全 文 :高 凤,王 雪,张婷婷,等. 萱草引进新品种“Forgotten Dreams”的组织培养技术[J]. 江苏农业科学,2012,40(8):60 - 62.
萱草引进新品种“Forgotten Dreams”的组织培养技术
高 凤,王 雪,张婷婷,董 丽
(北京林业大学园林学院,北京 100083)
摘要:本试验主要为萱草(Hemerocallis)引进品种“Forgotten Dreams”建立组织培养快繁体系。研究结果表明,以
分枝处幼嫩花枝为外植体,灭菌方法为 75%乙醇 20 s + 1. 0% NaClO 10 min,获得最佳启动培养基为 MS + 1. 0 mg /L
6 - BA + 0. 2 mg /L NAA + 30 g /L蔗糖 + 6. 5 g /L琼脂,6 - BA对愈伤组织分化的促进作用明显高于 KT;最佳继代培
养基为 MS + 2. 0 mg /L 6 - BA + 0. 01 mg /L NAA + 30 g /L蔗糖 + 6. 5 g /L琼脂,增殖系数可达 3. 36 倍,继代次数的增
加会使丛生芽的增殖系数有一定下降;最佳生根培养基为 1 /2MS + 0. 05 mg /L NAA + 30 g /L蔗糖 + 6. 5 g /L琼脂,生
根率达 100%,NAA对生根的促进作用明显好于 IBA。
关键词:萱草;组织培养;外植体;培养基;激素;正交试验
中图分类号:S682. 1 + 90. 38 文献标志码:A 文章编号:1002 - 1302(2012)08 - 0060 - 03
收稿日期:2012 - 04 - 29
基金项目:国家“948”项目[编号:2002 - 08(2)]。
作者简介:高 凤(1988—),女,山东泰安人,硕士研究生,主要从事
园林植物组培与栽培的研究。E - mail:710284039@ qq. com。
通信作者:董 丽,教授,博士生导师,主要从事园林植物应用与基础
的教学和研究工作。E - mail:dongleah@ yahoo. com. cn。
萱草(Hemerocallis)是中国的传统名花,最早记载见于
2 500 年前的《诗经》[1],后于 19 世纪初引种到欧美,逐渐成
为重要的园林、庭院植物[2]。其叶丛优美,花色花形丰富,花
期不尽相同(也有多次开花现象),适应性强(耐旱[3]、耐
阴[4]、部分耐盐碱[5]),应用方式多样,在城市绿化和园林景
观建设中有重要作用。但当前我国园林中常用的萱草品种以
单色品种(红色[6]、黄色[4,7]等)为主,且黄色居多,而国外紫
红花色新品种“Forgotten Dreams”的引进则会为园林景观再
添一笔新色。传统萱草种苗生产多采用分株繁殖,繁殖系数
低(2 ~ 5 倍),周期长(1 年),而组织培养快繁技术可以提高
繁殖系数,打破季节局限。国内外关于萱草组织培养的研究
较多,但不同品种所需激素种类[8 - 9]、浓度、培养方法等不尽
相同[4,10],本试验重点对引进新品种“Forgotten Dreams”的组
织培养技术进行研究,为其快速推广提供技术支撑。
1 材料与方法
1. 1 材料
本试 验 所 用 萱 草 (Hemerocallis)新 品 种“Forgotten
Dreams”从荷兰引进,植株健壮,叶片较宽,花葶高 31 ~
45 cm。花暗紫红色,中部深,外部浅,有黄绿色喉和暗紫色皱
边,花径 13 ~ 14 cm。田间观测北京地区气候条件下花期为 6
月 26 日至 7 月 25 日。试验所用外植体为分枝处的幼嫩
花枝[4,11 - 12]。
1. 2 方法
1. 2. 1 外植体灭菌 采用双重灭菌法[4],即先用 75%乙醇
振荡灭菌 20 s,无菌水冲洗 2 次,然后放入 1. 0% NaClO溶液
中轻轻振荡,灭菌 10 min。NaClO灭菌后,用解剖刀切取大小
适当(一般 0. 3 ~ 0. 7 cm)的外植体,接种于启动培养基上。
接种 15 ~ 20 d后统计外植体的污染率、褐化率、存活率。
1. 2. 2 启动培养 采用三因素三水平正交试验设计。以 MS
为基本培养基,6 - BA和 KT 分别选用 0、1. 0、2. 0 mg /L 3 个
