影響冰燈玉露組培苗形態(tài)建成因子的研究

張海龍+劉艷軍+黃俊軒+楊靜慧+李建科+嚴(yán)小峰

摘 要：為了獲得正常形態(tài)的冰燈玉露組培移栽苗，以冰燈玉露再生苗為外植體，采用含有不同激素的培養(yǎng)基、不同的培養(yǎng)溫度及光照強(qiáng)度等方法，以找到適宜的促成其組培苗正常形態(tài)建成的培養(yǎng)條件。結(jié)果顯示，采用MS+0.25 mg·L-1 BA培養(yǎng)基，在20 ℃的培養(yǎng)溫度、3 000 lx的光照強(qiáng)度、24 h連續(xù)光照條件下，可以獲得生長形態(tài)正常（與品種特性相一致）的組培苗。在此條件下，可以減少組培快繁中冰燈玉露畸形苗的產(chǎn)生，同時(shí)也會(huì)縮短冰燈玉露組培苗移栽成苗的時(shí)間。

關(guān)鍵詞：冰燈玉露；組織培養(yǎng)；畸形苗

中圖分類號(hào)：S682.36 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2017.07.005

Study on the Influence Factors of Morphogenesis of Haworthia cooperivar Tissue Culture Seedling

ZHANG Hailong，LIU Yanjun，HUANG Junxuan，YANG Jinghui，LI Jianke，Yan Xiaofeng

（College of Horticulture and Landscape Architecture， Tianjin Agricultural University， Tianjin 300384， China）

Abstract： In order to obtain the normal form of Haworthia cooperivar seedlings， the regeneration plantlets of Haworthia cooperivar were used as explants， using the culture mediums containing different hormones， different culture temperature and light intensity， the suitable culture condition for normal morphogenesis of plantlets was found. The results showed that the growth form of tissue culture seedlings was same as the seedling by ramet propagation under the condition of at 20 ℃ culture temperature， using the light intensity of 3 000 lx， and continuous illumination 24 h， on the medium MS+0.25 mg·L-1 BA. Under these conditions， the production of malformation Haworthia cooperivar tissue culture seedling will be reduced and the time of plantlet formation of Haworthia cooperivar tissue culture seedling will be shorten.

Key words： Haworthia cooperivar； tissue culture； malformation seedling

近年來，采用組培快繁技術(shù)對(duì)多肉植物進(jìn)行繁殖的研究越來越多，并已在生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用[1-9]。隨著這一繁殖技術(shù)的推廣與使用，生產(chǎn)者發(fā)現(xiàn)，通過組織培養(yǎng)繁殖的商品苗在外觀形態(tài)上與分株或播種繁殖苗存在明顯的差異[10-15]，其中，組培苗基部葉片較長，畸形，觀賞效果差，認(rèn)為對(duì)這些葉片去除后會(huì)導(dǎo)致植株整體形態(tài)不完整，從而失去觀賞價(jià)值。其原因主要是由于移栽出的組培苗形態(tài)與自然繁殖苗不同，組培苗一般葉片細(xì)長，厚度不足，整體植株細(xì)弱，生長勢(shì)不強(qiáng)，因此導(dǎo)致組培苗需要較長時(shí)間的生長，新生葉才能恢復(fù)其正常的品種特征，不僅影響了這些多肉植物的商品價(jià)值，也增加了培養(yǎng)時(shí)間、提高了生產(chǎn)成本，從而影響了這一技術(shù)的應(yīng)用前景。

本研究以冰燈玉露再生苗為外植體，采用含有不同激素的培養(yǎng)基、不同的培養(yǎng)溫度及光照強(qiáng)度等方法，以找到適宜的促成其組培苗正常形態(tài)建成的培養(yǎng)條件，試驗(yàn)結(jié)果可以減少組培快繁中冰燈玉露畸形苗的產(chǎn)生，縮短冰燈玉露組培苗移栽成苗的時(shí)間，可為研究其他多肉植物的組培快繁技術(shù)及其應(yīng)用提供一定的參考。

