串叶松香草组培快繁技术研究

史向远，王秀红，田良才，张乃生

（1.山西省农业科学院现代农业研究中心，山西太原030031；2.山西省生物研究所，山西太原030006；3.山西省农业科学院，山西太原030006）

串叶松香草（Silphium perfolialum L）是菊科（Compositae）松香草属（Silphium）多年生宿根草本植物，原产于北美中部草原地带，我国于1979年从朝鲜引进[1-2]。其具有适应性广、抗逆性强、耐热耐寒、耐盐碱、产草量高、营养价值高等特点[3-4]，是一种新型饲草绿肥作物。其粗蛋白含量高于优良豆科牧草苜蓿和三叶草，青干草粉是多种家畜、家禽和鱼配合饲料及蛋白质补充饲料的重要成分。此外，串叶松香草也被用来作为水土保持、防风固沙、退耕还草和生态环境建设的首选草种[5-6]。当前，在生产上串叶松香草的主要繁殖方式有种子育苗移栽繁殖、分株移栽和切茎、切根温床育苗繁殖，利用离体组织培养进行快速繁殖的研究较少。

本试验对串叶松香草不同外植体的组织培养及移栽驯化过程进行研究，旨在建立串叶松香草的组培快繁技术体系。

1 材料和方法

1.1 材料

试验材料取自山西省农业科学院现代农业研究中心牧草试验地。

1.2 方法

1.2.1 外植体的采集及处理 采集串叶松香草的嫩芽、新叶、叶柄，用洗洁精溶液浸泡20 min后，流水冲洗干净；在超净工作台上用75%酒精浸泡30 s，无菌水冲洗2～3次；再转入0.1%升汞溶液中灭菌5～7 min；用无菌水冲洗4～5次，无菌滤纸吸干水分，切成0.2 m2方块，接种到诱导培养基上，每种外植体接种10瓶，每瓶26枚。

1.2.2 愈伤组织的诱导 采用2因素3水平的试验方法，即3种不同的外植体（嫩芽、新叶、叶柄）和3种激素浓度的诱导培养基Cy1（6-BA 2.0 mg/L+IBA 1.0 mg/L），Cy2 （6-BA 2.0 mg/L+2，4-D 3.0 mg/L），Cy3 （6-BA 2.0 mg/L+2，4-D 2.0 mg/L），以MS为基本培养基，添加3%的蔗糖和0.65%的琼脂粉，pH值为5.8，重复3次。将接种后的材料置于26～28℃的培养室内，以日光灯为光源，光照强度为1 500 lx，光照时间为12 h/d，培养室相对湿度70%～80%。

1.2.3 增殖培养 愈伤组织诱导成功后，采用5种激素浓度配比的增殖培养基即Cz1（6-BA 1.0 mg/L+IBA 0.5 mg/L），Cz2（6-BA 1.5 mg/L+IBA 0.5 mg/L），Cz3（6-BA 2.0 mg/L+IBA 0.5 mg/L），Cz4（6-BA 2.5 mg/L+IBA 0.5 mg/L），Cz5（6-BA 3.0 mg/L+IBA0.5 mg/L）。其他培养条件同1.2.2。

1.2.4 生根培养 分化出组培苗后，以1/2 MS为基本培养基，采用3种激素浓度配比的生根培养基，即 Cs1（6-BA0.2 mg/L+IBA 1.0 mg/L），Cs2（6-BA 0.2 mg/L+IBA 1.5 mg/L），Cs3（6-BA 0.2 mg/L+IBA 2.0 mg/L），添加1.5%的蔗糖和0.65%的琼脂粉，pH值为5.8，重复3次。生根培养温度为（20±2）℃。其他培养条件同1.2.2。

1.2.5 炼苗及移栽 组培苗生根后，当苗长至约5 cm、根系长约5 cm时，炼苗2～3 d，移栽至装有基质（V（泥炭）∶V（珍珠岩）∶V（蛭石）=1∶1∶1）的培养钵内，炼苗1个月后即可移入大田。1.2.6 数据处理 应用DPS软件[7]和Excel 2003软件进行数据处理和分析。

2 结果与分析

2.1 不同激素浓度对愈伤组织的诱导效果

将3种外植体接种于Cy1，Cy2，Cy3这3种培养基上进行诱导培养，经15～20 d，从外植体切口处长出浅黄色的颗粒状愈伤组织，愈伤诱导情况列于表1。经方差分析和Duncan’S多重比较结果表明，3种培养基之间差异呈极显著水平，Cy2诱导率最高，平均愈伤组织诱导率在85%以上，为最佳诱导培养基。研究发现，添加2，4-D对愈伤组织的诱导效果优于添加IBA，可以判断2，4-D在串叶松香草的愈伤诱导中起着关键作用。

