全 文 : 文章编号:1007-4961(2007)02-0140-03
卫矛属植物组织培养无菌苗的方法研究
吴 琰1, 2 ,郭宝林1 ,鲁韧强2 ,金万梅2
(1 河北农业大学林学院 ,河北 保定 071000;2北京市农林科学院林业果树研究所 ,北京 100093)
摘要:以卫矛属3 种植物为试验材料 , 研究了取材方法 、取材时间和不同品种对组培污染率的影响;采用茎段 、
小茎尖和嫩梢培养对卫矛属植物进行消毒处理 , 以其获得无菌苗。结果表明 , 宽瓣扶芳藤在春季 3~ 4 月腋芽
萌发时进行消毒处理效果最好;胶东卫矛的消毒最为容易;以嫩梢培养方式进行消毒处理效果最佳。
关键词:组织培养;无菌苗;卫矛属植物
中图分类号:S 687.3 文献标识码:A
Approaches to get germ-free Euonymus
plantlets through tissue culture
WU Yan
1 ,2 ,GUO Bao-lin1 ,LU Ren-qiang2 , JIN Wan-mei2
(1 College of Forestry , Agricultural University of Hebei ,Baoding 071000 , China ;
2 Institute of Forestry and Pomology , Beijing Academy of Agriculture
and Forestry Science , Beijing 100093 , China)
Abstract:Euonymus L.plants were sterilized in stem culture , caulody culture and branch culture.The experimental result in-
dicated that:it s the best way for Euonymus fortunei Kuanban to be sterilized when axillary shoots were sprouting during
March and April in Spring;Euonymus kiautschovicus was the easiest one to be sterilized among Euonymus plants;it s the
best way to choose sprouts culture to be sterilized.
Key words:tissue culture;germ-free plant;Euonymus
收稿日期:2006-12-26;修改稿收期:2007-03-26
作者简介:吴 琰(1981-),男 ,河北石家庄人 ,在读硕士生。主要从事植物遗传转化研究。
通讯作者:郭宝林(1952-),男 ,河北定兴人 ,教授 ,主要从事经济林栽培生理和生物技术研究。
金万梅(1971-),女 ,甘肃靖远人 ,在读博士生 ,主要从事生物技术与植物遗传转化研究。
扶芳藤 [ Euonymus fortunei(Turcz)Hand.-
Mazz.]和胶东卫矛(Euonymus kiautschovicus Loes.)均
属卫矛科卫矛属植物 , 在城镇绿化中已广泛应
用[ 1 ,2] ,其需求量不断增加 ,为了满足绿化上的需要 ,
建立工厂化组培快繁体系是解决供需矛盾的重要途
径。要建立高效组培快繁体系 ,首先要获得消毒的
快繁材料 ,进而获得无菌苗 。植物无菌苗的获得方
法有小茎尖培养 、带腋芽茎段培养和嫩梢培养等;取
材时间 、部位 、品种等是影响无菌苗获得的主要因
素[ 3 ~ 5] 。本试验以胶东卫矛 、宽瓣扶芳藤和圆瓣扶
芳藤为试材 ,对无菌苗获得方法及影响因素进行了
研究 ,旨在为获得卫矛属植物无菌苗 ,也为其他植物
组织培养提供借鉴。
1 材料与方法
1.1 材料
胶东卫矛(Euonymus kiautschovicus Loes)、宽瓣扶
芳藤(E.fortunei kuanban)和圆瓣扶芳藤(E.fortunei
orbiculatus)均采自北京市农林科学院林业果树研究
所苗圃 。
试验所用试剂 6-BA和 IBA 为 Sigma 产品 ,其
余药品为国产分析纯。基本培养基为 MS ,初代培养
基为MS+6-BA 0.5 mg L+IBA 0.2 mg L。
1.2 植物材料处理方法
1.2.1 茎段培养 选取田间幼嫩的带腋芽的茎段 ,
自来水冲洗数次 ,用饱和洗涤灵水200 r m振荡 4 h ,
无菌水冲洗 1 次;70%的酒精浸泡 30 s;接着用
