黄精组培技术研究
2020-04-14朱强岑旺余信路登宇蒋红梅
朱强 岑旺 余信 路登宇 蒋红梅
摘 要:为了更好地对黄精这一重要植物进行培养,相比于目前集中研究的药理和人工培养以及成分方面来说,更需要注重进行组织培养方面的探究,而目前在这方面,徐红梅、徐中川研究了植物生长调节剂对黄精体外发育的影响,并对黄精的组织培养和快速繁殖进行了研究。殷红等人在进行黄精无性系建立的结果方面,是通过能发芽为材料进行生长点、不定芽分化等多方面的研究,最后由此而进行生根和移栽的程序,这与本次所进行的愈伤组织诱导具有一定的不同之处。相对来说,通过后者分化不定芽、进一步诱导根、完成植株再生的全过程,为黄矮病快速繁殖体系的建立奠定了基础。
关键词:黄精;组培技术;研究
文章编号: 1005-2690(2020)05-0008-01 中图分类号: S567.239 文献标志码: B
为建立黄精组织培养快速繁殖体系,以黄精带芽根颈为外植体,消毒后将其置于含不同配比激素的培养基中进行培养,结果表明:培养基MS+2.0 mg/L 6-BA+0.2 mg/L NAA诱导不定芽生长状况最好,平均能诱导5.5个不定芽,生长不定根平均数为3根;1/2 MS+0.8 mg/L NAA诱导不定根数最多,平均为20.5根。
1 黄精的培养
黄精是百合科黄精属多年生草本植物,其干、根、茎可用作药物。根据中医经典记载,黄精是一种珍贵中药,具有益气、补肾、补肺、健脾的作用,主治肺干咳、体虚、心短、心悸气短、长期缺水口干、糖尿病、高血压等疾病,并对心血管疾病、肺结核、慢性肝炎、抗细菌、解毒、抗疲劳、抗衰老、低血糖、降血脂、抗肿瘤等方面有良好的疗效。其不仅可以作为药物,还可以作为保健食品。自古以来,人们就认为黄精是延年益寿的最佳产品,因此对黄精的需求量很大。长期以来,黄精的主要来源是野生采集。黄精的栽培技术尚未引起重视,然而实际情况下黄精在市场上的需求量较大,传统以野生资源为主要的黄精来源,是不能符合目前市场需求和规模的,而实际上过度的采集也出现了一些不好的影响,反而破坏了黄精的生态环境和野生资源。基于此,人们开始实践黄精野生品种的高产栽培技术。目前,黄精繁殖技术主要有种子繁殖和根颈繁殖。由于黄精种子采集困难,种子发芽率低,种子繁殖和出苗时间长,大大增加了黄精的栽培成本,不利于黄精的大规模栽培。因此,在目前的人工栽培中,主要依靠根颈繁殖,但这种方法繁殖系数低、需要根颈量大,不经济,而且限制了黄精的产量潜力,不利于种植管理和推广,因此阻碍了种植面积的扩大。由于黄精种子采集困难、发芽率低、苗期长,有性繁殖方式不能满足生产需要。
试验采用无性繁殖方式,基本培养基为MS,加入30 g/L蔗糖和5 g/L琼脂粉,pH值为5.8~6.0。其是在培养室培养的。光周期的起止时间为8:00~20:00,白天温度25 ℃,夜间温度18 ℃;光照强度2 000~2 400 lx,湿度60%。相对于有性繁殖来说,对于母本本身所具有的一些优良现状,可能会因为有性繁殖而出现丢失,那么无性繁殖则可以尽可能保持母本优良性状,并且同时达到快速繁殖这一目的,使得研究可以解决品种繁殖的问题。黄精离体生根技术研究是李文进等人所进行的;刘红梅等对黄精组织快速繁殖技术进行了研究;周新华等培养了黄精的芽和不定芽。结果表明,每根芽可诱导6.6个不定芽。周新华等还研究了2015年黄精的增殖和生根系统,发现3—4月采集的外植体比3月采集的外植体长。结果表明,黄精是生根和诱导不定芽的理想培养基,生根苗成活率达92%以上。本研究通过对黄精带芽根颈的培养,寻找最适宜的培养基。
2 进行黄精培养的具体方法和材料
(1)时间选取在2016年12月—2017年6月,地点选取在贵州省六盘水市。在此处进行黄精的选取,以保证其品种。切断其根颈芽之后无菌处理,在MS培养基上进行无菌根颈芽的接种。外植体消毒可以用水清洗土壤,用小刀将带芽根颈切碎,用饱和无酶洗涤剂浸泡30 min(每隔几分钟顺时针轻轻搅拌),再用自来水冲洗1~1.5 h。消毒方面使用紫外线,消毒30~40 min,同时打开风扇。大约20 min后,使用超净工作台进行接种,接种期间不要关闭风扇。将冲洗好的供试品移至超净台上,用无菌纸将外植体表面的水擦干,用75%乙醇浸泡消毒30 s,再用无菌水冲洗3次,每次3 min,然后用0.1%氯化汞溶液浸泡6~10 min,之后用无菌水冲洗6~7次(每次3 min),再用无菌纸吸干外植体表面的水,即对成体外植体进行消毒。