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半夏组培苗诱导生根试验

半夏〔Pinellia ternate (Thunb) Breit〕是天南星科半夏属的一种多年生宿根草本植物。基部形成块茎,是主要的贮存器官和繁殖器官。含生物碱、半夏蛋白等多种有效…

半夏〔Pinellia ternate (Thunb) Breit〕是天南星科半夏属的一种多年生宿根草本植物。基部形成块茎,是主要的贮存器官和繁殖器官。含生物碱、半夏蛋白等多种有效成分,是我国特有的一种传统中药材,且需求量较大。据统计,在558 种中药处方中,半夏使用频率居第22 位。半夏的繁殖方式有3 种:种子繁殖、珠芽繁殖和块茎繁殖。自然条件下半夏主要靠珠芽和块茎进行无性繁殖,但繁殖系数低;由于半夏的种子和珠芽体积小、且成熟的时间很长,采集操作不方便,生产上一般采用块茎繁殖。20 世纪70 年代以来,由于耕作制度的改革,尤其是旱改水和水旱轮作制的实行以及化学除草剂的使用,半夏野生资源遭到严重侵蚀,加上人们对野生半夏资源的过度开采,野生半夏资源已经十分匮乏。这直接影响到中药材市场上半夏的供应,迫使人们进行野生半夏的人工栽培。但是半夏人工栽培也不能解决繁殖系数低的问题,所以必须建立快速繁殖体系,方可实现大规模商品化生产。研究半夏组织培养与快速繁殖,目的是扩大半夏的生产量,为半夏药材的产业化服务。本文主要试验半夏组织培养与快速繁殖中不同激素浓度对半夏苗生根的影响,为实验室及产业化生产提供理论数据。

材料与方法
材料
外植体:选择品质优良的宁波半夏,球茎采收后于阴暗干燥处贮藏一个月。在30℃、充足光照和湿度条件下进行催芽处理一个月。当芽长至1 ~2cm 时,即可使用。
培养基:所用培养基为1/2MS 基本培养基,并添加蔗糖35g/L,琼脂4.5g/L,加入蒸馏水定容至1L,加热并不断搅拌使之溶解,加入1mol/LNaOH 使培养基pH 值为5.8,后分装,见表1,加入不同激素,盖上瓶盖,于121℃灭菌15min,备用。
生根培养中不同浓度激素配比
试验方法
外植体处理:用解剖刀切取2~3 cm 的半夏顶芽,小心剥去易除叶片。顶芽先用洗洁精浸泡5min,再用自来水冲洗30min 后置于超净工作台进行无菌操作。
外植体灭菌:先在75% 酒精中浸泡2min,接着在0.1% 升汞中浸泡15min,用无菌水冲洗4 次,灭菌完成后,将顶芽置于无菌培养皿中,在培养皿上放一层无菌滤纸方便操作。
在解剖镜下小心用解剖针由外向内剥去包被叶,切取直径小于0.5mm 的生长锥,置于芽增殖培养基中培养。
外植体诱导培养:半夏出苗后10d 左右转入诱导培养基中,10d 后可形成完整试管苗。将宁波半夏诱导的丛生芽逐个切下,从丛生芽中挑选大小合适的半夏苗,注意切苗时也要使底部的锥形块茎大小形状一致,备用。
接种培养:将切下的丛生芽接种到不同的生根培养基中,每瓶6 株,5 次重复,最后置于培养室中,两个月后取出全部培养物,计数,记录。对所得数据进行分析。

培养条件
培养室温度2 4 ~2 5 ℃,光照度为1000~2000Lx,光照时间为16h/d 的条件下培养。

结果与分析
丛生芽接种至不同激素水平生根培养基后,每天观察组培苗生根的情况,记录生根的早晚和苗的生长状况。两周后观察发现,不同培养基中组培苗的生根情况有很大差异(表2)
不同激素水平对半夏生根的影响
由表2 可看出,两周时单独使用细胞分裂素不长根,单独使用生长素有少量根形成。而9 号培养基则根系数目较多,且根系较粗,植株生长健壮。随着生长素NAA 浓度的提高,组培苗根系的数目不断增加,长度也不断增加,根系生长逐渐变细变长。

讨论
本试验主要研究半夏生根培养基中激素浓度配比,由于研究发现BA强烈抑制根的形成,即使只附加0.1mg/L 的BA 也使根的分化率大大降低,所以本研究中没用BA。研究发现随着NAA 浓度增加,根的分化率也增加,分化根的数目不断增加,长度也变长;IBA也是生根培养基中常用的生长素之一,它能强烈促使长根。在本研究中随着IBA 浓度的增加,半夏分化的根不断伸长,但是越来越细。组织培养诱导生根的过程,不仅需要植物长出的根多、粗,而且要植株生长健壮。因此,高浓度的激素虽然可以诱导半夏长出数量多且长的根,但是长出的根特别弱,不利于组培苗移栽成活。本研究中的9 号培养基虽然诱导的根数目不是最多,长度不是最长,但其根粗短有利于移栽成活,再加上植株生长健壮,因此确定为最佳诱导生根培养基。
此外,植物组织培养中经常使用活性碳(以下简称AC ),一般认为活性碳通过吸附而发生作用,在组培植物赖以生存的培养基中,既有植物代谢产生的有害物质,又有促进植物生长而加入的生长调节物质,如何利用A C 对培养基中物质的吸附作用来调节、促进被培养植物的正常生长,是每一种组培植物常常遇到的问题。研究发现,在半夏成熟叶片的初代培养中,使用0.25%~0.5% 的活性碳对材科褐变有抑制作用,加入活性碳对半夏试管苗根的伸长有促进,但不同浓度差异不显著,0.05%~0.25% 的活性碳能降低半夏玻璃化苗率,1% 的活性碳则对苗的生长有抑制。本研究中所采用的生根培养基中均加入0.5% 的活性碳促进生根。
经过对半夏组培的研究,再综合前人研究成果,已在半夏生根培养上有所进展,为高效率生产半夏组培苗和提高移栽成活率提供了依据,具有较高的经济价值与商业价值。半夏的组培和扩繁对于保护资源,满足药用具有重要的意义。

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