基於液體培養基的白芨種苗離體快繁技術 白芨育苗技術

  白芨[Bletilla striata(Thunb.)Reichb.f.]為蘭科(Orchidaceae)白芨屬(Bletilla Reichb.f.)多年生宿根草本植物,根呈白色,數個相連,故名白芨,別名白及、連及草、甘根。白芨花大色豔,具有較高的觀賞價值;同時白芨生有肥厚的肉質塊狀假鱗莖,是重要的中藥材之一,具有收斂止血、消腫生肌的功效。隨著白芨的持續開發,市場需求連年增長,價格逐漸上漲,致使野生資源私挖濫採嚴重,導致白芨野生資源瀕臨枯竭,現有的白芨資源受到嚴重破壞,已無法滿足市場需求,因而也被國家列為重點保護野生藥用植物之一。在自然野生狀態下,成熟的白芨種子呈粉末狀,非常細小,開花授粉15周後的種子有胚率僅為59%左右,很少萌發成苗,因此其種子自然萌發率極低,繁殖困難。目前人工繁育多采用分株繁殖,即將塊莖切成小塊種植,但繁殖係數低、消耗量大、大面積供種依然較為困難,難以滿足大規模生產的需求。採取植物組織培養技術,可在短時間內獲得大量的白芨實生苗,是一種快速有效的繁殖方法,目前主要通過將種子撒播在添加激素的固體培養基上萌發,再生出無菌苗,或誘導原球莖、經增殖生根後進行快繁,這要涉及4~5種以上的培養基,操作較為繁瑣,且週期較長,最短在110 d內方能成苗移栽,相對生產成本較高。為此課題組探討了一種基於液體培養基的白芨種苗離體快繁技術,該技術選用液體培養基,用液體懸浮培養萌發種子,而不是常用的固體培養基表面萌發,其能有效地提高白芨種子萌發率,縮短白芨成苗時間,快速獲得白芨幼苗,下面將該技術介紹如下。

基於液體培養基的白芨種苗離體快繁技術 白芨育苗技術

  1 未成熟白芨種子離體培養

  1.1 種子表面滅菌及萌發

  選取開花授粉15周後、未開裂的白芨蒴果(含種子),在成都農業科技職業學院園林園藝分院實驗室超淨工作臺上用75%乙醇進行表面消毒30 s,去離子水沖洗1~2次。用解剖刀及鑷子仔細剝開果實,將種子小心地抖落到無菌組織培養瓶中,加適量5%的次氯酸鈉溶液(滴加1~2滴吐溫-20)消毒20 min。用滅菌的50目細胞篩過濾種子;再用去離子水沖洗、過濾,反覆4~6次,衝去表面殘留的消毒液。將細胞篩上過濾的種子以MS+1.0 mg/L TDZ+30 g/L蔗糖、pH 5.8的種子萌發液體培養基沖洗到三角瓶內,於25 ℃、100 r/min黑暗培養15-20 d。通常培養5 d後,種子即可萌發,此時轉入16 h/8 h的光週期環境下光照培養,一般接種15 d後種子發育形成葉片。

  1.2 種子生長成芽

  將接種15 d、已萌發的白芨種子經50目細胞篩濾去液體,把種子原球莖接種於MS+0.2 mg/L 6-BA+30 g/L蔗糖+6 g/L瓊脂、pH 5.8的固體誘導成芽培養基上,儘量分散幼苗,每皿約100粒,於25 ℃、16 h/8 h光週期培養。一般培養30 d後,當幼芽生長為幼苗,約2 cm左右、根長約0.5 cm左右時即可進行生根培養。

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  1.3 生根培養

  將平皿中的白芨幼苗接種到1/2 MS+0.1 mg/L NAA+30 g/L蔗糖+2 g/L活性炭+6 g/L瓊脂、pH 5.8的固體生根培養基上,每瓶接種25~30株,於25 ℃、16 h/8 h光週期環境裡培養,促進幼苗和根的生長,提高壯苗生根率。生根培養30 d後,組培苗生長為健壯的成苗,形態見圖1。

  1.4 煉苗移栽

  當白芨幼苗的根生長到3~5 cm時(一般在白芨種子萌發後75-90 d)即可煉苗移栽,栽前先逐漸揭開瓶蓋適應3-5 d外界環境,期間注意保持瓶內溼度。移栽時用清水洗淨根部瓊脂,避免損傷根及原球莖;將健壯的白芨組培苗移栽到裝好育苗基質的穴盤中,選蔬菜或花卉育苗基質即可,栽後基質澆透水,於煉苗棚中培養。棚中前期注意弱光保溼,第一週應覆蓋遮陽網保持弱光,並覆蓋薄膜保溼;移栽15 d後白芨成苗即生長正常,移栽30 d左右即可定植,定植後常規田間管理,移栽情況見圖2。白芨移栽存活的關鍵是原球莖的大小及活力,一般有原球莖的幼苗均能移栽存活,存活率可達95%以上。

