叉柱花的组织培养技术探究

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潘维强谢德欢彭小倩

摘要采用MS培养基进行叉柱花茎尖组织培养繁殖,建立叉柱花的快速繁殖体系。通过在培养基中添加不同浓度的NAA和6-BA,实验结果显示培养基配方MS培养基+2·L-6-BA+·L-NAA最利于叉柱花的生长。该研究初步探索叉柱花组织培养繁殖的新方法,可以有效提高叉柱花的繁殖速率,缩短叉柱花的上市时间,有效补充市场缺口,能够为市场提供品质优良的无菌观赏水草。

关键词南美叉柱花;组织培养;快速繁殖;无菌观赏水草

中图分类号:S56723文献标志码:BDOI:0945/673-890x20809076

观赏水草是水族缸造景中必不可少的原材料,随着观赏水族的快速发展,观赏水草的需求量越来越大,各种水草繁殖培育技术亟待创新[-2]。南美叉柱花(Sturyrps),通常称作叉柱花,属爵床科、叉柱花属,是一种双子叶植物,原产于巴西、委内瑞拉等地,为挺水性水草。南美叉柱花的水上草与水中草外观基本相同,主要的区别就是水中草比水上草而定叶片狭小。水中草的叶片呈翠绿色,十字对生,披针形。茎呈偏棕绿色,整体高度不超过0。叉柱花是近几年才引入我国的一种水草,由于其生长速度慢、植株矮、外观漂亮,常用作水族缸造景中的前景草,深受人们的喜爱,市场需求火热,供不应求。叉柱花的繁殖主要依靠成体匍匐茎的分株,繁殖速率低,成本高。叉柱花属短日照植物,在每年月以后常常开花,引起植物早衰,叶片枯黄,失去观赏价值,不仅导致经济价值下降,还会引起秋冬季节市场供应短缺。随着生物技术的发展,植物组织培养技术日趋成熟,已经应用到了许多花卉、果树等的苗种繁育,并且实现工厂化生产[3],如樱花[4-5]、彩色马蹄

莲[5]、香石竹[5]、金边凤梨[6]、网纹草[7-8]等。近年来,一些观赏水草的生产繁育也成功的运用了组织培养技术,并且优点明显,如红柳[9]、大水榕[0-]、小卷浪[2]、珍珠草[2]、长叶皇冠[3]等,有些已经实现工厂化生产,但还没有叉柱花工厂化生产的报道。组织培养技术能够快速繁殖叉柱花,在較短的时间内获得大量的叉柱花苗种,并且在室内光照和温度恒定的状态下培育,没有明显的季节变化,避免了光照周期变化而引起的开花[4-5]。此外,利用组织培养技术繁殖的叉柱花在无菌环境培育而成,经过优选、脱毒、无菌培育等工序,全程都在无菌环境下,无病菌侵扰,也没有藻类、害虫滋生,可塑性强[6]。这就意味着,相比传统的水上叶和水下叶水草,叉柱花不会给水族缸带入病菌,藻类等,可以有效的避免观赏鱼疾病和水族馆爆藻。利用组织培养技术培养的叉柱花具有超长的保鲜时间。无菌的培养环境,特殊的营养基质,使水草能在杯内存活很长时间,所以在长距离运输、耐保存方面明显优于水上叶和水下叶的水草。此外,组织培养繁殖的叉柱花适应能力强,转水快,不易溶叶。本研究通过对叉柱花组织培养技术的探索,以期为叉柱花的工厂化快速繁育提供技术方案,提高市场供应量。

材料与方法

材料

206年0月采自蠡园实验室自然繁育的水上叶的叉柱花,选用植株粗壮、健康的成品叉柱花作为外植体。

2实验方法

采用无蔗糖的MS培养基,在其中添加适量的NAA、6-BA以及30·L-蔗糖、8·L-琼脂,pH值调至58±02,经高压灭菌锅2℃高压灭菌20。培养条件:日温26℃,夜温22℃,湿度65%~80%,光照强度为2000lx,光照时间0h/d。

3外植体的消毒和灭菌

选取叉柱花幼嫩的带腋芽的茎段作为外植体,剪去叶片,用自来水流水冲洗,然后在培养皿中将材料浸泡在煮沸冷却的水中,用毛笔刷洗,重复3次,每次更换水。再用淡肥皂水浸泡0,取出,用自来水冲洗

,然后转移至超净工作台中,用75%酒精在无菌烧杯中浸泡外植体6~0s,再用0%升汞消毒9,浸泡时不断的摇晃外植体,以避免外植体上有气泡的产生,接着用无菌水冲洗6次,得到无菌外植体备用。

