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铁线莲愈伤组织及不定芽诱导试验



全 文 :铁线莲愈伤组织及不定芽诱导试验
吴 荣, 樊国盛, 王 锦, 林 萍
(西南林业大学园林学院, 云南 昆明 650224)
摘 要:以铁线莲 Gipsy Queen的茎节和茎段为外植体,在 MS基本培养基中添加 0、1.0、2.0 mg/L 6-BA和 0、0.01、
0.05 mg/L NAA进行初代诱导和继代增殖培养。 结果表明:最适合诱导愈伤组织的培养基为 MS+NAA 0.01 mg/L+6-BA
2.0 mg/L, 诱导率可达 50.0%, 诱导出的愈伤组织呈淡黄色疏松颗粒状; 最适合诱导侧芽的培养基为 MS+NAA 0.01
mg/L+6-BA 1.0 mg/L,出芽率可达 170%;最适增殖培养基为 MS+NAA 0.01 mg/L+6-BA 2.0 mg/L,增殖倍数达 3.39。
关键词:诱导; 愈伤组织; 不定芽; 铁线莲 Gipsy Queen
中图分类号:S682.2+9 文献标识码:A 文章编号:1004-874X(2014)09-0048-03
Study on induction of callus and adventitions
buds in Clematis L.
WU Rong, FAN Guo-sheng, WANG Jin, LIN Ping
(Faculty of Landscape Architecture, Southwest Forestry University, Kunming 650224, China)
Abstract: Callus and adventitions bud of Gipsy Queen were induced with columella and stem of Gipsy Queen as
explants and with the MS added different concentrations of 6-BA (0, 1.0, 2.0 mg/L) and NAA (0, 0.01, 0.05 mg/L) as
nutrient medium. The results showed that the callus could be easily induced in MS+NAA 0.01 mg/L+6-BA 2.0 mg/L, the
induction rate was 50.0%, and the induced callus was loose and granular appeared yellowish. The best lateral bud induced
medium was MS+NAA 0.01 mg/L+6-BA 1.0 mg/L, and the budding rate was 170%. The best multiplied medium was MS+
NAA 0.01 mg/L+6-BA 2.0 mg/L, and the proliferation times was up to 3.39.
Key words: induction; callus; adventitions bud; Clematis Gipsy Queen
铁线莲属(Clematis L.)植物是常见的园艺栽培植
物,为毛茛科(Ranunculaceae)多年生木质藤本。该属植
物不仅具有较高的药用价值,而且其花型、花序多样,
花色丰富,花期长,观赏价值较高,园艺用途广泛,也是
优良的垂直绿化材料,素有“攀援植物皇后”的美誉 [1]。
铁线莲可点缀于围墙、栅栏、棚架或作绿篱,在日本和
欧美等国家被广泛用于庭园中, 相比之下目前我国铁
线莲属植物在园林中的应用不多, 引种栽培的范围也
较小[2]。 国内对铁线莲属植物的研究主要是针对其资源
分布和药用价值, 对于从国外引种观赏价值高的品种
经过繁殖后应用于园林中的研究较少。 仅有张启香等[3]
对从荷兰引进的 Multi-Blue 进行组织培养获得了再生
植株。 倪新等[4]、泽仁旺姆等 [5]、邵玲等[6]、周琼等[7]、袁迎
燕等[8]也都进行过组织培养方面的研究,但所选材料均
为我国原产。 本试验以从欧洲引种的 5 年生铁线莲观
赏品种 Gipsy Queen 为材料,研究不同浓度激素处理以
及不同部位外植体对愈伤组织诱导和丛生芽分化的影
响, 旨在为引种观赏铁线莲品种的人工规模化繁殖提
供技术依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
选用从欧洲引种的 5 年生铁线莲栽培品种 Gipsy
Queen 为材料,以当年生枝条的茎段和茎节为外植体。
1.2 试验方法
1.2.1 外植体消毒 剪取健壮、 无病虫害的当年生枝
条,用洗衣粉水浸泡 20 min 后用自来水冲洗 2 h,在超
净工作台中用 75%酒精浸泡 30 s 后用无菌水冲洗 2
遍,再用 0.1%升汞溶液浸泡 3.5 min、无菌水冲洗 3 遍,
最后将材料切成 1 cm 左右的小段,分别接种在不同配
方的培养基中。
1.2.2 初代诱导培养 以加入 30 g 蔗糖、6 g 卡拉胶、
收稿日期:2013-06-27
基金项目:国家林业局 “948”项目 (2008-4-11);云南省教
育厅科研基金(09Y0308);西南林业大学面上科研基金(2009M
28);云南省高校园林植物与观赏园艺重点实验室项目
作者简介:吴荣(1980-),女,硕士,讲师,E-mail:bassie.rong
@gmail.com
通讯作者:林萍(1958-),女,教授,E-mail:a123456758@126.
