全 文 :杂交构树组培快繁体系的建立
刘 芸 1,郭龙妹 1,任淼辉 1,田双梅 2
(1.山西农业大学生命科学学院,山西太谷030801;2.佳县农业技术推广中心,陕西佳县719200)
摘 要:通过对杂交构树的组织培养,研究不同的灭菌方法和激素配比对愈伤组织的诱导、芽的增殖、壮苗及生根
的影响。结果表明,最佳灭菌剂为0.5%的HgCl2,灭菌15min后除菌率达到68.2%;诱导愈伤组织分化的最佳培养
基为MS+1.5mg/L6-BA+1.0mg/LNAA+0.8%琼脂+3%蔗糖;最佳壮苗培养基为MS+1.5mg/L6-BA+0.2mg/L
NAA+0.8%琼脂+3%蔗糖;最佳生根培养基为1/2MS+0.5mg/L6-BA+1.0mg/LNAA+0.8%琼脂+3%蔗糖;移
栽的最佳基质为蛭石,移栽后成活率达到88%。
关键词:杂交构树;组织培养;快繁
中图分类号:S792.99文献标识码:A 文章编号:1002-2481(2016)08-1073-04
Establishment of Tissue Culture and Rapid Propagation System
of Hybrid Broussonetia papyrifera
LIUYun1,GUOLongmei1,RENMiaohui1,TIANShuangmei2
(1.CollegeofLifeSciences,ShanxiAgriculturalUniversity,Taigu030801,China;
2.JiaxianCountyAgriculturalTechnologyExtensionCenter,YulinGity,Jiaxian719200,China)
Abstract:Based on tissue culture of hybridBro ssonetia papyrifera, this paper studied on the effect of different factors, such as
different sterilization treatments and combinations of plant growth regulators. The result showed that the appropriate sterilant agent was
0.5%HgCl2,thesterilizationratereached68.2%after15 min sterilization. Themostsuitablemedium forcallusdifferentiation consisted
ofMS+1.5mg/L6-BA+1.0mg/LNAA+0.8%agar+3%sugar;MS+1.5mg/L6-BA+0.2mg/LNAA+0.8%agar+3%sugarwas
theoptimumforstrongseedlingcultivation;andthebestrootingmediumwas1/2MS+0.5 mg/L6-BA+1.0 mg/LNAA+0.8%ager+
3%sugar.Thebestgrowthsubstratefortransplantwasvermiculite,thesurvivalratereached88%.
Key words:hybridBroussonetia papyrifera;tissueculture;rapidpropagation
收稿日期:2016-05-16
基金项目:山西省普通高等学校大学生创新创业训练项目(J201482025)
作者简介:刘 芸(1993-),女,河北石家庄人,在校学生,研究方向:中药材开发与应用。
doi:10.3969/j.issn.1002-2481.2016.08.05
杂交构树(Broussonetia papyrifera L.)为桑科构
属落叶乔木,又名鹿仔树、榖浆树,是构树优良种源
的杂交种,在我国的温带、热带均有分布。其适应性
强,抗逆性强,生长迅速,耐旱、耐盐、耐碱,在瘠薄
土地均能生存,是良好的经济林和生态林品种,具有
很高的利用价值[1]。现代研究表明,构树叶总黄酮具
有抑菌抗癌防腐的作用[2-4];其果实楮实子具有清肝
明目、补肺益肾之功效,所含有的红色素及提取物
具有不同程度的抗氧化作用[5];构树纤维表面光滑,
部分纤维还有不明显的转曲,具有类似苎麻的横
纹,可广泛用于造纸产业及新型纺纱材料等领域[6-7];
其还具有吸附空气中的有害气体和滞尘等功能,是
较为优良的生态保健园林绿化树种[8]。戚亚伟等[9]研
究表明,构树叶对养分过剩而导致的小鼠肥硕有治
疗效果,并能促进其油脂减少,改变内脏脂肪变性。
王克荣等[10]研究表明,蔬菜害虫能被构树叶汁
液有效地杀死,可以用构树叶开发出天然生物杀虫
剂。瞿晓晶等[11]研究表明,构树种子油对羟基自由
基的抑制率高达93.56%。构树子还具有壮筋健骨,
清热明目的功效,可用于治疗腰膝不适,肾亏目昏。
