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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 HTML79 PDF(pc) (6057KB)(2110)  

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-1 6-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-1 6-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。



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图1 孢子萌发过程
(A) 20天后无菌体系建立(bar=2 cm); (B) 30天后孢子萌发(bar=2 cm); (C) 45天后小团状片状体形成(bar=2 cm); (D) 70天后原叶体形成(bar=2 cm); (E) 孢子萌发(bar=50 μm); (F) 丝状体时期(bar=100 μm); (G) 早期片状体时期(bar=100 μm); (H) 心形原叶体时期(bar=50 μm)
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)。
本文的其它图/表