0.1%氯化汞溶液浸泡时间长,地下根颈表面细菌多,难以灭菌。因此,用0.1%氯化汞溶液在5~15 min内进行10次以不同浓度作为梯度的对比试验,以更好地对接种后的污染和死亡两方面的情况进行分析,最终选取最优的结果,作为表面消毒时间。在MS培养基上接种黄精无菌根颈芽,选择6-BA、NAA等不同浓度的外源激素作为配比。每种处理进行培养期的制作时,首先要求考虑温度为(25±2)℃的环境温度,然后放入蔗糖和琼脂30 g/L、7.5 g/L,在pH值为5.8~6.0的情况进行,光照强度2 000~3 000 lx,光照时间10~16 h/d,选择不定芽增殖生长的最佳培养基,计算不定芽数。黄精不定根是由不定芽增殖产生的不定芽诱导的,培养环境温度为(25±2)℃,光照强度2 000~3 000 1x,光照时间为10~16 h/d,两次继代后,记录各培养基中不定根的平均生长情况。
比较了0.1%氯化汞溶液的浸泡时间。结果表明,氯化汞适宜于黄精的时间根据具体情况为8 min,在各梯度5~10 min内,5 min污染较为严重而不能进行试验,10 min以上很明显地出现了较多数量的死亡苗。之后进行10 d的诱导培养,芽开始生长,基部明显扩大。30 d后,明显出现不定芽分化。这一点则表明,本次试验采取了较为正确的灭菌方法和培养条件。结果表明,在整个不同角度研究之中,MS+2.0 mg/L 6-BA+0.2 mg/L NAA是10种培养集中达到最佳效果的,就结果来看,出现了较多的不定芽数。而在具体的考察当中,黄精在2号培养基中的生长仅低于6号培养基,7号培养基十分突出平均生根数量。然而在综合考虑生根速度和不定芽的生长速率方面,仍然是6号培养基有着较高的优势。7号培养基的平均生根数略高于6号培养基。综合考虑,6号培养基更适合于黄精的增殖和培养。其他培养基中不定芽的生长速率远低于6号培养基。所以进行黄精诱导良好培养基配方1/2 MS+0.8 mg/L NAA来说,NAA浓度方面出现了问题,0.2~0.8 mg/L NAA对于不定根有很明显的影响,NAA浓度为0.8 mg/L时达到最大值的不定根数目,这次增大则反而会使其减少。
(2)本次試验选取野生的黄精块茎组织,地点选取湖南湘西大溶洞,是属于湘西农业科学研究院生物技术研究中心,经过长时间培养所获取的,因此品种较为优良,而且具有较高的价值。那么整个培养过程是较为常规的,在60 d后进行完整发育块茎的生产苗移栽。根据组培苗块茎、根和叶的有无分为4种类型,即块茎、根和叶(Ⅰ),块茎、根和叶(Ⅱ),块茎、根和叶(Ⅲ),块茎、根和叶(Ⅳ)。将100株不同类型的黄精试管苗移栽到4个试验小区,分别于春、秋季两次移栽后计算成活率。根据不同基质设置6个处理,分别为:细菌残渣、细菌残渣∶珍珠岩=2∶1、细菌残渣∶珍珠岩∶河沙=2∶1∶1、菜园土、泥炭土和菜苗营养土。将试管苗从培养箱移入炼苗箱,置于自然环境中7~10 d,打开瓶盖,放置3~5 d。用镊子将经过精细处理的组织培养苗取出,用清水冲洗基部琼脂,挖一个1.5~2.0 cm深的洞,洞的大小适合放块茎,洞的深度适合展开组培苗的根系。最好用土壤覆盖块茎,不要压实。移栽后及时喷水。
结果表明,茎、叶对移栽成活率无明显影响。生根是影响移栽成活率的关键,无根苗根本不能成活。黄精组培生根块茎一般在同年10—11月、第二年3—4月移栽,而在同年春季,由于黄精在休眠方面有着严重的情况,直接栽植可能会出现不良后果。那么就这一情况所带来的影响来说,就需要考虑解决这一问题,缩短黄精的生长周期,设计了低温处理试验、赤霉素浸泡试验和26 ℃沙贮试验。结果表明,经低温处理和赤霉素浸种试验后,黄精明显提升了发芽率,但是相对进行低温处理和赤霉素不浸泡之后有明显的发芽率降低情况。基质关于水量渗透等方面是影响植株生长的关键。培养基为细菌残渣∶珍珠岩=2∶1时与其他处理相比,具有土壤疏松、透气性好、保水性好等特点。
3 总结
通过本文的实际研究来看,本次中药黄精0.1%升汞8 min可以达到最佳的消毒要求,此外,在MS+
2.0 mg/L 6-BA+0.2 mg/L NAA下芽生长状况最为良好,而1/2 MS+0.8 mg/L NAA则有效增加了不定根数。