觀賞草新西蘭綠箭亞麻種子的組織培養(yǎng)與植株再生

許紅娟, 楊 瀾, 杜致輝, 崔 嵬, 黃貴川, 陳之林*

(1. 貴州省園藝研究所/貴州省園藝工程技術(shù)中心，貴州 貴陽(yáng) 550006；2. 貴陽(yáng)禾美花卉有限公司，貴州 貴陽(yáng) 550006）

觀賞草的名稱譯自英文ornamental grasses，通常定義為具有觀賞價(jià)值的單子葉草本植物的總稱。以禾本科植物為主，也包括莎草科、燈芯草科、香蒲科、百合科部分植物。雖然草坪草也符合觀賞草的定義并被廣泛應(yīng)用于園林中，但并不屬于觀賞草的范疇，因此觀賞草不包括草坪草。觀賞草因其豐富的株形、葉色、花序和質(zhì)樸自然的氣質(zhì)能夠?yàn)閳@林增加獨(dú)特的美感和趣味[1-3]，深受園林園藝工作者喜愛。從觀賞草的定義來看，觀賞草包含的種類較多，同時(shí)與其他園林植物相比，觀賞草擁有獨(dú)特的質(zhì)地，和諧的色彩呈現(xiàn)微妙的季相變化，不論單獨(dú)使用還是與山石、水體、花卉相互配置都較適宜，新西蘭亞麻就是觀賞草的一種[4]。

新西蘭亞麻（Phormium）屬于龍舌蘭科新西蘭麻屬暖季型多年生植物，既是一種觀賞植物，又是一種經(jīng)濟(jì)作物。其是新西蘭全國(guó)分布最有特色的原生植物，葉片寶劍形狀，根系強(qiáng)大，抗旱抗水能力強(qiáng)，可保持水土，穩(wěn)定河岸，能夠吸收和降低廢水污水中的氮化合物含量，保護(hù)生態(tài)。我國(guó)引入后，常用于城市園林造景綠化，除新西蘭亞麻原種外，通過基因變異培育了色彩艷麗的亞麻品種，觀賞價(jià)值高，并且新西蘭亞麻葉片近年來也作為切葉植物在花藝大賽及多種場(chǎng)合進(jìn)入全國(guó)鮮切花市場(chǎng)，在市場(chǎng)中逐漸嶄露頭角。新西蘭亞麻作為一種優(yōu)新的觀賞草，因抗性強(qiáng)，養(yǎng)護(hù)成本低，在園林中應(yīng)用后能夠節(jié)省較多的人力和財(cái)力，其多種用途和生態(tài)功能備受市場(chǎng)歡迎，因耐瘠薄、抵御病蟲害能力強(qiáng)、觀賞價(jià)值高等多種優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注。

目前新西蘭亞麻有30 多個(gè)雜交品種，是一種常綠多年生植物，葉為線性且色彩豐富，是當(dāng)前比較流行的園林觀賞草類中的優(yōu)良觀賞植物之一。昆明市場(chǎng)將新西蘭亞麻的葉片當(dāng)作切葉出售，但國(guó)內(nèi)市場(chǎng)供給不足，完全依賴國(guó)外市場(chǎng)進(jìn)口。新西蘭亞麻種子發(fā)芽率低，植株通過分株繁殖系數(shù)較小，時(shí)間較長(zhǎng)，繁殖較為困難。隨著園林工程和切葉市場(chǎng)需求的增加以及其繁殖困難等多方面因素的影響，導(dǎo)致其市場(chǎng)價(jià)格較高。新西蘭亞麻在園林景觀產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用成本較高，且數(shù)量大，急需增加種苗數(shù)量，降低種苗價(jià)格。因此，利用新西蘭亞麻品種綠箭亞麻種子為試驗(yàn)材料，通過組織培養(yǎng)技術(shù)探索建立新西蘭綠箭亞麻的種苗繁育系統(tǒng)，以通過植株再生盡快批量生產(chǎn)種苗，擴(kuò)大新西蘭綠箭亞麻的繁殖系數(shù)，早日實(shí)現(xiàn)新西蘭亞麻多個(gè)品種的種苗產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

新西蘭綠箭亞麻種植于貴州省園藝研究所觀賞草種質(zhì)資源圃內(nèi)，生長(zhǎng)環(huán)境屬于亞熱帶濕潤(rùn)溫和型氣候，海拔1 100 m 左右，東經(jīng)106°27′～106°52′，北緯26°11′～26°55′，年平均氣溫為15.3℃，無霜期平均246 d，每年12月至翌年1月為最冷的雪凝期（最低溫度為-5℃左右），年降雨量1 129.5 mm，空氣優(yōu)良天數(shù)341 d，年降雪日數(shù)少，平均僅11.3 d。