4建立叉柱花无菌体系

配制6个NAA+6-BA组合不同浓度的培养基,用锥形瓶盛装,每个类型4瓶,共24瓶,激素浓度组合分为6种,编号为~6,6-BA∶NAA(·L-)浓度分别为05∶0、∶0、2∶0、05∶02、∶02、2∶02。把消毒好的外植体切成带腋芽小段,接种至培养基,进行诱导生长,经过5d的生长后获得无菌苗,通过观察幼苗的生长状态初步确定其激素最适浓度配比。

5叉柱花的扩繁

将获得的无菌苗拆成单株幼芽接种至新配培养基中确定NAA+6-BA的最适配比。配制4种培养基,编号~4,使用锥形瓶盛装,每种4瓶,激素浓度组合NAA∶6-BA(·L-)分别为02∶、05∶、∶、5∶。经过20d的生长,比对生长状态。

6叉柱花的移植

当恒温培养箱中叉柱花幼苗长至苗高2、根时,便可移出培养箱,在室内炼苗培养7d,即可转入传统水草培养基质培养生产。

2结果与分析

2无菌体系的建立与诱芽

无菌体系一旦建立,便可通过扩繁不断的继代增殖培养,在短时间内获得大量的无菌苗,如图所示。在建立无菌体系的过程中,设定梯度较大的6-BA,而NAA只有两个浓度,从实验结果可以看出植株根系都不发达,而植株不定芽的生长状态随着6-BA浓度的增加而表现的愈加良好,但是随着浓度增加,不定芽的密度过密不利于后期实验操作,所以选定/L的浓度作为最适添加浓度。

无菌体系培养过程中,编号培养基芽较少、粗壮,根很少、细小;编号2培养基芽较多、均匀,根很少、细小;编号3培养基芽多、较短、密集,根很少、细小;编号4培养基芽较少、粗壮,根很少、短小;编号5培养基芽较多、均匀,根很少、短小;编号6培养基芽多、较短、密集,根很少、短小。

22叉柱花的扩繁与生根培养

将无菌体系获得的植株直接分株接入新制培养基,培养4d后,观察生根情况,如图2所示。结果显示02~5·L-浓度的NAA都能诱导生根,但是差别很大,02·L-浓度的根生长情况很差,根数目少而短小,而05·L-条件下的均匀,数目较多,长度适中,随着浓度的增加,~5·L-根生长的长度越来越长,数目也有所增加。所以结果显示05·L-时的NAA浓度最合适。

23无菌苗的分炼和移栽

掌握NAA+6-BA最佳组合添加浓度后,后续扩繁生产都使用05·L-NAA+·L-6-BA的添加量配置的培养基,培养4d左右,叉柱花幼苗一般株高2,根长,此时可以移栽到室内,经过7d左右的生长,可上市。或者分炼移栽至准备好的特制无菌水草杯,制成无菌杯草,同样培养7d左右可上市。

3讨论

国内观赏水草多引自国外,大多数来自南美洲、非洲、东南亚等热带地区[7]。观赏水草需求量越来越大,已发展为一种重要的产业,但许多水草繁育难度大、要求高。广东省广州市是我国进口水草的最大集散地,同时广东省也是国内最大的观赏水草产地,得益于得天独厚的气候条件,热带水草能够在这里繁育,而在北方,水草产量较低[8]。因此天然条件对水草生产有着很大的影响。运用组织培养技术则可以开发出更多种类的水草繁育方法,恒定的培养条件可以解除地域对水草生产的限制。恒定的环境条件还可以有效的改变水草生长周期,对叉柱花来说,可以防止它冬天开花现象的出现,从而消除季节性的供应,可以长期连续的对市场提供叉柱花。组织培养技术可以相对缩短叉柱花生产周期,快速获得成品植株,对提高上市产量有着重要意义。现在的组织培养技术非常成熟,只是生产成本关系到它的应用范围。在组织培养快速繁殖技术中,建立无菌体系和增殖效率是关键,植物外植体通常包含有许多内生和外生细菌,在培养过程中无菌材料尤为关键。要严格把控外植体在个处理步骤中的处理时间,不宜过长或过短,处理时间过短则有可能除菌效果差,处理时间过长又可能导致外植体活性变差,影响培养生长[2]。本研究通过设置简单的梯度获得适合的NAA+6-BA组合,两种激素成本较低,效果理想,完全适合叉柱花的快速繁殖生产。将培养基盛入定制的水草杯中,在后期分炼移栽中可以生产出无菌叉柱花,直接上市,这种无菌水草发展前景十分良好,在未来无菌水草很有可能代替一部分传统方法繁育的水草,对观赏水草行业的发展具有重大意义。

参考文献:

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(责任编辑:赵中正)

文章来源于:南方农业·下旬