此外,构树叶还可以代替苜蓿草粉和豆粕做成饲料
添加在牛羊等的日粮中[12]。其树皮、木材、叶、花、果
实、种子、根、乳汁等皆可综合利用,经济效益潜力
很大[13]。目前,构树苗木主要靠常规的无性扦插繁
殖,但由于材料来源不足,扦插成活率不高,费时费
工,难以满足当前大面积栽培及推广的需要[14]。由
于构树具有巨大的利用价值,其需求量也在日趋增
加,但杂交构树在自然条件下生长周期较长,远不
山西农业科学2016,44(8):1073-1076 Journal of Shanxi Agricultural Sciences
1073· ·
表 2 不同培养基对愈伤组织的诱导效果
培养基
编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
6-BA质量浓
度/(mg/L)
0.5
0.5
0.5
1.0
1.0
1.0
1.5
1.5
1.5
NAA质量浓
度/(mg/L)
0.5
1.0
1.5
0.5
1.0
1.5
0.5
1.0
1.5
生长长
度/cm
2.7
3.2
3.5
2.9
3.3
3.6
4.0
4.3
3.8
芽增殖
倍数
2.2
2.5
3.1
4.4
4.8
4.2
5.0
5.4
4.9
能满足社会的需求,而利用组织培养快繁技术能很
好地解决构树资源短缺的问题。
本试验通过优化灭菌方法和激素配比,进行愈
伤组织、芽及根的诱导,建立了构树的组织培养体
系,旨在为构树的大量快繁奠定基础,同时,也可减
轻对构树野生资源的采挖和破坏,实现良好的生态
效益。
1 材料和方法
1.1试验材料
供试材料为生长健壮、无病害的构树叶片,由
山西清徐科尔沁构树种植基地提供。
1.2试验方法
1.2.1 试验条件 以MS培养基为基本培养基,改
变激素种类、浓度及添加琼脂、蔗糖形成不同培养
基组合,并于光照时间为12h、光照强度为2500lx、
培养温度为(25±2)℃的条件下对试验材料进行
培养。
1.2.2 试验材料的获取及消毒 将洗干净的构树
叶片用75%乙醇溶液浸泡30s,经无菌水冲洗2~
3次,置于灭菌液中灭菌,并设置空白对照。灭菌液
分别为9%Ca(ClO)2,0.5%HgCl2和 10%H2O2,灭
菌时间分别设定为5,10,15min。灭菌完成后记录
叶片的死亡率,并用无菌水冲洗4~10次,沥干水
后迅速将叶片接种到培养基中,每瓶接种3~4个,
10 瓶为一组,共接种9组,光照培养室中培养7d
后统计叶片的污染率和成活率。
1.2.3 愈伤组织及芽苗的诱导 以 MS+0.8%琼
脂+3%蔗糖为基础培养基,加入不同质量浓度的
6-BA和NAA。6-BA采用0.5,1.0,1.5mg/L等3个
水平,NAA采用0.5,1.0,1.5mg/L等3个水平。将叶
片切成1cm2左右的正方形,接入培养基中进行培
养。每个水平接种20瓶,每瓶3块叶片,培养20d
后观察并记录愈伤组织及芽苗的生长情况。
1.2.4 壮苗培养基的筛选 以 MS+0.8%琼脂+
3%蔗糖为基础培养基,加入不同质量浓度的6-BA
和NAA。6-BA设置1.0,1.5,2.0mg/L等3个水平,
NAA设置0.10,0.15,0.20mg/L等3个水平。选择长
势较好的基础苗进行壮苗,每个水平做15瓶,每瓶
插1~2株。接种后置于光照培养室中,20d后观察
并记录壮苗结果。
1.2.5 构树生根培养基的筛选 以1/2MS+0.8%
琼脂+3%蔗糖为基础培养基,加入不同质量浓度的
6-BA和NAA。6-BA采用0.5,1.0,1.5mg/L等3个
水平,NAA采用0.2,0.3,0.4,0.5mg/L等4个水平。
每瓶接种1~2个幼苗,每个水平接种15瓶,培养
15d后观察并记录构树健壮幼苗的生根情况。
1.2.6 构树的驯化移栽 将长有构树幼苗的培养
瓶转移至半遮阴的自然光下,2~3d后开口炼苗。
将营养钵中装入蛭石和珍珠岩,洗干净幼苗根部黏
附的培养基后,将幼苗移入营养钵中并浇足水。用
塑料薄膜为幼苗搭建小拱棚并喷雾保湿,同时注意
通风,随后逐渐降低湿度,15d后揭去棚膜,让幼苗
在自然条件下生长。
2 结果与分析
2.1消毒剂及消毒方法的比较
从表 1 可以看出,灭菌效果最好的处理是
75%乙醇溶液浸泡30 s后,再用0.5% HgCl2灭菌
15min,除菌率可以达到68.2%,外植体的成活率可
达43.6%。
2.2诱导愈伤组织及芽苗培养基的筛选
构树叶片在愈伤组织诱导培养基中培养20d
后,观察不同浓度激素比例下叶片的增殖倍数与芽
苗高度等生长状况。由表2可知,对愈伤组织的影
响较大的激素为6-BA,当6-BA质量浓度逐渐增
表 1 不同消毒方法对构树叶片消毒效果的比较
死亡率/%
0
0
0
0
0
19.4
24.6
0
0
0
成活率/%
0
4.7
16.8
19.0
21.6
36.5
43.6
5.6
19.0
19.1
污染率/%
100
95.3
83.2
81.0
78.4
44.1
31.8
84.4
81.0
80.9
灭菌剂
CK
