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紫花羊耳蒜高频再生体系研究



全 文 :研究报告doi: 10.3969/j.issn.1009-0002.2013.02.021
紫花羊耳蒜高频再生体系研究
高丹,张寿文
江西中医学院,江西 南昌 330004
[摘要] 目的:以紫花羊耳蒜无菌带芽块茎为外植体,建立其高频再生体系。方法:采用不同培养基、不同配比植物
激素及不同移栽基质等,对紫花羊耳蒜进行丛生芽诱导、壮苗生根及炼苗移栽研究。结果:芽增殖的最适合培养基为
1/2MS(大量元素减半)+6-BA 3.5 mg/L+NAA 0.2 mg/L,增殖系数平均达到 3.24倍;适合紫花羊耳蒜离体培养壮苗生
根的培养基配方为 1/2MS+6-BA 0.6 mg/L+NAA 0.5 mg/L+20%的马铃薯汁,生根率可达 95%;紫花羊耳蒜组培苗长
出 3条根时可炼苗,移栽基质以菜园土∶兰花土=1∶1为宜,移栽成活率为 63.64%。结论:以紫花羊耳蒜无菌带芽块茎
为外植体,能够实现其高频再生体系建立,为其人工扩大栽培奠定了良好的基础。
[关键词] 紫花羊耳蒜;组织培养;增殖;生根;炼苗
[中图分类号] Q945 [文献标识码] A [文章编号] 1009-0002(2013)02-0235-03
Study on High-Frequency Regeneration Systerm of Liparis nigra Se⁃
idenf.
GAO Dan, ZHANG Shou-Wen*
Jiangxi University of Traditional Chinese Medicine, Nanchang 330004, China
*Corresponding author, E-mail: wtzsw@163.com
[Abstract] Objective: To establish the rapid propagation system of Liparis nigra Seidenf. by the aseptic tubers
with buds. Methods: Different media, plant growth regulators at different concentration and different material were
used to L.nigra Seidenf. for cluster buds induction and multiplication, rooting and transplanting. Results: The medi⁃
um 1/2MS+6-BA 3.5 mg/L+NAA 0.2 mg/L was most suitable for buds induction and multiplication, where the mul⁃
tiplication was 3.24. The optimal medium for strengthing seedlings and rooting seedlings was 1/2MS+6-BA 0.6 mg/
L+NAA 0.5 mg/L+20% potato juice sucrose. The rooting rate was up to 95%. The seedlings could be used for
transplanting from training bottles to the greenhouse when had 3 roots. The garden soil∶orchid soil=1∶1 was the
best material where the survival rate could be up to 63.64%. Conclusion: The rapid propagation system of can