1.2 材料

試驗(yàn)材料為綠箭亞麻，2020年6月購(gòu)自云南花境園藝有限公司，陸續(xù)移植于貴州省園藝研究所觀賞草種質(zhì)資源圃內(nèi)，適應(yīng)圃內(nèi)生長(zhǎng)環(huán)境1年后，于2021年7月在觀賞草種質(zhì)資源圃內(nèi)采集綠箭亞麻的種子，采用牛皮紙袋封存保存。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 培養(yǎng)基及培養(yǎng)條件 以MS為基本培養(yǎng)基，加入不同濃度的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，添加4%蔗糖，0.5%～0.8%卡拉膠，調(diào)整pH 為5.9±0.1 ，培養(yǎng)溫度為（25±2）℃，光照為50～80 μmol/m2/s，光照時(shí)間為12 h/d，122℃滅菌30 min。

1.3.2 種子的消毒預(yù)處理與初代培養(yǎng) 挑選健壯、顆粒飽滿，無病蟲害的種子400粒，自來水沖洗5～10 min，去除種子表面的雜質(zhì)及絨毛，再用無菌水沖洗5～10 次，放入超凈工作臺(tái)備用。共設(shè)置4 個(gè)處理。處理1，將種子用75% 酒精浸 泡10 s，0.1% 升汞浸泡6 min，無菌水沖洗2 次；處理2，將種子用75%酒精浸泡15 s，0.1%升汞浸泡7 min，無菌水沖洗3 次；處理3，將種子用75%酒精浸泡25 s，0.1%升汞浸泡8 min，無菌水沖洗4 次；處理4，將種子用75%酒精浸泡15 s，0.1%升汞浸泡7 min，無菌水沖洗，5 次；將經(jīng)滅菌的種子于不同誘導(dǎo)培養(yǎng)基（MS+6-BA 0.2 mg/L、MS+6-BA 0.3 mg/L、MS+6-BA 0.4 mg/L 和MS+6-BA 0.5 mg/L）上萌發(fā)，考察不同滅菌處理和不同誘導(dǎo)培養(yǎng)基的萌發(fā)率。萌發(fā)率=（無污染萌芽的胚數(shù)/每個(gè)處理接種的總胚數(shù)）×100%。30 d 后觀察記錄種胚萌發(fā)和幼芽生長(zhǎng)狀況。

1.3.3 增殖誘導(dǎo)條件 誘導(dǎo)叢生芽發(fā)生后，需轉(zhuǎn)接到增殖培養(yǎng)基進(jìn)行繼代培養(yǎng)，把幼嫩芽分成3～5 個(gè)一叢，接到增殖培養(yǎng)基上進(jìn)行壯苗。增殖培養(yǎng)基供共設(shè)置4 個(gè)6-BA 濃度，處 理1，MS+6-BA 0.2 mg/L；處 理2，MS+6-BA 0.6 mg/L；處理3，MS+6-BA 0.7 mg/L；處理4，MS+6-BA 0.8 mg/L。比較不同處理綠箭亞麻外植體的增殖倍數(shù)。

1.3.4 生根培養(yǎng) 以3～6 個(gè)苗叢為一組，切取生長(zhǎng)健壯的苗叢接種到1/2MS+NAA 0.2 mg/L+AC 0.5 g/L 的培養(yǎng)基中進(jìn)行生根培養(yǎng)，培養(yǎng)7～10 d，30 d 后統(tǒng)計(jì)生根情況，觀察苗叢的生長(zhǎng)情況。

1.3.5 煉苗與移栽 經(jīng)過生根培養(yǎng)后，挑選生長(zhǎng)健壯的植株進(jìn)行煉苗，將生根的瓶苗打開瓶蓋，連瓶置于遮陰的苗床上煉苗，7 d后取出瓶苗，洗凈根部附著物，移栽時(shí)小苗根部用1‰多菌靈浸泡8 min，移栽在已消毒的基質(zhì)（園土∶泥炭∶珍珠巖=1∶1∶1）穴盆中，置于空氣濕度為60%～75%的苗床上，并進(jìn)行遮蔭，移栽7 d 后開始有新根發(fā)生，35 d 后統(tǒng)計(jì)成活率。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同滅菌處理對(duì)綠箭亞麻種子萌發(fā)的影響

由表1 可知，75%酒精不同浸泡時(shí)間、0.1%升汞消毒液不同浸泡時(shí)間及無菌水的沖洗次數(shù)均會(huì)影響綠箭亞麻種子外植體在誘導(dǎo)培養(yǎng)基上的萌發(fā)率。隨著75%酒精浸泡時(shí)間及0.1%升汞浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)以及無菌水沖洗次數(shù)的增加，綠箭亞麻種子的萌發(fā)率隨之升高。其中，處理4 的萌發(fā)率最高，達(dá)60%；而處理1 的萌發(fā)率最低，為0%，并且污染率為100%。故綠箭亞麻種子的最佳滅菌處理為75%酒精浸泡30 s，0.1%升汞消毒液浸泡10 min，無菌水沖洗5次。

