本技术领域涉及植物培养技术,特别是荒漠灌木霸王根系的高效繁殖方法。首先,通过酒精和次氯酸钠对霸王种子进行消毒,再用无菌水冲洗得到无菌种子。接着,将无菌种子平铺于1/2MS固体培养基中,室温避光培养2-3天,获得无菌幼苗。最后,将无菌幼苗移至1/2MS液体培养基中,通过摇培技术继续培养,获得无菌霸王苗。该方法操作简单,培养周期短,对霸王根系的快速繁殖、三维空间观察及深入研究具有重要价值。
背景技术
超旱生灌木霸王(Zygophyllum xanthoxylum)是我国西北荒漠地区植被组成的优势种和建群种之一,具有极强的抗旱、耐贫瘠性,在防风固沙,保护和改善荒漠生态环境方面具有重要作用。形态结构结合生理学方面的研究表明以侧根为主的庞大根系增加了根与土壤的接触面积,有利于吸收水分和营养物质供给植株地上部生长,从而保证霸王在干旱贫瘠环境下得以生存,是其抵御干旱胁迫的有效策略之一。因此深入研究霸王根系的生长发育等过程,对于揭示其生态价值及推动荒漠生态的保护,流沙治理和沙生植物资源开发利用等方面具有重要意义。另外,对中国甘肃民勤的霸王群落调查发现霸王属于衰退型种群,因此亟需加速推进对霸王种群的深入研究工作,以期为该物种的保护、合理利用及荒漠生态的可持续管理提供科学依据。
作为一种小灌木,相关研究表明,在自然生态环境条件下,霸王需经历约3至4年的生长期,方能达到其生命周期中的壮龄阶段,其相对缓慢的生长周期不仅增加了科研工作的复杂性与时间成本,也对深入研究构成了挑战。现有的霸王繁殖多采用扦插或播种育苗的方法,存在育苗时间受季节影响大、成活率低、育苗周期长的问题。目前,有关霸王离体培养比如组织培养的方法虽加快了霸王的育苗周期,但其步骤繁琐复杂,且周期相对较长;此外,传统的培养基质如蛭石或石英砂限制了对霸王根系生长的直接观察,难以实时追踪其生长形态与状态,且收集根系时易对其造成破坏,不易获得完整的植物根系,从而限制了对霸王根系的相关研究。采用透明基质培养植物是目前观察根系生长的主要手段,现有的常用方法如透明根室法、纸基法、凝胶培养基培养法和水培法虽能够让根系生长于视觉穿透环境下,可以满足无损原位观察的需要,但也存在一定的缺陷:因荒漠灌木霸王生长周期的缓慢,诸如此类的培养方式增加了研究的时间成本;并且作为一种小灌木,霸王具有非常发达的根系结构,平板凝胶及纸基培养空间有限,限制了霸王根系的正常发育,不利于对其长期观察研究。
鉴于此,为更深入地揭示霸王根系特性及生态价值,本发明旨在传统水培法的基础上加以改进,提供一种新的适用于荒漠植物霸王根系快速繁殖与观察的方法,以促进霸王根系的生长并进行实时非损伤损观察与研究,从而为深入理解霸王根系的生态功能及其在荒漠生态系统中的作用提供有力支持。
实现思路