呂學(xué)思,任梓銘,張棟,夏宜平
(浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院園藝系,杭州 310058)
鳶尾蒜[Ixiolirion tataricum(Pall.)Herb.]是石蒜科(Amaryllidaceae)鳶尾蒜屬(Ixiolirion)多年生球根花卉。據(jù)記載,鳶尾蒜屬在我國(guó)僅新疆北部分布有2種,即鳶尾蒜[Ixiolirion tataricum(Pall.)Herb.]與準(zhǔn)噶爾鳶尾蒜(Ixiolirion songarieumP.Yan)[1-3]。鳶尾蒜耐寒耐旱,花色艷麗,是一種很有觀賞價(jià)值的野生花卉資源,此外,鳶尾蒜還具藥用價(jià)值,可作為新疆當(dāng)?shù)厮幉腫4]。鳶尾蒜屬于早春開(kāi)花類(lèi)短命植物,分布區(qū)十分狹窄。近年來(lái),由于城市的快速發(fā)展、農(nóng)墾面積的不斷擴(kuò)大,其生存受到嚴(yán)重威脅,亟須保護(hù)[5]。利用野生種子的無(wú)菌播種獲得組培苗,不破壞野生資源,是一種有效的保存珍稀植物的方法。成功的離體培養(yǎng)能夠在短時(shí)間內(nèi)獲得大批量的植物材料[6]。
本實(shí)驗(yàn)室近年來(lái)建立了石蒜屬(Lycoris)無(wú)菌播種技術(shù)體系。任梓銘等[7]研究表明,將石蒜屬植物種子進(jìn)行充分浸泡后,再置于氯化汞(HgCl2)中進(jìn)行短時(shí)渦旋振蕩,能夠降低種子污染率,且獲得較高的萌發(fā)率。在鳶尾蒜種子萌發(fā)方面,謝雙全[5]和田琳等[8-9]均認(rèn)為低溫是種子萌發(fā)的首要條件,而適當(dāng)濃度的赤霉素(GA3)、H2O2、NaHCO3和刺皮等處理,對(duì)提高種子萌發(fā)率都有不同程度的促進(jìn)作用,其中,800 g/L的GA3處理可以使種子萌發(fā)率達(dá)99%。同時(shí),大量的研究表明,球根植物鱗莖離體成球時(shí),移栽成活率更高[10]。而鱗莖的形成既要求一定的環(huán)境條件如較長(zhǎng)的日照和較高的溫度,又與許多植物生長(zhǎng)物質(zhì)有關(guān)[11]。目前,關(guān)于鳶尾蒜屬的研究多集中在其地理分布[1-2]、化學(xué)成分[12-13]、營(yíng)養(yǎng)器官解剖結(jié)構(gòu)[14]、種子萌發(fā)特性[5]等方面,而無(wú)菌播種及培養(yǎng)條件對(duì)離體萌發(fā)的影響未見(jiàn)報(bào)道,也未見(jiàn)其離體鱗莖形成相關(guān)研究。
本文參考石蒜屬植物的無(wú)菌播種體系,選擇不同的消毒方式、培養(yǎng)溫度、培養(yǎng)基配方、GA3處理、貯藏溫度及時(shí)間,系統(tǒng)地研究其對(duì)鳶尾蒜種子無(wú)菌萌發(fā)及離體鱗莖形成的影響,旨在為有效地保存鳶尾蒜野生種質(zhì)資源,并實(shí)現(xiàn)人工繁殖與開(kāi)發(fā)利用提供理論依據(jù)。
供試材料為2017年4月于新疆昌吉回族自治州采集的野生鳶尾蒜種子。自然干燥后選擇飽滿(mǎn)的種子作為試驗(yàn)材料,種子百粒質(zhì)量為(515.62±6.03)mg。其余種子裝于具有透氣性的牛皮紙信封內(nèi),分別置于室溫(25℃)和4℃冷柜中保存。
試驗(yàn)于2017年6月至2018年3月在浙江大學(xué)觀賞植物組培實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。無(wú)菌培養(yǎng)室光照強(qiáng)度為60 μmol/(m2·s),溫度為(25±2)℃。
