矾根愈伤组织诱导研究

朱志国, 梁春莉

(1. 芜湖职业技术学院 园林园艺学院，安徽 芜湖 241003；2. 辽宁农业职业技术学院，辽宁 营口 115009)

矾根(Heucheramicrantha)是虎耳草科矾根属多年生常绿宿根草本植物[1-2]，又名珊瑚铃，原产美洲中部，喜半阴、具有较强的耐寒性[3-6]，在-15 ℃依然能够存活，是浅根性彩叶阴生地被植物和优良的宿根花卉。叶色美丽，叶形独特，具有较好的观赏特性和景观效果，在国外园林景观建设中应用广泛，多用于园林景观、庭院花镜、林下地被、小型色块及庭院绿化等方面，以打造颇具美感的景致、补绿色草块、花卉的单调性等[7]。近些年，我国广泛引入栽培并开发应用，且发现其在生产上具有广阔的应用前景，既可作为园林建设中观叶赏花的耐寒地被应用，又可形成高端盆栽[8]。但由于矾根种子细小，结实率低，人工培育苗成活率低，且对播种条件要求较高，播种后性状容易分化，人工培育成苗率低；而采用分株繁殖时，其根系容易受到破坏，降低了成活率，繁殖系数低[9]，使得矾根的生产应用受到很大制约，难以满足日益增长的生产需求。将优良单株通过组织培养在短期内大批量繁殖，可大大提高矾根繁殖速度，并能在短时间内获得品质优良的群体。

本试验以矾根顶芽、带腋芽的幼嫩茎段及叶鞘为试材，研究了不同因素对矾根愈伤组织诱导的影响，旨在建立高效稳定的矾根愈伤组织诱导体系，从而为矾根规模化生产提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试材料为芜湖职业技术学院园艺实训基地提供的2年生盆栽矾根，切取顶芽、带腋芽的幼嫩茎段和叶鞘作为外植体。

1.2 试验方法

1.2.1 基本培养基对矾根愈伤组织诱导的影响 切取矾根顶芽、带腋芽的幼嫩茎段和叶鞘分别接种到A1、A2、A3、A4不同类型培养基上(表1)基本培养基中添加3%的蔗糖、6.0 g/L琼脂、0.5 g/L活性炭。

顶芽、带腋芽的幼嫩茎段和叶鞘每瓶5个，重复5次。30 d后统计诱导率。诱导率为形成愈伤组织外植体数/接种外植体数；诱导系数为产生芽点并形成不定芽总数/形成愈伤组织外植体数。

表1 矾根愈伤组织诱导培养基

1.2.2 NAA及6-BA组合对矾根愈伤组织诱导的影响 基本培养基为MS，6-BA重量浓度设定为0.2、0.5、1.0、1.5、2.0、3.0 mg/L，分别添加NAA 0.2、0.5、1.0 mg/L，每个处理5瓶，每瓶5个外植体。以上材料培养30 d后统计形成愈伤组织外植体数，计算诱导率、诱导系数。

1.2.3 培养时间对矾根愈伤组织诱导的影响 将矾根顶芽接种于MS+NAA 0.5 mg/L+6-BA 1.0 mg/L培养基上，每个品种5 瓶，每瓶5个外植体，分别在20、25、30 d时观察愈伤组织情况，并计算诱导率、诱导系数。

1.2.4 糖源对矾根愈伤组织诱导的影响 蔗糖、麦芽糖、葡萄糖质量浓度设为2%、3%、3.5%、4%，每个处理5瓶，每瓶5个外植体。30 d后进行统计，计算诱导率、诱导系数。

以上试验均以MS为基本培养基(基本培养基处理除外)，添加NAA 0.5 mg/L和6-BA 1.0 mg/L(激素处理除外)、3%的蔗糖(糖处理除外)、6.0 g/L琼脂、0.5 g/L活性炭。高温高压灭菌前加入各激素并将培养基pH调至5.8～6.0，材料均在培养室中培养，温度为25±1 ℃，光照时间为12 h/d，光照强度为3 000 Lx。

