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半蒴苣苔Hemiboea subcapitata是苦苣苔科Gesneriaceae半蒴苣苔属Hemiboea多年生宿根草本[1],全草入药,味甘,性寒。具有清暑利湿、止咳、生津、解毒的功效,主治咽喉肿痛、外感暑湿、痈肿疮疖、蛇咬伤等症[2],对烧烫伤有一定的疗效[3]。环境的破坏和对野生药材资源的大量采集,造成了资源的日益匮乏,亟待进行半蒴苣苔的人工栽培以满足市场的需求,但半蒴苣苔人工繁育和栽培的研究尚处于初始阶段,成果不多。在自然状态下,半蒴苣苔通常生长在石灰岩岩缝中,籍匍匐枝行营养繁殖,增殖速度较慢。组织培养技术是苦苣苔科植物引种驯化及繁殖工作中的一种重要手段,以克服植物在迁地保育、繁衍、传播、杂交育种及工厂化生产中的障碍,达到种质资源保护和利用的目的[4]。本研究拟通过组织培养的方法,建立其组培快繁技术体系,为半蒴苣苔种苗规模化繁育提供技术支撑。
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叶片培养8~10 d开始略微出现卷曲现象,之后均未见明显的愈合组织形成,但在基部切口处可直接分化出白色的芽(图 1-a),在培养约30 d后,芽大量发生。研究发现,半蒴苣苔愈合组织诱导困难,6-BA和NAA不同质量浓度处理均未诱导出愈合组织。在半蒴苣苔叶片基部切口处可以直接分化出不定芽,不定芽分化率随着6-BA和NAA质量浓度上升呈现先升高后下降的现象。同时,在高质量浓度(2.0 mg·L-1)的6-BA处理中,叶片外植体大量褐化。在不同植物生长调节物质组合下不定芽分化率存在显著性差异(P<0.05),以MS+0.5 mg·L-1 6-BA +1.0 mg·L-1 NAA不定芽分化率最高,达到67.78%,平均每个外植体分化出不定芽3.90个。而MS+0.5 mg·L-1 6-BA +1.0 mg·L-1 NAA不定芽的诱导率虽仅为14.45%,但平均每个外植体分化出不定芽数量最多,达到6.69个(表 1)。
序号 植物生长调节物质/(mg·L-1) 外植体总数/个 愈合诱导率/% 不定芽分化率/% 平均每个外植体不定芽数/个 6-BA NAA 1 0.1 0.1 90 0 10.00±1.93f 3.67 2 0.5 0.1 90 0 13.33±3.85ef 3.50 3 1.0 0.1 90 0 8.89±1.11fg 4.75 4 2.0 0.1 90 0 0.00±0.00h 0.00 5 0.1 0.5 90 0 16.66±3.33def 4.40 6 0.5 0.5 90 0 24.44±2.94c 4.32 7 1.0 0.5 90 0 14.45±2.22ef 6.69 8 2.0 0.5 90 0 2.22±2.22gh 3.50 9 0.1 1.0 90 0 44.44±2.94b 3.63 10 0.5 1.0 90 0 67.78±2.94a 3.90 11 1.0 1.0 90 0 23.33±1.93cd 3.86 12 2.0 1.0 90 0 1.11±1.11h 3.00 13 0.1 1.5 90 0 13.33±1.93ef 5.33 14 0.5 1.5 90 0 20.00±1.92cde 4.22 15 1.0 1.5 90 0 12.22±2.94ef 2.64 16 2.0 1.5 90 0 0.00±0.00h 0.00 Table 1. Effect of plant growth regulators on callus induction and adventitious buds differentiation of Hemiboeα subcαpitαtα
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不定芽接入增殖培养基,10 d左右腋芽开始萌发,15~20 d不定芽大量发生(图 1-b)。不定芽接入增殖培养基培养40 d后,统计不定芽增殖倍数及生长情况(表 2)。研究表明,半蒴苣苔在应试的9个处理中均有较好的增殖率,附加6-BA和NAA的处理平均增殖倍数较高,处理间不定芽增殖倍数存在显著性差异(P<0.05)。不定芽增殖率随着6-BA和NAA质量浓度上升呈现先升高后下降的现象。不定芽增殖以MS+0.5 mg·L-1 6-BA+0.5 mg·L-1 NAA增殖倍数最高,达到23.43。
序号 植物生长调节物质/(mg·L-1) 接种数/个 增殖倍数 不定芽生长情况 6-BA NAA 1 0.1 0 90 5.63±0.25f 生长速度慢,壮实 2 0.5 0 90 8.90±0.03e 生长速度慢,壮实 3 1.0 0 90 3.07±0.18f 生长速度慢,壮实 4 0.1 0.5 90 19.57±0.93b 生长速度快,瘦弱 5 0.5 0.5 90 23.43±1.41a 生长速度快,瘦弱 6 1.0 0.5 90 21.26±0.81ab 生长速度快,瘦弱 7 0.1 1.0 90 12.21±0.99d 生长速度较快,瘦弱 8 0.5 1.0 90 16.36±1.11c 生长速度较快,瘦弱 9 1.0 1.0 90 11.51±1.22de 生长速度较快,瘦弱 Table 2. Effect of plant growth regulators on adventitious buds proliferation of Hemiboeα subcαpitαtα
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不定芽接入生根培养基,5~8 d不定芽基本开始生根,10~15 d不定根大量发生(图 1-d)。培养30 d后统计不定芽生根情况(表 3)。结果表明:半蒴苣苔生根容易,所有处理的生根率均超过90%,其中IBA质量浓度为1.0 mg·L-1和1.5 mg·L-1的培养基中,生根率均达到100%。30 d后观察统计,MS+1.5 mg·L-1 IBA培养基为最适培养基,再生植株平均每株具根9.23条,平均根长2.78 cm(图 1-e)。 生根植株经炼苗后移栽于温室大棚中,以泥炭和蛭石1∶1均匀混合为移栽基质,移栽30 d后,以抽生新芽生长为移栽成活的标准统计成活率,发现移栽成活率达到90%以上(图 1-f)。
IBA/(mg.L-1) 接种数/株 生根率/% 每苗平均根数/条 平均根长/cm 生长情况 0.1 100 92.35±5.67a 5.64±0.39c 1.29±0.06c 长势-般,根细短 0.5 100 93.75±6.26a 7.65±0.32b 2.33±0.15b 生长旺盛,根粗长 1.0 100 100.00±0.00a 8.69±0.53a 2.16±0.24b 生长旺盛,根粗长 1.5 100 100.00±0.00a 9.23±0.68a 2.78±0.32a 生长旺盛,根粗长 2.0 100 95.42±5.96a 7.79±0.49b 1.97±0.16b 生长旺盛,根粗短 Table 3. Effects of different concentration of IBA on rooting of Hemiboeα subcαpitαtα