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以子房为外植体的‘金娃娃’萱草组织培养技术的研究



全 文 :中国农学通报 2012,28(25):184-190
Chinese Agricultural Science Bulletin
基金项目:山西省科技攻关项目“新型耐旱缀花地被植物大花萱草的组培快繁技术研究”(041012-3)。
第一作者简介:杨丽莉,女,1964年出生,河北唐山人,副研究员,本科,研究方向:生物技术。通信地址:030006山西省太原市小店区坞城北街东口
山西省农业科学院旱地农业研究中心,Tel:0351-7060187,E-mail:lylylele@yahoo.com.cn。
收稿日期:2012-05-14,修回日期:2012-07-21。
以子房为外植体的‘金娃娃’萱草组织培养技术的研究
杨丽莉 1,王德平 2,张 晓 3,张彦琴 1,李 洁 1
(1山西省农业科学院旱地农业研究中心,太原 030006;2中国生物技术发展中心,北京 100036;
3山西省襄垣县第二中学,山西襄垣 046200)
摘 要:为提高萱草的繁殖效率,以‘金娃娃’萱草花蕾为试验材料,采用以子房为外植体的初代培养方
法,对其组织培养技术体系进行了研究。结果表明:采用高强度灭菌花蕾,无菌剥离子房的技术方法,初
代培养实现了零污染、零死亡;以子房为外植体的愈伤组织诱导分化以 6-BA 2 mg/L+2,4-D 1 mg/L+
NAA 0.4 mg/L效果最佳。通过对芽增殖培养基中基本培养基、激素配比和高有机物的研究发现,基本
培养基B5好于MS,激素以6-BA 2 mg/L+NAA 0.3 mg/L效果最好,繁殖系数达到7.2;添加L-脯氨酸和水
解络蛋白对繁殖系数影响不大,但是,可以有效改善试管苗的生长状态;试管苗的生根以 1/2 MS+
0.4 mg/L NAA+20 g/L蔗糖效果最好;试管苗在粗河沙、蛭石+泥炭土(3:1)和泥炭土3种介质中的成活
率均可达到90%。
关键词:子房;‘金娃娃’萱草;外植体;组织培养
中图分类号:Q813.1 文献标志码:A 论文编号:2012-1788
Study on Tissue Culture Technique in Hemerocallis hybridus‘Stella D’oro’Using Ovary as Explants
Yang Lili1, Wang Deping2, Zhang Xiao3, Zhang Yanqin1, Li Jie1
(1Institute of Dryland Farming, Shanxi Academy of Agricultural Sciences, Taiyuan 030006;
2China National Center for Biotechnology Development, Beijing 100036;
3Second Middle School in Xiangyuan County, Xiangyuan Shanxi 046200)
Abstract: In order to improve the efficiency of propagation of Hemeroeallis hybridus, this study researched the
tissue culture system with ovary as explant in primary culture method; use flower bud of‘Stella D’oro’as the
test material. The result showed that: the first generation cultivated achieved zero pollution and zero perishing
by adopting high density sterilizing buds and the technique of peeling ovary in aseptic, and medium
supplemented with 6-BA 2 mg/L + 2,4-D 1 mg/L + NAA 0.4 mg/L was the best one for ovary explant callus
induction and differentiation. Through studying the basic culture medium, hormone ratio and the highly organic
substances of the bud multiplications, it is found that: the basic culture medium B5 was better than MS. The
hormone supplemented took effect best with 6-BA 2 mg/L+NAA 0.3 mg/L, the propagation coefficient reached
7.2. Adding L-proline and hydrolysis of complex protein on propagation coefficient had little effect on, but,
they can effectively improve the growth state of plantlet. The medium supplemented with 1/2MS + 0.4 mg/L
NAA + 20 g/L sucrose was the best for rooting of plantlet. The survival rates of plantlets reached 90% in
three conditions: river sand, peaty soil, and 3:1 of vermiculite+peaty soil.
