不同培养条件对苋菜试管苗生长的影响

2018-03-15 16:51:10 55

不同培养条件对苋菜试管苗生长的影响

苋菜(Amaranthus tricolor ) 为苋科属植物,一年生草本,富含多种营养成分,是常见的夏季普通蔬菜,有“长寿菜”之称。常呈红色、紫色或绿紫杂色; 其茎、叶色素含量较高,是一种良好的提取天然色素的原材料。
植物离体培养中,光质、温度和蔗糖浓度对试管苗生长影响非常大。光质对植物的生长发育至关重要,它不仅作为一种能源控制光合作用,还作为触发信号影响植物的生长发育,不同光质触发不同的光受体,进而对植物生长发育产生不同的影响。光质不仅影响植物种子萌发(Iacona and Muleo R,2010)、营养体生长(Macedo et al,2011)、器官衰老(Arzari et al,2005),而且影响植物光周期其它生理特性(Saebo et al,1995;Anna and Alicja,2001; Patil et al,2001;Poudel et al,2008)。而对苋菜试管苗生长发育影响的研究报道较少。在组织培养中, 培养基中的糖是试管苗的生命活动所必不可少的碳源和能源, 同时具有调节渗透压的作用,影响组培苗的生长。不同植物对蔗糖浓度要求也不一致。对脱毒甘薯组培苗扩繁中在糖浓度为60~ 80 g/ L 的培养中最佳(王守明 等,2006),春石斛中是对组培苗增殖的影响,其最佳浓度为30 g/ L[(修景润 等,2012),在粉蕉离体快繁中蔗糖浓度3.9%时增殖率最高(陈丽娟 等,2001),而对于苋菜离体培养中蔗糖浓度的研究还比较少。温度作为一个重要的环境因子,对植物生长发育起着重要作用。温度对苋菜光合色素、苋菜红色素以及花色素苷含量变化的影响(刘生财等 ,2012),但对试管苗生长影响的研究报道较少。因此,本试验以苋菜试管苗为材料,研究不同蔗糖浓度、培养温度以及不同光质对苋菜试管苗生长的影响,为苋菜生长发育的环境调控提供参考。


植物生长灯|LED组培灯|LED花期灯

1 材料与方法
1.1 材料
供试材料为大红圆叶苋菜种子,利用已构建的苋菜再生体系获得无菌苗(刘生财 等,2011a)用于后续处理研究。
1.2 方法
1.2.1 不同光质对苋菜试管苗生长的影响
从继代培养的试管苗中取生长较一致的丛生苗剪成单株,接种在MS + 3.0mg/L 6-BA+0.1mg/L IAA的培养基上,然后在植物生长灯白光,红光,绿光和蓝光 4种不同光质条件下进行处理,每种处理10 瓶,每瓶接种3株,3次重复。放置于温度为25±2 ℃,光照强度为1000-1500lx,光照时间12 h/d 进行培养,其中MS培养基中蔗糖30g/L,琼脂粉7g/L,pH5.8。每隔1周观察一次,观测植株长势,并统计增殖系数。
1.2.2不同蔗糖浓度对苋菜试管苗生长的影响
从继代培养的试管苗中取生长较一致的丛生苗剪成单株,接种在MS+3.0mg/L 6-BA+0.1mg/L IAA的基本培养基中,蔗糖浓度分别为10 g/L、20 g/L、30 g/L、40g/L,每个处理10 瓶,每瓶接种3株,3次重复。放置于温度为25±2 ℃,光照强度为1000-1500lx,光照时间12 h/d 进行培养,MS培养基中琼脂粉7g/L,pH5.8。每隔1周观察一次,观测植株长势。
1.2.3不同温度对苋菜试管苗生长的影响
从继代培养的试管苗中取生长较一致的丛生苗剪成单株,接种在MS+3.0mg/L 6-BA+0.1mg/L IAA的基本培养基中,放在培养箱中生长,设置不同的温度,分别为18、25、28℃。,放置于光照强度为1000-1500lx,光照时间12 h/d 进行培养,其中MS培养基中蔗糖30g/L,琼脂粉7g/L,pH5.8。保存后,每隔1周观察一次,观测指标包括:植株的高矮、整体长势。
1.3数据处理与分析
增殖系数=增殖个数/接种株数
试验数据采用Excel 和DPS 等软件进行统计分析。

