誘導的愈傷組織沒有胚性。本試驗中在誘導水蕹菜不定苗生根時，含有較高濃度生長素的培養基中不定苗的生根情況并未得到明顯抑制，而王媛媛等[14-16]以南方紫花苜蓿、紫薇等為試材時，發現含有較高濃度生長素的培養基中愈傷組織無再分化、生根能力，這可能是由于不同植物種類對生長素的依賴能力不同而表現出分化生根能力的差異，而本試驗所用生長素濃度還未達到抑制水蕹菜愈傷組織分化的水平。水蕹菜育苗基質篩選結論與姚旭等[17-19]的試驗結果一致，本試驗中，在基質中添加一定量的菌渣和蛭石，不僅豐富了基質中有機質和氮、磷、鉀素含量[20-22]，還增強了基質的緩沖與儲水保墑能力[23-25]，其成本較純草炭基質降低了35%左右[26]。通過水蕹菜生根苗的移栽種植發現，植株農藝形狀與常規水蕹菜種苗無明顯差異，并具有早產、產量高、品質佳的特點。因此，水蕹菜無菌種苗對其生產的可持續發展具有重要的意義，但生產成本較高，今后在如何降低成本、提高生產效率等方面還亟待進一步研究探索。