Key words: ovary; Hemerocallis hybridus‘Stella D’oro’; explant; tissue culture
0 引言
‘ 金娃娃’萱草 (Hemerocallis hybridus‘Stella
D’oro’)为百合科(Liliaceae)萱草属(Hemerocallis)多年
生宿根草本植物,是从国外引进的杂交品种。植株矮
杨丽莉等:以子房为外植体的‘金娃娃’萱草组织培养技术的研究
小,花期长,太原地区从 5—9月底连续开花,盛花期
6—8月。花色金黄,花序繁茂,层出不穷,连片种植,
景色壮观。‘金娃娃’萱草抗逆性极强,管理粗放,可以
部分替代草坪,南北方地区均适宜种植,是国内园林应
用最广的萱草品种之一,市场空间和发展潜力巨大。
常规的萱草繁育方法采用分蘖繁殖方式,速度慢,
繁殖效率低,种苗质量差,难以满足市场快速发展的需
要。利用组织培养工厂化育苗技术繁育萱草,可有效
解决限制萱草繁殖的瓶颈问题。
国内外对萱草的组织培养研究已有一些报道。在
国外,Meyer[1]和Griesbach[2]曾先后对萱草的组织培养
进行了研究,初步建立了再生体系,但是繁殖系数较
低。国内,倪新等[3]用上部花梗切断诱导愈伤组织再生
植株,频率较低,而且,不同品种存在很大差异。王汉海[4]
首次以‘金娃娃’萱草的茎尖为外植体,在MS+0.1 mg/L
6-BA+0.5 mg/L NAA上诱导出不定芽,但是,以茎尖为
外植体时存在破坏母本苗及材料受限的问题。姜凤英
等[5]认为以不同器官做外植体,愈伤组织诱导分化能力
脚芽>花蕾>花茎>花瓣;孔刚等[6]的试验结果是大花萱
草同一品种不同部位的愈伤组织诱导率不同,花茎优
于花瓣;王晓娟[7]比较了叶片、根段、茎尖和子房等外植
体愈伤组织诱导的方法,认为茎尖>叶片>根段,子房污
染率较高;路光等[8]研究了影响试管苗继代增殖的因
素,表明光照强度在 1000~2000 lx、琼脂 6 g/L、蔗糖
30 g/L以及2~4℃低温处理可提高增殖系数,且试管苗
叶色深绿健壮。以上研究对于外植体的选择、技术的
可操作性及组织培养体系建立的完整性方面缺乏系统
性。笔者以子房为外植体,从初代培养外植体的消毒
灭菌技术方法,到愈伤组织诱导分化培养基、试管苗快
繁培养基、生根培养基等方面进行了较全面系统的研
究,以期为工厂化育苗提供系统的技术参数。
1 材料和方法
1.1 试验时间
田间试验于 2006年在山西省农业科学院旱地农
业研究中心(山西太原)苗圃进行,室内试验在山西省
农业科学院旱地农业研究中心种质资源室进行。
1.2 试验材料
材料来源于山西省农业科学院旱地农业研究中心
(山西太原)苗圃种植的 2~3年生分蘖苗,取样时间为
5—8月盛花期。
1.3 试验方法
1.3.1 材料的消毒灭菌 取大田发育正常的花蕾,用自
来水冲洗干净外部的灰尘。用 75%(v/v)的乙醇浸泡
3~5 min,蒸馏水冲洗2~3次,再用0.1%(w/v)HgCl2分别
灭菌5、8、10、15 min,无菌水浸泡、冲洗3~4次,然后剥
离外部花瓣,露出子房,横切成片状接种在MS+6-BA
2 mg/L+IBA 0.4 mg/L+蔗糖 30 g/L+琼脂粉 7 g/L (pH
5.8)的培养基上,分别进行花蕾高强度灭菌效果和子
房生长状态的观察。
1.3.2 愈伤组织诱导和分化 以子房为外植体的愈伤组
织诱导的方法同上。子房切块接种于 11种不同激素
配比的愈伤组织诱导培养基上,每个培养皿接30个子
房切片,每种培养基接3~4个培养皿,共计80~90块左
右。25℃暗培养 30天,统计愈伤组织数,计算愈伤组
织诱导率。选择生长状况一致的不同诱导培养基上的
愈伤组织60块分别转接入相同的分化培养基,置于培
养箱中 25℃条件下,光照培养 12 h/d,光照强度 2000~
3000 lx,30天统计再生不定芽的愈伤数,计算愈伤组