1 材料和方法

1.1 植物材料

供試冰燈玉露再生苗為天津農(nóng)學(xué)院園林植物實(shí)驗(yàn)室提供。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 不同激素對(duì)冰燈玉露形態(tài)建成的影響 經(jīng)過增殖培養(yǎng)獲得的冰燈玉露組培苗在移栽前形態(tài)與自然生長苗存在較大差異。為了在移栽前對(duì)組培苗形態(tài)重建，將組培苗轉(zhuǎn)移到含有不同激素的培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)，以獲得生長外形與自然狀態(tài)下一致的幼苗。試驗(yàn)采用100 mL三角瓶，每瓶加入40 mL培養(yǎng)基。每個(gè)處理做10瓶，每瓶接種5個(gè)再生苗。接種后將三角瓶放入組培室，培養(yǎng)條件為：25 ℃，24 h連續(xù)光照，光照強(qiáng)度2 000 lx。接種后每天觀察再生苗的生長情況，經(jīng)過約40 d培養(yǎng)，記錄再生苗在不同培養(yǎng)基上的形態(tài)變化情況。

1.2.2 不同溫度對(duì)冰燈玉露形態(tài)建成的影響 為了進(jìn)一步研究冰燈玉露組培苗形態(tài)建成中溫度的影響，采用不同溫度（20，22，24，26，28 ℃）條件，對(duì)再生苗的生長變化進(jìn)行試驗(yàn)。采用1.2.1篩選出的培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)。試驗(yàn)設(shè)計(jì)與1.2.1相同。接種后每天觀察再生苗的生長情況，經(jīng)過約30 d培養(yǎng)，記錄再生苗在不同溫度下的形態(tài)變化情況。

1.2.3 不同光照強(qiáng)度對(duì)冰燈玉露形態(tài)建成的影響 為了研究光照對(duì)冰燈玉露形態(tài)建成的影響，采用冰燈玉露組培苗，接種到1.2.2所用的培養(yǎng)基上。采用25 ℃，24 h連續(xù)光照，只是光照強(qiáng)度（1 500，2 000，2 500，3 000，4 000 lx）不同。接種后每天觀察再生苗的生長情況，經(jīng)過約40 d培養(yǎng)，記錄再生苗在不同光照強(qiáng)度下的形態(tài)變化情況。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同激素對(duì)冰燈玉露形態(tài)建成的影響

從表1可以看出，冰燈玉露組培苗在MS上生長基本都是形態(tài)不正常苗，這種苗葉片較自然條件下生長的要細(xì)，而且形狀與自然狀態(tài)下的苗不同，葉子分布不規(guī)則，葉子上端看不到“窗”的構(gòu)造。說明一般不經(jīng)過形態(tài)重建誘導(dǎo)，冰燈玉露組培苗移栽后很難在短時(shí)間內(nèi)長成自然狀態(tài)，使其具有一定的觀賞性。在培養(yǎng)基中附加一定量的IAA，情況并沒有好轉(zhuǎn)，而且組培苗出現(xiàn)了肉質(zhì)根，這類根形成后，植株生長緩慢，有的還出現(xiàn)褐變死亡現(xiàn)象。說明生長素不利于冰燈玉露組培苗的形態(tài)重建。當(dāng)在培養(yǎng)基中添加BA后，情況有所改進(jìn)，組培苗生長加快，同時(shí)葉片形態(tài)出現(xiàn)變化，葉片變厚，排列整齊，從外觀上基本與自然條件下相似；在不同BA濃度下，組培苗生長情況不同，效果最好的是0.25 mg·L-1 BA，當(dāng)BA質(zhì)量濃度達(dá)到1.0 mg·L-1時(shí)，符合要求的組培苗數(shù)量減少，同時(shí)植株生長緩慢，植株變得矮小。因此，在適宜的BA濃度下，冰燈玉露的組培苗才能實(shí)現(xiàn)形態(tài)重建。本試驗(yàn)還嘗試了同時(shí)加入BA與IAA，但效果與MS相同，沒有出現(xiàn)形態(tài)正常的組培苗。說明在MS培養(yǎng)基中添加0.25 mg·L-1 的BA可以獲得部分植株形態(tài)與自然生長相似的組培苗。