水平,NAA选用 0. 05、0. 10、0. 20 mg /L 3 个水平。记录诱导
愈伤组织所需时间,接种 3 周后开始记录愈伤组织产生位置
及生长情况,并统计愈伤组织诱导率。5 周后将愈伤组织块
在空白 MS上培养 2 周,以消除前期激素的影响,然后分割转
接到继代培养基上。
1. 2. 3 继代培养 采用二因素三水平完全随机区组试验设
计。以 MS为基本培养基,选用 6 - AB、NAA 2 种激素进行丛
生芽继代增殖培养,6 - BA 选用 0. 5、1. 0、2. 0 mg /L 3 种浓
度,NAA选用 0. 01、0. 05、0. 1 mg /L 3 水平。每 4 周继代 1
次,分别统计从生芽增殖倍数和不定芽长势。
1. 2. 4 生根培养 采用二因子三水平完全随机区组试验。
选择 2 ~ 3 cm高、叶色浓绿、生长健壮整齐的试管苗进行生根
培养。选择 NAA和 IBA作为主要激素因子[4,12 - 13],浓度分别
为 0. 05、0. 1、0. 2 mg /L,基本培养基为 1 /2MS。同时设 1 组空
白 MS和 1 /2MS培养基作对比。3 周后统计无根苗生根率、
平均根数、平均根长。
上述培养基均添加 30 g /L蔗糖和 6. 5 g /L琼脂,培养均
在培养室中进行,培养室温度为(23 ± 1)℃,光照强度 2 000
~ 3 000 lx,光 -暗周期 16 h - 8 h。
2 结果与分析
2. 1 最佳启动培养基的筛选
接种 15 d左右,外植体与培养基相接触面开始膨大并向
外翻卷,18 d左右,膨大部分颜色开始变浅,表面出现凹凸。
各外植体愈伤组织生长情况不同,较好的愈伤组织多发生于
外植体的底部切口处,质地紧密,颜色较浅,表面会出现绿色
凸点,并逐渐长成绿色、健康小芽(图 1)。生长情况一般的愈
伤组织,多发生于外植体中部的分枝点,这部分愈伤组织颜色
较浅,外形呈白色泡状,质地疏松,而且体积小,后期观察此类
愈伤组织很难长出小芽,或者出现的小芽细小黄弱。
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DOI:10.15889/j.issn.1002-1302.2012.08.136
接种 30 d后,愈伤组织发生统计情况如表 1。
对愈伤组织诱导率进行极差分析,结果见表 2。
通过极差分析(表 2)可以看出,在“Forgotten Dreams”愈
伤组织诱导过程中,影响最大的因素是 6 - BA。缺乏 6 - BA
的培养基中,愈伤组织诱导率极低,但 6 - BA 为 1. 0 mg /L 时
的愈伤组织诱导率高于 6 - BA 浓度为 2. 0 mg /L 时的诱导
率。KT和 NAA对愈伤组织诱导的影响不大,KT甚至对愈伤
组织的形成有一定的抑制作用。
表 1 不同激素种类及浓度对“Forgotten Dreams”愈伤组织诱导的影响
培养基
代号
6 - BA
(mg /L)
KT
(mg /L)
NAA
(mg /L)
接种外植体
数(个)
启动外植体数(个)
较好愈伤 一般愈伤
启动率
(%)
启动时间
(d) 生长情况
启 M1 0 0 0. 05 26 0 0 0 无 外植体只有少量膨大,并无翻卷或愈伤,直至褐化死亡
启 M2 0 1 0. 10 18 0 0 0 无 外植体只有少量膨大,并无翻卷或愈伤,直至褐化死亡
启 M3 0 2 0. 20 20 0 2 10. 0 26 少量膨大,愈伤生长情况一般
启 M4 1 0 0. 10 33 7 6 39. 39 22 愈伤生长良好,紧密,黄绿色,发生于外植体的底部,有较
多的芽点和小芽,已经出现小叶
启 M5 1 1 0. 20 30 5 3 26. 67 18 愈伤总体较启 M4 小,黄绿色,较为紧密,小芽生长较好,
部分褐化
启 M6 1 2 0. 05 39 8 4 30. 77 24 愈伤较小,多发生于外植体底部,较为紧密;另在外植体
顶部有部分直接出现小芽;外植体褐化较多。
启 M7 2 0 0. 20 39 8 4 30. 77 18 愈伤生长较好,多发生于外植体底部,芽较小,但是比较多