com
广东农业科学 2014 年第 9期48
C M Y K
DOI:10.16768/j.issn.1004-874x.2014.09.040
表 2 不同浓度激素组合对茎节诱导的影响
处理
1(CK)
2
3
4
5
接种外植体
数(个)
30
30
30
30
30
侧芽数
(个)
42
51
30
33
17
出芽率
(%)
140
170
100
110
57
愈伤组织
数(个)
0
5
11
14
11
出愈率
(%)
0
16.7
36.7
46.7
36.7
诱导率
(%)
140
187
137
157
93
表 1 不同浓度激素组合对茎段诱导的影响
处理
1(CK)
2
3
4
5
NAA
0
0.01
0.05
0.01
0.05
6-BA
0
1.0
1.0
2.0
2.0
接种外植体
数(个)
30
30
30
30
30
诱导愈伤组织
数(个)
0
10
12
15
13
诱导率
(%)
0
33.3
40.0
50.0
43.3
激素配比(mg/L)
pH 5.7 的 MS 培养基为基本培养基, 添加不同浓度的
NAA 和 6-BA,共设 5 个处理(表 1)。 接种后均放在温
度 25(±2)℃、光照强度 1 500~2 000 lx、光照时数 12 h/
d的培养室中进行培养。 30 d后统计诱导率。
1.2.3 继代增殖培养 将初代培养出的顶芽、茎段、茎
节、 叶片和愈伤组织依次对应转接在与初代培养基相
同的继代培养基中,接种后均放在温度 25(±2)℃、光照
强度 1 500~2 000 lx、光照时数 12 h/d 的培养室中进行
培养。 30 d后统计增殖倍数。
2 结果与分析
2.1 不同浓度激素组合对铁线莲诱导培养的影响
将茎段和茎节接种在添加了不同激素的 MS 培养
基上,6 d 后在切口处出现少量呈淡黄色膨大状的疏松
颗粒状愈伤组织(图 1,封三),处理 2 和处理 4 的茎段
中最先出现, 且这两个处理有少量茎节从叶腋部萌发
出侧芽。 12 d后,除对照外的 4个处理愈伤组织明显增
大, 处理 2 和处理 4 的茎节下部与培养基接触处也开
始出现愈伤组织;5 个处理的茎节均萌发出侧芽(图 2,
封三)。
培养 30 d时统计茎段和茎节诱导情况, 结果见表
1、表 2。 从表 1可以看出,将茎段接种在没有添加任何
激素的培养基上培养 30 d, 诱导率为 0, 说明激素对
Gipsy Queen 的诱导有重要的促进作用。 当 NAA 浓度
不变时,6-BA 与 NAA 比值越高,诱导率也越高;当 6-
BA 浓度为 2.0 mg/L 时,6-BA 与 NAA 比值升高, 诱导
率增大, 但当 6-BA 浓度为 1.0 mg/L 时,6-BA 与 NAA
比值升高,诱导率反而降低,说明对 Gipsy Queen 而言,
其诱导率的高低是 6-BA 与 NAA 二者协同作用的结
果,其中某种激素浓度的高低对诱导率有一定的影响,
但并非决定因素。 在 5个处理中, 处理 4 (即 MS+NAA
0.01 mg/L +6-BA 2.0 mg/L) 对茎段的诱导率最高、达
50%,处理 3 和处理 5 接近、均在 40%以上,处理 2 最
低(仅 33.3%)。
从表 2 可以看出, 将茎节接种在没有添加任何激
素的培养基上培养 30 d,愈伤组织的诱导率为 0,而侧
芽的出芽率为 140%,仅次于处理 2,说明细胞分裂素和
生长素的浓度较低时利于侧芽诱导, 较高时则会产生
抑制。在 5个处理中,以处理 2(即 MS+NAA 0.01 mg/L+
6-BA 1.0 mg/L)诱导侧芽的出芽率最高、达 170%,其余
3个处理均低于对照, 而在出愈率上仍是处理 4 最高、
达 46.7%,处理 3和处理 5均低于 40%。
综合表 1、表 2可知,在相同培养条件下,不同部位
的外植体诱导和生长情况不同, 茎段在愈伤组织诱导
方面具有优势,茎节在侧芽诱导上明显好于茎段,同时
还会形成质量较好的愈伤组织, 因此茎节作为外植体
效果最好。 不管是以茎段还是茎节作为外植体,在愈伤
组织的诱导上均表现为处理 4 的出愈率最高, 分别达
到 50.0%和 46.7%;而对侧芽的诱导来说则是处理 2 出
芽率最高,达到 170%。 这说明可以通过激素浓度配比
来控制所要形成的诱导类型。