织再生频率。分化培养基为MS+6-BA 1 mg/L+IBA
0.4 mg/L+蔗糖30 g/L+琼脂粉7 g/L(pH 5.8)。
愈伤组织诱导培养基主要选择了不同浓度和配比
的 6-BA、2.4-D和 KT的 11种培养基,分别是:6-BA
1 mg/L、6-BA 2 mg/L、6-BA 2 mg/L + 2.4-D 1 mg/L、
6-BA 2 mg/L + KT 1 mg/L、6-BA 3 mg/L、6-BA
3 mg/L + 2.4-D 1 mg/L、6-BA 3 mg/L + KT 1 mg/L、
6-BA 4 mg/L + 2.4-D 1 mg/L、6-BA 4 mg/L、6-BA
6 mg/L +2.4-D 1 mg/L和6-BA 6 mg/L。基本培养基为
MS+NAA 0.3 mg/L+蔗糖30 g/L+琼脂粉7 g/L,pH 5.8。
愈伤组织诱导率 =(愈伤组织数/接种外植体
数)×100%;
愈伤组织分化率=(分化愈伤组织数/接种愈伤组
织数)×100%。
1.3.3 不定芽增殖培养基的优化 选取以上长势良好、
大小均匀的无菌苗转接到用于不同研究内容的培养基
上,每瓶 8株,每种培养基 5瓶。25℃光照培养 24~28
天,分别统计增殖苗的数量,计算繁殖系数。
增殖倍数=繁殖系数=增殖苗数/原接种小苗数。
(1)不定芽增殖不同基本培养基的优化。选择
MS、B5和N6 3种基本培养基,附加 6-BA 2 mg/L、IBA
0.4 mg/L、蔗糖30 g/L、琼脂粉7 g/L(pH 5.8)。
(2)不定芽增殖不同激素配比培养基的选择。主
要选择了不同浓度和配比的6-BA、IBA和NAA 6种培
养基,分别是:6-BA 3 mg/L + NAA 0.3 mg/L、6-BA
3 mg/L + IBA 0.3 mg/L、6-BA 2 mg/L + NAA 0.3 mg/L、
6-BA 2 mg/L + IBA 0.3 mg/L、6-BA 1 mg/L + NAA
0.3 mg/L和6-BA 1 mg/L + IBA 0.3 mg/L。基本培养基
为MS +蔗糖30 g/L+琼脂粉7 g/L,pH 5.8。
(3)高有机添加物的培养基的设置。高有机添加
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物的培养基是在MS添加 2 mg/L 6-BA和 0.3 mg/L
NAA的基本培养基上,添加 200 mg/L L-脯氨酸和
500 mg/L水解络蛋白。
1.3.4 试管苗的生根培养 无根小苗接种在不同的生根
培养基上,每瓶接 8株,每种培养基接种 5瓶。25℃光
照培养,第 10天起观察、记录生根情况,测量根长,统
计生根数,计算生根率。
生根率=(生根苗数/接种苗数)×100%;
平均根数=所有苗根数总和/40;
平均根长=20株的根长之和/20;
生根培养基中的基本培养基为 1/2MS+20 g/L蔗
糖+ 6.5 g/L琼脂,pH 5.8。分别添加 IBA 0.2、0.4、
0.6 mg/L,NAA 0.2、0.4、0.6 mg/L。
1.3.5 试管苗的驯化与移栽 在温室内开瓶练苗 3天
后,取出小苗洗净根部的培养基,再用 0.1%多菌灵药
水洗根,移植在拱棚内不同基质的苗床上,选择粗河
沙、蛭石+泥炭土(3:1)、泥炭土3种不同介质。移栽完
毕后浇透水,并用 0.1%的百菌清或多菌灵喷雾保苗。
遮盖60%的遮荫网1周,并保持一定的温度、湿度和光
照,观察试管苗的生长状况,统计成活率。
2 结果与分析
2.1 不同HgCl2处理时间对花蕾灭菌效果和子房切片
生长状态的影响
对不同植物器官或组织的消毒灭菌一般有2种方
法,一种是直接灭菌外植体,另一只是间接灭菌外植体
的方法。从文献报道中看,主要是对外植体采取直接
灭菌的方法[7]。笔者选择了间接灭菌外植体,即直接