試驗(yàn)參考任梓銘等[7]石蒜屬種子無(wú)菌播種的方法進(jìn)行,并做少量改動(dòng)。將不同貯藏方式下的鳶尾蒜種子置于清水或800 mg/L的GA3溶液中浸泡12 h,然后將種子置于含少許洗潔精和吐溫20(Tween-20)的水中浸泡15 min,用流水沖洗1.5 h。在超凈工作臺(tái)上將種子夾入50 mL滅菌離心管內(nèi),完成對(duì)種子的消毒。消毒時(shí)間梯度設(shè)置參考李岳等對(duì)野生郁金香種子的消毒方法[15],具體見(jiàn)表1(S1~S6表示6種不同的消毒方式)。以75%乙醇渦旋30 s、結(jié)合0.1%HgCl23 min處理為例:向離心管中加入75%乙醇,于渦旋振蕩器(型號(hào):WH-861)渦旋消毒30 s,倒出乙醇后,用無(wú)菌水漂洗3遍,再加入0.1%HgCl2溶液至浸沒(méi)種子,手按住離心管于渦旋振蕩器上渦旋3 min,最后用無(wú)菌水漂洗4遍,每遍不少于1 min。消毒完成后將種子接種于含30 g/L蔗糖的不同6-芐基腺嘌呤(6-benzylaminopurine,6-BA)及萘乙酸(1-naphthylacetic acid,NAA)配比的培養(yǎng)基中,基本培養(yǎng)基采用MS培養(yǎng)基,置于25℃或4℃冷柜中黑暗培養(yǎng)。培養(yǎng)基、培養(yǎng)溫度、種子預(yù)處理、貯藏條件等共構(gòu)成11種不同的處理,具體見(jiàn)表2(T1~T11表示11種不同的處理?xiàng)l件)。
表2 對(duì)種子的11種不同處理?xiàng)l件Table 2 Eleven different treatment conditions for the seeds
每個(gè)處理接種10粒種子,5個(gè)重復(fù)。播種后每天觀察,參照《國(guó)際種子檢驗(yàn)規(guī)程》的鑒定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行發(fā)芽測(cè)定[16],選擇以下指標(biāo)對(duì)種子的發(fā)芽狀況進(jìn)行分析:
萌發(fā)時(shí)滯:從發(fā)芽實(shí)驗(yàn)開(kāi)始至第1粒種子萌發(fā)所需的時(shí)間,d;
萌發(fā)高峰期:從實(shí)驗(yàn)開(kāi)始至日發(fā)芽種子數(shù)達(dá)到最大時(shí)所需的時(shí)間,d;
發(fā)芽持續(xù)時(shí)間:從種子開(kāi)始萌發(fā)至最后1粒種子萌發(fā)所需的總時(shí)間,d;
萌發(fā)率/%=發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100;
發(fā)芽勢(shì)/%=日發(fā)芽種子數(shù)最大時(shí)的發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100;
污染率/%=污染種子數(shù)/種子總數(shù)×100;
芽長(zhǎng):播種后30 d幼嫩胚伸出的長(zhǎng)度,mm。
30 d后將萌發(fā)的芽轉(zhuǎn)入組織培養(yǎng)室,在25℃、光照條件下進(jìn)行成苗培養(yǎng),70 d(即播種后100 d)后觀察植株?duì)顟B(tài),統(tǒng)計(jì)葉長(zhǎng)、根長(zhǎng),并拍照記錄。隨后轉(zhuǎn)接至含60 g/L蔗糖的MS培養(yǎng)基中進(jìn)行成球培養(yǎng),30 d后觀察鱗莖形成情況,并拍照記錄。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果采用Excel 2007和SPSS 20.0軟件進(jìn)行方差分析和多因素比較分析。
對(duì)未經(jīng)貯藏的種子以6種不同的消毒方式進(jìn)行處理,然后接種于MS培養(yǎng)基上,置于4℃冷柜中進(jìn)行萌發(fā)培養(yǎng),具體處理方式見(jiàn)表1。萌發(fā)指標(biāo)見(jiàn)表3,30 d后的發(fā)芽情況如圖1所示。
表3 不同消毒方式下的種子萌發(fā)情況Table 3 Seed germination under different sterilization methods
