西紅花組培球莖誘導關鍵技術

李 軍，李 白，高廣春，徐洪娜，尹阿麗

(1.嘉興市農業(yè)科學研究院,浙江嘉興 314016; 2.嘉興學院醫(yī)學院,浙江嘉興 314001)

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西紅花組培球莖誘導關鍵技術

李 軍1，李 白1，高廣春2，徐洪娜2，尹阿麗2

(1.嘉興市農業(yè)科學研究院,浙江嘉興 314016; 2.嘉興學院醫(yī)學院,浙江嘉興 314001)

摘 要：以西紅花無菌組培芽為研究材料,研究不同固相支持物和有機添加物對西紅花組培球莖的誘導作用。研究發(fā)現(xiàn),以LS為基本培養(yǎng)基,添加0.5 mg·L-1NAA、50 g·L-1香蕉泥、20 g·L-1土豆泥及8 g·L-1卡拉膠對西紅花組培球莖誘導效果最好,組培球莖誘導率達100%,球莖平均直徑達8.52 mm。

關鍵詞：西紅花;球莖;組培

DOI 10.16178/j.issn.0528-9017.20160222

西紅花(Crocus sativus L.)又名藏紅花、番紅花,為鳶尾科番紅花屬多年生草本植物,以干燥柱頭入藥。柱頭中的有效成分如西紅花苷、西紅花苦苷、西紅花酸及西紅花醛等具有抗癌活性,有較高的藥用價值和經(jīng)濟價值［1-2］。西紅花為三倍體植物,不能進行有性繁殖,主要靠分球繁殖,繁殖系數(shù)只有1.5左右,且常年無性使病毒累積易造成品質退化,影響產(chǎn)量和質量。另外,西紅花只是柱頭入藥,產(chǎn)量極低,遠不能滿足市場需要［2］。

近年植物組織培養(yǎng)技術在藥用植物上得到廣泛應用,通過組織培養(yǎng)技術可快速獲得大量組培苗,解決藥用植物資源短缺的問題。關于西紅花組培快繁已有較多報道,包括球莖誘導直接成芽［3-8］及球莖誘導愈傷組織然后分化成芽［9-16］,另外還有關于藏紅花素高產(chǎn)細胞系的篩選等［17］。西紅花組培快繁最終目的是獲得組培球莖,通過現(xiàn)有技術獲得的組培球莖只有5 mm左右,在球莖誘導率、生根及大球莖培育方面還需進一步提高［18］,以提高移栽成活率。本研究以西紅花無菌組培芽為研究材料,研究不同固相支持物和有機添加物對西紅花組培球莖的誘導作用。

1　材料與方法

以通過西紅花球莖誘導獲得的叢生芽為研究材料,叢生芽保存在嘉興市農科院組培室內。

叢生芽高3～4 cm時,將叢生芽切成單個芽進行組培球莖誘導試驗,每種培養(yǎng)基接種10棵芽,設3次重復。

將單個芽接種到下列培養(yǎng)基上:①LS + NAA 0.5 mg·L-1+瓊脂8 g·L-1;②LS +NAA 0.5 mg· L-1+卡拉膠8 g·L-1;③LS + NAA 0.5 mg·L-1+卡拉膠8 g·L-1+香蕉泥50 g·L-1;④LS + NAA 0.5 mg·L-1+卡拉膠8 g·L-1+香蕉泥60 g·L-1; ⑤LS +NAA 0.5 mg·L-1+卡拉膠8 g·L-1+香蕉泥70 g·L-1;⑥LS + NAA 0.5 mg·L-1+卡拉膠8 g·L-1+土豆泥20 g·L-1;⑦LS +NAA 0.5 mg· L-1+卡拉膠8 g·L-1+土豆泥30 g·L-1;⑧LS + NAA 0.5 mg·L-1+卡拉膠8 g·L-1+土豆泥40 g· L-1;⑨LS +NAA 0.5 mg·L-1+卡拉膠8 g·L-1+香蕉泥50 g·L-1+土豆泥20 g·L-1。上述培養(yǎng)基均添加50 g·L-1蔗糖,調pH至5.8。

培養(yǎng)條件為溫度(20±2)℃,每日光照16 h,光照強度1 500～2 000 lx。培養(yǎng)60 d后,從培養(yǎng)瓶中取出西紅花組培球莖,觀察球莖及生根狀況,統(tǒng)計球莖數(shù)量、直徑、生根數(shù)及根長,計算3次平均值及球莖誘導率。

2　結果與分析

2.1固相支持物對西紅花組培球莖誘導的作用

將西紅花組培芽轉接到分別以瓊脂和卡拉膠作為固相支持物的LS培養(yǎng)基上,添加0.5 mg·L-1NAA,觀察不同固相支持物對西紅花組培球莖的誘導作用。觀察發(fā)現(xiàn),接種芽經(jīng)過一段時間的培養(yǎng)后,葉鞘內綠色的幼葉逐漸萎縮,基部開始膨大,45 d左右發(fā)育為小球莖,同時芽基部開始生根。培養(yǎng)60 d后,分別統(tǒng)計①,②號培養(yǎng)基中球莖數(shù)量、直徑、生根數(shù)及根長。

