蘆葦組培快繁技術(shù)的研究

隨著環(huán)境保護(hù)事業(yè)的迅速發(fā)展，人們對濕地功能也有了廣泛的認(rèn)識。濕地作為“地球之腎”，擔(dān)負(fù)著對地球自然水體的凈化和處理功能。由于城市中天然濕地的逐漸減少和消亡，因此，人工濕地以其獨(dú)到的優(yōu)越性受到了越來越多的關(guān)注和發(fā)展。

近年來，寧夏人工濕地的數(shù)量和面積不斷增加，如沙湖、閱海、鳴翠湖等景觀湖泊已成為重要的風(fēng)景區(qū)。同時(shí)，寧夏境內(nèi)的人工濕地也存在富營養(yǎng)化的趨勢，人工種植蘆葦、香蒲等水生植物，既能滿足濕地造景的需要，也能降低水體中的氮磷等營養(yǎng)鹽的含量，可謂一舉兩得。蘆葦、香蒲是寧夏銀川平原本土植物，具有短期成型及快速成景等優(yōu)點(diǎn)。

蘆葦是濕地常見的挺水植物，為被子植物門單子葉植物綱禾本科水生植物。蘆葦多生于低濕地或淺水中，生長在灌溉溝渠旁、河堤沼澤地、河溪邊等多水地區(qū)。蘆葦植株高大，地下有發(fā)達(dá)的匍匐根狀莖，繁殖力強(qiáng)，生物量大，具有很強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力，可以適應(yīng)比較惡劣的環(huán)境條件。蘆葦對多種污染物抗性強(qiáng)，具有很好的水質(zhì)凈化作用，在濕地生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用，因而成為濕地種植的水生植物的優(yōu)先選擇。自然生長的蘆葦，以種子和根狀莖繁殖。在造景綠化過程中，由于水生植物恢復(fù)生長要求較高，受環(huán)境制約因素較多，所有大多采用人工采挖及移栽的辦法，目前，尚缺乏簡便易行成本低廉的快速繁殖的方法。因此，探索蘆葦?shù)慕M培育苗方法是非常有必要的。組培技術(shù)的應(yīng)用很廣泛，很多種植物都實(shí)現(xiàn)了利用組培育苗的方法進(jìn)行快繁。葉保君等在花葉蘆竹組培試驗(yàn)中取材為秋季植物莖稈的側(cè)芽為外植體，取材受季節(jié)和材料的限制，在春季不能進(jìn)行有效組培快繁。本試驗(yàn)就莖段作為外植體，取材方便，不受季節(jié)限制，篩選合適的培養(yǎng)基和激素配比濃度使莖段在節(jié)處產(chǎn)生側(cè)芽，進(jìn)而生出新根形成組培苗，建立和優(yōu)化蘆葦?shù)慕M培快繁技術(shù)體系，以期為蘆葦?shù)慕M培快繁生產(chǎn)提供操作流程和數(shù)據(jù)參考，為批量生產(chǎn)蘆葦組培苗并應(yīng)用于人工濕地建設(shè)和園林水景建設(shè)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

取蘆葦葉片、節(jié)間、節(jié)作為不同的外植體;選取1/2MS、MS、N6培養(yǎng)基作為培養(yǎng)基質(zhì)。植物生長激素為6-BA、NAA、IBA。

1.2 方法

1.2.1 培養(yǎng)基的篩選 取夏季蘆葦葉片，用清水沖洗干凈，剪切成大小一致的小片，按如下方法消毒：(1)用無菌水洗3次;(2)用70%乙醇消毒30 s，無菌水沖洗3次;(3)0.1%氯化汞消毒5 min，無菌水沖洗5次[9]，沖洗過的外植體放在已滅菌的濾紙上吸干水分，然后分別接種到1/2MS、MS、N6 3種培養(yǎng)基上，控制環(huán)境條件，培養(yǎng)溫度(25±2)℃，光照時(shí)間為12 h/d(下同)，光強(qiáng)1 500～2 000 lx，光照12 h/d。在此條件下培養(yǎng)，觀察其生長狀況。

