隨著環(huán)境保護事業(yè)的迅速發(fā)展,人們對濕地功能也有了廣泛的認識。濕地作為“地球之腎”,擔負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,人工濕地以其獨到的優(yōu)越性受到了越來越多的關注和發(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景區(qū)。同時,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。
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)達的匍匐根狀莖,繁殖力強,生物量大,具有很強的環(huán)境適應能力,可以適應比較惡劣的環(huán)境條件。蘆葦對多種污染物抗性強,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。組培技術的應用很廣泛,很多種植物都實現(xiàn)了利用組培育苗的方法進行快繁。葉保君等在花葉蘆竹組培試驗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,在春季不能進行有效組培快繁。本試驗就莖段作為外植體,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)蘆葦組培苗并應用于人工濕地建設和園林水景建設提供理論依據(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)℃,光照時間為12 h/d(下同),光強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,使植物細胞的外壓過大,植物細胞失水死亡。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,盡管使用時稀釋到很低的濃度,對于植物細胞來說還是有很大傷害,所以其清洗時間不宜過久,但時間過短又達不到消毒的效果。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)基上進行培養(yǎng),培養(yǎng)期間每天進行觀察,以培養(yǎng)25 d觀察結果進行分析。
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)基的基礎上,進行簡化試驗,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,但需適當加量,試驗結果無明顯差異。高壓鍋對試驗器具的滅菌時間可由原來的40 min減少至20 min,對試驗結果無影響。
2.7 蘆葦組培苗的移栽
當組培苗長到6~7 cm的時候,根系能主動吸收環(huán)境中的營養(yǎng)和水分,可以進行移栽。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 討論與結論
從本試驗結果來看,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。
有關蘆葦快速繁殖技術的研究中還沒有組織培養(yǎng)方面的報道,本試驗對蘆葦?shù)目旆奔夹g進行了研究。促進側(cè)芽分化的培養(yǎng)基和促進生根的培養(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,污染嚴重且過程不易操作,試驗結果表明,在IBA濃度為1.0 mg/L、6-BA的濃度為0~0.20 mg/L時,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。當試管苗長到6~7 cm的時候,根系就能主動吸收外界環(huán)境中的營養(yǎng)和水分,這時可以進行移栽,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一步試驗研究。
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