白芨是一种药用价值极高的兰科植物,块茎为我国传统中药,具有补肺、止血、消肿、生肌、敛疮等作用。由于其种子小、无胚乳、自然萌发率低的特点,现今的培育主要依靠原球茎的液体培养、种子无菌播种、利用假鳞茎和愈伤组织等植物组织培养的瓶苗栽培方式。其中,操作最简便、产出量最大的方法为直接利用种子的无菌播种方法,但是因为白芨种子小而聚集,使得撒种操作时不易分散,所以长出来的瓶苗太过紧凑,长势不好,只能通过移瓶分株再栽培来弥补,这无疑增加了产业化生产的负担。因此,白芨组培苗的播种技术研究很有实际意义。
1材料和方法
1.1试验材料
白芨蒴果,采自宜章县御仙农业生态有限公司;MS培养基,由实验室自行配制;活性炭粉、面粉、琼脂粉,市售。
1.2仪器
YXQ-LS-50G型立式压力蒸汽灭菌锅;SW-CJ-2F型超净工作台;AUY型电子天平。
1.3试验方法
1.3.1MS培养基的配制
配方:1/2MS+1.0mg/LNAA+30g/L白砂糖+6.0g/L琼脂粉,pH值5.8。
1.3.2种子灭菌
选用未开裂的白芨蒴果,首先用流水冲洗白芨蒴果约30min,用洗衣粉水刷洗白芨蒴果表面,用蒸馏水冲洗2~3遍。在超净台中用75%乙醇消毒30s,无菌水冲洗1次,再用0.1%的HgCl2水溶液浸泡5min,期间不停地摇动,使其消毒彻底,用无菌水冲洗5~6次,然后置于干燥的灭菌滤纸上吸尽水分,用解剖刀切开白芨蒴果,取出种子(为避免由于种子选择不同造成结果误差,试验采取将使用的10颗白芨蒴果一起切开后在灭菌培养皿中全部混匀)。
1.3.3选用不同的材料和比例进行种子稀释
将取出的白芨种子在无菌操作台分为大致相等的10份,放入已灭菌的培养皿中。在无菌操作室内根据种子的质量,按照种子∶分散材料=1∶1,1∶2,1∶3的比例逐个称取活性炭粉、面粉、琼脂粉,在培养皿中与相对应的种子充分混匀。
1.3.4撒种
将种子分别按1∶1,1∶2,1∶3不同比例与活性炭粉、面粉、琼脂粉混合均匀,定量接种,使每管混合物中种子数量大致相当,每个培养瓶撒1管种子(为避免撒种环节因操作者不同引起的误差,本环节由1人操作。)
1.3.5培养条件
种子播种后移至组培室中培养,培养温度24±2℃,光照12h/d,光照强度0~LX。
2试验结果
2.1对照组的种子萌发
种子播种于培养基15d后观察到有萌发的迹象,种子吸胀,由黄褐色变成绿色;20d时便可观察到种子变为绿色小球体状,即原球茎;26d后原球发出绿色的芽尖;60d后有种子继续萌发,有些原球茎再培养,长出了幼叶,同时少数原球茎则会继续长大但并不分化出幼叶。
2.2与活性炭粉混匀稀释的种子萌发
种子在培养基上培养25d,比例1∶3的率先观察到有萌发的迹象,比例1∶2和1∶1的随后才有萌发迹象;30d后萌发较早的种子在顶端产生1个小突起,形成1枚子叶,继续培养则顶端伸长并长出1~2枚叶片。
2.3与面粉混匀稀释的种子萌发
经过10d的培养种子开始萌发,但伴随着大部分的种子造成感染,未感染的23d后长成原球茎。
2.4与琼脂粉混匀稀释的种子萌发
种子在培养基上进行培养,13d后种子开始萌发,20d后原球茎形成,27d后原球茎逐渐发育2片子叶,60d后长成株高7~8cm的幼苗。
不同比例混匀稀释对种子萌发时间的影响见图1,不同比例混匀稀释对植物幼苗生长的影响见图2。
3分析讨论
由上述结果可以看出,混合不同的物质对种子进行稀释播种,对种子的萌发率和萌发时间都有一定影响。混合材料为面粉或琼脂粉的,种子萌发时间较短;混合材料为活性炭粉的,种子萌发时间最长。但面粉为混合材料比例1∶2和1∶3的组大部分造成了感染,而琼脂粉播种的几乎无感染现象。原因可能是面粉与琼脂粉本身含有一定营养,促进了白芨种子的萌发;而活性炭粉可能是吸附了培养基中种子萌发的诱导剂和有机质,从而对种子萌发具有一定的抑制作用。面粉混合物的感染率高,因为它的高营养不仅带给种子,也给细菌和真菌带去了营养,造成感染,这种种子较难萌发,而且对失误率也是考验。60d后种子萌发成幼苗,对照组的幼苗紧挨在一起不好分离;混合材料为面粉的长时间后长成坨状,幼苗也不好分离。而琼脂粉的小苗分散的最好,比例为1∶3分散效果最好,这样再进行根的诱导时更容易。通过固体稀释法把白芨种子按1∶1,1∶2,1∶3的比例混合面粉、活性炭粉和琼脂粉再进行播种和无菌培养,发现1∶3的白芨种子和琼脂粉比例白芨瓶苗的生产效果最好,可以减少白芨种子培育时的转接次数,甚至可以达到一次成苗的效果。
总之,通过对传统的白芨种子无菌播种育苗技术进行了改进和简化,减少了移瓶次数,最大限度降低了生产过程中的污染率,减少了种子的萌发时间,提高了萌发率。使用改进后的技术,白芨种子到炼苗只需要d左右,节约了生产成本,对促进白芨人工栽培产业发展以及保护野生资源都具有重要的意义。
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