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水生态系统退化失调是目前世界的一大生态灾难,受损水生态系统的生态恢复己成为当今世界环境科学的一大研究热点,而在受损水域中进行水生植被的恢复与重建又是水污染生态学研究的重点领域之一。
在水生植被的恢复过程中,往往从异地采集大量的种苗作为种源。这种方法一方面造成种源地的生态植被遭到破坏,另一方面也会遇到种源不足等问题。而采用组培快繁技术来解决这些问题是一种可行的方法。植物组织培养技术在陆.生植物和观赏性强或经济价值高的园艺水生植物中都有广泛的研究,而且技术较成熟,但关于野生水生植物的研究还较少。本文以采集于高寒湖泊纳帕海,具有较高观赏、药用价值,经济开发前景好,生态功能强的水生植物杉叶藻(Hippurisvulgaris)、荇菜(Nymphoides peltatum)、水葫芦苗(Halerpestes sarmentosa)、三裂碱毛茛(Halerpestes tricuspis)、刘氏荸荠(Heleocharis liouana)、穗状狐尾藻(Myriophyllum spicatum)为试验材料,探讨其在离体培养过程中基本培养条件(温度、蔗糖浓度、pH值)、基本培养基、植物激素等对外植体生长发育、增殖和生根的影响,筛选出适合每种植物萌发、增殖和生根的培养条件和培养基,进行快速繁殖,建立了6种水生植物的快繁体系,为其它野生水生植物组培快繁技术的建立打下了基础。主要研究结果如下:
(1)采取两步法对6种水生植物的外植体消毒,取得较好效果。0.05%内生菌型抑菌剂可有效防止后续污染,筛选抗菌性强的组培苗,可避免后续污染的发生。
(2)6种水生植物适宜的培养条件为:在室温为20±2℃,pH值为6.0(仅杉叶藻)或pH6.4,添加30mg/L蔗糖的MS培养基中培养,效果较好。固体培养效果较液体培养好,诱导率与液体培养差异不大,但长势较液体培养的好。
(3)基本培养基1/2MS适合于杉叶藻腋芽萌发,1/3MS适合荇菜增殖前期培养,1/2MS适宜6种水生植物的生根培养,MS适宜供试材料其余组培过程。
(4)诱导丛芽萌发,杉叶藻以幼嫩茎尖好。刘氏荸荠以地下幼嫩茎好,穗状狐尾藻则以幼嫩茎段较好。水葫芦苗、三裂碱毛茛茎尖和带腋芽茎段都好。荇菜以带芽嫩茎段诱导丛芽萌发较好,幼嫩叶片能较好的诱导出愈伤组织,并容易分化出幼苗。
(5)杉叶藻初代培养最佳培养基配方为:1/2MS+TDZ1.0+IBA0.0~0.5mg/L。腋芽萌发较多,每茎段萌发芽平均为4.91个。通过该方法诱导的腋芽转入增殖培养基MS+6-BA3.0+IBA0.5+KT0.05mg/L中进行培养,可以获得较高的增殖倍数,月增殖倍数达11.97倍。增殖培养基中添加0.05mg/L CCC,壮苗效果较好。生根最适培养配方为:1/2MS+IBA2.0mg/L,生根率达100%。
(6)荇菜初代培养最佳培养基配方为:MS+TDZ0.1+ZT1.0+IBA0.5 mg/L,萌发率高达93.33%。最适宜的增殖配方为:1/3MS+6.BA2.0+IBA0.05+KT0.5mg/L,月增殖倍数达6.75倍,继代时间不宜超过20d,否则,叶片变为铜红色之后发白死亡,影响生长。生根培养基以1/2 MS+NAA2.0 mg/L为最佳,生根率达100%。
(7)三裂碱毛莨初代培养最佳配方为:MS+KT0.1+NAA0.1+6.BA0.1 mg/L,萌发率达87.78%。增殖最佳培养配方为:MS+KT0.I+NAA0.1+6.BA0.1mg/L,月增殖倍数6.50倍。生根培养基以1/2 MS+IBA0.1mg/L为最佳,生根率100%。三裂碱毛莨增殖培养过程中容易产生玻璃苗,通过降低6-BA浓度(<0.1mg/L)或在增殖1~2代后停止使用6-BA一段时间,待增殖明显降低时,再使用低浓度6-BA;用透气膜代替塑料封口膜,改善培养瓶内氧气供应状况;降低组培室温度(<25℃)等措施,能有效防止三裂碱毛莨玻璃化苗的发生。
(8)水葫芦苗初代培养最佳培养配方为:MS+KT0.1+6-BA0.05+NAA1.0mg/L,萌发率达86.67%。增殖较好的配方为:MS+KT0.05+6-BA0.5 mg/L,月增殖倍数4.89倍。生根最佳培养配方为:1/2MS+IBA0.5 mg/L+0.5g/LAC,生根率100%。水葫芦苗在整个组培过程中容易产生愈伤组织,但难分化,其原因还有待进一步研究。
(9)刘氏荸荠初代培养最佳培养配方为:MS+6-BA0.5 mg/L,萌发率高达100%,平均具叶状茎13.34枚。最适增殖培养配方为:MS+6-BA2.0+IBA0.5mg/L。月增殖倍数达13.11倍,平均匍匐茎数为4.03条,叶状茎数为36.70枚。刘氏荸荠增殖时,温度为20±2℃,pH值为6.0,培养基中添加1g/L AC,外植体大小以1叶状茎带1芽或2叶状茎带1芽时,增殖效果更佳,外植体容易获取,且苗生长旺盛。生根最佳培养配方为:1/2MS+IBA0.5 mg/L+1.0g/LAC,生根率达100%。
(10)穗状狐尾藻初代培养最佳配方为:MS+6-BA0.5 mg/L,萌发率达100%,每茎段发芽平均为6.22个。增殖最佳培养配方为:MS+6-BA2.0+ZT0.5+NAA2.0mg/L,月增殖倍数达36.83倍。生根最佳培养配方为:1/2MS+NAA0.1+IBA0.05 mg/L,生根率达100%。
(11)炼苗与不炼苗对6种水生植物移栽成活率没有影响,移栽后的组培苗只要保持一定的水位和注意遮阴,温度适宜成活率都很高。