光質(zhì)對橡膠草試管苗組織培養(yǎng)的影響研究

【摘要】采用LED燈精確調(diào)制光質(zhì)(紅光、藍(lán)光和紅藍(lán)混合光)，以普通日光燈(白光)為對照，測定橡膠草葉片外植體愈傷組織、叢生芽及根的誘導(dǎo)率，研究光質(zhì)對橡膠草試管苗組織培養(yǎng)的影響。結(jié)果表明，與普通白光相比，不同光質(zhì)處理對橡膠草葉片外植體愈傷組織的誘導(dǎo)均有促進(jìn)作用，其中以紅光出愈時間最短，15 d即長出愈傷組織，且誘導(dǎo)率最高，達(dá)96.75%，愈傷組織增殖迅速，但叢生芽誘導(dǎo)率低（30.14%），藍(lán)光處理時葉片外植體出愈率次之，為80.25%，但叢生芽誘導(dǎo)率稍高，為50.70%，進(jìn)行紅藍(lán)光混合光照培養(yǎng)，橡膠草葉片外植體出愈率最高，達(dá)97.50%，且叢生芽誘導(dǎo)率為60.24%，叢生芽玻璃化程度低，移栽成活率高。

【關(guān)鍵詞】橡膠草 組織培養(yǎng) 光質(zhì)

橡膠草，菊科蒲公英屬多年生宿根型草本植物，與巴西橡膠樹、銀膠菊一起并稱為全球三大產(chǎn)膠植物。橡膠草能生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的橡膠，具有良好的研究價值和開發(fā)前景。本實驗在已有研究成果的基礎(chǔ)上，研究不同光質(zhì)對橡膠草愈傷組織、叢生芽及不定根誘導(dǎo)的影響，以期對橡膠草組織培養(yǎng)條件進(jìn)行適當(dāng)優(yōu)化，提高組織培養(yǎng)的成功率。

1 材料與方法

1.1實驗材料

橡膠草種子及植物組織培養(yǎng)相關(guān)儀器設(shè)備。

2實驗方法

2.1橡膠草無菌苗的培養(yǎng)

選擇MS植物基本培養(yǎng)基，添加蔗糖10g/L，瓊脂8g/L。將橡膠草種子用10%的洗潔精水溶液浸泡10min，用濾紙擦干表面，自來水清洗5次，在超凈工作臺內(nèi)用70%酒精處理30s，再用0.1%升汞做表面消毒處理9min。消毒后用無菌水清洗5次，每次5min，最后將種子均勻接種于裝有空白MS培養(yǎng)基的三角瓶中，置于正常光照下培養(yǎng)。

2.2 不同光質(zhì)下橡膠草愈傷組織和叢生芽的誘導(dǎo)

待橡膠草無菌試管苗萌發(fā)后，生長4周，剪取試管苗的幼嫩葉片，用剪刀輕輕剪去葉片邊緣，正面朝上接種于橡膠草叢生芽誘導(dǎo)培養(yǎng)基（MS+1.5mg/L 6-BA+0.1mg/L NAA）中，分別置于紅光、藍(lán)光、紅藍(lán)光及白光下培養(yǎng)，每種光質(zhì)處理10支培養(yǎng)皿，每支培養(yǎng)皿中接種20片外植體。定時檢查和記錄外植體的生長情況，及時清除微生物污染和褐化外植體，接種一周后更換新鮮培養(yǎng)基，以后每兩周更換一次。

2.3 不同光質(zhì)下橡膠草叢生芽根的誘導(dǎo)

將生長狀況良好（長度為3cm左右）的叢生芽用鑷子輕輕掰下，接種于橡膠草根誘導(dǎo)培養(yǎng)基（1/2MS+0.2mg/L NAA）中，分別置于紅光、藍(lán)光、紅藍(lán)光及白光下培養(yǎng)，每種光質(zhì)下培養(yǎng)20個叢生芽誘導(dǎo)生根。觀察記錄生長情況，發(fā)現(xiàn)褐化及時更換培養(yǎng)基。

3實驗結(jié)果與分析

3.1 光質(zhì)對橡膠草葉片外植體愈傷組織誘導(dǎo)的影響

接種15d后，觀察發(fā)現(xiàn)紅光培養(yǎng)下的外植體最先出愈，且愈傷組織顏色淡綠，富含水分，增長迅速，但20d后仍不見叢生芽的出現(xiàn)，4周后部分外植體及愈傷組織開始褐化死亡。藍(lán)光培養(yǎng)下外植體接種三周后才開始個別出愈，愈傷組織增長緩慢，顏色綠中泛白，但叢生芽誘導(dǎo)迅速，愈傷組織誘導(dǎo)一周后即有叢生芽的出現(xiàn)，此后愈傷組織增長更加緩慢，而叢生芽則迅速伸長，在接種5周后能達(dá)到2cm，但在接種4周后，個別外植體及已誘導(dǎo)出的叢生芽開始出現(xiàn)玻璃化現(xiàn)象。