如表3及圖1所示,鳶尾蒜種子萌發(fā)率較高,經(jīng)HgCl2和NaClO消毒處理的種子,其30 d萌發(fā)率均不低于94.0%。結(jié)合NaClO 5、10、15 min的消毒方式可有效控制污染率為0.0%,而結(jié)合HgCl23、5、8 min的消毒方式雖然可在萌發(fā)階段將污染率控制為0.0%,卻均在轉(zhuǎn)入25℃光照條件培養(yǎng)后的成苗階段出現(xiàn)不同程度的白色細(xì)菌污染(圖2);在萌發(fā)指標(biāo)方面,NaClO消毒的種子(S4~S6)萌發(fā)高峰期顯著提前,萌發(fā)時(shí)滯和發(fā)芽持續(xù)時(shí)間明顯縮短,發(fā)芽整齊。其中,以S4處理的種子發(fā)芽勢(shì)最高,為52.0%,萌發(fā)時(shí)滯為13.8 d,發(fā)芽持續(xù)時(shí)間最短,為3.2 d,最早結(jié)束發(fā)芽過(guò)程;而HgCl2處理的種子(S1~S3)萌發(fā)時(shí)滯和發(fā)芽持續(xù)時(shí)間延長(zhǎng),發(fā)芽整齊度也明顯不及NaClO處理。觀察并統(tǒng)計(jì)播種后30 d芽長(zhǎng)情況可知,NaClO處理的種子芽長(zhǎng)均已超過(guò)9 mm;而HgCl2處理的種子芽長(zhǎng)較短,由于3種處理的發(fā)芽結(jié)束時(shí)間差異不大,芽長(zhǎng)卻出現(xiàn)顯著性差異,推測(cè)長(zhǎng)時(shí)間HgCl2處理對(duì)種子存在傷害,抑制了芽的伸長(zhǎng)。綜上所述,遵循節(jié)省消毒時(shí)間的原則,認(rèn)為S4是最優(yōu)消毒方式。
圖2 HgCl2消毒條件下的種子在成苗階段出現(xiàn)的細(xì)菌污染情況Fig.2 Bacterial contamination of seeds sterilized by HgCl2 in seedling stage
將于4℃條件下、貯藏2個(gè)月的種子無(wú)菌播種于MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.2 mg/L、1/2 MS、MS這3種不同的培養(yǎng)基上,分別置于25℃和4℃條件下進(jìn)行萌發(fā)培養(yǎng),具體培養(yǎng)條件見(jiàn)表2,各項(xiàng)萌發(fā)指標(biāo)如表4所示,30 d后的發(fā)芽情況見(jiàn)圖3。
表4 不同培養(yǎng)條件下的種子萌發(fā)情況Table 4 Seed germination under different culture conditions
如表4及圖3所示,在4℃培養(yǎng)條件下,鳶尾蒜萌發(fā)率不低于94.0%,而在25℃培養(yǎng)條件下,鳶尾蒜發(fā)芽困難,30 d內(nèi)幾乎無(wú)種子發(fā)芽。后嘗試重新轉(zhuǎn)入4℃條件下培養(yǎng),即可正常發(fā)芽??梢?jiàn),低溫是鳶尾蒜種子萌發(fā)的首要條件。
在4℃條件下,3種不同培養(yǎng)基中的種子萌發(fā)時(shí)滯、發(fā)芽率均差異不大。但MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.2 mg/L培養(yǎng)基(T2)中的種子萌發(fā)高峰較MS培養(yǎng)基(T6)顯著延遲,發(fā)芽持續(xù)時(shí)間延長(zhǎng),30 d后的芽長(zhǎng)也顯著較短。由此推測(cè),植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的存在抑制了鳶尾蒜芽的快速伸長(zhǎng)。另外,1/2 MS培養(yǎng)基(T4)與MS培養(yǎng)基(T6)僅在萌發(fā)高峰上存在顯著差異,在1/2 MS培養(yǎng)基中種子萌發(fā)高峰延遲。
