苦苣苔科植物的快速繁殖、离体保存及耐阴性研究

苦苣苔科（Gesneriaceae）植物种类繁多，除少数种类外，主要生长于热带地区。苦苣苔科是较大的科，全世界约150属，3700余种。其中有上百种美丽的观赏品种。该科植物多具有披满绒毛的叶片，整株植物外形多为莲座状，具有颜色鲜艳的管状或铃状花。各种苦苣苔常具有独特的开花习性。 现今在墨西哥、西印度群岛以及中、南美洲等地区具有丰富的苦苣苔资源。许多重要的热带美洲苦苣苔种类，如大岩桐（Sinningias）、可伦花（Columneas）、喜荫花（Episcias）等均生长在这里。非洲的苦苣苔科植物资源并不丰富，但在东非的一小块区域却是各种艳丽的Saintpaulia的原产地，这种苦苣苔又称为“非洲紫罗兰”（African Violet），现已成为西方国家室内观赏花卉的重要品种。 一、许多珍贵的苦苣苔科植物生长在亚洲，其中有芒毛苣苔、唇柱苣苔、半蒴苣苔和台闽苣苔等。中国有58属（其中27属375种特产我国），463种，均属苦苣苔亚科。人类活动使某一物种的中心分布区遭受破坏，只遗留下少数边缘分布区的种群，这些种群就处于“致危生境”中。我国很多苦苣苔种类为珍稀濒危物种，值得研究保护，许多品种可筛选开发成为观赏花卉。 组织培养和快速繁殖是有效保护濒危物种的手段之一。以烟叶唇柱苣苔（C．heterotricha）、弄岗唇柱苣苔（C．longgangensis）和半蒴苣苔（H．subcapitata）为主要实验材料，运用组织培养的方法，对苦苣苔植物的快速繁殖过程进行探讨。于盛夏采取植物嫩叶为外植体离体培养能得到最好的效果：MS培养基附加BA0．1～3．0mgl-1，NAA0．1 mgl-1，蔗糖30gl-1材料增殖快。通过本实验证明苦苣苔植物的叶片组织具有较强的再生能力。当生长调节物质，尤其是生长素和细胞分裂素的含量适宜时，某些苦苣苔在3～4个月内可由一片叶子再生1000株以上的小植株。 到目前为止，已成功培养了16种（共24个栽培种）苦苣苔科植物，栽培成活约1500盆（株）。某些种类，如烟叶唇柱苣苔、焰苞唇柱苣苔、菱叶唇柱苣苔、非洲紫罗兰和大岩桐等，已经开花。 二、作者在近五年的研究过程中，在苦苣苔科植物组织培养技术的基础上，深入研究了苦苣苔叶片外植体的离体保存技术，实验结果如下： （1）建立了烟叶唇柱苣苔、焰苞唇柱苣苔、刺齿唇柱苣苔、半蒴苣苔、非洲紫罗兰、大岩桐等20余种苦苣苔一般保存及缓慢生长保存技术体系； （2）对3种苦苣苔的超低温保存技术研究表明：用液氮超低温保存苦苣苔植物叶片外植体是可行的。其超低温保存技术可采用的程序为：外植体诱导→室温自然干燥→冰冻保护剂脱水→液氮保存→基本培养基洗涤→固体培养基再培养。 （3）采用单因子实验设计，对3种苦苣苔叶片外植体玻璃化法超低温保存程序进行筛选、优化，建立了一套使用于烟叶唇柱苣苔、菱叶唇柱苣苔、半蒴苣苔外植体玻璃化法超低温保存程序，即继代培养20d的外植体→室温（22℃～25℃）干燥处理3d→2M甘油+4M蔗糖，室温（22℃～25℃）处理20min→0℃PVS4溶液处理20min→液氮冻存→40℃水浴化冻→1．2M蔗糖+MS基本培养基洗涤→转入MS培养基再培养。 三、苦苣苔科植物许多具有较高的观赏价值，许多是我国特有濒危物种，适宜在阴处生长，但其耐阴性国内外尚未见报道。本文对3种有代表性苦苣苔植物进行遮荫处理，研究光强对光合特性、叶绿素含量、解剖结构以及生物量方面的影响。 通过人为控制光强，对焰苞唇柱苣苔（C．spadiciformis）、非洲紫罗兰（S．ionantha）和弄岗唇柱苣苔（C．longgangensis）在温室内全光照100％、50％、30％、10％条件下的光合特性、叶绿素荧光特性、叶绿素含量、叶片解剖结构以及生长性状进行了研究。结果表明苦苣苔有较低的光补偿点(20μmol·m-2·s-1)和光饱和点(600μmol·m-2·s-1)。遮荫后的净光合速率明显大于全光下。研究了实际量子效率（Phi PSⅡ）和非光化学淬灭（NPQ）等叶绿素荧光特性的变化规律，研究了苦苣苔对光照强度的适应性。 遮荫对叶绿素含量的影响总体表现为随光强的减弱叶绿素含量增加，而Ca／Cb值降低。与对照相比，遮荫条件下叶面积增大，叶色深绿，叶片厚度以及栅栏组织和海绵组织厚度小，维管束不发达，表现出阴生叶的特点。 植物的光补偿点、饱和点以及叶绿素含量、叶绿素a／b值都是衡量植物耐阴性的重要指标，植物的叶片解剖结构与耐阴性关系紧密。3种苦苣苔的耐阴性从强到弱分别为非洲紫罗兰＞焰苞唇柱苣苔＞弄岗唇柱苣苔。 本研究为苦苣苔科植物的快速繁殖、离体保存及引种栽培提供理论依据。