1.2.2 外植體的篩選 取蘆葦?shù)娜~片、帶節(jié)的莖段分別作為不同的外植體，按如下方法消毒：(1)用無菌水洗3次;(2)用70%乙醇消毒30 s，無菌水沖洗3次;(3)0.1%氯化汞消毒5 min，無菌水沖洗5次，沖洗過的外植體放在已滅菌的濾紙上吸干水分，分別接種到1/2MS培養(yǎng)基上，控制環(huán)境條件，培養(yǎng)溫度(25±2)℃，光強(qiáng)1 500～2 000 lx，光照12 h/d。在此條件下培養(yǎng)，觀察其生長狀況。

1.2.3 外植體消毒方法的篩選 取夏季蘆葦帶節(jié)的莖段，用清水沖洗干凈，剪切成大小一致小節(jié)，按如下方法消毒：(1)用無菌水洗3次，用70%乙醇消毒30 s，無菌水沖洗3次，再用0.1%氯化汞消毒5 min，無菌水沖洗5次。(2)用無菌水洗3次，用70%乙醇消毒40 s，無菌水沖洗3次，再用0.1%氯化汞消毒7 min，無菌水沖洗5次。(3)用無菌水洗3次，用70%乙醇消毒20 s，無菌水沖洗3次，再用0.1%氯化汞消毒3 min，無菌水沖洗5次。

沖洗過的外植體放在已滅菌的濾紙上吸干水分。以上3組處理材料分別接種在1/2MS培養(yǎng)基上，控制環(huán)境條件，培養(yǎng)溫度(25±2)℃，光強(qiáng)1 500～2 000 lx，光照12 h/d。在此條件下培養(yǎng)，觀察其生長狀況。

1.2.4 不同濃度激素配比對蘆葦側(cè)芽分化的影響 取蘆葦莖稈，在節(jié)間處剪斷，剪成長約1.5 cm的小段。把節(jié)段放入燒杯中用自來水沖洗數(shù)次，再倒入70%乙醇的燒杯中洗30 s，無菌水沖洗3次，再放入0.1%氯化汞中洗5min，無菌水沖洗5次。把已經(jīng)沖洗好的節(jié)段放在已經(jīng)滅菌的濾紙上吸干水分，備用。把準(zhǔn)備好的材料接種在含有不同濃度激素的上述培養(yǎng)基上。控制環(huán)境條件，培養(yǎng)溫度(25±2)℃，光強(qiáng)1 500～2 000 lx，光照12 h/d。在此條件下培養(yǎng)，觀察節(jié)段的側(cè)芽生長情況。

1.2.5 不同濃度激素配比對蘆葦生根的影響 取蘆葦莖稈，在節(jié)間處剪斷，剪成長約1.5 cm的小段。把節(jié)段放入燒杯中用自來水沖洗數(shù)次，再倒入70%乙醇的燒杯中洗30 s，無菌水沖洗3次，再放入0.1%氯化汞中洗5 min，無菌水沖洗5次。把已經(jīng)沖洗好的節(jié)段放在已經(jīng)滅菌的濾紙上吸干水分，備用。把準(zhǔn)備好的材料接種在含有不同濃度激素的上述培養(yǎng)基上?？刂骗h(huán)境條件，培養(yǎng)溫度(25±2)℃，光強(qiáng)1 500～2 000 lx，光照12 h/d。在此條件下培養(yǎng)，觀察外植體的生根情況。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同培養(yǎng)基對外植體生長的影響

以蘆葦葉片為材料，在相同培養(yǎng)條件下3種培養(yǎng)基中的的生長情況見表1。結(jié)果表明，1/2MS培養(yǎng)基中的生長情況比其他2種培養(yǎng)基的培養(yǎng)效果好，葉片相對較綠，短期內(nèi)無外植體死亡現(xiàn)象。N6、MS中外植體均出現(xiàn)葉片干枯發(fā)黃，可能原因是其培養(yǎng)基中大量元素的濃度過大，使植物細(xì)胞的外壓過大，植物細(xì)胞失水死亡。表明1/2MS培養(yǎng)基中的離子濃度更適合蘆葦外植體生長。

表1 不同培養(yǎng)基上蘆葦外植體生長狀況

2.2 外植體的篩選

在節(jié)間、帶節(jié)的莖段、葉片3種不同的外植體中，只有帶節(jié)的莖段可以長出側(cè)芽，節(jié)間、葉片均無分化現(xiàn)象，沒有愈傷組織產(chǎn)生，原因可能是蘆葦節(jié)中存在居間分生組織，有利于形成愈傷組織，有利于側(cè)芽分化。