be established by the aseptic tubers with buds, which could promote the artificial cultivation of L.nigra Seidenf.
[Key words] Liparis nigra Seidenf.; tissue culture; multiplication; root; transplantin
紫花羊耳蒜(Liparis nigra Seidenf.)为兰科羊耳
蒜属植物,别名鸡心七、珍珠七,生于海拔 1400~
2000 m的溪边、林下阴湿处。全草有活血调经、止
血、止痛、强心、镇静的功效,能治疗崩漏、白带、产后
腹痛、外伤急救等 [1]。野生状态下羊耳蒜生长缓慢,
成熟的种子非常细小,在自然状态下极少萌发成苗,
采用分株繁殖等无性繁殖方式,不仅繁殖系数较低,
而且消耗大量野生资源。另外,因无序的乱采滥挖
导致生态环境遭受严重破坏,使野生羊耳蒜濒临灭
绝,已被国家列为珍稀濒危保护植物。对于羊耳蒜
这种经济价值较高、传统繁殖技术难以进行、个体稀
少的濒危物种, 植物组织培养技术具有目前其他技
术不可替代的优越性,在较短的时间内能培养出大
量的组培苗,提供生产应用。我们通过对羊耳蒜组
织培养中关键技术的研究,建立了羊耳蒜的组织培
养快速繁殖体系,为人工快速大量繁殖羊耳蒜属植
物提供了科学依据和技术支持,有利于羊耳蒜野生
自然资源的可持续利用,并为其他兰科药用植物资
源的可持续利用提供参考。
1 材料与方法
1.1 材料
紫花羊耳蒜带芽块茎由本实验室无菌播种得到。
1.2 丛生芽诱导
于无菌操作台上,取 0.5 cm高、健壮的紫花羊
耳蒜无菌块茎,接种到诱导培养基上,每瓶接种 5
个,每处理接种 10瓶。诱导培养基以MS培养基中收稿日期:2012-10-15作者简介:高丹(1988- ),女,硕士研究生
通信作者:张寿文,(E-mail)wtzsw@163.com
生 物 技 术 通 讯LETTERS IN BIOTECHNOLOGY Vol.24 No.2 Mar., 2013 235
生 物 技 术 通 讯LETTERS IN BIOTECHNOLOGY Vol.24 No.2 Mar., 2013
的大量元素及激素 6-BA、NAA的浓度设计成 L9(34)
的正交试验,寻找适合诱导羊耳蒜芽增殖的最佳培
养基组合,各因素水平见表 1。以上培养基均附加
2%蔗糖、0.6%琼脂粉,pH5.6~5.8,培养温度为 23±
2℃,光照强度为 1200~1500 lx,每日光照时间为 12
h。接种 40 d后统计每瓶的丛生芽数量。
1.3 壮苗生根
丛生芽长至约 2 cm时,于无菌操作台上切开为
单个外植体,接入生根培养基中,每瓶接种 5个,每
处理 10 瓶。生根培养基以 1/2MS 附加 0.5 mg/L
NAA、1%活性炭、20%马铃薯汁为基本培养基,考察
6-BA浓度(0.2、0.6、1.0 mg/L)对壮苗生根的影响。
生根壮苗与丛生芽诱导培养基配制和培养条件基本
相同,40 d后统计根数、根长及生长情况。
1.4 炼苗移栽
小苗长至 3~4 cm时,将试管苗在室温下炼苗
5 d,再打开瓶塞炼苗 3 d,取出小苗,洗净粘在根上
的培养基(尽量少伤根),用 0.1%高锰酸钾浸泡 1
min,晾干后移栽。根数对移栽成活率的影响:将具
有 1、2、3条根的小苗分别移栽到已消毒的兰花土
中;移栽基质的比较:将带 3条根的小苗分别移栽到
已消毒的 3种基质(菜园土∶兰花土=1∶1、菜园土∶兰
花土 =2∶1、兰花土)中。移栽后保持温度在 20~
25℃,每天早上喷清水一次,并用保鲜袋保湿,1周去
袋,继续保持一定的湿度。培养 30 d后,统计苗的
存活率及观察苗生长状态,比较苗根数及基质对羊
耳蒜苗生长的影响。
1.5 数据统计及分析
相关计算公式如下:
诱导率(%)= 诱导数有效接种总数 ×100%
增殖倍数= 增殖后总数有效接种总数(含新个体的总数)
