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黑果腺肋花楸组织培养和快繁体系的优化研究



全 文 :·生物技术· 北方园艺2015(05):96~99
第一作者简介:刘青(1989-),女,河北石家庄人,硕士研究生,研究
方向为生物工程。E-mail:906459401@qq.com.
责任作者:魏景芳(1957-),男,河北沧州人,博士,教授,现主要从事
植物细胞工程等教学与科研工作。E-mail:wjfang@126.com.
基金项目:河北省科技厅资助项目(14230910D)。
收稿日期:2014-11-10
DOI:10.11937/bfyy.201505030
黑果腺肋花楸组织培养和快繁体系的优化研究
刘   青,刘   颖,李 冬 杰,闫 素 红,张 冠 华,魏 景 芳
(河北科技大学 生物科学与工程学院,河北 石家庄050000)
  摘 要:以黑果腺肋花楸带芽茎段为试验材料,采用组织培养的方法,研究不同激素含量和
配比对其组织培养和快速繁殖的影响。结果表明:茎段在MS+6-BA 0.5mg/L+NAA 0.2mg/L
培养基上诱导芽最快最好,KT能诱导愈伤组织,但对试管苗的芽诱导无明显影响;在 MS+6-BA
0.5mg/L+IBA 0.2mg/L培养基上继代1次,增殖系数就能达6倍以上;生根培养基1/2MS+
IBA 0.5mg/L效果最好,生根率近100%;移栽基质以草炭土∶营养土∶蛭石=1∶2∶1的基质
中最好,成活率达100%。
关键词:黑果腺肋花楸;组织培养;优化;快速繁殖
中图分类号:S 687.603.6 文献标识码:A 文章编号:1001-0009(2015)05-0096-04
  黑果腺肋花楸(Aronia melanocarpa)属蔷薇科腺肋
花楸属落叶灌木。树高1.5~3.0m。羽状单叶,复伞状
花序,入秋叶色变红,抗旱抗病耐寒。浆果,果实为紫黑
色球形,直径1.5cm左右。根系属浅根性,水平根发
达[1]。该树种在欧美和东亚地区园林绿化方面应用广
泛。黑果腺肋花楸果实中的花青素和黄酮能够维持人
的心脏和机体的健康,多酚类物质能够抑制人体内低密
度蛋白和脂质体的氧化,对于预防心脏疾病和癌症、保
持人体健康具有显著效果[2-3]。由其果实加工的药品、
保健饮料和食品在市场上非常普及和流行[4]。因此,为
满足庞大的市场需求,需要对其进行大规模的栽培。目
前,有关其组织培养的研究已有报道,但仍有不少问题
需深入研究[5-8]。该试验主要对黑果腺肋花楸组织培养
和快速繁殖体系的进行了一系列的优化研究,以期整体
提高组培的效率,实现其长期工厂化快速繁育的目的。
    
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试材料采集于河北科技大学生物科学与工程学
院植物组织培养实验室苗圃基地,以含有1~2个芽眼
的黑果腺肋花楸2cm幼嫩茎段为外植体。
1.2 试验方法
1.2.1 外植体处理 取2cm带顶芽或腋芽的幼嫩茎段
用流水冲洗60min,75%酒精浸泡消毒40s,0.1%升汞
溶液消毒4min,无菌水冲洗4~5次,用滤纸吸去水分,
将消毒后的外植体接种于不同的培养基上。每瓶接种4
个茎段,每个编号接种20瓶,培养基中蔗糖浓度为3%,
琼脂浓度为0.8%,pH 5.8。培养温度(25±2)℃,光照
时间10h/d,光照强度1 700lx左右。
1.2.2 培养基配方 试验所用培养基的具体配方见表1。
1.2.3 练苗 当生根苗长至5cm时,置于温室中逐渐
揭去瓶盖练苗4d。然后用镊子将苗取出用流水洗去根
部培养基。再用稀释800倍的多菌灵溶液浸过后,然后
栽入苗床上,苗床基质分4个处理:营养土、草炭土、草炭
土+营养土+蛭石(1∶2∶1)以及营养土+蛭石(2∶1),
定期浇以营养液,观察黑果腺肋花楸的生长状况,统计
其成活率,并进行比较


Abstract:The regenerations of Nandina domestica was investigated by using in vitro stem sections by the orthogonal
experimental design.Stem sections were cultured on diferent basic medium supplemented diferent concentrations of
benzyladenine(BA)in combination with diferent concentrations ofα?naphthaleneacetic acid (NAA)and sugar,the
experiment was to select the optimum combiration,to improve calus formation.The results showed significant diferences in
the percentage of calus formation were observed among the basic medium,sugar,BA and NAA.The highest percentage of
calus formation(74.4%)was obtained on MS medium with 1.0mg/L BA,0.2mg/L NAA and 20g/L sugar.