將在4℃及室溫(25℃)條件下貯藏2個(gè)月的種子分別置于800 mg/L的GA3溶液或清水中浸泡12 h,無(wú)菌播種于MS培養(yǎng)基上,置于4℃條件下進(jìn)行萌發(fā)培養(yǎng),具體處理?xiàng)l件見(jiàn)表2,各項(xiàng)萌發(fā)指標(biāo)如表5所示。
由表5可知,無(wú)論是在4℃還是室溫條件下貯藏的種子,GA3浸種(T6、T8)后的萌發(fā)效果均略好于清水浸種(T7、T9),具體表現(xiàn)在對(duì)種子萌發(fā)時(shí)滯、萌發(fā)高峰、萌發(fā)率有不同程度的促進(jìn)作用上,但僅在4℃條件下貯藏的種子中,對(duì)其萌發(fā)高峰的提前構(gòu)成顯著差異。因此,在無(wú)菌播種體系下,800 g/L的GA3浸種對(duì)促進(jìn)種子的萌發(fā)具有一定效果,但并不顯著。另外,本研究還發(fā)現(xiàn)4℃和室溫貯藏2個(gè)月的種子在各項(xiàng)萌發(fā)指標(biāo)上差異顯著(除萌發(fā)率外)。
為了進(jìn)一步探究貯藏條件對(duì)鳶尾蒜種子萌發(fā)的影響,比較了未貯藏、4℃貯藏2個(gè)月、室溫貯藏2個(gè)月、4℃貯藏6個(gè)月及室溫貯藏6個(gè)月的種子無(wú)菌萌發(fā)情況。具體處理?xiàng)l件見(jiàn)表2,各項(xiàng)萌發(fā)指標(biāo)如表6所示。
由表6可知,經(jīng)過(guò)2~6個(gè)月的4℃條件貯藏后,種子發(fā)芽持續(xù)時(shí)間延長(zhǎng),發(fā)芽勢(shì)降低,但并未影響發(fā)芽率。而室溫貯藏后發(fā)芽效果則較差,貯藏2個(gè)月后,萌發(fā)時(shí)滯、萌發(fā)高峰顯著推遲,發(fā)芽持續(xù)時(shí)間大大延長(zhǎng);貯藏6個(gè)月后,發(fā)芽率降至0.0%。由此可知,4℃貯藏是保持種子活力的有效貯藏方式,這也是有關(guān)鳶尾蒜種子有效貯藏方式的首次報(bào)道。
圖3 培養(yǎng)條件對(duì)種子發(fā)芽的影響Fig.3 Effects of culture conditions on seed germination
播種30 d后,將T2、T4、T6萌發(fā)條件下的芽轉(zhuǎn)移到25℃光照條件下培養(yǎng),這3種萌發(fā)條件的不同僅在于培養(yǎng)基,分別是MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.2 mg/L、1/2 MS、MS培養(yǎng)基。其中,T6中的芽轉(zhuǎn)移后的植株?duì)顟B(tài)變化見(jiàn)圖4。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,鳶尾蒜原生鱗莖的形成與李娜等[17]描述的石蒜屬忽地笑原生鱗莖形成過(guò)程類(lèi)似。轉(zhuǎn)入25℃光照條件下培養(yǎng)10 d后,芽進(jìn)一步伸長(zhǎng),頂端出現(xiàn)胚根生長(zhǎng)(圖4B);20 d后,子葉基部與胚根可以明顯區(qū)分,并且首次觀察到第1片葉抽出(圖4C);70 d后,植株發(fā)育完全,具根、莖、葉,但子葉基部尚未觀察到明顯的小鱗莖膨大(圖4D)。
進(jìn)一步觀察3種不同培養(yǎng)基中的植株的形態(tài)。如圖5所示,1/2 MS(T4)與MS(T6)培養(yǎng)基中的植株形態(tài)類(lèi)似,根葉發(fā)育完全但未見(jiàn)子葉基部明顯膨大,但在MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.2 mg/L(T2)培養(yǎng)基中,植株根變態(tài)明顯,子葉基部也略有膨大(典型單株見(jiàn)圖5E)。統(tǒng)計(jì)植株形態(tài)指標(biāo)(圖6)發(fā)現(xiàn),該培養(yǎng)基(T2)中的植株轉(zhuǎn)移到25℃光照條件下培養(yǎng)后,根由于變態(tài)而伸長(zhǎng)困難,葉片長(zhǎng)度則顯著大于T4和T6??