摘要以花色近于黑色的蜀葵变异植株的蘖芽为材料,进行了芽的生长、分化、试管苗的生根、移栽、扦插和移植的研究,建立起变异植株的无性系。结果表明:ms+0.2mg/l iaa+0.1mg/l naa是促进芽伸长生长的理想培养基;1/2ms+0.3mg/l ga+0.6mg/l ba+0.1mg/l naa是芽分化培养的理想培养基;1/2 ms+1.5mg/l iba是变异蜀葵试管苗生根培养和生根继代培养的理想培养基;炉灰渣是变异蜀葵试管苗移栽和扦插的理想基质;移植到花坛上的试管苗生长旺盛,保持了花色近于黑色的变异性状。 关键词变异蜀葵;组织培养;快速繁殖;无性系
中图分类号 s682.1+62 文献标识码a文章编号1007-5739(2008)24-0009-03
蜀葵[althaea rosea(l.)cavan.]又名淑气花、一丈红、麻杆花、棋盘花等,为锦葵科蜀葵属多年生草本植物[1-3]。蜀葵花色丰富,花大而重瓣性强,园林中常于建筑物前列植或丛植,做花境的背景效果非常好。此外,尚可用于篱边绿化及盆栽观赏[4]。蜀葵花瓣中的色素易溶于酒精及热水中,可用于食品及饮料的着色剂。茎皮纤维可代麻用,全草药用有清热凉血之功效[5-6]。在大连地区,人们把蜀葵的嫩叶直接作为蔬菜食用。
在大连的绿化栽培中,人们偶尔发现了1株花色近于黑色的蜀葵变异植株。这株变异植株很难结出种子,即使结出几粒种子,由于分离等因素的影响,其实生苗的后代也不能保持近于黑色的花色。
利用分蘖分株的方法进行无性繁殖,每年只能繁殖几株后代,无法满足人们栽培的需要。于是笔者利用茎尖培养的方法,对这株变异植株进行了无性繁殖。虽然目前已有蜀葵组织培养的报道[7-8],但迄今未见蜀葵变异植株组织培养及无性系建立的报道。 1材料与方法 1.1材料
于5月中旬,把生长较为旺盛的变异植株茎从基部剪掉,同时在根部周围浇透0.01mg/l的ba溶液,以促进分蘖,20d后把根部附近刚刚形成的蘖芽挖出来作为培养材料。 1.2方法
1.2.1材料灭菌。将具有刚刚萌发蘖芽的变异蜀葵的根采回来后洗净泥土,放到250ml的磨口广口瓶中,用自来水振荡洗涤20min左右,接着用0.05%安利洗涤剂振荡洗涤10min左右,再用自来水洗至泡沫消失。转移到超净工作台,加75%酒精灭菌10~20s,迅速倒入无菌水,洗涤3次,加0.05% hgcl2溶液振荡灭菌1min,再加入等体积无菌水,使hgcl2灭菌液的浓度变为0.025%,继续振荡灭菌14min,接着用无菌水振荡洗涤5次。即获得无菌材料。 1.2.2培养条件。以ms、1/2ms为基本培养基,附加不同浓度的ba、iaa、naa、2,4-d和ga。以ms为基本培养基,加蔗糖30g/l;以1/2ms为基本培养基,加蔗糖15g/l。培养基胨力强度180g/cm2[9],ph值5.8~6.0。培养温度25~26℃,光照强度2 500lx,光照时间12h/d。
1.2.3不同培养基对蘖芽生长的影响。在超净工作台上,用解剖刀将根上部刚刚开始萌发的蘖芽挖下来,接种到附加0.2mg/l naa、0.2mg/l iaa和0.2mg/l iaa+0.1mg/l naa的ms培养基上。每处理接种外植体10个。在无光照条件下进行无菌芽的生长培养。观察芽的生长情况,40d时统计生长芽数量,计算芽生长率。 将培养生长的芽剪成具有1~2个侧芽的茎段,接种到ms+0.2mg/l iaa +0.1mg/l naa培养基上,在培养条件不变的情况下进行继代培养。统计每代培养所需时间。连续培养3代,第1代接种20个侧芽,第2代与第3代各接种100个侧芽。观察培养芽的长势。 1.2.4不同激素对芽分化培养的影响。将上述培养的芽,剪成具有顶芽或1~2个侧芽的茎段,接种到附加不同浓度的ba(0.0mg/l、0.2mg/l、0.4mg/l、0.6mg/l、0.8mg/l和1.0 mg/l)、iaa(0.0mg/l、0.1mg/l和0.5mg/l)和naa(0.0mg/l、0.1 mg/l和0.5mg/l)的1/2ms+0.3mg/l ga培养基上。每处理接种外植体50个。重复5次。在光照条件下进行芽分化培养。观察芽的分化情况,40d时统计分化芽数量,计算分化率。
