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睡莲(Nymphaea micrantha Guill. & Perr)因繁殖和种植技术信息匮乏,利用受限。研究人员开展基于离体技术的睡莲栽培技术研究,确定最佳消毒、诱导、增殖和生根方法,成功培育健康植株,为其保育和商业化种植奠定基础。
睡莲,这种在热带和亚热带水域静静绽放的水生植物,不仅有着迷人的外表,更蕴含着巨大的价值。它的根茎富含淀粉,可用于食物和发酵;其可食用的茎、叶柄,以及富含黄酮类化合物、具有降血糖和抗氧化特性的花瓣,能用来制作茶饮、干花和健康补充剂。然而,长期以来,睡莲的繁殖和种植技术一直是困扰人们的难题。由于主要依靠营养繁殖,其增殖受限,种苗成本居高不下,这严重制约了睡莲产业的规模化发展。同时,关于睡莲的营养、种植、生产、收获、加工和烹饪等方面的信息不足,导致这种珍贵植物的利用程度极低。再加上组织培养研究稀缺,污染和生根率低等问题,睡莲的农业发展举步维艰。为了打破这些困境,中国热带农业科学院热带作物遗传资源研究所等机构的研究人员开展了一项关于睡莲基于离体技术新型栽培技术的研究,该研究成果发表在《Plant Methods》上,为睡莲的发展带来了新的曙光。
研究人员主要采用了组织培养技术,以睡莲根茎为外植体(用于组织培养的离体植物材料)开展研究。通过设置不同的处理组,研究了多种消毒方法、不同植物生长调节剂及浓度对睡莲根茎诱导、不定芽增殖和生根的影响,并对组培苗进行瓶内和瓶外栽培试验。
在消毒处理方面,研究人员对比了多种由乙醇(C2H5OH)、氯化汞(HgCl2)和次氯酸钠(NaClO)组成的消毒方案。结果发现,75% C2H5OH消毒 2 分钟,再用 0.1% HgCl2消毒 15 分钟的方法(A6 处理)效果最佳,污染率仅为 30%,褐化率为 25%。而使用NaClO的处理,污染率高且外植体褐化严重,延长消毒时间还会增加褐化率。由此确定,HgCl2更适合睡莲根茎消毒。
在诱导阶段,研究人员向培养基中添加不同的植物生长调节剂,测试其诱导效果。结果表明,吲哚 - 3 - 丁酸(IBA)是诱导睡莲根茎的最佳植物生长调节剂,诱导率可达 77%,能促使长出两个或更多不定芽,而对照组及添加吲哚 - 3 - 乙酸(IAA)、α - 萘乙酸(NAA)的处理效果较差。
对于不定芽增殖,研究人员探究了不同浓度 6 - 苄氨基腺嘌呤(6 - BA)的影响。发现添加 2 - 3mg/L 6 - BA 的培养基(C2 和 C3 处理)更适合睡莲不定芽增殖,其中 3mg/L 6 - BA 的培养基(C3 处理)诱导率高达 80%,每个外植体可产生 2 - 8 个芽。但 6 - BA 浓度过高会导致组织损伤、芽数减少和生长活力减弱。
在生根试验中,研究人员比较了 IBA 和 NAA 对睡莲组培苗生根的影响。结果显示,IBA 是促进睡莲生根的最有效物质。在含有 0.5mg/L IBA 的培养基(D3 处理)上,睡莲组培苗生根迅速,9 天即可长出 5 - 10 条粗壮的根,而 NAA 诱导产生的根数量少、短且细。
通过上述最佳的组织培养技术,以根茎为外植体的睡莲再生率达到 75%,且培育出的睡莲幼苗生长健康,移栽驯化成功率达 90%。
综合研究结果,研究人员成功建立了一套基于离体技术的睡莲新型栽培技术体系。确定了最佳消毒方法,筛选出最适植物生长调节剂及浓度用于诱导、增殖和生根,培育出了健康的睡莲植株。这一成果为睡莲的迁地保护和种苗繁殖提供了关键技术支持,有助于降低栽培成本,推动睡莲在食品、医药等领域的广泛应用,为睡莲产业的发展奠定了坚实基础。不过,目前研究还存在一定局限,如 30% 的污染率仍需优化消毒方案,且组培苗在田间的表现也有待进一步评估。未来,还需对睡莲组培苗的遗传稳定性、驯化效率和大规模繁殖可行性等方面展开深入研究。