生根率(%)= 生根苗数总苗数 ×100%
成活率(%)= 存活苗数移栽总苗数 ×100%
污染率(%)= 污染的瓶数接种总瓶数 ×100%
数据经整理后用 SPSS统计分析软件进行分析。
2 结果
2.1 丛生芽诱导情况
利用丛生芽途径进行繁殖,可以获得在遗传上
较稳定、不易发生变异的试管苗。紫花羊耳蒜带芽
茎段接种到诱导培养基约 3周后开始萌发新芽,逐
渐形成一群群芽丛,新芽大多从外植体母芽侧面诱
导出来,一般为 3~9个,也有少数外植体独立成苗。
1、2、5、6、9号试验出现了褐化现象,其中 1、5、9号褐
化较严重。培养 40 d后,统计芽诱导率及增殖率,
结果见表 2。3个因素对羊耳蒜芽的诱导和增殖的
影响关系依次为D>A>B。在不同的水平下,各因素
对诱导羊耳蒜芽的影响关系为 A3>A2>A1、B1>B3>
B2、D3>D2>D1;在影响羊耳蒜芽增殖率上则表现为
A3>A1>A2、B2>B3>B1、D3>D2>D1。 通 过 直 观 分
析,综合评价各因素对羊耳蒜芽的诱导和增殖的影
响关系,MS的大量元素和 6-BA是主要的影响因
素。通过正交试验,可以初步得出 0.5MS(大量元素
减半)+6-BA 3.5 mg/L+NAA 0.1 mg/L是羊耳蒜芽
诱导的最优培养基组合;0.5MS(大量元素减半)+
6-BA 3.5 mg/L+NAA 0.2 mg/L是羊耳蒜芽增殖的
最优培养基组合。
2.2 6-BA浓度对生根壮苗的影响
观察表明,丛生芽经切割分离转入壮苗生根培
养基后 1周内无明显变化,培养 10~14 d后,苗叶片
翠绿且增大,苗长高,基部有根形成,有些根上还可
观察到细微白色根毛;培养 40 d后,添加 0.2 mg/L
6-BA的培养基中苗的平均根长和平均苗高最大,但
平均茎粗最小,总体小苗细长没有达到壮苗的目的;
添加 0.6和 1.0 mg/L 6-BA的培养基中苗的平均茎
表 1 三因素水平设计
水平
1
2
3
因素
A(6-BA,mg/L)
0.5
2.0
3.5
B(NAA,mg/L)
0.1
0.2
0.4
D(MS的大量元素)
1.5MS
MS
0.5MS
表 2 三因素对芽增殖的影响
实验号
1
2
3
4
5
6
7
8
9






K1
K2
K3
A1
A2
A3
R
K1
K2
K3
A1
A2
A3
R
A
A1
A1
A1
A2
A2
A2
A3
A3
A3
94.21
118.52
176.23
31.403
39.507
58.743
27.34
7.35
6.91
8.43
2.45
2.303
2.810
0.507
B
B1
B2
B3
B1
B2
B3
B1
B2
B3
167.41
98.13
123.42
55.803
32.71
41.14
23.093
6.85
8.04
7.8
2.283
2.680
2.600
0.397
C(空白) D
D1
D2
D3
D3
D1
D2
D2
D3
D1
59.15
149.87
179.94
19.717
49.957
59.980
40.263
6.47
7.70
8.52
2.157
2.567
2.840
0.683
诱导率(%)
26.32
21.74
46.15
62.96
5.56
50.00
78.13
70.83
27.27
增殖倍数
1.80
2.80
2.75
2.53
2.00
2.38
2.52
3.24
2.67
236
粗均达到了 0.11 cm以上,其中添加 1.0 mg/L 6-BA
的培养基中小苗的平均根长、茎粗、苗高都高于添加
0.6 mg/L 6-BA中的小苗,但两者之间没有显著性
差异。通过实验可以看出添加 1.0 mg/L 6-BA有利
于生根壮苗,考虑到降低生产成本,可选用 0.6 mg/
L 6-BA。结果见表 3、4、5。
2.3 炼苗移栽研究
2.3.1 不同根数对羊耳蒜试管苗移栽的影响 小苗
移栽至基质中后,开始的 5~7 d长势很好,没有明显
