优良地被植物斑叶石蕗的组培生根诱导＊

祝志勇, 缪宇明, 胡仲义

(1.宁波城市职业技术学院,浙江宁波 315502;2.宁波绿城园林工程有限公司,浙江宁波 315000)

斑叶石蕗 Farfugium japonicacv.aureo-m aculatum,菊科 Compositae大吴风草属 Farfugium多年生草本植物,耐阴,耐寒,对环境适应性强,在粉沙土或红壤土中生长良好,少病虫害,根系发达,叶柄粗壮,叶呈心形,边缘有凸状细齿,叶面富有光泽,叶色翠绿,间带嫩黄色斑点,在江浙地区四季常绿,是优良的庭园种植和背阴高架公路下绿化的材料,具有广阔的市场前景.斑叶石蕗植株根部含有千里光酸 (二甲基丙烯酸),主治咳嗽、咯血、便血、跌打损伤、乳腺炎,具有一定的药用价值[1-4].斑叶石蕗采用种子繁殖会使金黄色斑点消褪而失去原有的观赏价值,目前主要的繁殖方法是分株,但较难满足市场的巨大需求.本文在已有研究获得组培芽诱导和增殖相关技术的基础上进行斑叶石蕗的生根诱导,为其产业化发展进行一些探索.

1 材料与方法

1.1 材料与取样

选用 2008年 8月从宁波绿城园林工程公司获得的大小较为均一的 2年生盆栽斑叶石蕗为材料,以其幼嫩叶片为外植体,于 2009年 3月 22日开始实验.

1.2 外植体灭菌

将斑叶石蕗幼嫩叶片从植株上剪下,用洗洁精浸泡 15 min,后用流水冲洗 4～5次;分装好后移至超净工作台,以 1 g/L的二氯化汞溶液为灭菌试剂,灭菌处理 10 min,再用无菌水处理 4次.

1.3 外植体培养

[5-7]对菊科植物组织培养成果的基础上,结合实践经验,将外植体剪成 1.0 cm×1.0 cm后接入MS+6-呋喃甲基腺嘌呤 (KT)0.5 mg·L-1+萘乙酸 (NAA)1.0 mg·L-1培养基中诱导芽,待不定芽萌发至1.5 cm后转入增殖培养基中,每 20 d可以继代一次 (增殖系数达 7.8),连续继代3次转入生根培养基中.

生根的基本培养基是 1/2 MS.在预备试验的基础上,结合各生长调节剂在植物组织培养中的应用研究[8],采用 6-苄氨基嘌呤 (6-BA,X1)和萘乙酸 (NAA,X2)双因素二次正交螺旋组合设计,各因子设置5个水平,共计 16个处理 (见表 1),每个处理 30瓶,重复 3次.从不定芽转入生根培养基起,每隔 5 d观察植株的生长和生根状况,至 30 d统计每个处理的平均出根率、平均根数和平均根长.采用DPS系统进行数据统计和分析.

表 1 不同外源激素配比对生根诱导的影响

培养条件:(1)不同外源激素配比试验在室温 (23±2)℃,光照强度 2 000 lx,光照时间 12 h·d-1条件下进行.(2)光照强度梯度试验以 1/2 MS+6-BA 0.02 mg·L-1+NAA 0.05 mg·L-1为培养基,室温(23±2)℃,光照强度分别为 1 000,1 500,3 000,5 000 lx.(3)环境温度梯度试验以 1/2MS+6-BA 0.02 mg·L-1+NAA 0.05 mg·L-1为培养基,室温分别为 16,19,22,25,28℃,光照强度为 2 000 lx.

2 结果与分析

2.1 不同外源激素配比对斑叶石蕗生根的影响

本实验中,斑叶石蕗的生根过程主要集中在接种后 20～30 d.从表 1可见:斑叶石蕗在含较低质量浓度的 6-BA和NAA的培养基中比高质量浓度的 6-BA和NAA的培养基中生根数多,且根系较长.在本实验的 16个组合中,A1组合培养基为 1/2 MS+6-BA 0.10 mg·L-1+NAA 0.22 mg·L-1,平均出根率为 0.44,平均出根数为 3.619,平均根长为 0.7 cm;而 A4组合的激素配比为 1/2 MS+6-BA 0.02 mg·L-1+NAA 0.05 mg·L-1,平均出根率为 0.88,平均出根数为 4.360,平均根长为 5.7 cm,均高于其他处理,且根系生长良好.

