全 文 ：绿花重瓣铁线莲植物组织培养技术研究
收稿日期:2010-09-07
基金项目:安康学院专项科研计划资助项目(项目编号 2005AZX019)。
作者简介:张丽琼(1979-),女 ,云南省个旧人 ,硕士 ,讲师。研究方向:植物生物技术 、作物栽培 、土壤学。
通讯作者:常权记(1962-),男 ,陕西户县人 ,副教授。研究方向:设施农业 、植物遗传育种。
张丽琼 ,常权记 ,廖咸康 ,禚 苏
(安康学院 农学与生命科学院 ,陕西 安康 725000)
摘 要:绿花重瓣铁线莲是秦巴山区特有的品种 ,有着广阔的发展应用前景。阐述了利用组织培养技术繁殖
绿花重瓣铁线莲的意义 ,对课题组近两年研究绿花重瓣铁线莲组织培养技术的进展情况作了介绍及小结 , 并
对绿花重瓣铁线莲今后的研究工作进行了展望。
关键词:绿花重瓣铁线莲;植物组织培养;研究小结
1 绿花重瓣铁线莲及其应用前景
铁线莲属于毛茛科植物 ,多年生木质藤本 ,有
玫瑰红 、粉红 、紫色和白色等花色及重瓣和单瓣之
分。因其适应性强 ,抗旱耐寒 ,花期长 ,因而成为
现代园林中进行垂直绿化的优良植材。
绿花重瓣铁线莲是产于我国秦巴山区的一个
优良地方原生品种。该品种具备了现代优良铁线
莲品种所要求的典型特征:花色新奇 ,花瓣(实为
萼片)为浅绿色 ,这种颜色在铁线莲乃至其他花卉
中都很少见;重瓣 , 每朵花有开展的花瓣百枚左
右 ,整个花朵犹如一只规整的绿色绣球;花朵大 ,
盛开的花朵直径可达 6-7 cm;花多 ,三年以上的
植株几乎节节有花 。重瓣铁线莲品种较少 ,而能
开绿色花朵者报道更少 ,因此该品种具有极高的
观赏性和开发前景。[ 1]
2 利用植物组织培养技术快速繁殖
绿花重瓣铁线莲的意义
绿花重瓣铁线莲花色淡雅秀丽 ,生长健壮 ,移
栽易于成活 ,但种子繁殖却较为困难 。由于不能
产生种子 ,只能采用无性繁殖 ,扦插繁殖成活率很
低。采用组织培养的方法可以快速繁殖植物 ,但
对于铁线莲的组织培养方法研究较少[ 2.3.4] ,特别
是绿花重瓣铁线莲 ,至今仍未研究出完整的组培
方法 。因此 ,研究绿花重瓣铁线莲的植物快繁技
术迫在眉睫 ,具有重要的现实意义 。
3 绿花重瓣铁线莲植物组织培养技
术研究小结
3.1 试验材料
均采用安康市本地品种绿花重瓣铁线莲 。
3.2 外植体的选择
通过近几年的试验 ,分别采用了绿花重瓣铁
线莲的叶片 、花 、顶芽及茎等作为外植体进行接种
培养 ,筛选出适宜的外植体为未木质化的茎段。
采样时间宜选在 3-5月份铁线莲生长旺盛时期 ,
否则铁线莲很快木质化不利于愈伤组织的诱导。
此外 ,外植体的处理也非常重要 ,试验前后分别采
用了从自然环境下采取的嫩枝和放到室内弱光处
理 7-10 d新抽出的嫩枝作为外植体 ,结果表明 ,
经过室内弱光处理新抽出的嫩枝生长比直接从自
然条件下采回的嫩枝更容易诱导出愈伤组织 。自
然条件下处理的外植体需要 30 d左右才能诱导
出愈伤组织 ,而经过处理的嫩枝 2周就能诱导出
愈伤组织 。
3.3 外植体的消毒
选好的嫩枝在自来水下清洗干净后 , 用
70%-75%的酒精浸泡处理 5 s ,再用 0.1%的升
汞消毒处理 8 min ,无菌水冲洗干净后将枝条切
成 1 cm 左右的茎段接种于培养基中 。
3.4 培养基的选择
培养基以 MS 为基本培养基 , 蔗糖浓度
0.2%-0.3%,琼脂 0.7%, pH5.8 ,在此基础上
添加不同种类和浓度的植物生长调节剂 。
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试验目前采用了 2 , 4-D 、6-BA 及 IAA 三
种植物生长调节剂。结果表明:(1)植物生长调节
剂浓度低于 1.0 mg/ l的条件下 ,诱导出的愈伤组
织较紧实 ,不利于分化培养 ,因此 ,应适当提高植
物生长调节剂的浓度;(2)2 ,4-D和 6-BA 两种
激素同时使用时相互有抑制作用 ,不能诱导出愈
伤组织 ,且接种 1-3 d 后就会发生褐变 。而在
1.0-3.0 mg/L 的浓度范围内 ,单独使用 2 ,4-D
或 6-BA 均能诱导出愈伤组织 ,且在此范围内 ,
植物生长调节剂浓度越高 ,愈伤组织诱导率越高。
(3)培养基中如要同时使用 2 ,4-D和 6-BA ,则