把分化丛生芽剪成具有顶芽或1~2个腋芽的茎段,接种到相同的培养基上进行分化继代培养。连续继代培养8代,观察分化芽的分化率、单芽分化数和长势。每次试验接种100个材料,试验重复3次。
1.2.5不同培养基对生根的影响。将上述分化培养的丛生芽剪成具有顶芽或1~2个腋芽、高1.5cm左右的茎段,接种到附加不同
浓度naa(0.5mg/l、1.0mg/l、1.5mg/l、2.0mg/l和2.5mg/l)和iba(0.5mg/l、1.0mg/l、1.5mg/l、2.0mg/l和2.5mg/l)的1/2ms培养基上进行生根培养。每处理接种外植体50个。先后进行4次重复试验。观察生根情况,30d时统计生根株数和每株生根数量,计算生根率。
把生根率和生根数量最多的试管苗剪成长1.5cm、具有1~2个顶芽或侧芽的茎段,接种到相同的培养基上进行生根继代培养。在继代培养条件不变的情况下,统计每代培养所需时间并计算繁殖系数。连续生根继代培养12代,观察生根试管苗的长势和计算繁殖系数。每次试验接种50个外植体,试验4次重复。
1.2.6不同移栽和扦插基质对试管苗生长的影响。把在1/2ms+1.5mg/l iba培养基上继代培养生长旺盛的生根试管苗,移栽和扦插到河沙、炉灰渣、肥沃园土、1/2河沙+1/2肥沃园土和1/2炉灰渣+1/2肥沃园土5种基质中。移栽试验是在温度20~27℃、湿度90%以上、没有直射光的条件下进行的;扦插试验是将试管苗剪成长1.5cm左右、具有2个生长点的茎段,下部剪口在50g/l的naa溶液中处理3min后扦插到上述5种基质上,在保持与移栽相同的环境进行试验。试验每组处理50个材料。观察试管苗的生长情况,30d时统计成活数量,计算成活率。试验重复4次。
将移栽和扦插成活的变异蜀葵试管苗,于4~5月小批量移植到花坛上,翌年5月中旬观察越冬和生长情况。 2结果与分析
2.1不同培养基对嫩芽生长的影响
观察发现,培养20d左右时,ms+0.2mg/l iaa和ms+0.2mg/l iaa+0.1mg/l naa培养基上接种的材料开始萌发或生长。培养40d时,接种在ms+0.2mg/l naa培养基上的材料仍不生长,并出现了褐化现象;接种在ms+0.2mg/l iaa培养基上的材料长势较好,生长率达到了100%;接种在ms+0.2mg/l iaa +0.1mg/l naa培养基上的材料长势好,生长率也达到了100%(表1)。观察还发现,接种于ms+0.2 mg/l iaa和ms+0.2mg/l iaa+0.1mg/l naa 培养基上的每个芽均能长成具有4~5个(1个顶芽和3~4个侧芽)高3~4cm的黄色芽。由此表明,在ms+0.2mg/l iaa+0.1mg/l naa培养基上培养的材料长势好于在ms+0.2mg/l iaa培养基上所培养的材料。继代培养结果显示,35d培养1代,连续培养3代,培养芽的长势保持不变。这表明ms+0.2mg/l iaa+0.1 mg/l naa是促进变异蜀葵培养芽伸长生长的理想培养基。
2.2不同激素对芽分化培养的影响
