紫背天葵叶片培养技术*
2022-10-26刘淑芳陈杏禹王海荣侯慧锋
刘淑芳 陈杏禹 王海荣 侯慧锋
(辽宁农业职业技术学院,辽宁 熊岳 115009)
紫背天葵为菊科三七属多年生常绿草本植物,又名两色三七草、紫背红凤菜、红玉菜等。紫背天葵全株肉质,嫩叶和茎均可食用,口感柔嫩,风味独特,除具有一般蔬菜所含有的营养价值外,还富含有造血功能的铁素、维生素A、黄酮类化合物以及黄酮苷等成分,具有生津止渴、润燥止咳、活血化瘀、清热解毒等功效,能有效提高机体的免疫力、清除自由基、延缓衰老,是一种药食兼用的高档蔬菜。
紫背天葵不易采收种子,生产上常采用扦插或分株繁殖。然而,扦插和分株繁殖无法保证种苗整齐一致,且易感染病毒,不利于其规模化生产。组培快繁技术具有不受时间限制、繁殖速度快、繁殖系数大等优点,在农业生产中广泛应用。利用紫背天葵嫩叶、嫩枝进行组织培养,能在短期内生产出大量优质商品紫背天葵种苗,可在不影响原有紫背天葵采收的前提下获得较高的经济效益。现将紫背天葵叶片培养技术及组培快繁的影响因素介绍如下。
1 紫背天葵叶片培养技术
1.1 外植体的采集和处理
从健康、无病虫害的紫背天葵植株上选取幼嫩的叶片,连同叶柄一起剪下作外植体,用75%酒精棉球擦拭干净后装入保鲜袋,带回实验室。将外植体置于流水下冲洗50 min,然后在超净工作台上用75%酒精浸润30 s,用无菌水冲洗2次,用1%次氯酸钠溶液消毒5 min,再用无菌水冲洗5次,最后将其置于无菌滤纸上吸干表面水分,备用。
1.2 初代培养
将消毒好的叶片沿主脉剪切成5 mm×5 mm的叶块,接种于诱导培养基MS+BA 0.5~1.0 mg/L+NAA 0.5~1.0 mg/L上进行诱导培养,培养条件为温度23~25℃、光照时间14 h/d、光照强度2 000~3 000 lx。接种10 d后,叶片增厚、边缘扭曲,切口处出现少量绿色、颗粒状、疏松的愈伤组织。随着培养时间的延长,颗粒物上分化出大量绿色芽点(见图1),最后形成丛生芽苗。
图1 紫背天葵叶片诱导出的丛生芽
1.3 增殖培养
初代培养诱导出的丛生芽苗高3 cm以上时,将其切割成长1~2 cm、带腋芽的茎段,并接种到增殖培养基MS+BA 0.3~0.5 mg/L+NAA 0.05~0.2 mg/L上进行增殖培养,培养条件同初代培养。芽苗茎段增殖培养25 d后,又分化出多个芽苗,形成新的芽丛(见图2)。利用新的芽丛可再次进行增殖培育,25 d为1个周期,反复转接即可扩繁大量芽苗。
图2 紫背天葵增殖培养产生的丛生芽
1.4 生根培养
增殖苗的数量达到生产需求时即可进行生根培养。将增殖培养的芽苗切割成单苗转接到生根培养基1/2 MS+NAA 0.1 mg/L+IBA 0.1 mg/L上进行生根培养。培养7 d后芽苗基部可诱导出根原基,20 d后每个芽苗基部能产生3~5条、长2 cm以上的根(见图3)。生根培养条件基本同初代培养,仅需适当提高光照强度。
图3 紫背天葵试管生根苗
1.5 驯化移栽
芽苗生根培养20 d后,即可进行驯化移栽。
1.5.1 移栽前准备
在温室或大棚内进行驯化移栽,将芽苗移栽至苗床或穴盘均可。使用苗床驯化的,提前建苗床,苗床宽1 m、深15 cm,床长依温室或大棚跨度定,苗床上方搭建拱棚;使用穴盘驯化的,可选用72孔或105孔穴盘。移栽基质用珍珠岩、蛭石、草炭按1∶1∶1比例配制。基质、苗床或穴苗盘使用前需用多菌灵1 000倍液消毒。
1.5.2 瓶苗驯化
将紫背天葵生根的试管苗移至温室内,闭瓶炼苗5 d,再开瓶炼苗2 d。
1.5.3 移栽
将生根的试管苗从瓶中取出,洗净根部附着的培养基,在多菌灵800~1 000倍液中消毒5~10 min,捞出沥干水分,移栽至穴苗盘或苗床上,加扣小拱棚,盖上遮阳网。
1.5.4 栽后管理
移栽后,大棚内保持相对湿度85%以上、温度15~30℃、光照强度3 000~5 000 lx;移栽1周后,逐渐通风;移栽后约1个月即可成活,成活率在98%以上。紫背天葵移栽驯化苗见图4。
图4 紫背天葵移栽驯化苗
2 紫背天葵组培快繁的影响因素
2.1 外植体
选用适宜的外植体是建立紫背天葵组培快繁体系的关键点。目前,紫背天葵组培快繁的外植体材料主要为球茎、叶片和茎段,也有选用种子作外植体。相关试验结果表明,叶片、茎段作初代培养材料,诱导效果最好。李媛等[1]以紫背天葵茎段为外植体,采用常规消毒方法进行消毒灭菌,茎段诱导率达到70%以上。
2.2 培养条件
温度、光照、湿度是影响紫背天葵组培苗是否生长健壮的主要因素。茎段或叶片在试管内的培养条件为温度(25±2)℃、光照时间14 h/d、光照强度2 000~3 000 lx;在试管外的培养条件为相对湿度85%以上、温度15~30℃、光照强度3 000~5 000 lx。在适宜的温湿度条件下,茎段或叶片的诱导、增殖效果较好,生根率较高。
2.3 植物激素
不定芽的诱导与细胞分裂素和生长素的种类及浓度密切相关。陈刚等[2]研究表明,1 mg/L 2,4-D和1 mg/L 6-BA对紫背天葵愈伤组织的诱导效果较好;张少平等[3]研究发现,在MS培养基中加入3 mg/L BA和0.2 mg/L NAA有利于外植体诱导不定芽;陈雄伟等[4]研究表明,噻苯隆(thidiazuron,TDZ)和CPUU[N(-2-氯-4-吡啶基)-N’-苯基脲]也能诱导紫背天葵叶片和愈伤组织分化出不定芽,在MS培养基中添加0.5 mg/L TDZ诱导率可达81.3%。
2.4 发生途径
紫背天葵组培的发生途径主要有丛生芽发生型、体细胞发生型、器官发生型、胚状体发生型。林碧英等[5]以茎段为外植体,通过丛生芽增殖途径成功获得再生植株;张少平等[3]以紫背天葵叶片为外植体进行胚状体诱导,成功获得再生植株,但效率不高;陈刚等[2]以叶片为外植体,构建了器官发生型植株再生培养体系,所产生的试管苗易生根,再生植株成活率高达95%以上。