需在添加一定浓度的 IAA ,才能消除或降低两者
的拮抗作用。
3.5 培养条件
接种后置于 25 ℃左右 ,光照 1 500-2 000
lx ,光照时间 10-12 h/d的条件下培养 。
3.6 愈伤组织形态观察
不同培养基所诱导出的愈伤组织是明显不同
的。
低浓度下 2 ,4-D 、6-BA 及 IAA 三者同时
使用的培养基 ,愈伤组织在茎段顶端诱导出 ,呈绿
色致密的形态 ,不利于下一步的分化培养。[ 4]
2 ,4-D在 1.0-3.0 mg/ l的浓度范围内单
独使用时 ,愈伤组织在茎段的中部形成 ,呈白色膨
松的形态 。随 2 , 4-D浓度的增大 ,愈伤组织诱
导率越高 ,能达到 80%左右 ,但浓度越大 ,愈伤组
织也越膨松 ,也不利于愈伤组织诱导。因此 ,单独
使用 2 , 4-D时 ,不仅要考虑愈伤组织的诱导率 ,
还要考虑愈伤组织的松紧度。
6-BA 在1.0-3.0 mg/ l的浓度范围内单独
使用时 ,愈伤组织在茎段的顶端形成 ,呈浅绿色致
密状态 ,但比低浓度下 2 ,4-D 、6-BA及 IAA 三
者配合使用时显疏松 。随 6-BA 浓度的增大 ,愈
伤组织诱导率也出现增大的趋势 ,但没 2 , 4-D
的诱导率高 ,仅能达到 30%,且转接时间宜在培
养 2-3周时开始转接 ,否则易产生褐变 。从近几
年的试验情况来看 ,在 1.0-3.0 mg/ l的浓度范
围内 ,6-BA 诱导出的愈伤组织 , 6-BA 浓度越
低 ,发生褐变的时间越短。因此 , 单独使用 6-
BA 时 ,可考虑再加大浓度的使用范围 。
以上是近几年的试验研究中诱导出的三种不
同形态的愈伤组织 ,究竟何种愈伤组织及培养基
更易分化培养形成绿花重瓣铁线莲的组培苗还有
待进一步的探索研究 。
4 展望
从本课题组近几年的试验来看 ,可以从以下
各方面来开展今后绿花重瓣铁线莲的组织培养技
术研究工作。
(1)2 ,4-D与 6-BA 两种生长调节剂配合
使用的培养基均未能诱导出愈伤组织 ,说明这两
种物质在绿花重瓣铁线莲的诱导中有拮抗作用 ,
不宜一起使用 。但这两种植物生长调节剂低浓度
下配合 IAA 使用能诱导出愈伤组织 ,说明在绿花
重瓣铁线莲幼嫩茎段的愈伤组织诱导中 , 2 , 4-D
和 6-BA 配合 IAA 使用 ,能降低或消除两者之
间的拮抗作用 。结合前面的试验情况 ,今后的研
究中可考虑从同时使用高浓度的 2 ,4-D和 6-
BA 时 ,加入一定浓度的 IAA 或其他生长调节剂 ,
以降低甚至消除两者之间的拮抗作用 ,观察其诱
导愈伤组织的诱导率 、速度 、形态 ,探索适宜的植
物生长调节剂的种类及其比例 。
(2)在高浓度下 2 , 4-D与 6-BA 单独使用
均能诱导出愈伤组织 ,但诱导出的愈伤组织形成
的部位及形态有较大差异 ,究竟哪种愈伤组织更
有利于分化培养 ,这是今后工作开展的一个重点。
除观察愈伤组织的形态外 ,还应从分析各种不同
愈伤组织的成分及其细胞的微观结构入手 ,深入
研究和探讨植物生长调节剂的种类 、浓度与愈伤
组织之间的机理 、联系 ,为今后合理使用植物生长
调节剂奠定理论基础 。
(3)外植体的选择和处理已找到适宜的方法 ,
但适宜的培养条件还有待进一步深入细致的研
究。近几年的试验培养条件仅采用了一般植物组
织培养常用的温度 、光照强度及光照时间 ,但这究
竟是不是绿花重瓣铁线莲最适宜的培养条件 ,还
有待今后的试验进行探索和研究。
(4)在近几年的实验研究中主要采用的 MS
培养基 ,在今后的研究工作中亦可尝试利用其他
培养基配方 ,调整各种元素的比例 ,比较分析最适
的绿花重瓣铁线莲愈伤组织诱导或直接分化成苗
的基本培养基 。
(5)近几年的试验研究工作还未完善 ,还需从
以下两方面继续研究和完善:一 、愈伤组织诱的诱
导分化 ,生根应采用何种培养基;二 、绿花重瓣铁
线莲组培苗的驯化移栽 ,如何保证和提高其组培
苗的移栽成活率。只有研究出绿花重瓣铁线莲成
(下转第 69页)
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2.4 缺素相对产量
根据试验结果计算可知 ,缺氮的相对产量为
76.1% ,缺磷的相对产量为 87.88% ,缺钾的相
对产量为 89.7% ,根据相对产量分级标准 ,此试