数据统计分析采用Excel 2003和SPSS 19.0软件处理，多重比较用Duncan’s检验法。

2 结果与分析

2.1 不同基本培养基对矾根愈伤组织诱导的影响

由表2可以看出，在激素相同的条件下，MS作为基本培养基对矾根愈伤组织诱导效果最佳，尤其以顶芽作为外植体，诱导率为97%，诱导系数高达4.68；但如果以叶鞘为外植体，无论以1/2MS、MS、B5还是以N6为基本培养基，诱导率都很低。此外，顶芽在4种培养基上培养20 d左右时，顶芽基部开始出现不规则状突起，淡黄色、表面光滑，约25 d时，愈伤组织开始出现，淡黄色，表面密被白色短绒毛，经过生长逐渐转化为黄绿色。

表2 不同基本培养基对矾根愈伤组织诱导的影响

注：不同字母代表在0.05水平差异显著。

2.2 不同激素组合对矾根愈伤组织诱导的影响

由表3可以看出，不同激素组合对矾根愈伤组织诱导的影响有明显差异，5号培养基的愈伤组织诱导率最高达到95%，20 d在外植体基部愈伤组织形成，产生芽点并形成不定芽，芽较多，经培养芽生长健壮，长势均匀；2、7号次之，诱导率分别为82%、81%，产生的芽点较多且密集，略发黄；其余的诱导率较差。11号培养基愈伤组织诱导率最高达到3.27，5、7、12号次之，NAA/6-BA较高时诱导系数较高，且NAA与6-BA浓度为0.5～1.0 mg/L时诱导效果较好。

表3 不同激素处理对矾根愈伤组织诱导的影响

续表3

注：不同字母代表在0.05水平差异显著。

2.3 不同培养时间对矾根愈伤组织诱导的影响

由表4可以看出，在激素相同的条件下，诱导时间对矾根诱导率、诱导系数均有影响，且成正相关，即诱导时间越长诱导率、诱导系数越高。

表4 不同培养时间对矾根愈伤组织诱导的影响

2.4 不同糖源对矾根愈伤组织诱导的影响

由表5可知，在基本培养基、激素相同的条件下，不同糖源对矾根诱导率、诱导系数有明显影响，蔗糖较葡萄糖、麦芽糖效果好，蔗糖浓度为30 g/L效果最好，诱导率为100%。因此，使用糖源浓度不宜过高，这样不仅可以保证一定的诱导率，在一定程度上还可以节约成本。

表5 不同糖源对矾根愈伤组织诱导的影响

注：不同字母代表在0.05水平差异显著。

3 结论与讨论

适合其组织培养的基本培养基有MS、1/2MS、WPM、Heller、B5、N6和White等。本试验研究发现以MS、1/2MS、B5、N6作为基本培养基，顶芽、带腋芽的幼嫩茎段和叶鞘均能诱导形成愈伤组织，但MS较其它3种更适合诱导愈伤组织的形成，且以顶芽作为外植体时愈伤组织诱导效果最佳(图1)，诱导率最高达97%。

图1 矾根顶芽愈伤组织诱导

矾根组织培养可以采用的外植体有茎尖、茎段、花瓣、叶片、叶柄、幼根、胚等，其中茎尖应用最广泛，但对母体伤害很大，而且茎尖来源也很有限，胡友军等[10]实验研究结果表明兰州百合鳞茎片不同部位诱导丛生芽的诱导率顺序为下部>中部>上部。本试验以矾根顶芽为外植体时诱导效果较好。植物激素或生长调节剂对矾根愈伤组织诱导具有重要作用，诱导丛生芽的发生往往是多种激素综合及平衡作用的结果，通过改变外源细胞分裂素或者生长素与细胞分裂素的比例，能诱导茎尖形成从生芽。陈锦等[11]以矾根叶柄为外植体诱导愈伤组织，发现叶柄在 MS+6-BA 0.5 mg/L 的培养基上愈伤组织诱导率仅为19%；而Hosoki等[12]以红花矾根的叶柄为外植体进行离体培养，发现 MS+NAA 0.19 μmol/L+6-BA 4.40 μmol/L培养基上的愈伤组织诱导率高达 90%。本试验发现NAA对矾根愈伤组织的诱导作用要强于6-BA，NAA为0.5 mg/L，6-BA浓度在0.5～1.0 mg/L时较好。

本试验研究发现不同糖源对矾根诱导率有明显影响，蔗糖较葡萄糖、麦芽糖效果好，其中蔗糖浓度为30 g/L效果最好，诱导率为100%。培养时间越长诱导率越高，添加30 g/L蔗糖诱导效果最佳。