第22卷 第2期 河 北 林 果 研 究 Vol.22 No.2
2 0 0 7年 6月 HEBEI JOURNAL OF FORESTRY AND ORCHARD RESEARCH Jun.2007
0.1%的升汞处理 8 min;无菌水冲洗 3 次 , 每次 5
min;外植体接种在初代培养基上。
1.2.2 小茎尖培养 选取田间生长饱满的芽 ,自来
水冲洗数次 ,用饱和的洗涤灵水浸泡 5 min ,无菌水
冲洗 1次;在超净工作台上用解剖刀剥去外面 3 ~ 4
层鳞片 ,将小茎尖用 0.1%的升汞处理 5min;无菌水
冲洗 3次 ,每次 5 min;外植体接种在初代培养基上。
1.2.3 嫩梢培养 取腋芽萌发展开 2叶的新梢 ,流
水冲洗 60 min;在饱和洗涤灵水中轻刷后 ,用饱和洗
涤灵水200 r m振荡 4 h ,无菌水冲洗 1次;70%的酒
精浸泡30 s;接着用 0.1%的升汞处理 8 min;无菌水
冲洗 3次 ,每次 5 min;外植体接种在初代培养基上。
1.3 污染率及萌芽率统计
统计接种 10 d后的污染率和 4周后的萌芽率 ,
即:
污染率(%)=(污染的材料数 接种的总的材料
数)×100%,
萌芽率(%)=(萌芽材料数 无污染的材料数)
×100%。
2结果与分析
2.1 取材时间对宽瓣扶芳藤消毒效果的影响
茎段培养的宽瓣扶芳藤在不同的时间取材 ,对
消毒效果产生较大影响(见表 1)。从 10月 9日和
11月 10日 2次取材进行消毒 ,污染率分别为 48.3%
和 77.3%,萌芽率分别为 17.2%和 6.0%,萌芽时间
较长 ,分别需要 36 d和 33 d。12 月 15日已进入冬
季 ,此时取材进行消毒 ,污染率高达 98.0%,而萌芽
率仅为 2.0%。翌年 2月 21日消毒 ,快繁材料的污
染率较 11月和 12月有所降低 ,但萌发率较冬季高 ,
萌芽时间只需要 12 d。翌年 3月 27日和 4月 21日
属于宽瓣扶芳藤腋芽开始萌发时期 ,此时取材进行
消毒 ,快繁材料污染率较低 ,而且萌芽率最高 ,达到
100%,萌芽时间也较短 ,只需要 10 ~ 15 d 。可见 ,在
春季 3月 ~ 4月宽瓣扶芳藤腋芽萌发时进行取材消
毒 ,其污染率低 、萌芽率高 、萌芽所需时间短 ,消毒效
果最好 。
表 1 取材时间对宽瓣扶芳藤污染和萌芽的影响
Table 1 Effect of different sample collecting time on contamination and germination of E.fortunei Kuanban
时间 月-日
Time
接种数 个
Inoculated number
污染数 个
Contaminated number
污染率 %
Contamination rate
萌芽率 %
Germination rate
萌芽天数 d
Germination duration
10-09
11-10
12-15
02-21
03-27
04-21
116
132
120
88
166
60
56
102
118
64
64
26
48.3
77.3
98.0
72.7
38.6
43.3
17.2
6.0
2.0
18.2
100.0
100.0
36
33
27
12
10
15
2.2 材料处理方式对消毒效果的影响
3种材料采用不同处理方式的污染率 、萌芽率
以及萌芽所需天数均有不同(见表 2)。从表 2可以
看出 ,3种处理方式中 ,以茎段培养的污染率最高 ,
达到 80%左右;而小茎尖培养污染率最低 ,在 20%
~ 40%;嫩梢培养的污染率在 50%左右。茎段培养
的萌芽率最高 ,而小茎尖培养萌芽率最低 ,宽瓣扶芳
藤的 3种处理方式的萌芽率比较接近 ,但仍是茎段
培养的萌芽率最高 ,小茎尖培养的萌芽率最低。3
种处理方式的萌芽天数有所不同 ,小茎尖培养的萌
芽所需天数最长 ,需 1个月甚至更长;茎段培养的萌
芽所需时间居中 ,但也要 20 ~ 33 d 左右;嫩梢培养
的萌芽所需时间最短 ,仅为 15 ~ 20 d。综合 3 种处
理方式对不同材料的污染率 、萌芽率和萌芽所需天
数3个指标 ,以嫩梢培养的污染率和萌芽率居中 ,但
萌芽所需天数最短 ,消毒效果也最好。
2.3 不同品种材料对消毒效果的影响
不同品种均采用小茎尖培养 ,其污染率和萌芽
率均有所不同(见图 1)。试验材料取于 2006年 2月
13 、14日。由图 1可以看出 ,宽瓣扶芳藤的污染率最
图 1 不同品种萌芽率和污染率的比较
Fig.1 Comparison of different varieties