在双因素二次正交螺旋组合设计的结构矩阵中,以 X1,X2为决策变量,斑叶石蕗的出根率和生根数为目标函数,在α=0.10的显著水平,剔除不显著项,简化后的回归方程为

方差分析见表 2.

表 2 不同外源激素配比下斑叶石蕗生根率的方差分析结果

2.2 不同光照强度和环境温度对斑叶石蕗生根的影响

实验表明:黑暗条件对斑叶石蕗叶片的生长存在抑制作用,且植株生长矮小;当光照强度为1 500～3 000 lx时,植株生长状况良好,且叶片较大,黄斑明显;当光照强度增加到 5 000 lx时,植株生长较慢,叶片上黄斑数量减少且颜色变淡 (见表 3).

通过研究不同环境温度下斑叶石蕗的生根情况,发现:当环境温度为 16℃时,植株生长缓慢,根系较小;当环境温度为 22℃时,植株生长健壮,根系发达,叶片较大,色泽亮绿,且黄斑明显;当环境温度为28℃时,斑叶石蕗植株根系较小,叶片小且黄绿色 (见表 4).

方差分析结果显示:光照强度与斑叶石蕗生根率之间差异不显著,P值为 0.166 5;环境温度与斑叶石蕗生根率之间差异极显著,P值为 0.000 0(见表 5).

3 讨 论

本实验以斑叶石蕗叶片为外植体进行组织培养,成功诱导其根的形成,并且在 16组生根培养基中获得最适的生根培养基为 1/2 MS+6-BA 0.02 mg·L-1+NAA 0.05 mg·L-1.图 1和图 2为斑叶石蕗组培苗及其根系的照片.

表 3 不同光照强度对斑叶石蕗生根率和生根数的影响

表 4 不同环境温度对斑叶石蕗生根率和生根数的影响

表 5 光照梯度、温度梯度对斑叶石蕗生根率影响的方差分析结果

通过光照强度梯度和环境温度梯度试验,获得斑叶石蕗生根诱导最适光照强度为 1 500～3 000 lx,最适培养环境温度为 22～25℃.在此环境条件中得到的斑叶石蕗组培苗不但繁殖系数大,植株健壮,且保持了其原有的园林观赏价值.

本实验考虑了生产和研究两方面的需要,在设计上从 2个方面进行了创新探索:首先是外植体的选择.相关文献[7]中所采用的外植体多为菊科植物的花苞或者幼芽,这 2种外植体受植物生长季节影响较大,而以叶片为外植体,不仅克服了季节限制,且不会受植株数量而产生较大的影响,因而,该方法可为斑叶石蕗相近科属珍稀植物的组织培养研究提供一定的参考.其次,与此前学者的有关研究相比,增加了光强和温度 2个环境因子的梯度试验,为斑叶石蕗的规模化组培生产、炼苗提供了切实可行的环境调控依据.

图 2 斑叶石蕗组培苗根系

图 1 斑叶石蕗组培苗

本研究中建立了数量可观的斑叶石蕗组培苗,为下一步的品种改良研究提供了丰富的实验材料.作为同是植物生长环境指标的培养基酸碱度梯度试验,有待在下一阶段进行深入研究.

参考文献:

[1]周国宁,孙晓萍.大吴风草的引种栽培及应用[J].植物杂志,2000(1):22-23.

[2]UsukuraM,I maichi R,KatoM.Leafmorphology of a facultative rheophyte,Farfugium japonicumvar.luchuense(Compositae)[J].Journal of Plant Research,1999,107(3):263-267.

[3]Nomura N,Setoguchi H,Takaso T.Functional consequences of stenophylly for leaf productivity:comparison of the anatomy and physiology of a rheophyte,Farfugium japonicumvar.luchuence,and a related non-rheophyte,F.japonicum(Asteraceae)[J].Journalof PlantResearch,2006,119(6):645-656.

[4]刘守金,戚欢阳.中国西北地区橐吾属植物的种类及药用资源[J].中国中药杂志,2006,31(1):793-796.

[5]周根余,杨永刚.花叶如意的组织培养与快速繁殖[J].植物生理学通讯,2003,39(3):224-224.

[6]杜娟,杨柏明,李彦舫.蹄叶橐吾的组织培养及植株再生[J].植物生理学通讯,2006,42(4):687.

[7]吴迪瑶,黄亮.橐吾化学成分研究及糙叶大头橐吾组织培养方法研究[D].杭州:浙江大学药学院,2006.

[8]王小青,李玲.植物生长调节剂在植物组织培养中的应用[M].北京:化学工业出版社,2002:42-51.