梢?jiàn),植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的添加雖然影響了鳶尾蒜根的發(fā)育,卻能夠促進(jìn)葉片的抽出與伸長(zhǎng),對(duì)鱗莖的膨大也起到一定程度的促進(jìn)作用。綜上表明,在這3種培養(yǎng)基中,MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.2 mg/L是對(duì)鳶尾蒜發(fā)芽后葉及鱗莖發(fā)育較好的培養(yǎng)基。
播種100 d后,將3種培養(yǎng)基中的植株切除冗余根及葉片,轉(zhuǎn)移到含60 g/L蔗糖的MS培養(yǎng)基中進(jìn)行成球培養(yǎng),轉(zhuǎn)接30 d后鱗莖形成情況見(jiàn)圖6??梢钥闯?,MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.2 mg/L培養(yǎng)基中的植株轉(zhuǎn)接后可以形成明顯膨大的鱗莖(圖7A);1/2 MS培養(yǎng)基中的植株轉(zhuǎn)接后子葉基部基本無(wú)膨大(圖7B);而MS培養(yǎng)基中的植株轉(zhuǎn)接后也可形成鱗莖,但膨大不明顯(圖7C)。由此推測(cè),種子萌發(fā)及成苗條件對(duì)后續(xù)獲得鳶尾蒜離體鱗莖具有持續(xù)影響。鳶尾蒜種子經(jīng)MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.2 mg/L培養(yǎng)基(T2)萌發(fā)和成苗培養(yǎng)后,最有利于鱗莖的形成。
表5 GA3與清水浸泡處理下的種子萌發(fā)情況Table 5 Seed germination under GA3or water soaking treatment
表6 不同貯藏條件下的種子萌發(fā)情況Table 6 Seed germination under different storage conditions
圖4 轉(zhuǎn)入25℃光照條件下培養(yǎng)的植株?duì)顟B(tài)變化Fig.4 Plant state changes after transferring to 25℃in daylight
綜上所述,鳶尾蒜無(wú)菌萌發(fā)及鱗莖形成的具體方案可歸納為:自然陰干或4℃貯藏的種子經(jīng)800 mg/L的GA3浸種12 h,接種時(shí)用75%乙醇渦旋消毒30 s并結(jié)合2%的NaClO渦旋消毒5 min,接種在含30 g/L蔗糖的MS+6-BA1.0 mg/L+NAA0.2 mg/L培養(yǎng)基中,置于4℃黑暗條件下培養(yǎng)30 d,獲得長(zhǎng)勢(shì)較為一致的5 mm左右的芽;隨后轉(zhuǎn)移至25℃光照條件下培養(yǎng)70 d,獲得具有根、莖、葉的完整植株;最后轉(zhuǎn)移到含60 g/L蔗糖的MS培養(yǎng)基中,可獲得膨大的鱗莖。
圖5 轉(zhuǎn)入25℃光照條件下培養(yǎng)70 d后的植株?duì)顟B(tài)Fig.5 Plant state after transfer to 25℃in daylight for 70 d
圖6 100 d后不同培養(yǎng)基中植株的形態(tài)指標(biāo)Fig.6 Morphological indexes of plants in different mediums after 100 d
圖7 將植株轉(zhuǎn)入MS培養(yǎng)基30 d后的鱗莖狀態(tài)Fig.7 Bulblet status after transferring plants to MS medium for 30 d