9%Ca(ClO)2
0.5%HgCl2
10%H2O2
灭菌时间/min
0
5
10
15
5
10
15
5
10
15
山西农业科学2016年第44卷第8期
1074· ·
表 5 不同基质对构树试管苗移栽后成活率的影响
编号
1
2
基质
珍珠岩
蛭石
成活率/%
39
88
刘 芸等:杂交构树组培快繁体系的建立
培养基
编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
NAA质量浓
度/(mg/L)
0.2
0.2
0.2
0.3
0.3
0.3
0.4
0.4
0.4
0.5
0.5
0.5
根原基发
生率/%
56
62
74
78
82
88
81
79
83
90
93
80
6-BA质量浓
度/(mg/L)
0.5
1.0
1.5
0.5
1.0
1.5
0.5
1.0
1.5
0.5
1.0
1.5
大时,芽的增殖倍数逐渐变大,当6-BA质量浓度
为1.5mg/L、NAA质量浓度为1.0mg/L时,增殖倍
数为5.4,愈伤组织分化效果最明显。因此,诱导愈
伤组织分化的最佳培养基配方为 MS+1.5 mg/L
6-BA+1.0mg/LNAA+0.8%琼脂+3%蔗糖。芽苗
增殖结果如图1-a所示。
平均高
度/cm
3.1
3.4
3.9
2.9
3.2
3.6
1.8
2.0
2.2
长势
较弱
较好
粗壮
较弱
较好
较好
很弱
很弱
较好
培养基
编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
6-BA质量
浓度/(mg/L)
1.0
1.0
1.0
1.5
1.5
1.5
2.0
2.0
2.0
NAA质量
浓度/(mg/L)
0.10
0.15
0.20
0.10
0.15
0.20
0.10
0.15
0.20
表 4 不同培养基对构树生根的诱导效果
表 3 不同培养基对构树壮苗的诱导效果
2.3构树壮苗培养基的筛选
从表3可以看出,分析可得对壮苗影响较大的
激素为6-BA,当6-BA质量浓度为1.5mg/L,NAA
质量浓度为0.2mg/L时,壮苗效果最明显,此时株
高为3.6cm。由此可得壮苗效果最佳的培养基配方
为 MS+1.5 mg/L 6-BA+0.20 mg/L NAA+ 8%琼
脂+3%蔗糖。壮苗结果如图1-b所示。
2.4生根培养基的筛选
接种至生根培养基12d后可以看到根原基分
化出的愈伤组织,15d后可看到诱导出的细小不定
根。从表4可以看出,当6-BA质量浓度为0.5mg/L、
NAA质量浓度为1.0mg/L时,根的生长情况最好,
此时根原基的发生率为93%。由此可以得出,最佳
的生根培养基为1/2MS+0.5mg/L6-BA+1.0mg/L
NAA+0.8%琼脂+3%蔗糖。生根结果如图 1-c
所示。
2.5构树幼苗的驯化移栽
从表5可以看出,构树幼苗在移栽到蛭石中的
成活率高于珍珠岩,在珍珠岩中,叶片失水严重,苗
木萎蔫,生长不良;而蛭石中的幼苗则生长良好,移
栽25d后,长高3~5cm,叶片明显变大且长出1~
2条新根,原来的根伸长1~2cm。
3 讨论与结论
无菌材料是植物组培快繁的前提,对叶片进行
消毒时,时间过长可能会对材料造成毒害,影响叶
1075· ·
山西农业科学2016年第44卷第8期
片的生命活力;时间过短可能会造成消毒不彻底。
本试验的最佳灭菌方法为 0.5%的 HgCl2处理
15 min,在考虑选择何种灭菌剂的同时,还综合考
虑了灭菌时间对灭菌效果的影响,与宋丽红[15]及刘
中兵[16]的研究思路接近。但也有研究认为,构树叶片
外植体最佳消毒方法是0.1%的HgCl2(加吐温80)
和0.5%次氯酸钠的二次灭菌法[17],这可能是由于试
验材料的来源不同及其生长环境的差异,导致材料
所带的微生物不同,从而需要灭菌的强度也有所
差异。
在组织培养中,生长素类物质的主要作用是促
进新梢生长,诱导外植体产生愈伤组织及促进培养
组织的延伸生长;细胞分裂素类物质的主要作用是
促进细胞的分裂和分化,诱导胚状体和不定芽的形
成。在离体条件下,器官的诱导并不是由某种生长
激素的浓度所决定,而是为那些参与分化的物质间
的比例关系所决定,当6-BA与NAA的比例低时
有利于愈伤组织的形成和芽的生长;比例高时有利
于芽的分化[18-20]。本试验研究结果表明,诱导愈伤组
织分化时6-BA与NAA的适宜比例为3∶2;壮苗
时 6-BA 与 NAA 的适宜比例为 15∶2;生根时
6-BA与NAA的适宜比例为1∶2,与其他文献中
报道的生长激素使用比列相符合。
参考文献:
[1]Sun J,PengX,Fan W,etal. Functional analysis of BpDREB2 gene
involved in salt and drought response from a woody plant Brous-
sonetiapapyrifera[J].Gene,2014,535(2):140-149.