Keywords:Nandina domestica Thunb;in vitro;primary culture;the orthogonal experimental design;the percentage of in-
duction
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北方园艺2015(05):96~99 ·生物技术·
  表1 培养基配方
  Table 1 Medium formula
编号
Number
基本培养基
The basic culture
medium
IBA
/(mg·L-1)
NAA
/(mg·L-1)
KT
/(mg·L-1)
6-BA
/(mg·L-1)
A1 MS  0.2  0.5
A2 MS  0.5  0.5
A3 MS  0.2  0.5
A4 MS  0.5  0.5
B1 MS  0.2  0.2
B2 MS  0.2  0.5
B3 MS  0.2  1.0
B4 MS  0.5  0.2
B5 MS  0.5  0.5
B6 MS  0.5  1.0
C1  1/2MS  0.2
C2  1/2MS  0.5
C3  1/2MS  0.8
C4  1/2MS  0.2
C5  1/2MS  0.5
C6  1/2MS  0.8
1.3 项目测定
观测组培苗的生长、叶片边缘颜色变化、丛生芽增
殖、根的萌发及生长状况,20d后,统计分析株高、增殖
系数、生根率、根长等[4-5]。
2 结果与分析
2.1 外植体芽诱导优化培养
外植体茎段接于芽诱导培养基上培养5d左右顶
芽萌发,10d左右,在A1、A2、A3、A4号培养基中均有侧
芽萌发并逐渐伸长生长,15d左右在A1、A2号培养基中
茎段基部开始逐渐膨大,形成深绿色致密的愈伤组织,
茎段和叶片无明显生长,如图1A、B所示。30d左右,在
A3号培养基中基部形成丛生芽小但数量多,如图1C右
所示,在A4号培养基中试管苗生长旺盛但丛生芽数量
少,如图1C左所示。而A1、A2号培养基中的组培苗叶
片颜色边缘变红,茎段基部愈伤组织生长迅速,无丛生
芽长出。说明KT能诱导愈伤组织但对试管苗的芽诱
导无明显影响。综上所述,用A3号培养基进行诱导培
养较为理想,一般在30d即能诱导出丛生芽。
注:A,A1培养基;B,A2培养基;C,左为A4培养基、右为A3培养基。
Note:A,A1culture medium;B,A2culture medium;C,left A4culture medium,right A3culture medium.
图1 外植体芽诱导优化培养
Fig.1 Optimized culture on of test-tube plantlet
2.2 试管苗增殖优化培养
切取1cm长诱导的单苗转接于增殖培养基上,观
察试管苗的生长情况,比较6-BA、IBA相对浓度对试管
苗增殖生长的影响。结果表明,在增殖培养基上接种的
茎段约7d茎尖伸长,长出小叶片,茎段腋芽萌发,15d
后,茎段长至1.5cm,茎基部产生绿色愈伤组织,并出现
许多芽苞;20d以后产生不定芽并逐渐形成丛生芽,随
后分化出苗。由表2可知,试管苗的增殖主要受6-BA
与IBA相对浓度的影响。6-BA与IBA相对浓度越大芽
分化率越大芽分化数越多,但新苗长势较矮。在培养基
B4、B5、B6中即IBA相对浓度大时会诱导生根,但增殖
系数偏低,不适于试管苗增殖培养。在培养基B3中,丛
生芽的增殖系数最高,继代20d后,平均每个带芽茎段
可产芽6.22个,但苗长势差、弱小,并出现玻璃化现象;
在培养基B2即6-BA 0.5mg/L+IBA 0.2mg/L中增殖
  表2    不同激素浓度对试管苗增殖的影响
  Table 2   Efect of diferent hormone concentrations on
    proliferation of test-tube plantlet
处理
Treatment
增殖系数
Propagation coeficient
株高
Plant height/cm
生长状况
Growth status
B1  3.61a 1.43a 分化出苗,壮,矮
B2  5.87a 3.88b 分化出苗,壮
B3  6.22b 4.02b 分化出苗,壮
B4  2.04c 2.03b 分化出苗,已生根
B5  2.84b 4.02a 分化出苗,已生根
B6  3.62b 4.12a 分化出苗,已生根
效果较好,如图2B所示,此时芽全部分化,单芽茎段平
均分化芽数5.87个。虽然培养基B2增殖效果略低于
培养基B3,但丛生苗的高度适中,健壮,适宜生根培养;
培养基B1苗长势好、健壮,但增殖率低,单芽茎段平均
分化芽数3.61个,不适合快繁体系。综上所述,培养基
B2的增殖效果好于其它组合。
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注:A,B1培养基;B,B2培养基。
Note:A,B1culture medium;B,B2culture medium.