2.3 不同消毒方法對外植體生長的影響

從表2可以看出，70%乙醇30 s、0.1%氯化汞5min的消毒效果佳。氯化汞本身是劇毒品，盡管使用時(shí)稀釋到很低的濃度，對于植物細(xì)胞來說還是有很大傷害，所以其清洗時(shí)間不宜過久，但時(shí)間過短又達(dá)不到消毒的效果。每次氯化汞消毒完畢，要用無菌水沖洗5次左右，保證外植體清洗干凈。

表2 不同消毒方法對蘆葦外植體生長的影響

2.4 不同濃度激素配比對蘆葦側(cè)芽分化的影響

把蘆葦莖段材料接種在含有不同濃度激素的培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)，培養(yǎng)期間每天進(jìn)行觀察，以培養(yǎng)25 d觀察結(jié)果進(jìn)行分析。

從表3可以看出，NAA濃度在0.3～0.5 mg/L之間，6-BA濃度在0.6～1.0 mg/L都可以長出側(cè)芽，效果好的是NAA 0.4 mg/L+6-BA 0.6～0.8 mg/L的濃度配比。2.5 不同濃度激素配比對蘆葦生根的影響

表3 不同激素濃度配比對蘆葦側(cè)芽生長的影響

在IBA濃度為1.0 mg/L、6-BA濃度為0～0.20 mg/L時(shí)均有生根現(xiàn)象發(fā)生，生根狀況佳的濃度配比是IBA 1.0 mg/L、6-BA 0.04 mg/L(表4)。在此生根條件下，所有節(jié)段均可產(chǎn)生側(cè)芽，并可在側(cè)芽生出15 d左右出現(xiàn)生根現(xiàn)象，即在這個(gè)濃度配比下，外植體均是先分化長出側(cè)芽，然后在側(cè)芽上長出新根。

表4 不同激素濃度配比對蘆葦生根的影響

2.6 培養(yǎng)基的簡化

為了降低成本以利于今后生產(chǎn)推廣，本研究在原培養(yǎng)基的基礎(chǔ)上，進(jìn)行簡化試驗(yàn)，將配制培養(yǎng)基的蒸餾水改用自來水，培養(yǎng)基中的蔗糖成分均可改為白砂糖，但需適當(dāng)加量，試驗(yàn)結(jié)果無明顯差異。高壓鍋對試驗(yàn)器具的滅菌時(shí)間可由原來的40 min減少至20 min，對試驗(yàn)結(jié)果無影響。

2.7 蘆葦組培苗的移栽

當(dāng)組培苗長到6～7 cm的時(shí)候，根系能主動(dòng)吸收環(huán)境中的營養(yǎng)和水分，可以進(jìn)行移栽。把組培苗移栽到含有腐殖質(zhì)和沙土的花盆里，注意保濕保溫和光照。

3 討論與結(jié)論

從本試驗(yàn)結(jié)果來看，對于外植體的選擇，用帶節(jié)的莖段作外植體，有利于長出側(cè)芽的激素配比為NAA 0.4 mg/L+6-BA 0.6～0.8 mg/L。

有關(guān)蘆葦快速繁殖技術(shù)的研究中還沒有組織培養(yǎng)方面的報(bào)道，本試驗(yàn)對蘆葦?shù)目旆奔夹g(shù)進(jìn)行了研究。促進(jìn)側(cè)芽分化的培養(yǎng)基和促進(jìn)生根的培養(yǎng)基在激素配比上差異較大，在側(cè)芽分化后，轉(zhuǎn)移到生根培養(yǎng)基的過程中，污染嚴(yán)重且過程不易操作，試驗(yàn)結(jié)果表明，在IBA濃度為1.0 mg/L、6-BA的濃度為0～0.20 mg/L時(shí)，外植體均有生根現(xiàn)象發(fā)生，生根狀況佳的是濃度配比為IBA 1.0 mg/L、6-BA 0.04 mg/L。避免了在側(cè)芽長出后更換培養(yǎng)基的步驟，使過程更為簡單容易操作。當(dāng)試管苗長到6～7 cm的時(shí)候，根系就能主動(dòng)吸收外界環(huán)境中的營養(yǎng)和水分，這時(shí)可以進(jìn)行移栽，把試管苗移栽到含有腐殖質(zhì)和沙土的花盆里，注意保濕保溫和光照，試管苗生長狀況良好。移栽后煉苗和移栽大田的管理過程還需進(jìn)一步試驗(yàn)研究。