[2]刘建楠.构树叶总黄酮对肝癌HepG-2细胞增殖和凋亡作用的
研究[D].桂林:桂林医学院,2012.
[3]李万仓.构树叶活性成分分析及抑菌作用研究[D].武汉:华中
科技大学,2008.
[4]开伟华,寇婉青,程正,等.构树皮总黄酮提取及抗菌活性研究
[J].安徽中医药大学学报,2015(3):93-96.
[5]庞素秋.中药楮实子的抗衰老活性成分及其品质评价 [D].上
海:第二军医大学,2006.
[6]郭光振,张同华.构树纤维微观结构特点及应用前景[J].中国纤
检,2011(21):76-79.
[7]张秋玉,李远发,梁芳.构树资源研究利用现状及其展望[J].广
西农业科学,2009(2):217-220.
[8]周璟,陈中义,李华成.野生植物构树的生物学、生态学及园林
应用[J].长江大学学报:自然科学版,2015,12(15):9-12,26.
[9]戚亚伟,李勇,赵云涛,等.构树叶对营养性肥胖小鼠脂肪代谢
与抗氧化机能的影响[J].动物医学进展,2014,35(4):49-53.
[10]王克荣,芦大兰,杨森安.构树叶汁液可以防治蔬菜害虫[J].长
江蔬菜,2005(12):47.
[11]瞿晓晶,彭芳芳,尹楹富,等.构树种子油的超声强化提取及其
抗氧化性研究[J].天然产物研究与开发,2014(10):1685-1689.
[12]屠焰,刁其玉,张蓉,等.杂交构树叶的饲用营养价值分析[J].
草业科学,2009,26(6):136-139.
[13]杨小建,王金锡,胡庭兴.中国构树资源的综合利用[J].四川林
业科技,2007(1):39-43.
[14]张伟.杂交构树组培快繁技术概况 [J]. 农业科技通讯,2016
(6):295-296.
[15]宋丽红.光叶楮微体快繁技术与扦插生根机理研究[D].泰安:
山东农业大学,2005.
[16]刘中兵.光叶楮组织培养再生体系建立研究[D].武汉:华中农
业大学,2009.
[17]魏会琴.杂交构树再生体系的建立及形态解剖观察[D].北京:
北京林业大学,2009.
[18]曹帮华,宋丽红,刘欣玲.光叶楮组织培养和快速繁殖技术的
研究[J].山东科学,2006,19(2):29-32.
[19]万文,刘忠华,魏会琴.杂交构树茎段组培快繁体系的建立[J].
福建林业科技,2010(1):72-76,109.
[20]蒋泽平,梁珍海,李荣锦,等.光叶楮组织培养快速繁殖技术的
研究[J].江苏林业科技,2006(6):10-13.
欢迎订阅2016年《山西农业科学》
《山西农业科学》是山西省农业科学院主办的大农业学术性期刊(中国科技核心期刊),主要栏目有:宏
观农业、生物技术、遗传育种、耕作栽培、生理生化、资源与环境、植物保护、畜牧兽医、水产渔业、贮藏与加
工、信息技术、文献综述等。主要读者对象为:农业研究机构科研人员、农业院校师生、涉农部门农业技术推
广工作者。
本刊为月刊,大16开本,96页。每期定价8.00元,全年96.00元。国内统一刊号CN14-1113/S,邮发代
号22-24。
欢迎订阅,欢迎投稿!
地址:太原市龙城大街81号 邮编:030031
电话:0351-7089783E-mail:sxnykx@126.com
1076· ·