2.2 不同溫度對(duì)冰燈玉露形態(tài)建成的影響

從表2可以看出，冰燈玉露形態(tài)正常率較高，原因主要是由于試驗(yàn)采用的培養(yǎng)基為MS附加0.25 mg·L-1的BA，因此，組培苗形態(tài)普遍變得較為正常；但在不同溫度下，形態(tài)正常苗的比例有所不同，當(dāng)溫度為20 ℃時(shí)，獲得的形態(tài)正常的組培苗數(shù)最多，而隨著溫度的增加，組培苗恢復(fù)率也逐漸下降，到28 ℃時(shí)，僅有38%。說明冰燈玉露形態(tài)建成培養(yǎng)的溫度應(yīng)采用較低的溫度。在試驗(yàn)中，也曾采用18 ℃進(jìn)行培養(yǎng)，但結(jié)果顯示，幾乎所有組培苗都停止生長，只有個(gè)別生長正常，說明過低溫度也不利于冰燈玉露組培苗的形態(tài)建成。雖然在20 ℃時(shí)可以獲得較高的冰燈玉露組培苗的恢復(fù)率，但也因溫度較低，組培苗生長速度較慢，也不是理想的培養(yǎng)條件。為此，試驗(yàn)又采用不同光照強(qiáng)度來提高形態(tài)重建率，希望獲得較高、較快的冰燈玉露形態(tài)重建培養(yǎng)。

2.3 不同光照強(qiáng)度對(duì)冰燈玉露形態(tài)建成的影響

試驗(yàn)采用1 500，2 000，2 500，3 000，4 000 lx的光照強(qiáng)度，對(duì)冰燈玉露新增殖的小苗進(jìn)行24 h連續(xù)光照培養(yǎng)，同時(shí)采用附加0.25 mg· L-1 BA的培養(yǎng)基和20 ℃的培養(yǎng)溫度。

從表3可以看出，在不同光照強(qiáng)度條件下，冰燈玉露組培苗在生長速度與形態(tài)上出現(xiàn)較大變化，畸形苗恢復(fù)率明顯提高，生長速度也有所加快，說明光照強(qiáng)度對(duì)于組培苗生長速度與形態(tài)建成有較大影響。從形態(tài)恢復(fù)率來看，在光照強(qiáng)度為3 000 lx時(shí)效果最好，同時(shí)組培苗的生長速度也較快。因此，選擇光照強(qiáng)度為3 000 lx，溫度為20 ℃，在含有0.25 mg·L-1 BA的培養(yǎng)基上，冰燈玉露組培苗可以正常生長，獲得的組培苗在移栽前就能達(dá)到自然狀態(tài)下的正常形態(tài)。

3 結(jié)論與討論

在本試驗(yàn)中，冰燈玉露組培苗在移栽前的形態(tài)與自然條件下的形態(tài)不一致的情況，在許多植物培養(yǎng)中普遍存在，其中原因很多，大致可以概括為幾個(gè)方面。第一，組培條件下生長環(huán)境與自然環(huán)境之間的差異，導(dǎo)致一些性狀不能很好地表達(dá)。如在強(qiáng)光照下，才能出現(xiàn)的一些性狀，在組培條件下很難達(dá)到，因?yàn)榻M培苗在一個(gè)密閉的空間內(nèi)，過強(qiáng)的光照會(huì)導(dǎo)致其生存空間內(nèi)的溫度過高，從而影響組培苗的生長。本試驗(yàn)中僅采用光照3 000 lx的強(qiáng)度，其是自然光照下強(qiáng)度的1/11，因此，環(huán)境是造成組培苗畸形的主要因素。當(dāng)組培苗移栽到自然環(huán)境下時(shí)，很快又能恢復(fù)其自然生長的特性。第二，組培苗處于人為干擾下的生存方式，如光合作用不能夠很好建立，因?yàn)樵谂囵B(yǎng)基中添加了蔗糖作為能源物質(zhì)。在培養(yǎng)基中附加激素來引導(dǎo)其生長分化，與自然條件下其自身自我調(diào)節(jié)的結(jié)果不同，被動(dòng)地生長必將改變其特有的表現(xiàn)型。本試驗(yàn)也是通過改變培養(yǎng)基中的激素，從而達(dá)到冰燈玉露的形態(tài)重建。第三，組培生長是一種與正常生長不同的過程，正常生長植物從種子到發(fā)芽，再到開花、結(jié)果，是按照自然規(guī)律進(jìn)行的，而組培生長一般是從某個(gè)階段直接進(jìn)行或者是從后向前進(jìn)行。如從某種成熟組織誘導(dǎo)再生，就是一種逆向生長，形態(tài)出現(xiàn)畸形是很正常的。因此，要想在組培階段獲得形態(tài)與自然條件下的一致就必須有一個(gè)形態(tài)重建的過程，再次通過人為干預(yù)達(dá)到與自然相近的生長形態(tài)。