表1 不同滅菌處理綠箭亞麻種子的萌發(fā)率

2.2 不同誘導(dǎo)培養(yǎng)基對(duì)綠箭亞麻種子萌發(fā)的影響

從表2可知，誘導(dǎo)培養(yǎng)基為MS+6-BA 0.3 mg/L的綠箭亞麻種子萌發(fā)率為62%，誘導(dǎo)培養(yǎng)基為MS+6-BA 0.2 mg/L的種子幾乎不能萌發(fā)，其萌發(fā)率為0%；誘導(dǎo)培養(yǎng)基為MS+6-BA 0.4 mg/L和MS+6-BA 0.5 mg/L的萌發(fā)率分別為18%和13%，誘導(dǎo)萌發(fā)率較低。經(jīng)多次試驗(yàn)，種子適宜的誘導(dǎo)培養(yǎng)基濃度為MS+6-BA 0.3 mg/L，接種20 d后開始萌發(fā)，萌發(fā)率達(dá)62%，35 d后形成3～6 cm的小苗（圖1）。

表2 綠箭亞麻種子在不同濃度6-BA誘導(dǎo)培養(yǎng)上的萌發(fā)率

圖1 新西蘭亞麻綠箭亞麻種子在適宜誘導(dǎo)培養(yǎng)基上培養(yǎng)的狀態(tài)

2.3 綠箭亞麻種子外植體在不同濃度6-BA增殖培養(yǎng)基上的增殖倍數(shù)

由表3 可知，增殖培養(yǎng)基為MS+6-BA 0.2 mg/L 的綠箭亞麻種子外植體增殖倍數(shù)最高，為8.6 倍。增殖培養(yǎng)基為MS+6-BA 0.7 mg/L 的綠箭亞麻種子外植體增殖倍數(shù)最低，為0.8倍。

表3 綠箭亞麻種子外植體在不同濃度6-BA增殖培養(yǎng)基上的增殖倍數(shù)

2.4 煉苗成活率

經(jīng)統(tǒng)計(jì)，將生根組培苗煉苗移栽，35 d 后成活率達(dá)75%，可獲得完整的再生植株。

3 結(jié)論與討論

以綠箭亞麻種子為外植體，經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)得出外植體最佳的消毒處理為75%酒精浸泡30 min，0.1%升汞消毒液浸泡10 min，無菌水沖洗5 次，種子萌發(fā)率達(dá)60%。種子最佳的誘導(dǎo)培養(yǎng)基為MS+6-BA 0.3 mg/L，接種20 d后開始萌發(fā)，萌發(fā)率達(dá)62%，最佳增殖培養(yǎng)基為MS+6-BA 0.2 mg/L，外植體增殖倍數(shù)最高，為8.6倍。將生根組培苗煉苗移栽，35 d后成活率達(dá)75%。

外植體材料的消毒是組培體系的關(guān)鍵前提[5]，不同的消毒時(shí)間決定了外植體在初代培養(yǎng)基內(nèi)的萌發(fā)率，綠箭亞麻種子作為外植體進(jìn)行不同消毒處理，可獲得較好的滅菌效果，同時(shí)種子作為外植體在培養(yǎng)基上的萌發(fā)率也會(huì)提高。繼代增殖過程中，也會(huì)存在部分污染現(xiàn)象，還需進(jìn)一步通過調(diào)整培養(yǎng)基內(nèi)的激素濃度和植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的濃度來進(jìn)一步降低繼代培養(yǎng)污染率。在增殖過程中會(huì)出現(xiàn)玻璃化現(xiàn)象及部分組織的褐變現(xiàn)象，可能是新西蘭亞麻不同基因型之間存在差異，還需進(jìn)一步了解組培體系建立的干擾因素。

研究?jī)H以綠箭亞麻的種子作為外植體進(jìn)行組織培養(yǎng)的初步探索，解決了亞麻種子直播的萌發(fā)困難問題，利用在培養(yǎng)基上的幼苗葉片進(jìn)行新材料的選取和繼代培養(yǎng)獲得完整的再生植株，有利于推動(dòng)新西蘭亞麻的工廠化繁殖進(jìn)程，增大繁殖系數(shù)。新西蘭亞麻耐旱、耐寒和耐貧瘠及能夠吸收和降低廢水污水中的氮化合物含量，可保護(hù)生態(tài)，是一種優(yōu)良園林觀賞草植物，也可作為盆栽在室內(nèi)觀賞，通過組織培養(yǎng)擴(kuò)大種苗的生產(chǎn)量，同時(shí)為繁殖困難的品種在國(guó)內(nèi)引種馴化工作提供了參考依據(jù)。隨著市場(chǎng)需求的日益增加，新西蘭亞麻組培苗可廣泛應(yīng)用于城市綠化、庭院栽培及家庭園藝盆栽［6-7］，對(duì)豐富貴州園林景觀和大力發(fā)展鄉(xiāng)村旅游產(chǎn)業(yè)，大幅降低貴州亞麻種苗的市場(chǎng)價(jià)格，推動(dòng)貴州生態(tài)文明及穩(wěn)步探索人工商品純林樹種結(jié)構(gòu)優(yōu)化具有重要意義，但仍需進(jìn)一步探索，建立成熟的組培再生體系。