鳶尾蒜在我國(guó)僅新疆有分布,是具有重要觀賞及藥用價(jià)值并且亟須保護(hù)的植物種質(zhì)資源。植物種質(zhì)資源保存的方法大體可分為2大類(lèi):一類(lèi)是原境保存,為此建立自然保護(hù)區(qū)、天然公園或就地保護(hù)處于危險(xiǎn)或受威脅的植物;另一類(lèi)是異境保存,為此需要建立各種基因庫(kù),離體基因庫(kù)就是其中一種[18]。本實(shí)驗(yàn)成功建立了鳶尾蒜無(wú)菌播種體系,獲得了離體鱗莖,實(shí)現(xiàn)了鳶尾蒜在江南地區(qū)的異地保存,對(duì)其資源保護(hù)和開(kāi)發(fā)利用都具有重要意義,也為利用我國(guó)重要野生資源進(jìn)行種球高效擴(kuò)繁和品種選育提供了新途徑。
本實(shí)驗(yàn)采用NaClO和HgCl2消毒,均獲得了較好的效果,其中,NaClO消毒5、10、15 min均可有效控制污染率為0.0%,并且使萌發(fā)高峰期明顯提前,萌發(fā)時(shí)滯和發(fā)芽持續(xù)時(shí)間顯著縮短。本研究認(rèn)為,這與NaClO具有腐蝕軟化種皮的作用有關(guān),而種皮破損有利于鳶尾蒜種子的萌發(fā);而HgCl2毒性相對(duì)較高,消毒時(shí)間太短容易導(dǎo)致后期細(xì)菌污染,延長(zhǎng)消毒時(shí)間則導(dǎo)致芽的伸長(zhǎng)受到影響。謝雙全[5]對(duì)鳶尾蒜種子的研究表明,在4℃條件下,采用標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽法,鳶尾蒜萌發(fā)時(shí)間為60 d,而在刺破終孔端種皮或800 mg/LGA3的處理下,可縮短萌發(fā)時(shí)間至35 d。而在本實(shí)驗(yàn)建立的無(wú)菌播種體系中,篩選得到最佳消毒方式為75%乙醇渦旋消毒30 s并結(jié)合2%NaClO 5 min,在該條件下,萌發(fā)時(shí)滯為13.8 d,發(fā)芽持續(xù)時(shí)間3.2 d,17 d即可結(jié)束發(fā)芽過(guò)程,其萌發(fā)時(shí)間縮短為標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽法的一半。由此可見(jiàn),無(wú)菌播種可有效縮短發(fā)芽進(jìn)程,相比自然萌發(fā)獲得種質(zhì)資源具有明顯的優(yōu)越性。
目前,關(guān)于鳶尾蒜屬種子生物學(xué)的研究尚少。田琳等[8-9]在準(zhǔn)噶爾鳶尾蒜中的研究表明,在室溫(18~23℃)條件下,5周后發(fā)芽率為0,認(rèn)為低溫是準(zhǔn)噶爾鳶尾蒜種子萌發(fā)的首要條件;謝雙全[5]在鳶尾蒜種子的研究中同樣認(rèn)為低溫具有重要作用,但并未進(jìn)行室溫下的種子萌發(fā)實(shí)驗(yàn)。本實(shí)驗(yàn)嘗試在4℃、25℃條件下分別進(jìn)行鳶尾蒜種子無(wú)菌萌發(fā),結(jié)果表明,在4℃條件下種子萌發(fā)率均在94.0%以上,而在25℃條件下幾乎無(wú)種子發(fā)芽。由此證實(shí),低溫是鳶尾蒜種子萌發(fā)的首要條件。種皮的抑制作用在鳶尾蒜屬種子的萌發(fā)過(guò)程中被認(rèn)為是僅次于低溫的重要因素。謝雙全[5]在鳶尾蒜種子的研究中認(rèn)為,刺破終孔端種皮可大大提高種子萌發(fā)率并縮短萌發(fā)周期。田琳等[8-9]在準(zhǔn)噶爾鳶尾蒜的研究中則認(rèn)為,800 mg/L GA3浸種處理可有效提高萌發(fā)率,但在刺皮條件下,增加GA3處理的加成作用則不明顯。本實(shí)驗(yàn)以清水為對(duì)照,對(duì)鳶尾蒜種子進(jìn)行800 mg/L GA3浸種處理,但效果不明顯。本研究認(rèn)為,在無(wú)菌播種體系中采用的NaClO消毒方式導(dǎo)致種皮在一定程度上破損,其作用類(lèi)似于刺破種皮,使得GA3處理并無(wú)顯著作用。實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn),貯藏條件對(duì)種子的發(fā)芽特性具有重要影響。自然干燥的種子經(jīng)4℃貯藏6個(gè)月后仍能保持種子發(fā)芽力,且并未影響發(fā)芽率,而室溫貯藏2個(gè)月后就導(dǎo)致種子萌發(fā)周期大大延長(zhǎng),貯藏6個(gè)月后萌發(fā)率為0。目前,在鳶尾蒜屬中,這是關(guān)于有效貯藏方式的首次報(bào)道,也為鳶尾蒜屬種子的保存提供了參考。