图2 试管苗增殖优化培养
Fig.2 Optimized culture on proliferation of test-tube plantlet
2.3 诱导生根优化培养
在无菌状态下,选择健壮,长势相似的分化苗接种
于不同生根培养基中进行生根培养,最快7d可见根长
出,20d左右根长可达2.5cm,根数最多可达7条,单芽
长高变大,长成苗。从表3可以看出,适宜浓度的IBA
和NAA均有利于诱导生根,但整体来说IBA的效果优
于NAA。添加NAA的培养基,生根培养基C1生根速
度最快,但生根率较低,并且根颜色偏白,如图3A所示,
脆弱易断;培养基C3生根速度较慢,如图3B所示,根粗
短,生根率低。培养基C2生根效果最好,生根率达
94.6%,根多而长,并且粗细适中,生根速度较快,如图
3C所示,有的根颜色成熟变红而非其它培养基中的嫩白
色根;C3、C4、C5培养基相对于添加IBA的培养基生根
较晚,生根率低,根粗短。综上所述,培养基C2的诱导
生根效果优于其它生根培养基。
表3 不同激素浓度对试管苗生根的影响
  Table 3 Efect of diferent hormone concentrations on
rooting of test-tube plantlet
处理
Treatment
生根时间
The rooting time/d
平均生根数
Average rooting number/条
生根率
The rooting rate/%
C1  5  5.92a 87.3a
C2  6  6.51b 94.6b
C3  10  3.68a 85.7b
C4  10  4.13a 80.8b
C5  12  5.23b 90.6a
C6  18  2.87c 82.6c
注:A,C1培养基;B,C4培养基;C,C2培养基;D,C5培养基;E,C3培养基;F,C6培养基。
Note:A,C1culture medium;B,C4culture medium;C,C2culture medium;D,C5culture medium;E,C3culture medium;F,C6culture medium.
图3 诱导生根优化培养
Fig.3 Optimized culture on rooting of test-tube plantlet
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2.4 组培苗练苗移栽的优化
组培苗移栽是组培快繁的重要环节,由于苗木生长
环境发生改变,因此要进行练苗使组培苗逐渐适应外部
环境。由表4可知,移栽基质以草炭土∶营养土∶蛭石=
1∶2∶1的基质中最好,成活率达100%。练苗40d左
右幼苗株高长至17cm时,可移栽于大田。
  表4 不同基质对组培苗移栽的影响
  Table 4 Efect of diferent stroma on cultivation of test-tube plantlet
不同基质
Diferent stroma
基质配比
Substrate ratio
移栽数
Transplant number/棵
成活数
Number of survival/棵
成活率
Survival rate/%
生长状况
Growth status
草炭土 1  30  24  80 叶片发黄,根脆弱不易活
营养土 1  30  26  85 叶片较薄,前期生长较慢
营养土+蛭石 2∶1  30  28  95 总体生长良好
草炭土+营养土+蛭石 1∶2∶1  30  30  100 根较长,叶片多较大
3 讨论与结论
该研究通过生长调节物质的配比试验,获得了黑果
腺肋花楸试管苗适宜芽诱导培养基:MS+6-BA 0.5mg/L+
NAA 0.2mg/L,增殖培养基为:MS+6-BA 0.5mg/L+
IBA 0.2mg/L。但外植体取材部位及基本培养基种类
对黑果腺肋花楸增殖的影响有待进一步研究[7]。生根
培养属组培快繁的第3个阶段,关系到试管苗能否在移
栽后健壮生长。因此,通过对比试验得出IBA在生根率、
生根条数、生根速度上都优于NAA,这与王志等[4]的研究
结果相同。生根培养以培养基1/2MS+IBA 0.5mg/L效
果最好,生根率达100%,且每株试管苗可生6~8条根。
通过不同基质的配比试验得出练苗后的植株栽入草炭
土∶营养土∶蛭石=1∶2∶1的基质中最好,成活率最
高,达100%。
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Optimized Study on Tissue Culture and Rapid Propagation System of Aronia melanocarpa
LIU Qing,LIU Ying,LI Dong-jie,YAN Su-hong,ZHANG Guan-hua,WEI Jing-fang
(Colege of Biological Science and Engineering,Hebei University of Science and Technology,Shijiazhuang,Hebei 050000)
Abstract:Taking Aronia melanocarpa in vitro as the experiment materias,and the optimal tissue culture and rapid
propagation system were studied by using the method of tissue culture,the efects of diferent hormone contents and
proportion on the tissue cuiture rapid propagation was researched.The results showed that MS+6-BA 0.5mg/L+NAA
0.2mg/L was the best culture medium to induce budlet from its tuber,KT could induce calus,but it had no efect on
test-tube plantlets’buds inducing.MS+6-BA 0.5mg/L+IBA 0.2mg/L was the best culture medium to induce
proliferation buds from its tuber,and the propagation coeficient was six times or above.The best culture medium for
multiplication of cluster shoots was 1/2MS+IBA 0.5mg/L,the rooting rate achieved 100%.The best transplanted
matrix was turfy soil∶nutrition soil∶vermiculite=1∶2∶1,and the survival rate approximated 100%.
Keywords:Aronia melanocarpa;tissue culture;optimize;rapid propagation
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