启 M8 2 1 0. 05 29 2 6 27. 59 24 愈伤发生于分枝处,愈伤块较小,黄色近白绿色,芽点很少
启 M9 2 2 0. 10 28 0 5 17. 86 26 外植体膨大,愈伤很少,愈伤块小且弱,几乎无芽点。玻
璃化较多
注:启动率 =出愈外植体数 /接种外植体总数。
表 2 不同激素种类及浓度对“Forgotten Dreams”
愈伤组织诱导的极差分析
项目
启动率(%)
6 - BA KT NAA
K1 10. 00 70. 16 58. 36
K2 96. 83 54. 25 57. 25
K3 76. 21 58. 63 67. 44
k1 3. 33 23. 39 19. 45
k2 32. 28 18. 08 19. 08
k3 25. 40 19. 54 22. 48
R 28. 95 5. 31 3. 40
从愈伤组织生长情况来看,在缺乏 6 - BA 时,愈伤组织
量少,且生长情况差;6 - BA为 1. 0 mg /L时,愈伤组织生长情
况总体较好,多产生于外植体底部,颜色偏黄绿,质地紧密,绿
色芽点较多;而当 6 - BA为 2. 0 mg /L 时,愈伤组织发生于外
植体的底部和中部,生长情况一般,体积小,尤其是发生于中
部的愈伤,偏白色且密度小,芽点也很少。因此,6 - BA 浓度
以 1. 0 mg /L为最佳,另外 2 种激素对丛生芽生长情况影响不
显著。
从愈伤组织产生的位置来看,多数愈伤组织是在外植体
底部产生。另外,当 NAA 为 0. 05 mg /L 时,有较多的愈伤组
织发生于外植体的中部,有一些还会直接长出绿色的丛生小
芽,而其他浓度的 NAA 就鲜有这种现象。因此,0. 05 mg /L
的 NAA很有可能是促进外植体中部未接触培养基部分的细
胞分化的因素之一。综上分析可以看出,能够促进愈伤组织
分化的最佳培养基为 MS +1. 0 mg /L 6 - BA +0. 2 mg /L NAA
+30 g /L蔗糖 +琼脂 6. 5 g /L。
2. 2 最佳增殖培养基的筛选
选择启动培养中生长较为一致的愈伤组织块接种到增殖
培养基中。由于在愈伤组织产生不久就基本上已经产生小
芽,因此接入增殖培养基的愈伤组织都是带有少量丛生芽的
愈伤组织块。继代周期为 30 d,分别记录增殖倍数(表 3)。
表 3 不同激素种类及浓度和继代次数对丛生芽增殖的影响
培养基
种类
6 - BA
(mg /L)
NAA
(mg /L)
增殖倍数
第 1 次
继代
第 2 次
继代
第 3 次
继代
平均增殖
倍数
J1 0. 5 0. 01 3. 83 2. 27 1. 90 2. 67
J2 0. 5 0. 05 2. 46 1. 76 1. 68 1. 97
J3 0. 5 0. 10 1. 68 1. 98 1. 69 1. 78
J4 1. 0 0. 01 2. 28 2. 12 1. 60 2. 00
J5 1. 0 0. 05 3. 45 1. 97 2. 06 2. 49
J6 1. 0 0. 10 2. 92 2. 49 1. 90 2. 44
J7 2. 0 0. 01 3. 36 3. 36 2. 30 3. 01
J8 2. 0 0. 05 1. 98 2. 69 2. 33 2. 33
J9 2. 0 0. 10 1. 79 2. 63 2. 26 2. 23
K1 6. 42 7. 67
K2 6. 93 6. 79
K3 7. 57 6. 45
k1 2. 14 2. 56
k2 2. 31 2. 26
k3 2. 52 2. 15
R 0. 38 0. 41
注:增殖倍数 =继代结束后小芽数 /继代初期小芽数;平均增殖倍数
=(第一次增殖倍数 +第二次增殖倍数 +第三次增殖倍数)/3;表格
下部的极差分析是以平均增殖倍数为依据的。
—16—高 凤等:萱草引进新品种“Forgotten Dreams”的组织培养技术
通过表 3 可以看出,6 - BA在丛生芽的增殖中作用显著,
随着 6 - BA浓度的增加,丛生芽的增殖倍数一直在上升。同
时,NAA对丛生芽的增殖作用也较为显著,随着 NAA 浓度的
增大,丛生芽的增殖倍数一直在下降,说明低浓度的 NAA 更
能促进丛生芽增殖,在浓度为 0. 01 mg /L 时丛生芽的增殖倍