灭菌花蕾,无菌条件下再剥离花瓣露出子房,切片接种
于诱导培养。
由表 1可以看出,花蕾在灭菌 5 min时,灭菌时间
短,灭菌不彻底,仍有杂菌存在,在剥离花瓣时带入,导
致污染率达24%。随着灭菌时间达到10、15 min,花瓣
外部已经受到HgCl2的严重伤害变为褐色,而子房由
于不直接接触HgCl2,未受到伤害,均表现出正常的生
长状态,培养 28天后,无褐化、死亡现象发生;污染率
随灭菌时间的延长降低为零,外植体的成活率显著提
高到100%。所以,以花蕾为灭菌材料,用75%(v/v)的乙
醇浸泡 3~5 min,0.1% (w/v) HgCl2 10~15 min,无菌条
件下再剥离花瓣露出子房进行培养的方法,是以子房
为外植体的萱草启动培养最佳灭菌方法。
2.2 不同激素配比对子房愈伤组织诱导与分化的影响
在植物组织培养中,培养基是否合适,植物激素的
配比是至关重要的因素。将子房切片接种于含不同激
素配比的11种培养基上(见表2)。第5天开始切块边
缘开始膨大突起,并在边缘逐渐生长白色愈伤组织。
15天后愈伤组织转化成淡黄色,结构致密,色泽鲜
亮。22天后愈伤组织表面开始出现点状突起。30天
已有很多芽点,生长状况良好,见图 1。但是,不同培
养基愈伤组织诱导率及愈伤组织色泽、结构和状态存
在很大差异(表2)。
培养初期,6-BA含量越高,子房切块膨大的越
早。在同等6-BA含量的条件下,附加2,4-D的培养基
愈伤组织产生的量比附加KT和单纯 6-BA的培养基
产生的早而且量大。6-BA含量不同,愈伤组织的质量
存在很大差别。在只含 6-BA的 F1、F2、F5、F9和 F11上,
随浓度的升高,愈伤组织量增大。6-BA为 2 mg/L(F2)
和3 mg/L(F5)愈伤组织呈黄绿色,结构紧密,6-BA达到
4 mg/L(F9)和6 mg/L(F11)愈伤组织呈松散的黄白色。
在 6-BA 2 mg/L和 3 mg/L,添加 1 mg/L 2.4-D的
F3、F6上愈伤组织生长量大而且生长状态最好,黄绿
色、结构致密、分布大量芽点,生长旺盛;添加 1 mg/L
KT的F4、F7愈伤组织的生长状态分别与F2、F5相比,差
别不大。
将上述各愈伤组织分别转接到同种分化培养基上
发现,只含 6-BA的F2、F5、F9和F11上诱导的愈伤组织,
随着浓度的升高,分化率下降,愈伤组织的生长量增
加;值得注意的是,在产生愈伤组织的培养基上,不定
芽的分化是伴随着愈伤组织生长同时发生的。F8~F10
上诱导的愈伤组织,不定芽的分化率很低。同时含有
6-BA和 1 mg/L 2.4-D的培养基上,愈伤组织分化率低
于只含6-BA的培养基,但是愈伤组织生长量大;含KT
的与只含6-BA的相比,愈伤组织诱导率差别不大,分化
率略低。在F1上的愈伤组织生长量很小,但是分化率相
对较高,主要以不定芽的方式再生植株。所以,愈伤组
升汞处理时间/min
5
8
10
15
接种外植体数/块
50
50
50
50
成活外植体数/块
38
46
50
50
外植体成活率/%
76
92
100
100
外植体褐化率/%
0
0
0
0
污染率/%
24
8
0
0
表1 升汞处理时间对花蕾消毒效果和子房生长状态的影响
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杨丽莉等:以子房为外植体的‘金娃娃’萱草组织培养技术的研究
图1 愈伤组织 图2 愈伤组织分化
表2 不同激素配比对子房愈伤组织诱导率和分化率的影响
序号
F1
F2
F3
F4
F5
F6
F7
F8
F9
F10
F11
激素/(mg/L)
6-BA 1
6-BA 2
6-BA 2+2.4-D 1
6-BA 2+ KT 1
6-BA 3
6-BA 3+2.4-D 1
6-BA 3+ KT 1
6-BA 4+2.4-D 1
6-BA 4
6-BA 6+2.4-D 1
6-BA 6
