贯叶连翘为藤黄科金丝桃属植物,多年生草本,又名贯叶金丝桃。贯叶连翘在药用和观赏方面的应用已引起了人们的广泛关注,但其野生资源种群数量少,种子数量有限,近年来作为药源,人为采挖较为严重,为有效保护野生资源,大力开展贯叶连翘的繁育工作势在必行,利用组织培养进行快速繁殖,是促进贯叶连翘良种繁育的有效途径。但贯叶连翘初代诱导过程中玻璃化问题较为严重,为解决这一问题,项目组在改善其它培养条件的基础上着重研究了不同浓度的赤霉素(GA3)对贯叶连翘试管苗分化和发育的影响,以期获得玻璃化现象的逆转。
4月中下旬在甘肃省小陇山林区选择无病虫害、生长正常的贯叶连翘顶部嫩梢先端2~3厘米的茎段作为繁殖材料。
1.赤霉素 (GA3)母液的配制 称取赤霉素GA3 0.1克,溶于1摩尔每升热的氢氧化钠溶液中,待完全溶解后转移至容量瓶中,加水定容至100毫升,即得浓度为1毫克每毫升的母液。按实验要求每次吸取(0.1,0.2,0.4,0.5,0.8,1.0)毫升母液于 1 升 MS 培养基中,即可配成含(0.1,0.2,0.4,0.5,0.8,1.0)毫克每升赤霉素GA3的MS固体培养基。
2.接种 试验材料在自来水下将其表面灰尘冲洗干净,在无菌条件下,用75%酒精浸泡30秒,无菌水冲洗3次。在含有0.1%的吐温-80的0.1%HgCl2溶液中灭菌5分钟,灭菌过程中要不时摇动,最后用无菌水冲洗4~5次,吸干水分。用剪刀剪出1.5厘米长茎段(含1~2节间)接种到诱导培养基中进行初代培养。
3.试验设计 初代培养基中加入2,4-D(2.0毫克每升),待愈伤组织形成后,小心切去带有生长点的愈伤组织,以MS为基本培养基,进行继代增殖,诱导芽萌发和促进芽的生长。设计6个处理(即在同样生长条件下,在培养基 MS+6-BA3.0+2,4-D2.0+GA3(单位均为毫克每升),对6种不同浓度GA3溶液(0.1,0.2,0.4,0.5,0.8,1.0)毫克每升处理的贯叶连翘,3次重复;诱导丛生芽的形成和生长,每个培养瓶植入6个单芽,每重复10瓶。30天后统计结果,统计每处理丛生芽玻璃化情况,每处理每重复随机抽取3个培养瓶,清洗掉培养基,将诱导形成的芽置于超净工作台上,采用电子游标卡尺测量不定芽自然长度,精度0.1厘米。
4.培养条件 上述培养基均添加3%蔗糖和0.7%琼脂,pH值为5.6~5.8之间,培养温度为(20±2)℃,光照强度为1000~1500LX,每日光照12小时。
5.培养及观察 接种完毕后将三角烧瓶置于26~28℃的恒温培养箱中,光照条件下培养,每天观察记录发芽情况,待幼苗长出2片子叶时,在超净台上将幼苗移植到添加有不同浓度GA3的MS固体培养基中,26~28℃继续在恒温培养箱中培养。从移植的第二天开始进行芽苗的高度的测量以及玻璃化的观察。每种浓度处理取幼苗进行测量及观察,3次重复,取其平均值。
四周后统计结果显示,GA3具有促进贯叶连翘芽苗生长的作用,且不同浓度的GA3溶液对贯叶连翘芽苗的生长影响不同,平均芽苗高度4.53厘米,总体表现为低浓度促进生长,高浓度抑制生长,具体情况见图(1、2)。
图2 不同浓度的GA3对贯叶连翘芽苗玻璃化程度的影响
实验结果显示,本实验中对贯叶连翘芽苗玻璃化抑转最有效的GA3浓度为0.5毫克每升,低于此浓度,效果不显著,但浓度大于0.5毫克每升时,苗茎细弱,基部切口变黑,叶片皱缩,且随着浓度升高,芽苗高生长呈明显下降趋势,而降低GA3浓度可恢复正常。
增殖培养结果表明,在GA3的浓度分别为(0.1,0.2,0.4,0.5,0.8,1.0)毫克每升的 6 个配比进行对比试验中,不同浓度的GA3溶液的作用下,玻璃化程度差别较大,随着GA3的浓度不断增大,贯叶连翘则芽苗的玻璃化呈现中间小两头大的趋势。总体结果显示:在0.5毫克每升的GA3溶液处理下,玻璃化程度较低,芽苗分化较好。
玻璃化苗是植物内部生理失调的外在表现,它是在试管内控制条件下培养植物的产物,玻璃化多为组培过程中措施不当造成的非遗传的生理性失调症状,是人工提供的培养基和培养条件不完全符合培养物固有需要的结果。
在贯叶连翘组培快繁实施过程中,玻璃化问题严重阻碍了试验的进程和芽苗的质量,试验发现,轻度玻璃化苗转入无添加激素的MS培养基中连续培养1~2代,可恢复正常,而主茎已完全玻璃化时则不能逆转。采用MS为基本培养基,添加不同浓度的GA3,对贯叶连翘幼苗的生长均有不同程度的促进作用,其中0.5毫克每升的GA3极显著地提高了幼苗的高度,降低了玻璃苗的比率。