数最高。平均增殖倍数以 J7 和 J1 的较高,但是 J1 中小苗较
为细弱,而 J7 中小苗较为健壮,叶色浓绿。另外,从 3 次继代
情况来看,J7 中小苗在经过 3 次继代后仍能保持较好的生长
情况和增殖情况,而其他的培养基中小苗的增殖倍数都有不
同程度下降。J8、J9 中的小苗生长后期都有些畸形,可能是
因为激素浓度比较高的缘故。综上分析,MS + 2. 0 mg /L
6 - BA +0. 01 mg /L NAA +30 g /L蔗糖 + 6. 5 g /L琼脂为筛
选的最佳增殖培养基。
2. 3 最佳生根培养基的筛选
将增殖后获得的较为健壮的组培苗去除愈伤组织后[14]
转入空白 MS培养基中培养 2 周,以消除前期激素的影响,然
后转入生根培养基中(G1 ~ G6 都是以 1 /2MS 为基本培养
基) ,20 d后统计生根情况,结果如表 4。
由表 4 可以看出,在植株生根过程中,NAA 对生根的促
进作用明显高于 IBA。添加了 NAA 的 1 /2MS 比空白的
1 /2MS中组培苗根的生长情况更好,说明 NAA 对根的形成有
显著的促进作用。随着 NAA浓度的增加,根的生长量开始下
降,说明较低浓度的 NAA更利于根的形成和生长。在 IBA浓
度为 0. 05 mg /L时,根的诱导率也高于空白 1 /2MS,而浓度升
高时根的诱导率开始低于空白 1 /2MS,说明 IBA 只有在低浓
度时才能促进根的形成,浓度高了反而会有抑制作用。另外,
根在空白 MS中比 1 /2MS中生长情况较好,说明在生根初期,
充足的大量元素也可以在一定程度上促进根的生长。总体来
看,不论是生根率、根数还是单根长,G1 都有较为明显的优
势,因此最佳生根培养基应为 1 /2MS + 0. 05 mg /L NAA +
30 g /L 蔗糖 + 6. 5 g /L琼脂。
表 4 不同激素种类及浓度对“Forgotten Dreams”组培苗生根的影响
培养基代号
NAA
(mg /L)
IBA
(mg /L)
生根率
(%)
根数
(条)
单株根长
(cm)
平均单根长
(cm)
最早生根时间
(d)
G1 0. 05 0 100. 00 4. 27 17. 21 3. 69 5
G2 0. 10 0 100. 00 4. 07 8. 35 2. 05 6
G3 0. 20 0 84. 73 4. 68 9. 20 1. 71 7
G4 0 0. 05 93. 34 4. 20 9. 50 2. 29 6
G5 0 0. 10 73. 61 2. 58 5. 48 1. 28 6
G6 0 0. 20 62. 50 1. 95 6. 42 1. 87 8
1 /2MS 79. 17 2. 42 6. 47 2. 13 7
MS 93. 34 3. 73 10. 76 2. 53 5
3 结论
萱草的组织培养采用器官发生型,本试验采用分枝处幼
嫩花枝为外植体,采取 75%乙醇 20s + 1. 0% NaClO 10 min组
合灭菌方法。最佳启动培养基为 MS + 1. 0 mg /L 6 - BA +
0. 2 mg /L NAA +30 g /L蔗糖 + 6. 5 g /L琼脂。启动培养过程
中,KT对愈伤组织分化的促进作用明显低于 6 - BA。另外,
大部分愈伤组织发生于外植体底部接触到培养基的界面处,
但 0. 05 mg /L的 NAA可以在一定程度上促进外植体上部愈
伤组织的产生,甚至会直接产生丛生芽。试验的最佳增殖培
养基为 MS +2. 0 mg /L 6 - BA +0. 01 mg /L NAA +30 g /L蔗
糖 + 6. 5 g /L琼脂,6 - BA 和 NAA 对丛生芽增殖的影响都比
较显著。最佳生根培养基为 1 /2MS + 0. 05 mg /L NAA + 30
g /L蔗糖 + 6. 5 g /L 琼脂,生根率可达 100%。生根培养中,
NAA促进生根的效果明显高于 IBA,IBA 在高浓度时甚至会
抑制生根。另外,充足的大量元素也能在一定程度上促进
生根。
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