愈伤组织诱导状况
接种数/个
88
92
92
94
87
102
81
84
96
95
87
出愈数/个
58
80
82
81
76
92
72
81
92
92
84
诱导率/%
66.0
86.9
89.1
86.1
87.4
90.2
88.9
96.4
95.8
96.8
96.6
生长状态
黄绿色坚硬
黄绿色球状致密
黄绿色球状致密
黄绿色球状致密
黄绿色球状致密
黄绿色致密
黄绿色致密
黄白色松散
黄白色松散
黄白色松散
黄白色松散
分化状况
愈伤数/个
60
60
60
60
60
60
60
60
60
60
60
分化数/个
23
36
40
33
35
30
32
14
19
5
7
分化率/%
38.3
60.0
66.6
55.0
58.3
50.0
53.3
23.3
31.7
8.3
11.7
培养基
MS
B5
N6
第1代
增殖数/个
224
216
136
繁殖系数
5.6
5.4
3.4
第2代
增殖数/个
208
224
128
繁殖系数
5.2
5.6
3.2
第3代
增殖数/个
224
244
120
繁殖系数
5.6
6.1
3.0
第4代
增殖数/个
232
248
96
繁殖系数
5.8
6.2
2.4
表3 不同基本培养基、不同继代次数对繁殖系数的影响
织诱导培养基为:MS+2 mg/L 6-BA+2,4-D 1 mg/L+
0.3 mg/L NAA,见图2。
2.3 不定芽增殖最佳培养基的优选
2.3.1 不同基本培养基对繁殖系数的影响 在离体条件
下,植物组织良好生长条件的营养需求,随植物种类、
器官和组织的不同而变化。目前,对比较适合多种植
物组织营养要求的培养基已有很多配方,其中,MS培
养基是应用最普遍的一种。笔者的试验中,除了MS
外还选择了B5和N6 2种基本培养基进行研究。
将再生的不定芽分切成单个小芽接种到激素水平
一致的3种不同基本培养基上,每代、每种培养基接种
40苗。试验发现(表 3),继代 1次,MS和B5的繁殖系
数相差0.2;第2代时,B5明显高于MS培养基0.4;继第
3代、第 4代时,繁殖系数B5明显高于MS培养基 0.4~
0.5。说明在其他条件都相同的情况下,B5培养基比
MS培养基更适宜长期继代繁殖,N6培养基最差,不适
宜萱草的快繁培养。
2.3.2 不同激素配比对繁殖系数的影响 将分切下来的
单芽分别接种于6种不同激素配比的培养基上(表4),
培养28天观察发现,‘金娃娃’萱草的组培繁殖过程分
为愈伤组织途径和器官发生途径2种方式。在3 mg/L
6-BA的高浓度培养基Y1和Y2上,转接芽基部产生大
量愈伤组织,同时分化出大量植株,即再生植株的分化
和生长是伴随着愈伤组织的生长同时进行的。这些芽
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的生长在第1代时均为无效苗,苗矮小而且弱,不能直
接用于生根,需分切后继代于低浓度 1~2 mg/L 6-BA
培养基上壮苗,才能成为有效苗。但是它分化的植株
量是相当大的,因此繁殖系数很高,可达6.7~7.2。
在 2 mg/L 6-BA的Y3和Y4上,转接芽的基部只产
生少量愈伤组织,同时伴随着芽的增殖,繁殖系数为
5.8~6.3。虽然繁殖系数略低于Y1和Y2,但是有效苗
多,苗壮,可直接用于生根培养。在1 mg/L 6-BA的Y5
和Y6上,转接芽基部不产生愈伤组织,主要以器官发
生途径增殖生长。虽然繁殖系数只有4.8,但是试管苗
生长整齐,有效苗率可达 80%以上。同浓度 6-BA,不
同浓度NAA或 IBA,试管苗的生长状态没有明显的变
化。但是,在分别含NAA和含 IBA的培养基上,苗的
生长状态有明显的差别。IBA的培养基上(Y2、Y4、Y6)
苗高、叶窄;NAA的培养基上(Y1、Y3、Y5)苗矮小、叶宽,
有利于后期生根培养。因此,快繁培养以2 mg/L 6-BA