2 结果与分析
2.1不同光质对苋菜试管苗生长的影响
2.1.1不同光质对苋菜试管苗增殖的影响
不同光质对苋菜试管苗侧生芽生长有明显的区别。在接种2周左右在不同光质下的试管苗长出的侧生芽出现差别,3周后侧生芽长大,出现明显的区别。且由表1和图1可以看出:红光的长出的侧生芽最多,白光次之 ,绿光第三,蓝光最少。红光与绿光,蓝光和白光存在显著性差异;蓝光与红光和白光存在显著性差异;绿光与红光和白光存在显著差异,白光(正常光照)作为对照组与其他光照都存在显著性差异。综合以上分析,红光比较利于试管苗进行增殖,绿光较不利于试管苗进行增殖。
2.1.2不同光质对苋菜试管苗叶宽的影响
接种2周左右在不同光质下的试管苗叶宽直径出现差别,3周后叶片长大,出现明显的区别。且由表2和图1可以看出:蓝光的叶片最大,白光次之 ,红光第三,绿光最小。蓝光与绿光和红光存在显著性差异,但与白光之间差异不显著。因此,蓝光和白光有利于苋菜试管苗叶片的生长,而红光和绿光不利于苋菜试管苗的叶片生长。
.2不同浓度蔗糖对苋菜试管苗生长的影响
2.2.1不同浓度蔗糖对试管苗玻璃化的影响
接种1周左右在不同糖浓度的试管中出现细微的差别,有些开始有点玻璃化,3周后,不同糖浓度的试管苗有玻璃化的出现明显的现象。由表3和图2可以看出:培养基中添加30g/L和40g/L蔗糖时,苋菜试管苗玻璃化现象最少,而添加10g/L时最多。而且蔗糖浓度为30g/L和40g/L与糖浓度为10g/L和20g/L的存在显著性差异。
2.2.2不同浓度蔗糖对试管苗叶宽的影响
接种1周左右植株叶片开始有细微差别,3周后有明显差别,且由表4和图2可以看出:在正常蔗糖浓度30g/L中叶片长的最好,20g/L的第二,10g/L的第三,40g/L的最小,但40g/L糖浓度的叶片虽然长的最小但是叶片会变得更红。
2.3不同温度对苋菜试管苗生长的影响
在选择一致的苗接入玻璃瓶放置在不同温度下在经过一周后出现一些差别,2周右出现明显差别,在25℃条件下培养的苋菜试管苗还可以保持正常的营养生长状态。(图3-A),而同一时期接种的在18℃的环境温度下的生长缓慢(见图3-B),在28℃环境温度下的在前期生长的非常快,比在正常环境温度下的都生长的快,但在3周后,28℃条件下的明显开始出现生长缓慢,植株呈现生长已经停止,甚至有的已经出现花蕾(图3-C)。

3 讨论
3.1 光质对苋菜试管苗生长有一定的影响
光质对植物的生长发育具有重要影响(高亭亭 等, 2012;梁宗锁 等,2012)。本研究表明蓝光对苋菜叶宽并无明显抑制作用,但对其侧生芽的生长确实有抑制作用。绿光处理下对其侧生芽生长有促进作用,但抑制其叶片的生长。说明光质对苋菜试管苗生长也有重要影响。
3.2 适宜糖浓度有利于苋菜试管苗生长
蔗糖在组织培养中能够为植物细胞提供合成新化合物的碳骨架,并提供外植体生长所需的能量。蔗糖浓度过高或过低都会造成外植体失水,对植物细胞产生不良的影响,从而影响植株的生长。就蔗糖浓度对试管苗玻璃化影响而言在重瓣丝石竹试管快速繁殖中添加高浓度的蔗糖可以降低玻璃苗的比例, 但高浓度的蔗糖同时也影响嫩梢的生长势(刘非燕和郭达初,1996)。结球白菜组织培养中发现, 高浓度的蔗糖不仅不能克服玻璃化现象, 而且抑制了不定芽的分化(成细华 等,2001),且在糖浓度为10g/L-20g/L中玻璃化会加大,当糖浓度大于30g/L时也会出现轻微的玻璃化现象,与上结论相符,且在30g/L中长的最好。
3.3 适宜温度可以保持苋菜试管苗正常生长
温度是影响植物生长发育的重要因子之一,试验比较不同温度处理对苋菜试管苗光合色素含量变化的影响。不同温度处理对苋菜试管苗苋菜红色素含量的影响差异显著,温度较低可促进苋菜红色素的合成,但是却抑制试管苗的生长,这可能是因为低温促进了植物体内糖苷类物质的合成,但是却抑制呼吸作用的结果(刘生财 等,2011b)。研究表明与上述结果所一致,较高温度中的苋菜迅速由生长期转换为开花结果期。

文章作者:刘生财,潘君飞,彭丽云,王晓,赵春丽,袁丹琴,赖钟雄*  福建农林大学园艺植物生物工程研究所,福建福州350002