验地肥力属中等偏上;对无肥区(处理 1)和全肥
区(处理 6)比较 ,此试验地的基础产量是 507
kg/667 m2 ,水稻产量的 75.6%是由土壤提供的 。
2.5 投入产出比
按最佳经济施肥量计算 ,每 667 m2 肥料投资
101.1元 ,最佳经济产量 649.03 kg/667 m2 ,比空
白区产量 507 kg/667 m2 , 667 m2 增产稻谷
142.03 kg ,每 667 m2 增收 277元 ,投入产出比为
1∶2.74 ,具有很好的经济效益 。
2.6 生物学性状表现
对水稻生育期有关生物学性状调查(见表 8)
及室内考种分析结果表明:施氮水平的高低对水
稻分蘖 、株高 、有效穗 、穗实粒 ,结实率及产量影响
较大 ,施用钾肥能够提高千粒重 ,如处理 6为水稻
测土配方施肥的推荐施肥量 ,由于 N 、P 、K 配合
适当 ,有利于水稻分蘖 ,有效穗 、穗实粒明显偏高 ,
有利于产量形成;而随着氮素用量的进一步提高
(处理 11),无效分蘖增加 ,有效穗及穗实粒减少 ,
产量下降 。
3 结论
(1)通过本试验建立了水稻氮磷钾三元二次
肥料效应方程 , 并求得最佳经济施肥量 , N =
10.42 kg/667 m2 , P2O 5 =5 kg/667 m2 , K 2O =
4.08 m 2kg/667 m3 , 最佳经济产量 =649.03
kg/667 m2 。通过经济效益分析 ,最佳经济施肥
量 667 m2 肥料投入 101.1 元 , 最佳经济产量
649.03 kg/667 m2 , 比 空 白 区 产 量 507
kg/667 m2 ,增产稻谷 142.03 kg/667 m 2 , 增收
277元/667 m2 ,投入产出比为 1∶2.74 ,具有较好
的经济效益 ,同时证明 ,只有氮磷钾合理配比 ,才
能获得较好的经济效益。
(2)通过对无肥区(处理 1)和全肥区(处理 6)
比较 ,此试验地的基础产量是 507 kg/667 m2 ,水
稻产量的 75.6%是由土壤提供的 ,但这并不说明
施肥不重要 ,通过施肥补充了作物从土壤中带走
的养分 ,维持了地力 ,使土壤肥力保持常新;同时
也证明了培肥地力的重要性。
(上接第 48页)
苗的方法和成活率较高的移栽驯化方法 ,绿花重
瓣铁线莲的整个植物组织培养技术体系才完善 ,
也才能推广应用到生产上 ,为其开发利用奠定坚
实的基础 。
(6)绿花重瓣铁线莲的组织培养 ,目的是使其
快速繁殖 。成苗的途径除经过诱导愈伤组织 ,进
一步使愈伤组织分化成苗外 ,还可经过外植体直
接成苗的途径 ,即相当于微扦插 ,这样可节省成苗
的程序和时间 ,同时也能达到快繁的目的 。但在
近几年的试验中 ,也没找到外植体直接成苗的方
法 ,因此 ,这也是今后研究工作的一个重点。
5 小结
综上所述 ,安康本地特有的绿花重瓣铁线莲
这一品种具有较大的开发前景和利用价值 ,但由
于其常规繁殖方法繁殖率低 ,因此利用组培快繁
技术对其进行快繁迫在眉睫。但目前研究该品种
组培技术的资料较少 ,且目前还没有完整的 、成熟
的技术体系 , 只能参考其他品种 , 如红花铁线
莲[ 2] 、铁线莲[ 3] 等进行 ,但绿花重瓣铁线莲与它们
相比生长的环境条件不同 ,品性有差异 ,这两个品
种的技术方法基本不能全部套用 ,且也不完全适
合绿花重瓣铁线莲的组织培养 。从近几年本课题
组研究的情况看 ,利用组织培养技术快速繁殖绿
花重瓣铁线莲是可行的 ,但还有大量的工作需要
进行探索和研究 ,才能应用到生产上。
参 考 文 献:
[ 1] 廖咸康 , 龚小松.珍贵的绿花重瓣铁线莲[ J] .花木盆
景(花卉园艺版), 2004 , (12):6.
[ 2] 倪新 , 马毓.红花铁线莲的组织培养[ J] .植物学通
报 , 1984 , (2):71-73.
[ 3] 张启香 , 方炎明 , 吕梅 ,等.铁线莲Multi-Blue不定
芽及体细胞胚发生的初步研究[ J] .园艺学报 , 2007 ,
34 (2):465-468.
[ 4] 周琼 , 张丽琼 , 屈国盛 , 等.重瓣铁线莲组织培养研
究[ J] .陕西农业科学 , 2008 ,(5):92-93.
·69·祁海东等:勉县测土配方施肥水稻“3414”田间试验报告总结