在球根植物無(wú)菌播種中,除了溫度、光照等環(huán)境條件,培養(yǎng)基中大量元素含量及外源激素配比都會(huì)對(duì)無(wú)菌萌發(fā)及鱗莖形成產(chǎn)生重要影響。例如,在石蒜屬中,姚麗娟等[19]認(rèn)為換錦花種子無(wú)菌萌發(fā)的最佳培養(yǎng)基為MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.2 mg/L。彭俊翰[20]在換錦花胚培養(yǎng)中發(fā)現(xiàn),在MS全量培養(yǎng)基中換錦花種子發(fā)芽與生長(zhǎng)正常,而在減量大量元素的培養(yǎng)基中,鱗莖發(fā)育則明顯較差。在郁金香屬中,王彩霞等[21]研究表明,在培養(yǎng)基中添加植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑雖然不能使萌發(fā)率提高,但能促使雜交郁金香種子的畸形萌芽長(zhǎng)出鱗莖并增殖。本實(shí)驗(yàn)首創(chuàng)性地探究了不同培養(yǎng)基對(duì)鳶尾蒜種子無(wú)菌萌發(fā)及離體鱗莖形成的影響,結(jié)果表明:在添加了6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.2 mg/L的MS培養(yǎng)基中,30 d后芽長(zhǎng)顯著短于MS和1/2 MS培養(yǎng)基中的,但在轉(zhuǎn)入25℃光照條件下進(jìn)行成苗培養(yǎng)后,卻能夠促進(jìn)葉片的伸長(zhǎng)及子葉的膨大,最終在成球階段促使鱗莖的形成??梢?jiàn),植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)鳶尾蒜離體鱗莖的獲得具有重要意義。在本實(shí)驗(yàn)中,鳶尾蒜經(jīng)MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.2 mg/L的培養(yǎng)基無(wú)菌萌發(fā)后,最終能形成明顯膨大的鱗莖,但膨大比例不高,因此在后續(xù)研究中,可考慮調(diào)整成球培養(yǎng)基中外源激素的配比及溫度、光照等環(huán)境條件以促進(jìn)鱗莖的膨大。
實(shí)驗(yàn)成功建立了鳶尾蒜無(wú)菌播種體系,獲得了離體鱗莖,實(shí)現(xiàn)了鳶尾蒜在江南地區(qū)的異地保存。75%乙醇渦旋消毒30 s并結(jié)合2%NaClO 5 min是鳶尾蒜種子的最佳消毒方式,采用該消毒方式,篩選得到最佳培養(yǎng)條件,認(rèn)為4℃低溫培養(yǎng)是種子萌發(fā)的首要條件,經(jīng)MS+6-BA1.0 mg/L+NAA0.2 mg/L+蔗糖30 g/L培養(yǎng)基無(wú)菌萌發(fā)的芽轉(zhuǎn)入25℃光照條件下,再轉(zhuǎn)接至含60 g/L蔗糖的MS培養(yǎng)基上,可形成膨大的鱗莖。另外,實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)4℃貯藏6個(gè)月可以基本保持種子發(fā)芽力,室溫貯藏6個(gè)月后則無(wú)種子發(fā)芽,認(rèn)為4℃冷柜貯藏是保持鳶尾蒜種子發(fā)芽力的有效貯藏方式。
致謝本試驗(yàn)的鳶尾蒜種子為新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)譚敦炎教授贈(zèng)予,謹(jǐn)致謝意!
浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版)2019年3期