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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4 对星蕨孢子体绿色球状小体的诱导及绿色球状小体(GGB)植株的再生与驯化
(A)以孢子体为材料诱导GGBs (bar=1 cm); (B) 孢子体长出绿色球状小体(bar=1 mm); (C) 根状茎分离出绿色球状小体(bar=1 mm); (D), (E) 绿色球体培育成的GGBs聚合体((D) bar=1 mm; (E) (bar=1 cm); (F) GGBs聚合体中分离出单个GGB (bar=500 μm); (G), (H) GGBs分化长出幼孢子体((G) bar=5 mm; (H) bar=1 mm); (I) 孢子体根状茎长出GGB (bar=1 cm); (J) GGB增殖(bar=1 cm); (K) GGB分化成苗(bar=1 cm); (L) 培养60天后孢子体生根(bar=1 cm); (M)-(P) 孢子体驯化((M) bar=5 cm; (N)-(P) bars=3 cm)。因孢子体驯化生长空间有限(M), 后续将其转入面积较大的隔间驯化(N)-(P)
正文中引用本图/表的段落
将配子体中诱导出的孢子体(图4A)转接入上述培养基中培养60天后, 在孢子体基部根状茎幼嫩表皮上出现不易分离的绿色球状小体团(图4B, C), 分离后将其转入新的上述最适培养基中进行增殖培养; 30天后绿色球状小体分化为GGBs聚合体(图4D, E), 其表面长出单叶的细密球状小体即为GGBs (图4F); 将分开的单个GGB继续培养, 逐渐分化出幼孢子体(图4G, H)。
诱导GGBs分化成苗的实验结果见图4, GGBs在1/2MS培养基上的分化成苗率较高。将GGBs在表5中的较适培养基中增殖培养后(图4I, J), 转接至1/2MS培养基中培养30天长出大量双叶幼孢子体(图4K), 最高分化成苗率约为92%, 部分GGBs褐化。因GGBs在转接过程中带有微小配子体, 转接后发现有配子体增殖现象。剔除原叶体后继续培养50天, 孢子体进一步增大(图4L), 叶片逐渐增多, 长势较好。孢子体经炼苗后, 将清洗干净的幼苗移栽至灭菌后的碎松树皮中, 保温(25°C)、保湿(60%-70%)培养60天, 成活率达90%以上(图4M-P)。
本文的其它图/表