本試驗(yàn)研究了激素、光照和溫度對(duì)冰燈玉露組培苗生長形態(tài)的影響，獲得生長正常、與自然條件下形態(tài)相似的組培苗培養(yǎng)體系，結(jié)果表明，將新增殖的冰燈玉露較小的組培苗選擇光照強(qiáng)度為3 000 lx，連續(xù)光照24 h，并在溫度為20 ℃以及在含有0.25 mg·L-1 BA的培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)，可以獲得正常生長的冰燈玉露組培苗，且獲得的組培苗在移栽前就能達(dá)到自然狀態(tài)下的正常形態(tài)。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉芳， 唐映紅， 袁有美， 等. 多肉植物勞爾的組織培養(yǎng)[J]. 植物學(xué)報(bào)， 2016（2）： 251-256.

[2]王泉， 左志宇， 宋曉濤， 等. 百合科多肉植物美吉壽的組織培養(yǎng)與快速繁殖[J].植物生理學(xué)通訊， 2008（1）： 123-125.

[3]胡海波， 郝永麗， 高博， 等. 多肉植物繁殖特性概述[J]. 農(nóng)業(yè)工程技術(shù)， 2016（1）： 64-67.

[4]黃利輝， 王藝勝， 翁飛鳳， 等. 景天科多肉植物愈傷組織誘導(dǎo)體系的建立[J]. 南方農(nóng)業(yè)（上旬）， 2016（9）： 59-62 .

[5]王紫珊， 王廣東， 王雁. 多肉植物白銀壽‘奇跡的離體培養(yǎng)與快速繁殖[J]. 基因組學(xué)與應(yīng)用生物學(xué)， 2014（6）： 1329-1335.

[6]黃素華， 肖惠勻， 洪燕萍. 水晶掌組織培養(yǎng)與快速繁殖[J]. 福建師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）， 2014（5）： 96-100.

[7]黃清俊， 丁雨龍， 唐曉英. 珍奇多肉植物萬象微型繁殖[J]. 北方園藝， 2007（5）： 191-193.

[8]趙娟， 玉國. 褐斑伽藍(lán)的組織培養(yǎng)與快速繁殖[J]. 山西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）， 2003（4）： 338-341，347.

[9]黃清俊， 丁雨龍， 謝維蓀. 水晶掌花葶離體培養(yǎng)及其試管苗無性系的建立[J].上海農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)， 2004（3）： 19-23.

[10]黃明. 貴州小黃姜的脫毒快繁技術(shù)的研究[D]. 貴陽： 貴州大學(xué)， 2016.

[11]畢云， 蘇艷， 張藝萍， 等. 藍(lán)莓組織培養(yǎng)過程中玻璃化現(xiàn)象的防止技術(shù)研究[J]. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)， 2014（6）： 2539-2542.

[12]楊亞萍. 茶樹組織培養(yǎng)技術(shù)及遺傳轉(zhuǎn)化中抑菌劑選擇[D]. 杭州： 浙江大學(xué)， 2015.

[13]張玲， 岳生梅， 王淑華， 等. 外源激素對(duì)‘章姬草莓莖芽萌發(fā)和增殖的影響[J]. 上海農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)， 2013（5）： 63-66.

[14]李桂榮. 無核葡萄胚胎發(fā)育的生理特性和胚挽救育種技術(shù)的研究[D]. 楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)， 2013.

[15]洪怡，文曉鵬. 馬纓杜鵑離體快繁體系的建立及優(yōu)化[J]. 西南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）， 2012（8）： 61-66.