观察发现,培养到20d左右时芽开始分化。培养到40d时,接种在0.6mg/l ba+0.1mg/l naa培养基上的材料,分化率为100%,单芽分化的芽数达到了7.4个,且分化芽可生长形成高3cm左右、长势较好的丛生芽(表2)。分化继代培养结果显示,连续继代培养7代,分化芽的分化率、单芽分化数和长势基本保持不变。这表明
1/2ms+0.3mg/l ga+0.6mg/l ba+0.1mg/l naa是变异蜀葵芽分化培养的理想培养基。
2.3不同培养基对生根的影响
培养10d左右时观察发现,在含有iba培养基上能够形成可见根原基。培养30d时,接种在附加的naa培养基上的材料不能诱导生根;而在所有附加iba的培养基上均可诱导生根。尤其是附加1.5mg/l iba的培养基上,不仅材料诱导生根率高达100%,生根数量多达6.5条/株(表3),试管苗高5~6cm,且长势非常旺盛。将该培养基上培养的试管苗进行生根继代培养,结果表明,在继代培养条件不变的情况下,25d可培养1代生长非常旺盛的试管苗,每一代的繁殖系数为3.7;连续生根继代培养11代,生根试管苗的长势和繁殖系数保持不变。表明1/2 ms+1.5mg/l iba是变异蜀葵试管苗生根培养和生根继代培养的理想培养基。
2.4不同移栽和扦插基质对试管苗生长的影响
试验结果显示,以炉灰渣为移栽和扦插基质,成活率高,分别为98%和92%,且成活苗生长旺盛;移栽苗与扦插苗长势一致,根系均非常发达,这表明炉灰渣是变异蜀葵试管苗移栽和扦插的理想基质。
移栽和扦插成活的试管苗移植到花坛的试验结果显示,不论是移栽成活还是扦插成活的变异蜀葵试管苗,在大连地区栽培不仅可正
常越冬、生长非常旺盛,而且保持了花色近于黑色的变异性状。 3讨论
本研究以变异蜀葵的蘖芽为材料,建立起无性系,这不仅为蜀葵的快速繁殖奠定了技术基础,而且还证明通过人工的方法可以使蜀葵的自然有利变异植株种质得到保存。
把移栽和扦插成活的变异蜀葵试管苗,于4~5月小批量移植到花坛上,翌年5月观察证明,移植的试管苗不仅可以正常越冬,生长非常旺盛,而且保持了花色近于黑色的变异性状。这说明通过分蘖芽培养的方法建立起变异蜀葵的无性系,完全能保持蜀葵自然的有利变异性状。
采用分化芽分化继代培养的方法进行繁殖,40d的繁殖系数为7.4,按照这个速度进行人工繁殖,每年可繁殖出约7.49个试管苗;采用生根继代培养的方法进行繁殖,25d的繁殖系数为3.7,按照这个速度进行人工繁殖,每年可繁殖出约3.714个试管苗。说明不论采用哪种方法进行培养繁殖,每年都能繁殖出大量的试管苗,达到人们对变异蜀葵种苗大量需要的目的。在上述2种快速繁殖方法中,尽管采用分化芽分化继代培养的方法繁殖速度要比采用生根继代的方法快得多,但在生产上应采用生根继代的方法进行繁殖。这是因为采用分化芽分化继代培养的方法所繁殖的试管苗生长较弱、无效苗较多;而采用生根继代的方法所繁殖的试管苗,不仅几乎没有无效苗,而且所繁殖的试管苗生长非常旺盛,移栽和扦插都容易成活。
4参考文献
[1] 中国科学院植物志编辑委员会.中国植物志(第四十九卷(2))[m].北京:科学出版社,1984.
[2] 李书心.辽宁植物志(下册)[m].沈阳:辽宁科学技术出版社,1988.
[3] 中国科学院植物志研究所.中国高等植物图鉴(第二册)[m].北京:科学出版社,1980.
[4] 北京林业大学园林花卉教研组.花卉学[m].北京:中国林业出版社,1993.
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[9] 姜长阳.培养基琼脂用量的商榷[j].植物生理学通讯,1992,28(2):155.
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