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半边莲组织培养和快速繁殖

    摘要:半边莲生长繁茂,分枝多,叶密集,纤细隽关,是花坛、园林镶边、组合盆栽和彩坛栽植的完美选择。近几年,随着半边莲应用价值的不断发掘,对半边莲的培养和繁殖越发引起人们重视。试验运用组织培养技术,以MS为基本培养基,通过比较附加不同种类和浓度的植物生长调节物质(2,4-D、NAA、6-BA)对半边莲茎段和叶片愈伤组织诱导和分化的影响,筛选出了适宜的培养基配方,获得了生长良好的愈伤组织和完整的半边莲再生植株,建立了一个半边莲快速繁殖程序。结果表明,外植体在MS+0.5 mg/L 2,4-D上可诱导愈伤组织;在培养基MS+0.3 mg/L6-BA上可以诱导愈伤组织分化出腋芽;在培养基MS+0.7 mg/L NAA上可诱导无根系植株短期内产生大量根系,形成完整植株。移栽后成活率可达85%。

    关键词:半边莲;组织培养;愈伤组织
 
    半边莲(Lobelia chinensis)又称为细米草、瓜仁草、急解索,是桔梗科半边莲属多年生草本花卉,因其植株低矮,分枝多,叶密集,纤细隽美,是花坛、园林镶边、组合盆栽和彩坛栽植的完美选择。喜湿,稍耐荫,也适用于较阴湿处作观赏草坪。半边莲盛花期时,成千上万的小花簇拥在枝头,繁茂的花簇把整个植株包裹得严严实实,十分漂亮。
 
    目前,对半边莲组织培养的研究仅见于王连平、刘强等对半边莲(Lobelia Chinensis Lour)离体茎段再生进行了研究。此外,日本学者Ishimara等(1992)对与半边莲同科的植物Lobelia inflata进行了组培发根的研究。随着半边莲应用价值的逐渐发掘,人们越来越重视半边莲的繁殖以及栽培品种的不断更新。目前国内花卉市场上只有半边莲的种子和播种穴盘苗供应,国外一些专利无性扦插繁殖的品种在国内很难见到,常规育种方法繁育半边莲已经不能满足人们日益增长的需求。因而用植物组织培养技术研究半边莲的离体快速繁殖,品种更新和大规模工厂化生产,尽快满足人们日益增长的需求就显出其优越性了。
 
 
1材料与方法
1.1材料
    试验材料来源于东北林业大学花卉研究所温室内种植的半边莲。
 
1.2试验方法
    先用自来水冲洗选取的植物材料,然后用洗衣粉水浸泡和冲洗15 min左右。再在超净工作台用0.1%升汞(HgCl2)消毒7 min。处理后用无菌水冲洗3~4次。经过表面灭菌的材料用无菌滤纸将水吸掉。再用解剖刀切取茎尖下的茎段及叶片,通常几毫米大小,切去茎段两端因消毒而坏死的切口,茎段保留长度为4~6 mm;将叶片边缘剪切,然后,将材料用枪式镊子接种到不同培养基上进行培养。培养温度为(25±1)℃,光照时间为16 h,光照强度为2 000~3 500 lx。
2结果与分析
 
2.1愈伤组织的诱导    
    在以茎段为外植体时,茎段在培养8~12 d后,茎段两端产生愈伤组织,翠绿色,少数为白色,直径0.3~0.5 cm。培养10~15 d后,培养基中茎段两端切口处少数愈伤组织白色,呈球体状,直径0.8~1.3 cm。以MS 2培养基的茎段愈伤组织最明显、最大,尤其是2,4-D浓度为0.5 mg/L(表1)。此外,从表1可看出,随着2,4-D浓度的增加,茎段的出愈率先增加,在2,4-D浓度为0.5 mg/L时达到最大,然后,随着2,4-D浓度的增加而降低。愈伤组织的生长情况在2,4-D浓度为0.5 mg/L时最好。
 
    在诱导叶片愈伤组织培养基中,培养7~12 d后,叶片变为淡灰色,水渍状,无明显愈伤组织产生。培养14~18 d后叶片周边膨胀,有淋巴状愈伤组织产生,颗粒状,浅绿色,直径0.1~0.4 cm。培养16~23 d后叶片愈伤组织呈颗粒状,直径0.5~1.0 cm。同样,随着2,4-D浓度的增加,叶片的出愈率先增加,在2,4-D)浓度为0.5 mg/L时叶片的出愈率达到最大(表2),然后,随着2,4-D浓度的增加而降低。
 
表1    不同浓度2,4-D对茎段愈伤组织诱导和生长的影响
2,4-D浓度/mg·L-1
接种茎段数/个
产生愈伤组织块数/个
出愈率/%
愈伤组织颜色
生长状况
0.1
48
34
70.83
翠绿色,无光泽,直径0.3~0.7 cm
++
0.3
41
36
87.80
翠绿色,无光泽,少数白色,直径0.5~O.9 cm
+++
0.5
45
41
91.10
翠绿色,无光泽,0.7~1 3 cm
++++
0.7
47
37
78.72
翠绿色,无光瘁,少数白色,直径0.6~1.0 cm
++

 

 