差异,1周后逐渐有小苗萎蔫,最后甚至腐烂。观察
发现约 15 d后带根 1条移栽的小苗全部死亡、腐烂,
带根 2条的小苗小部分死亡。移栽 30 d后,统计成
活苗和死亡苗数量(表 6),发现苗的成活率与其携
带根数有直接关系,随着小苗带根数的增多,移栽成
活率逐渐升高。当小苗只有 1条根时移栽成活率为
0,有 2条根时移栽成活率为 30%,但也不能满足生
产要求。因此,移栽的小苗必须具有至少 3条根,才
能使移栽成活率达到 60%以上。
2.3.2 移栽基质对羊耳蒜试管苗移栽的影响 移栽
30 d后观察,发现在兰花土中添加菜园土有利于提
高羊耳蒜试管苗移栽成活率。这可能是由于菜园土
的黏性适中、保水能力适中、土壤肥力高,而兰花土
中含有适合羊耳蒜生长的营养元素等综合因素所
致。因此,菜园土∶兰花土=1∶1混合适合作为羊耳
蒜试管苗的移栽基质。结果见表 7。
3 讨论
国内很多学者对兰科植物在培养基类型、激素、
有机添加物等方面做了较为细致的研究 [2-5],对于外
植体的研究则不够系统。多数兰科植物的组培研究
都以无菌播种的方式建立其快速繁殖体系,但大多
数兰科植物种子细小,种胚发育不良或无胚乳,即便
是播种在营养丰富的培养基上,萌发也是一个很缓
慢的过程。我们以无菌播种得到的无菌带芽块茎为
外植体进行丛生芽的诱导,可在短时间内获得大量
的试管苗,且这种试管苗的遗传性状稳定,不易发生
变异,与直接从种子萌发成苗相比,大大缩短了组织
培养的成苗周期。
实验中发现,对紫花羊耳蒜丛生芽诱导影响最
大的因素是培养基,其次是植物激素,无机盐浓度高
的培养基易使外植体产生褐化,1/2MS培养基较适
于紫花养耳蒜组织培养。细胞分裂素与生长素比例
是影响丛生芽产生的重要因素,高浓度的 6-BA有利
于芽的诱导,但产生的丛生芽细密,不粗壮,而 6-BA
浓度太低又不利于丛生芽诱导,因此本实验条件下
6-BA与NAA的浓度分别为 3.5、0.2 mg/L最适宜。
对于紫花羊耳蒜壮苗生根的研究,我们在预实
验中确定了NAA的使用浓度后探讨了 6-BA对苗生
根的影响,6-BA浓度与根长成呈负增长关系,但随
着 6-BA浓度的升高,苗的生长更为粗壮。
由于实验条件的限制,移栽只从根的数目、菜园
土与兰花土混合比例两方面进行了比较,对大规模
栽培羊耳蒜的指导作用有限,需要今后进一步的深
入研究。
参考文献
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物学杂志, 2010,27(2):76-79.
表 3 6-BA浓度对生根的影响
6-BA
(mg/L)
0.2
0.6
1.0
平均根长(cm)
(n=30)
1.65±0.2787
1.21±0.1340
1.30±0.4034
差异显著性
0.05
a
b
b
0.01
A
B
B
表 4 6-BA浓度对壮苗的影响
6-BA
(mg/L)
0.2
0.6
1.0
平均根长(cm)
(n=30)
0.0906±0.02312
0.1150±0.03457
0.1190±0.02785
差异显著性
0.05
b
a
a
0.01
B
A
A
表 5 6-BA浓度对苗高的影响
6-BA
(mg/L)
0.2
0.6
1.0
平均根长(cm)
(n=30)
4.10±0.6874
2.67±0.5867
2.88±0.5114
差异显著性
0.05
a
b
b
0.01
A
B
B
表 6 根数对羊耳蒜试管苗移栽的影响
根数
(条)
1
2
3
移栽苗数
30
30
30
成活株数
0
9
18
成活率
(%)
0
30
60
苗生长状况
苗全部腐烂、死亡
大部分苗腐烂、死亡
少数苗腐烂、死亡;叶片鲜绿色
表 7 移栽基质对羊耳蒜试管苗移栽的影响
移栽基质
兰花土
菜园土∶兰花土=1∶1
菜园土∶兰花土=2∶1
移栽苗数
30
30
30
成活株数
18
25
22
成活率(%)
60
83.33
73.33
高丹等:紫花羊耳蒜高频再生体系研究 237