on contamination rate and germination rate
141 第 2期 吴 琰等:卫矛属植物组织培养无菌苗的方法研究
表 2 不同材料处理方式对污染和萌芽的影响
Table 2 Effect of different treating methods on contamination and germination
材料
Material
时间
月-日
Time
处理方式
Treating
methods
接种数 个
Inoculated
number
污染数 个
Contaminated
number
污染率 %
Contamination
rate
萌芽率 %
Germination
rate
萌芽天数 d
Germination
duration
胶东卫矛
宽瓣扶芳藤
圆瓣扶芳藤
03-20
02-13
03-31
04-19
02-13
03-31
03-20
02-14
04-04
茎段培养
小茎尖培养
嫩梢培养
茎段培养
小茎尖培养
嫩梢培养
茎段培养
小茎尖培养
嫩梢培养
52
104
94
114
170
102
132
148
60
40
24
42
102
72
54
102
30
26
76.9
23.1
44.7
82.3
42.4
52.9
77.3
20.3
43.3
100.0
92.5
100.0
100.0
89.8
90.9
100.0
29.7
26.7
18
36
15
20
30
15
33
37
20
高达 42.4%,比胶东卫矛和圆瓣扶芳藤的污染率高
出近 1倍 ,而胶东卫矛和圆瓣扶芳藤的污染率比较
接近 ,分别为 23.1%和 20.3%;胶东卫矛比圆瓣扶
芳藤的污染率高。圆瓣扶芳藤的萌芽率最低为
29.7%,胶东卫矛和宽瓣扶芳藤萌芽率较为接近 ,分
别为 92.5%和 89.8%,胶东卫矛的萌芽率高于宽瓣
扶芳藤的萌芽率 。
3 讨论
组织培养获得卫矛属无菌苗的研究表明 ,取材
时间是影响植物消毒效果的主要因素。不同取材时
间 ,植物材料的生理状态不同。从 10月份开始 ,植
物材料的生理活动趋于缓慢 ,此时采到比较幼嫩的
材料进行处理 ,所以污染率较低 ,但此时的生理活性
较低 ,萌芽率也较低 ,萌芽所需时间比较长 。12 月
进入冬季后 ,材料进入休眠状态 ,此时采取的材料均
较成熟 ,带菌比幼嫩材料多 ,污染率高 ,萌芽率低 ,萌
芽时间长。翌年 2 月底至 3月初 ,材料的休眠快要
解除 ,生理活动渐渐恢复 ,但是因休眠尚未完全解
除 ,所以萌芽率不高 ,而萌芽所需天数却缩短。到 3
月底 4月初的时候 ,材料生理活动旺盛 ,刚萌发的新
梢自身带菌也较少 ,所以污染率低 ,萌芽率高 ,萌芽
所需时间短 。这与李健和吕校石的研究结果一
致[ 6 ,7] 。
另外 ,还有研究表明外植体取材部位以材料中
上部为宜[ 8] 。
材料处理方式对消毒效果有一定的影响 。这与
冯金玲的试验结果一致[ 5] 。选择茎段培养时 , 3 种
材料的污染率都比较高 。茎段有的比较幼嫩 ,而有
的比较成熟 ,幼嫩的茎段自身带菌较少 ,而成熟的茎
段带菌多 ,特别是茎段内部带菌较多。因此选择幼
嫩茎段 ,污染率较低[ 6, 8] 。另外 ,在腋芽鳞片与鳞片
之间的缝隙处以及腋芽与茎段之间接触部位可能是
消毒不彻底的两个区域 ,这两处在实验室处理以及
无菌台灭菌时都较难彻底消毒 ,这可能也是茎段培
养污染率高的一个原因。采用小茎尖培养 ,污染率
相对较低一些 ,可能是在升汞消毒前剥去了最外面
几层鳞片 ,消毒彻底一些 ,但萌芽率不高 ,萌芽所需
时间长 ,这可能是因为升汞在彻底消毒的同时导致
对其毒害作用也加强了 。选择嫩梢培养污染率比茎
段培养和小茎尖培养低些 ,可能是由于它比小茎尖
成熟 ,而比茎段幼嫩 ,无论是自身带菌还是外部带菌
都居二者中间 。由于它相对成熟些 ,所以升汞的毒
害作用不明显 ,萌芽率和萌芽所需时间与茎段培养
差不多 。3种处理方式均可获得无菌苗。
植物品种也会影响消毒效果 。试验所选用的 3
个品种都是卫矛科卫矛属植物 ,从对材料处理方式
看 ,综合其污染率 、萌芽率和萌芽所需时间 ,胶东卫
矛消毒最容易 ,消毒效果最好 ,说明同属植物消毒的
难易程度是有区别的。因此 ,获得不同材料的无菌
苗方法是不同的。尽管同属植物的消毒方法值得借
鉴 ,但也要根据材料自身情况选择适宜的消毒方法。
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(编辑 刘彦琴)
142 河 北 林 果 研 究 第 22卷