注:生长一般++,生长较好+++,生长最好++++。下表同。
表2    不同浓度2,4-D对叶片愈伤组织诱导和生长的影响
2,4-D浓度/mg·L-1
接种茎片数/个
产生愈伤组织块数/个
出愈率/%
愈伤组织颜色
生长状况
0.1
45
34
75.55
翠绿色,无光泽,直径0.5~O.7cm
++
0.3
43
35
81.39
翠绿色,无光泽,少数白色,直径0.6~0.9 cm
+++
0.5
47
42
89.36
翠绿色,元光泽,直径0.7~1.0cm
++++
0.7
46
37
80.43
翠绿色,无光泽,少数白色,直径0.5~0.7cm
+++

 

 

2.2不定芽的形成
    试验愈伤组织再分化形成再生植株的方式为先产生芽,后在茎的基部长根。培养过程中发现,在MS 3培养基上的外植体愈伤组织分化最明显。接种于培养基中的茎段愈伤组织在18~25 d后,开始产生不定芽,芽体长度为1.5~2.6 cm,分化率随6-BA浓度的增加先增加后减少(表3)。此外,从表3中可看出茎段愈伤组织的分化以6-BA 0.3 mg/L培养基产生的不定芽最多,生长最快。每个茎段产生不定芽6~12个。
 
接种于MS 3培养基中的叶片愈伤组织27~32 d开始产生不定芽,与茎段产生的不定芽相似,叶片愈伤组织产生的不定芽也为白色,芽体长度为0.8~2.5 cm,分化率随6-BA浓度的增加先增加后减少,每个叶片产生不定芽4~7个(表4)。同样,叶片愈伤组织的分化以6-BA 0.3 mg/L培养基产生的不定芽最多,生长最快。
 
 
表3  不同 6-BA浓度对茎段不定芽体诱导和生长的影响(25 d)
6-BA浓度/mg·L-1
接种茎段数/个
芽体数量/个
分化率/%
芽体长度/cm
芽体长势
0.1
46
39
84.78
1.5~2.0
+++
0.3
56
52
92.85
2.5~3.0
++++
0.5
43
37
86.05
1.7~2.4
+++
0.7
50
41
82.00
1.8~2.6
++
 
表4  不同 6-BA浓度对叶片不定芽体诱导和生长的影响(35 d)
6-BA浓度/mg·L-1
接种茎片数/个
芽体数量/个
分化率/%
芽体长度/cm
芽体长势
0.1
51
42
82.35
0.8~1.4
+++
0.3
56
49
87.50
1.2~2.5
++++
0.5
47
38
80.85
1.5~2.1
+++
0.7
46
35
76.08
1.4~1.9
++

 

 

2.3不定芽生根诱导
 
    接种茎段在MS 0和MS 1培养基上培养30~35 d后就可形成完整植株,高度5~10 cm。叶片在MS 0和 MS 1培养基上培养37~42 d后就可形成完整植株,高为4~7 cm。培养30~43 d后在MS2和MS3培养基接种的茎段形成元根系不完整植株,高度6~9 cm。培养40~48 d后在MS 2和MS 3培养基接种的叶片形成无根系不完整植株,高度5~8 cm。
 
    培养基中无根系的不完整植株如不继代到生根培养基中生根培养,将无法继续生长。因此将MS 2和MS3中无根系的不完整植株继代到MS 4中进行生根培养。在培养38~47 d后,茎段无根系不完整植株开始生根,根系细长,白色,并且随着NAA浓度的增加,根系生长逐渐增多,根长逐渐增长,以NAA 0.7 mg/L根系生长最多、最长,长度为3~4.5 cm(表5)。
 
    在培养46~57 d后,叶片的不完整植株开始生根,白色,纤细,长度为2~3.6 cm,并与接种茎段的不定芽生根状况相似,接种叶片不定芽产生的根系随着NAA浓度的增加逐渐增多,根长逐渐增长,以N从0.7 mg/L根系生长最多、最长,长度为2.5~4.0 cm(表6)。
 
表5  不同NAA浓度对接种茎段生根的影响(55 d)
NAA浓度/mg·L-1
欲生根茎段数/个
生根茎段数/上
生根率/%
生根长度/cm
生根长势
0.1
94
75
79.78
2.6~3.2
++
0.3
97
79
81.44
3.0~3.8
++
0.5
88
80
90.90
3.2~4.0
+++
0.7
97
92
94.84
3.0~4.5
++++

 

 
表6  不同NAA浓度对接种叶片生根的影响(45 d)
 
NAA浓度/mg·L-1
欲生根茎片数/个
生根茎片数/上
生根率/%
生根长度/cm
生根长势
0.1
96
78
81.25
2.5~3.0
++
0.3
99
83
83.83
2.7~3.5
++
0.5
94
85
90.92
3.2~3.7
+++
0.7
92
89
96.73
3.3~4.0
++++

 

2.4练苗驯化及移栽
 
    半边莲试管苗是在无菌、有营养供给、适宜光照和温度、近90%的相对湿度环境条件下生长的,因此,在生理、形态等方面都与自然条件生长的半边莲很大差异。所以必须通过练苗,使它们逐渐地适应外界环境,从而在生理、形态、组织上发生相应变化,使之更适于自然环境,这样才能保证试管苗顺利移栽成功。
    试验在半边莲试管苗根长为3~5 cm时,去掉三角瓶的透气膜,光照强度减为1 000 lx左右,进行练苗。经过10 d练苗后,用自来水洗掉小苗根部残余培养基洗净,分别移栽到盛有腐殖土的花盆中,保证空气湿度在80%以上,放置于荫凉处3~5 d,移栽到苗圃中,成活率为85%。    (王广军  中共黑龙江省委党校  张彦妮  东北林业大学园林学院) 
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