2.2 不同浓度激素组合对铁线莲增殖培养的影响
将初代诱导培养出的无菌苗依次对应转接到继代
培养基中,接种 5 d 后,处理 4、处理 5 和对照中开始
出现丛生芽分化,12 d 后各处理均诱导出愈伤组织,
处理 4 在接种 5 d 后同时形成愈伤组织和丛生芽。 处
理 3 的愈伤组织在转接培养约 10 d 时就出现部分褐
化。处理 5 在转接 13 d 后从愈伤组织中分化出不定芽
(图 3,封三),其他处理的愈伤组织均未诱导出不定
芽。 接种在各处理中的叶片普遍表现为生长不良,既
没能形成愈伤组织,又几乎全部褐化甚至死亡。 各处
理所形成的愈伤组织均为疏松颗粒状,利于下一步分
化形成完整植株。
培养 30 d 时统计增殖倍数和生长情况 (表 3)表
明,当 NAA 浓度一定时,增殖倍数随着 6-BA 与 NAA
比值的升高呈下降趋势, 说明对丛生芽增殖而言,两
者之间的比值并非越高越好,两者比值合适时才能达
到最大增殖倍数。 在 5 个处理中,处理 2(即 MS+NAA
0.01 mg/L+6-BA 1.0 mg/L)的增殖倍数最高(达 3.47),
处理 4 次之(达 3.39)。 从生长表现来看,处理 2 和处
理 4 明显优于其他 3 个处理,但是处理 2 分化出的丛
生芽培养一段时间后嫩叶出现黄化现象。 综合分析比
较得出,处理 4 不仅有大量丛生芽分化,而且能形成
长势良好的愈伤组织, 是铁线莲 Gipsy Queen 增殖的
49
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表 3 不同浓度激素组合对继代增殖的影响
处理
1(CK)
2
3
4
5
接种数(个)
60
66
60
65
60
愈伤组织出现时间(d)
12
8
7
5
11
丛生芽出现时间(d)
5
6
6
5
5
增殖倍数
2.56
3.47
2.86
3.39
2.11
生长情况
叶片边缘出现褐化,少数长势较好
丛生芽大量分化,嫩叶出现黄化
愈伤组织出现褐化
丛生芽大量分化,愈伤组织疏松颗粒状,生长良好
愈伤组织分化出不定芽
适宜配方。
3 结论与讨论
本研究结果表明,铁线莲 Gipsy Queen 初代诱导愈
伤组织的最适培养基为 MS+NAA 0.01 mg/L+6-BA 2.0
mg/L,诱导率可达 50.0%,诱导出的愈伤组织呈淡黄色
疏松颗粒状; 初代诱导侧芽的最适培养基为 MS+NAA
0.01 mg/L+6-BA 1.0 mg/L,出芽率可达 170%;继代增
殖的最适培养基为 MS+NAA 0.01 mg/L+6-BA 2.0 mg/L,
增殖倍数达 3.39,分化出的丛生芽数量多且生长健壮,
同时也能形成长势良好的疏松颗粒状愈伤组织。
按照细胞全能性学说, 每个细胞都具有再生成一
个新植株所必需的全部遗传信息, 但受到植物遗传特
性、生理生态特性以及外界环境条件等影响,要使每个
细胞的全能性都表现出来,还需要考虑外植体来源,包
括不同个体、组织和器官、在母株上的着生部位以及季
节等,因此在相同培养条件下,茎段和茎节作为外植体
进行初代诱导的效果完全不同。
植物离体培养的成功与否最主要的影响因子是适
宜的生长调节剂种类和浓度配比, 生长调节剂是培养
基中的关键物质, 对组织的形态建成及调控起着十分
关键的作用。 生长素除了能诱导愈伤组织形成和生根
外, 还可以配合一定量的细胞分裂素共同诱导不定芽
的分化、 侧芽的萌发与生长以及某些植物胚状体的产
生。 两者的比例与绝对含量调控植物组织的形态发生
和细胞分化, 长期以来根芽形成的激素控制理论被
广泛运用于组织培养中[9-15]。Gipsy Queen出芽率高低是
6-BA 与 NAA 协同作用的结果, 其中某一激素的浓度
高低对诱导率有影响而非决定因素, 虽然在试验中对
根芽形成的激素控制理论加以了验证, 但结果也说明
两者的比值并不是越高越好。在对照中,诱导率为 0,这
证实了基本培养基只能够保证培养物的生存与最低的
生理活动, 而不能诱导培养物朝试验所期望的方向发
展。
参考文献:
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(责任编辑 张辉玲)
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