附加0.3 mg/L NAA为连续继代培养基。
2.3.3 高有机物对繁殖系数的影响 添加 L-脯氨酸
200 mg/L和 500 mg/L水解络蛋白的高有机物培养基
和普通培养基上同时转接芽,培养26天观察统计结果
发现,高有机物培养基与普通培养基在繁殖系数上没
有明显的区别,说明有机物不是不定芽增殖的主要影
响因素。但是,从苗的生长状况来看,高有机物培养基
上,苗的健壮度和生长势明显好于普通培养基,株高、
叶宽、叶色浓绿(表5)。
从基本培养基、不同激素培养基和高有机物培养
基3个方面,对不定芽的增殖培养进行了系统的研究,
结果表明,基本培养基以B5最适合长期继代繁殖,MS
次之;激素配比以2 mg/L 6-BA加0.3 mg/L NAA为宜,
繁殖系数可达 6.3,试管苗健壮;L-脯氨酸 200 mg/L和
500 mg/L水解络蛋白的高有机物培养基对繁殖系数
没有影响,但是,可有效提高试管苗的质量(图3)。
2.4 试管苗的生根培养
将继代培养得到的2~3 cm高、生长健壮的试管苗
接种到生根培养基上,观察、记录,27天统计生根数、
测量根长。
IBA 和 NAA 均能使试管苗生根,生根率达
100%。但不同种类、不同浓度对试管苗生根的效果不
同,见表 6。添加NAA的培养基,试管苗生根比 IBA
早,前期生根数多;生根数比 IBA培养基多而且短、粗,
但是,IBA培养基上的试管苗根比NAA苗高、根长。
影响试管苗的移栽成活率的主要因素是根的数量,平
均生根数最多的培养基是 G5,最佳生根培养基为
1/2MS + 0.4 mg/L NAA + 20 g/L 蔗糖 + 6.5 g/L 琼脂
(图4)。
2.5 试管苗的过渡栽培
组培苗的过渡栽培环节是实现快速繁殖的最后一
个重要环节。技术关键是保持介质的保水和透气性,
保持较低的温度和较高的湿度。
序号
Y1
Y2
Y3
Y4
Y5
Y6
激素配比/(mg/L)
6-BA 3+ NAA 0.3
6-BA 3+ IBA 0.3
6-BA 2+ NAA 0.3
6-BA 2+ IBA 0.3
6-BA 1+ NAA 0.3
6-BA 1+ IBA 0.3
接种数
30
30
30
30
30
30
增殖数
174
189
216
201
141
144
繁殖系数
5.8
6.3
7.2
6.7
4.7
4.8
苗的状态
叶宽、苗矮小、大量愈伤
叶长、苗高、较细弱、大量愈伤
叶宽、苗矮小、少量愈伤
叶长、苗高、较细弱、少量愈伤
叶宽、苗矮小、无愈伤
叶长、苗高、较细弱、无愈伤
表4 不同激素配比对繁殖系数的影响
注:基本培养基为MS +蔗糖30 g/L+琼脂粉7 g/L。
培养基
普通
高有机物
接种数
/个
30
30
增殖数
/个
186
183
繁殖系数
6.2
6.1
苗的状态
植株高、叶宽、叶色浓绿
植株低、叶窄、叶色浅绿
表5 高有机物对繁殖系数的影响
注:基本培养基为MS +6-BA 2 mg/L+ IBA 0.3 mg/L+蔗糖 30 g/L+
琼脂粉7 g/L。
图3 试管苗快速繁殖
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杨丽莉等:以子房为外植体的‘金娃娃’萱草组织培养技术的研究
适合于栽种试管苗的基质要具备透气性、保湿性
和一定的肥力,容易灭菌处理,并不利于杂菌滋生的特
点,一般可选用珍珠岩、蛭石、砂子等。为了增加粘着
力和一定的肥力可配合草炭土或腐殖土。笔者将萱草
组培苗移栽到粗河沙、蛭石+泥炭土(3:1)和泥炭土 3
种介质,成活率均能达到90%以上,并在短时期内生长
良好。以粗河沙为介质的小苗 1周需浇一次MS营养
液,才能保持叶色的浓绿。以粗河沙为移栽介质,可以
有效降低成本。
试管苗在开瓶、练苗2~3天后,移栽时用0.1%多菌
灵药水洗涤根后,可有效抑制霉菌等对苗的侵害。在
同样的管理条件下,苗的坏死率可降低6.2%。