紅藍(lán)混合光培養(yǎng)時，葉片外植體的愈傷組織誘導(dǎo)迅速，在接種12后最先觀察到愈傷組織及叢生芽的誘導(dǎo)，且兩者的誘導(dǎo)幾乎同步進(jìn)行，愈傷組織在后續(xù)的培養(yǎng)中不再增長，而叢生芽則生長迅速，且芽質(zhì)量好，玻璃化及褐化率低。在白光培養(yǎng)下，外植體褐化率極高，有時可達(dá)40%，愈傷組織誘導(dǎo)率低，為31.24%，叢生芽誘導(dǎo)率則為35%，且玻璃化率高。

3.2 光質(zhì)對橡膠草叢生芽根誘導(dǎo)的影響

光質(zhì)對橡膠草叢生芽不定根的誘導(dǎo)存在顯著影響，紅光能夠迅速誘導(dǎo)生根，且不定根生長質(zhì)量好，試管苗根系發(fā)達(dá)，藍(lán)光對根的誘導(dǎo)速度不及紅光，且試管苗根系質(zhì)量欠佳，紅藍(lán)混合光對根的誘導(dǎo)與紅光類似，但試管苗葉片生長質(zhì)量良好，葉片顏色深綠，試管苗莖稈粗壯，后期移栽存活率最高，而白光對叢生芽根的誘導(dǎo)最慢，且叢生芽接種后玻璃化率極高，不定根誘導(dǎo)質(zhì)量最差，試管苗生長狀況差。

4 結(jié)論與討論

光強、光質(zhì)及光周期作為影響植物生長的重要因子一直以來受到廣泛的重視，本研究僅對光質(zhì)作了簡要研究。光質(zhì)在作物栽培上的研究開展較早，研究認(rèn)為光質(zhì)對作物生長發(fā)育的調(diào)節(jié)作用以及對作物品質(zhì)的影響，與植物的光合作用改變有關(guān)。隨著植物組織培養(yǎng)技術(shù)的深入研究，光質(zhì)已被廣泛應(yīng)用于組織培養(yǎng)中光形態(tài)建成及各種反應(yīng)機制的研究，光質(zhì)對愈傷組織增殖分化影響的研究已有報道。不同光質(zhì)對大蒜愈傷組織的誘導(dǎo)、增殖及根、芽分化效應(yīng)的研究報道不多，并且大多采用普通電光源或濾光膜等得到特定光質(zhì)，無法定量精確調(diào)制光譜能量分布，影響結(jié)論的可靠性和可比性。

綜合上述實驗現(xiàn)象可知，橡膠草愈傷組織及叢生芽的最佳誘導(dǎo)光質(zhì)為紅藍(lán)混合光，紅光及紅藍(lán)混合光均能很好地誘導(dǎo)產(chǎn)生不定根，但后者能夠促進(jìn)試管苗的建康生長，獲得生命力旺盛的移栽植株，后續(xù)研究中宜選用紅藍(lán)混合光進(jìn)行叢生芽的誘導(dǎo)及根的分化。在紅光培養(yǎng)下，橡膠草葉片外植體出愈率高，愈傷組織生命力強，增長迅速，顏色淡綠，包含水分，呈大小均勻的顆粒狀，與植物在組織培養(yǎng)中的胚性愈傷組織形狀類似，今后可以對這些愈傷組織進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化和篩選，可以嘗試進(jìn)行橡膠草胚性愈傷組織的培養(yǎng)及分化研究，為橡膠草組織培養(yǎng)開辟一條新途徑。

參考文獻(xiàn)：

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[2]羅士葦，馮午，吳相鈺．橡膠草[M]．北京：中國科學(xué)院，1951．

[3]羅成華，閆潔，祝建波．橡膠草高頻再生體系的建立[J]北方園藝．2012，262:115-119．

作者簡介：

1.羅成華，男，1989年生，湖北公安人，碩士，現(xiàn)任教于新疆石河子工程技術(shù)學(xué)校，助理講師。

2.閆潔，通訊作者，女，副教授，碩士生導(dǎo)師，任教于石河子大學(xué)，主要從事植物基因工程研究。