由表1可知,②號培養(yǎng)基在小球莖誘導率、球莖直徑、生根數(shù)及根長各方面均優(yōu)于①號培養(yǎng)基,球莖誘導率達93.3%,平均直徑為5.54 mm。另外,①,②號培養(yǎng)基中小球莖生根均出現(xiàn)翹根現(xiàn)象,根質較硬,且直立,長時間培養(yǎng)后根會將小球莖頂離培養(yǎng)基;②號培養(yǎng)基對芽褐化有較好抑制作用,褐化現(xiàn)象較輕。通過比較發(fā)現(xiàn),西紅花組培球莖誘導過程中,卡拉膠作為培養(yǎng)基固相支持物優(yōu)于瓊脂。

表1　瓊脂和卡拉膠對西紅花組培球莖誘導的影響

2.2有機添加物對西紅花組培球莖誘導的作用

通過固相支持物對西紅花組培球莖誘導作用的研究發(fā)現(xiàn),卡拉膠較適合作為該培養(yǎng)階段的固相支持物,但獲得的球莖較小,同時有翹根現(xiàn)象,影響小球莖養(yǎng)分吸收。為改善球莖根系,提高球莖直徑,本研究設定③～⑨號共7種培養(yǎng)基配方,分別添加不同濃度的香蕉泥和土豆泥,研究有機添加物對西紅花組培球莖的誘導用。觀察發(fā)現(xiàn),同①,②號培養(yǎng)基相似,接種芽經(jīng)過一段時間培養(yǎng)后,葉鞘內綠色幼葉逐漸萎縮,基部開始膨大,經(jīng)40 d左右發(fā)育為小球莖,同時芽基部開始生根。

統(tǒng)計結果(表2)表明,添加香蕉泥對改善球莖根系有較好的促進作用,根質變軟,生根數(shù)和根長均有增加,同時球莖也有增大。以添加50 g· L-1香蕉泥效果最好,球莖誘導率達100%,球莖直徑達6.77 mm,生根數(shù)達9.3;添加土豆泥對改善球莖根系有一定的促進作用,對球莖膨大效果促進作用明顯,以添加20 g·L-1土豆泥效果最好,球莖直徑達8.22 mm;同時添加50 g·L-1香蕉泥和20 g·L-1土豆泥的⑨號培養(yǎng)基效果最好,均優(yōu)于單獨添加香蕉泥和土豆泥的培養(yǎng)基,球莖誘導率達100%,球莖直徑達8.52。因此,香蕉泥和土豆泥對于西紅花組培球莖的誘導具有協(xié)同作用,香蕉泥可改善根系,土豆泥可提高球莖直徑。

表2　有機添加物對西紅花組培球莖誘導的影響

3　討論

西紅花組培球莖的誘導是西紅花組培快繁體系建立的關鍵。通過前期研究發(fā)現(xiàn),以瓊脂為固相支持物,在不添加任何有機物的培養(yǎng)基上,培養(yǎng)獲得的球莖易出現(xiàn)翹根現(xiàn)象,影響了組培球莖的養(yǎng)分吸收,從而獲得的組培球莖較小。本研究以LS為基本培養(yǎng)基,添加0.5 mg·L-1NAA作為外源激素,研究了不同固相支持物和有機添加物對組培球莖的誘導作用。結果發(fā)現(xiàn),以卡拉膠作為固相支持物對于組培球莖褐化現(xiàn)象具有較好的抑制效果,添加香蕉泥對于改善球莖根系效果顯著,添加土豆泥對于培育大球莖有促進作用,這與這些物質在其他植物組培快繁體系建立中的研究報道一致［19-20］。通過研究發(fā)現(xiàn),培養(yǎng)基LS + NAA0.5 mg·L-1+卡拉膠8 g·L-1+香蕉泥50 g·L-1+土豆泥20 g·L-1對于西紅花組培球莖誘導效果最好,經(jīng)60 d培養(yǎng)后,組培球莖誘導率達100%,球莖平均直徑達8.52 mm,滿足移栽要求,有助于提高移栽成活率。相比國內外報道的西紅花組培球莖誘導效果而言,本研究在誘導率和球莖大小方面均有提高,為西紅花大規(guī)模組培快繁提供了理論基礎。

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(責任編輯：張瑞麟)

作者簡介:李 軍(1981—),男,山東泰安人,博士,主要從事植物生物技術研究工作,E-mail:lijunjx1@163.com。

基金項目:嘉興市科技計劃項目(2013BY26006)

收稿日期:2015-10-22

中圖分類號：S567

文獻標志碼：B

文章編號：0528-9017(2016)02-0211-03

文獻著錄格式:李軍,李白,高廣春,等.西紅花組培球莖誘導關鍵技術［J］.浙江農業(yè)科學,2016,57 (2):211-213.