表1 不同激素浓度对愈伤组织诱导的影响

2.2 不同外植体的愈伤组织诱导效果

不同外植体的膨大时间、愈伤形成和启动数量均有明显差异，结果如图1所示。

其中，嫩芽接种15 d便有黄绿色愈伤形成，大约30 d就长到1 cm左右；叶柄需20 d形成愈伤；新叶则需26 d才可形成愈伤，且新叶和叶柄愈伤长势较慢，愈伤较小（图1）。

方差分析和Duncan’S多重比较结果表明，外植体间差异显著（表2），嫩芽和叶柄的愈伤诱导效果要明显好于新叶。综合来看，不同外植体的愈伤形成能力大小依次为嫩芽＞叶柄＞新叶。

表2 不同外植体的愈伤组织诱导效果

2.3 不同激素对不定芽增殖分化的影响

愈伤组织膨大至1 cm时，切块转入分化培养基中。20 d左右，愈伤组织出现绿点，再转1次分化培养基，绿点经28 d分化为不定芽（图2）。经反复试验，愈伤在Cz4和Cz5培养基上不定芽的分化效果较好。从表3可以看出，对不同培养基的不定芽增殖系数进行方差分析，结果显示，培养基间差异达到0.01的极显著水平，说明6-BA浓度的变化对不定芽的增殖效果具有明显的影响，且增殖系数随着6-BA浓度的提高而提高，当6-BA浓度达到一定的水平后，增殖系数变化差异变小。Duncan’S多重比较说明，Cz4和Cz5差异不显著，而与其他培养基差异极显著，说明6-BA和IBA的浓度配比对于增殖非常重要，并不是细胞分裂素浓度越高对分化越有利。此外，由于培养基中加入了生长素的缘故，有部分不定芽长出少量根系。综合来看，Cz4为最适合的增殖培养基。

表3 不同增殖培养基的增殖效果

2.4 不同激素对生根培养的影响

将长至5 cm左右的组培苗，转入生根培养基中，接种10 d后就有白色突起出现，有根原基发生，20 d后幼苗生根率达60%以上（图3）。

由表4，5可知，在不同激素配比的生根培养基中，Cs1培养基的根系生长状况一般，根数少，根系细长；Cs2培养基的根系生长较好，根数多且长，根系较粗；Cs3培养基根系生长良好，根系粗壮，长度可达5.65 cm，根系生活力强。方差分析及Duncan’S多重比较结果表明，Cs3生根率与Cs2，Cs1之间差异极显著，且Cs3的生根率最高，平均达到86.1%，其为最佳生根培养基配方。

表4 不同培养基的生根效果

表5 不同培养基条件下根系生长状况

2.5 生根苗的驯化及大田移栽

串叶松香草组培苗根系长至5 cm左右时，即可转入基质进行驯化培养。打开培养瓶盖注入少量蒸馏水，放置2～3 d，再移栽至装有基质（V（泥炭）∶V（珍珠岩）∶V（蛭石）=1∶1∶1）的容器内（图4），移栽前对基质消毒，并喷灭菌灵。

移栽时要注意根系务必冲洗干净，以防霉菌污染，影响根系生长，同时每天早晚各喷水1次，保持湿度。炼苗1个月后即可移入大田，移栽成活率达90%以上。

3 结论与讨论

外源激素的添加浓度是影响植物组织培养效果的关键因素[8]。本研究获得了串叶松香草组培快繁的最适培养基：愈伤诱导培养基为MS基本培养基添加2.0 mg/L6-BA和3.0 mg/L2，4-D，增殖培养基为MS基本培养基添加2.5 mg/L 6-BA和0.5 mg/LIBA，生根培养基为1/2 MS基本培养基添加0.2 mg/L6-BA和2.0 mg/LIBA。

植物的不同组织和器官都有可能作为外植体进行组织培养诱导成苗，但培养效果却存在很大差异[9-11]。李先芳等[12]以串叶松香草幼叶叶柄、子叶和胚轴作为外植体，通过诱导愈伤组织分化再生植株，获得了组培苗并移栽成活。本研究利用嫩芽、新叶和叶柄进行愈伤组织诱导，以嫩芽较易诱导出愈伤组织，且诱导率较高。

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