苗的移栽初期,保持较高的湿度是移栽中要特别
注意的问题。试管苗的角质层不发达,蜡质层很薄,叶
片通常没有表皮毛,而且,气孔的数量、大小也往往超
过实生苗。较低的温度,较高的湿度,并保持拱棚内的
通风可有效提高苗的成活率。
3 结论与讨论
(1)植物材料的灭菌是组织培养的第一个步骤,是
植物离体培养成败的关键。既要保证消灭外植体携带
的各种污染微生物,又要把对植物组织的伤害降低到
最小。对不同植物器官或组织的消毒灭菌一般有直接
灭菌和间接灭菌2种方法。从文献报道看[9-11],对外植
体,如茎尖、花茎、子房、花蕾等均采用的直接灭菌的方
法。该方法如果灭菌时间短,就不能有效清除杂菌,会
造成培养物的污染;灭菌时间长,消毒剂会对材料造成
伤害,降低培养效率[11]。王晓娟[7]以子房为外植体直接
灭菌结果污染率很高。笔者选择了高强度 [0.1%
(w/v) HgCl2 10~15 min]间接灭菌花蕾,无菌剥离子房
的方法,灭菌效果极佳,也不会伤害子房,实现了初代
培养的零污染、零褐化死亡,提高了培养效率。
(2)植物具有全能性的细胞通常有受精卵、发育中
的分生组织细胞、雌雄配子及单倍体细胞 3类 [12]。所
以,外植体的选择多数采用茎尖[9-10,13]。通常茎尖分生
组织脱分化产生愈伤组织,继而分化植株,再生频率较
高。笔者选择子房作为外植体,愈伤组织诱导率和再
生频率最高可达96.6%和66.6%。而且,以花蕾为灭菌
材料不会破坏母本苗,也增加了取样量;灭菌效果优于
茎尖,操作简便,综合效率高。
(3)常规植物组织培养的培养基类型有MS、B5和
N6等多种。已有的研究均证实MS是大花萱草离体培
养最适宜的培养基[4,7,9,14]。但是,笔者在连续继代研究
中发现,第1代时MS优于B5,第2~4代繁殖系数MS低
于B5 0.4~0.5。可能是因为,随着继代时间的延长,培
养物会对培养基成分产生累积效应,也有可能是由于
材料群体小、质量差异造成的偏差,这一问题还有待于
进一步深入探讨。
(4)试管苗的增殖是微繁的关键时期,有效地诱导
植物产生小苗或促进良好的增殖,重要的是调节好培
养基中细胞分裂素和生长素的种类和配比。‘金娃娃’
萱草的微繁殖是伴随着愈伤组织的产生同时进行的。
低浓度的 6-BA有利于芽的伸长,但芽的数量少;过高
浓度的6-BA诱导芽数量过多,但芽的生长慢[15]。试验
序号
G1
G2
G3
G4
G5
G6
激素/(mg/L)
IBA 0.2
IBA 0.4
IBA 0.6
NAA 0.2
NAA 0.4
NAA 0.6
生根数/条
13 d
4
0
8
10
10
13
18 d
24
21
65
73
162
115
21 d
94
82
114
142
168
136
24 d
114
100
141
172
199
187
27 d
138
130
175
187
201
193
平均根数/条
3.45
3.25
4.37
4.67
5.02
4.83
平均根长/cm
2.43
2.56
2.94
2.55
2.38
2.22
表6 不同激素培养基对试管苗生根的影响
注:基本培养基为1/2MS+20 g/L蔗糖+ 6.5 g/L琼脂,pH 5.8。
图4 试管苗生根状况
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中国农学通报 http://www.casb.org.cn
中,高浓度 6-BA(3 mg/L)+2.4-D 1 mg/L诱导愈伤组
织,低浓度6-BA(1 mg/L)诱导分化,2种培养基交替使
用可以达到很好的繁殖效果。因此,组织培养中快速
繁殖的工程不是一个培养基贯穿始终的过程,需根据
培养物的实际生长状况,适时调节激素浓度,才能达到
良好的培养效果。
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