水蕹菜嫩茎高效无性系建立的研究

陈 磊，刘玉英，刘 星，罗云米

（1重庆市农业科学院蔬菜花卉研究所，重庆401329；2重庆市九龙坡区农业委员会，重庆400051）

0 引言

蕹菜又称空心菜、藤菜、竹叶菜，是旋花科(Convolvulaceae)番薯属一年生或多年蔓生草本植物，因其梗中空而得名，原产中国华南、西南地区的沼泽地带及东南亚地区，性喜温暖湿润，耐炎热，不耐霜冻，生长速度快，采收期长，病虫害少，产量高，是夏、秋季节重要的叶类蔬菜[1-2]。小叶水蕹菜具有叶片短小、节间短，茎杆粗壮，质地脆嫩等特点。近年来，西南地区水蕹菜种植面积日益增加，且菜农对水蕹菜的早春栽培获得了较好的经济效益。传统茎蔓扦插繁殖种苗存在一些缺点，包括保留老茎杆受气候环境条件影响，种蔓成活率低，繁殖速度慢；栽培季节性强，扦插繁殖速度慢，缓苗时间较长，推迟上市时间等；同时长期无性繁殖易受到多种病原菌的侵染，一些病毒在种苗上长期存在和积累，导致种苗退化严重影响空心菜的产量和品质。水蕹菜组培苗具有繁殖速度快、繁殖系数大，细菌、病毒侵染程度低，生长势强等特点。由于水蕹菜组培快繁苗具有较发达的根系，上市时间比同期大田扦插的蕹菜苗提早15天以上，经济效益十分可观。目前，尚未见水蕹菜嫩茎高效无性系建立相关的研究报道。笔者以水蕹菜的嫩茎为试材，开展水蕹菜组织培养无性系建立的研究，旨在为早春大规模生产优质水蕹菜种苗提供关键技术。

1 材料与方法

1.1 试验材料

以重庆地区主栽小叶水蕹菜为试材，采取田间生长非常旺盛的水蕹菜嫩茎，用自来水振荡洗涤5次，每次持续约2 min，然后用800倍多菌灵浸泡12 h，接着用0.05%洗涤剂振荡洗涤约3 min，再用自来水漂洗至泡沫消失时转移到超净工作台上，加70%酒精灭菌15～20 s，迅速倒入无菌水，清洗3次[3-5]，用5%次氯酸钠(NaClO)液浸泡8 min，再加0.1%升汞(HgCl2)振荡灭菌6 min后[6]，最后用无菌水振荡洗涤5次，每次持续约1 min，即获得无菌嫩茎材料。

1.2 试验方法

2016年3 月—2017年7月，试验在国家蔬菜改良中心重庆分中心进行。以MS为基本培养基加入蔗糖20 g/L、琼脂粉6 g/L、活性碳3 g/L，同时附加不同种类不同浓度不同配比的6-BA、IAA、NAA和2,4-D，并用NaOH(1.0 mol/L)和HCl(1.0 mol/L)将培养基调至pH 5.8～6.0，然后将消毒好的水藤菜茎段接种在上述培养基中进行愈伤组织诱导、分化及生根培养。培养温度25℃，光照强度2000 lx，光照时间12 h/d。

1.3 幼苗培养

将水蕹菜生根苗培养瓶塞打开，并置于3500～4000 lx的光照培养箱内进行炼苗，3天后取出幼苗并用清水洗净琼脂，通过穴盘（50穴）育苗的方式，移栽至不同配比基质中培养，同时进行适宜的水分、温度、光照等管理。具体基质配比如下：F1，纯草炭；F2，草炭:菌渣=1:1；F3，草炭:菌渣:蛭石=1:1:1；F4，草炭:菌渣=2:1；F5，草炭:菌渣:蛭石=2:1:1。

1.4 数据处理

试验按照随机区组试验设计，设置3次重复。采用SPSS 11.5数据统计分析软件进行试验数据分析。

2 结果与分析

2.1 水蕹菜嫩茎愈伤组织诱导培养

由表1可知，在培养基中不加生长激素和只加6-BA时，水蕹菜嫩茎基本无愈伤组织诱导形成，而在含6-BA的培养基中加入不同浓度的NAA或2,4-D时，均能诱导水蕹菜嫩茎形成愈伤，其诱导率为46.7%～93.3%。其中，第6号培养基(1/2MS+6-BA 0.5 mg/L+2,4-D 1.5 mg/L)的诱导率达到93.3%，为诱导水蕹菜嫩茎愈伤组织的理想培养基。

