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星蕨体外快繁技术

葛晓青, 李梦瑶, 黄衡宇, 张爱丽

植物学报 2025, 60 (6): 944-956. DOI: 10.11983/CBB24190

摘要（539）

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为加强野生蕨类植物的保护与开发, 优化星蕨(Microsorum punctatum)孢子萌发方法和条件, 比较分析了不同因素对原叶体增殖、孢子体诱导、绿色球状小体(GGBs)诱导及其发育为幼孢子体的影响, 建立人工高效快繁技术体系。以成熟孢子为材料, 分别以MS、1/2MS、1/3MS和1/4MS为基本培养基在无菌条件下萌发; 通过L₉(3⁴)正交试验, 研究无机盐浓度、植物生长调节剂及其质量浓度对原叶体发生和增殖的影响。当原叶体增殖到一定数量时, 再以MS、1/2MS、1/3MS和1/4MS为基本培养基筛选适宜诱导孢子体的培养基; 随后, 以幼孢子体为材料诱导GGBs发育为新的幼孢子体并炼苗移栽。适宜孢子萌发的培养基为1/2MS, 原叶体在MS+0.3 mg·L^-16-BA+1.5 mg·L^-1 NAA培养基中大量增殖, 60天后增殖系数约为9.6; 将原叶体切割后接入1/4MS培养基, 加无菌水培养90天后, 幼孢子体发生系数约为10.0; 幼孢子体在1/2MS+1.5 mg·L^-16-BA+0.1 mg·L^-1 NAA培养基中可诱导出GGBs, 诱导率达93.3%, GGBs在此培养基中的增殖系数达32.0; 在1/2MS培养基中GGBs的分化成苗率较高, 最高约为92%; 试管苗经炼苗移栽成活率在90%以上。该研究建立了原叶体-受精-孢子体和幼孢子体-GGBs-幼孢子体2个技术体系, 尤其是GGBs的产生, 极大缩短了植株的再生周期。研究结果可为优质种苗及其它蕨类植物的人工繁育提供技术支撑。

Basic medium	Disinfection time (min)	Contamination rate (%)	Growth situation
MS	5	100.00±0.00 a	The spore germination time was second only to 1/2MS, and the green flaky bodies were partially aggregated on the surface of the medium, and some were sparsely distributed or even blank
	8	74.67±0.04 b
	10	55.33±0.02 c
	12	32.00±0.02 d
1/2MS	5	100.00±0.00 a	The flaky bodies appeared first and were widely distributed on the surface of the medium. Some of them gathered into pieces, which were green in color and stretched out in shape
	8	74.67±0.04 b
	10	50.67±0.02 c
	12	22.00±0.03 d
1/3MS	5	100.00±0.00 a	The flaky bodies were sparsely distributed on the surface of the medium
	8	80.67±0.04 b
	10	50.67±0.04 c
	12	18.67±0.02 d
1/4MS	5	100.00±0.00 a	Green spots appeared at the latest, and the flakes were scattered on the surface of the me- dium
	8	72.00±0.11 b
	10	53.33±0.05 b
	12	21.33±0.05 c

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表2 孢子萌发及其生长状况

正文中引用本图/表的段落

接种在MS、1/2MS、1/3MS和1/4MS培养基上的孢子萌发时间和萌发率不同, 结果见表2。较适宜的灭菌时间为10分钟, 虽然各组中均约有50%的污染率, 但在未污染的培养瓶中萌发数较多, 基本不存在未萌发现象; 灭菌时间超过10分钟后, 随着污染率的降低, 萌发数也随之大幅下降。从培养基类型上看, 1/2MS培养基中的孢子萌发较多, 为星蕨孢子萌发较适宜的培养基, 萌发结果见图1(A-D)。孢子接种20天后开始萌发, 即产生初生假根和原始细胞(图1E); 30天后原始细胞发育为圆筒形, 壁薄, 侧壁向外鼓出, 无分枝, 为丝状体时期(图1F); 约45天时细胞在基部排成单列, 顶端出现楔形的顶细胞群, 并开始出现假根, 为片状体时期(图1G); 70天后伸长为心形, 具对称阔翅, 两翼及柄基部出现多条假根, 为成熟原叶体时期(图1H)。

在1/4MS培养基中加入无菌水, 培养20天后可见原叶体团表面长出单叶幼孢子体, 原叶体仍呈翠绿色(图2I); 60天后, 先产生的幼孢子体多具2-3叶, 同时不断出现幼孢子体, 而原叶体仍有继续增殖的趋势(图2J); 90天后, 原叶体上出现大量的幼孢子体, 基本停止增殖, 表面出现较多假根, 变为黄绿色, 此时幼孢子体每瓶多达50-55株, 平均发生系数约为10.0 (图2K)。此时, 将孢子体转接入新的培养基进行生根培养(图2L), 生根率达100%。

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