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  2 近成熟白芨種子離體培養

  2.1 種子表面滅菌及萌發

  將開花後20周以上、近成熟的白芨蒴果(未開裂,含種子)用紗布包好,自來水流水沖洗30 min,再在超淨工作臺上用75%乙醇進行表面消毒30 s,無菌水沖洗1~2次,用解剖刀及鑷子小心剝開果實,將種子小心撥入無菌組培瓶中,加適量5%次氯酸鈉溶液(滴加2~3滴吐溫-20)消毒20 min。用滅菌的細胞篩(50目)過濾種子;再用去離子水沖洗、過濾,反覆4~6次,衝去表面殘留的消毒液。將細胞篩(50目)上過濾的種子,用MS+2.0 mg/L TDZ+30 g/L蔗糖、pH 5.8的種子萌發液體培養基沖洗到三角瓶內。25 ℃、100 r/min、黑暗培養15 d。

  2.2 種子生長成芽

  已萌發的種子經細胞篩(50目)濾去液體,將種子原球莖接種於MS+0.1 mg/L 6-BA+30 g/L蔗糖+6 g/L瓊脂、pH 5.8的誘導成芽固體培養基上,儘量分散種子,每皿100粒。25 ℃、16 h/8 h光週期環境裡培養20-30 d。

  2.3 生根培養

  將生成的幼苗及增殖的幼苗接種到1/2 MS+0.5 mg/L NAA+30 g/L蔗糖+0.5 g/L活性炭+6 g/L瓊脂、pH 5.8的生根培養基裡,每瓶25~30株,25 ℃、16 h/8 h光週期環境裡培養30-40 d。

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  2.4 煉苗移栽

  當白芨幼苗的根生長到3~5 cm長時,即可煉苗移栽,栽前先揭開瓶蓋適應外界環境3-5 d。移栽時先用清水洗淨根部瓊脂,注意不要損傷根及原球莖結構;將健壯的白芨組培苗移栽到裝有育苗基質的穴盤中,栽後澆透水,於煉苗棚中繼續培養。管理上前期注意弱光保溼,第一週應加蓋遮陽網保持弱光,並覆蓋薄膜保溼;移栽15 d後白芨成苗即可生長正常,移栽30 d左右即可定植;定植後常規田間管理。

  3 成熟白芨種子離體培養

  3.1 種子表面滅菌及萌發

  將成熟的白芨蒴果(未開裂,含種子)用紗布包好,自來水流水沖洗30 min;在超淨工作臺上用75%乙醇進行表面消毒30 s,無菌水沖洗1~2次,用解剖刀及鑷子小心剝開果實,將種子小心撥入無菌組培瓶中,加適量5%次氯酸鈉溶液(滴加2~3滴吐溫-20)消毒20 min。將細胞篩(50目)上過濾的種子用MS+0.5 mg/L TDZ+30 g/L蔗糖、pH 5.8的種子萌發液體培養基沖洗到三角瓶內。25 ℃、100 r/min黑暗培養15 d,萌發率達99%。

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  3.2 種子生長成芽

  已萌發的種子經細胞篩(50目)濾去液體,將種子原球莖接種於MS+0.5 mg/L 6-BA+30 g/L蔗糖+6 g/L瓊脂、pH 5.8的誘導成芽固體培養基上,每皿100粒。25 ℃、16 h/8 h光週期環境裡培養20-30 d。

  3.3 生根培養

  將長大的幼苗及增殖的幼苗接種到1/2 MS+1.0 mg/L NAA+30 g/L蔗糖+1.0 g/L活性炭+6 g/L瓊脂、pH 5.8的生根培養基上,每瓶25~30株,25 ℃、16 h/8 h光週期環境裡培養30-40 d。

  3.4 煉苗移栽

  當培養出的白芨幼苗根生長到3~5 cm長時,煉苗移栽,栽前先揭開瓶蓋適應自然條件3-5 d。移栽先時用自來水洗淨根部附著的瓊脂,小心不要損傷根及原球莖結構;將健壯的白芨組培苗移栽到裝有基質的育苗穴盤中,栽後澆透水,於煉苗棚中放置整齊,繼續煉苗培養。管理上前期注意弱光保溼,第一週應加蓋遮陽網保持弱光,並覆蓋薄膜保溼;移栽15 d後白芨成苗即可生長正常,移栽30 d左右即可定植;定植後常規田間管理。

  4 小結

  採用近成熟的白芨種子進行液體懸浮培養,能顯著提高種子萌發率,可達99%,並加快原球莖的生成速度(15 d左右)。且該技術操作簡便,成本低廉,每瓶液體培養基可萌發數萬粒種子,且種子萌發整齊,出苗一致,汙染率低,結合簡化的固體培養基培養,大大縮短了白芨組織培養週期,最快能在75~90 d內獲得大量健壯的無菌苗用於移栽,實現了白芨組培苗的高效快速生產,並有效簡化了操作程序,降低了生產成本,便於規模化生產。


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