表1 植物激素对水蕹菜嫩茎愈伤组织诱导的影响

2.2 水蕹菜嫩茎愈伤组织的分化培养

将在1/2MS+6-BA 0.5 mg/L+2,4-D 1.5 mg/L培养基上诱导的颗粒状愈伤组织，接种到含有不同浓度6-BA、IAA和NAA的MS培养基上进行分化培养。由表2可知，同时含有生长素NAA(IAA)和细胞分裂素6-BA的培养基不能使愈伤组织分化，而只含有细胞分裂素6-BA的培养基可使愈伤组织分化。在培养基1/2MS+6-BA 0.5 mg/L中，愈伤组织分化率最高，达到92%。

表2 不同浓度的激素对水蕹菜愈伤组织分化的影响

2.3 水蕹菜不定苗的生根培养

将培养基1/2MS+6-BA 0.5 mg/L诱导出来的高0.5 cm以上的不定苗从基部剪下，接种到1/2MS培养基中，加入0、0.3、0.6、0.9、1.2、1.5 mg/L的NAA进行生根培养基的筛选。由表3可知，在未加入（编号1）及加入不同浓度的NAA培养基（编号2～6）中，水蕹菜不定苗均能生长出根系，但其所生根系的时间、数量、长度不同。在3号培养基中，水蕹菜不定苗产生根系所需要的时间最短，仅为11.5天，同时生根条数最多，平均单株根系长度达25.8 mm。由此可知，培养基1/2MS+0.6 mg/L NAA为水蕹菜不定苗生根的最佳培养基。

表3 不同浓度的激素对水蕹菜不定苗生根的影响

2.4 水蕹菜无菌苗基质培养

水蕹菜生根苗移栽15天后，进行株高和成活率统计。由表4可知，在幼苗株高方面，F1号和F3号基质中幼苗的株高显著高于其他处理，且组培苗长势旺盛，叶色鲜艳，根系发达。在成活率方面，F3号基质中幼苗的成活率达到98%，并显著高于F2号和F4号基质。由此可知，F3号基质配方（草炭:菌渣:蛭石=1:1:1）为水蕹菜幼苗生长较好的基质配方。

表4 不同基质配方对水蕹菜无菌苗生长的影响

3 结论与讨论

本研究以水蕹菜嫩茎为试验外植体，通过诱导愈伤组织发生、分化、生根的途径建立了水蕹菜无性系。在水蕹菜嫩茎愈伤组织诱导过程中，培养基中需同时含有6-BA、NAA和2,4-D才能诱导愈伤组织的发生，这与张楠等[3-7]对植物嫩茎无性系建立的研究报道一致，这是由于细胞分裂素与生长素类植物生长调节剂相互协同作用才能促进体细胞胚发生和发育，从而产生愈伤组织[8-11]。上述观点在刘福平等[12-13]对蝴蝶兰和江南牡丹胚性愈伤组织诱导的研究中也得到证实，研究发现培养基中只含生长素(2,4-D)无细胞分裂素情况下诱导的愈伤组织没有胚性。本试验中在诱导水蕹菜不定苗生根时，含有较高浓度生长素的培养基中不定苗的生根情况并未得到明显抑制，而王媛媛等[14-16]以南方紫花苜蓿、紫薇等为试材时，发现含有较高浓度生长素的培养基中愈伤组织无再分化、生根能力，这可能是由于不同植物种类对生长素的依赖能力不同而表现出分化生根能力的差异，而本试验所用生长素浓度还未达到抑制水蕹菜愈伤组织分化的水平。水蕹菜育苗基质筛选结论与姚旭等[17-19]的试验结果一致，本试验中，在基质中添加一定量的菌渣和蛭石，不仅丰富了基质中有机质和氮、磷、钾素含量[20-22]，还增强了基质的缓冲与储水保墒能力[23-25]，其成本较纯草炭基质降低了35%左右[26]。通过水蕹菜生根苗的移栽种植发现，植株农艺形状与常规水蕹菜种苗无明显差异，并具有早产、产量高、品质佳的特点。因此，水蕹菜无菌种苗对其生产的可持续发展具有重要的意义，但生产成本较高，今后在如何降低成本、提高生产效率等方面还亟待进一步研究探索。