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烟叶唇柱苣苔叶片分化与植株再生研究



全 文 :北方园艺2014(23):83~86 ·生物技术·
第一作者简介:潘梅(1962-),女,广西隆安人,本科,高级园艺师,
研究方向为植物组织培养研究与开发利用。E-mail:panmei200@
sina.com.
责任作者:云勇(1965-),男,海南文昌人,本科,副研究员,研究方
向为热带作物种源收集与开发利用。E-mail:yyong3819@
163.com.
基金项目:2013年海南省科学事业费资助项目(琼财预[2013]131
号)。
收稿日期:2014-07-16
烟叶唇柱苣苔叶片分化与植株再生研究
潘   梅,戚 华 莎,黄   赛,王 景 飞,符 瑞 侃,云   勇
(海南省农业科学院 园林花卉研究所,海南 海口571100)
  摘 要:以烟叶唇柱苣苔叶片为外植体,MS为基本培养基,研究了植物生长调节剂对其不
定芽诱导、增殖与不定根形成的影响,以期建立烟叶唇柱苣苔的再生繁殖体系。结果表明:采
用 MS+6-BA 0.5mg/L+NAA 0.1mg/L培养基,不定芽诱导率达到100%,该培养基对不定芽
的增殖和生长效果好,40d的增殖系数达到7.43;采用MS+NAA 0.5mg/L培养基,30d生根率
100%;组培苗在珍珠岩基质中移栽,成活率可达94%以上。
关键词:烟叶唇柱苣苔;叶片;离体培养
中图分类号:Q 943.1 文献标识码:A 文章编号:1001-0009(2014)23-0083-04
  海南苦苣苔科植物约有13属21种1变种,其中特
有属2个,特有种10种[1],许多种具有观赏和药用价值。
烟叶唇柱苣苔(Chirita heterotricha Merr.O)属苦苣苔科
唇柱苣苔属多年生草本植物,是海南特有珍稀苦苣苔科
植物,分布于海南的琼中、琼海、保亭、三亚、白沙、东方,
生于海拔约430m的山谷林中或溪边石上[2]。烟叶唇
柱苣苔叶片绿色、大而挺立,花冠淡紫色或白色,极为优
雅,花期5—10月,四季常绿,是一种适合观赏和园艺的
野生花卉,目前尚鲜见人工栽培的报道。烟叶唇柱苣苔
在自然条件下种子不易形成,且种子细小难收集。可用
叶片进行扦插繁殖,但叶插繁殖系数小,时间长,需60d
以上才能出芽,一叶可长出1~3个芽。组织培养技术
是人工繁殖种苗最为有效的方法,可以满足烟叶唇柱苣
苔的商品性开发和技术研究的需要。有关烟叶唇柱苣
苔组织培养研究的报道仅见1篇[3]。该研究以烟叶唇
柱苣苔叶片作为外植体,研究了不定芽诱导、增殖、生根
及移栽管理的最佳培养条件,以期建立烟叶唇柱苣苔的
快速繁殖体系,为其应用研究提供技术支撑。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试植株烟叶唇柱苣苔采自海南省保亭县,取其幼
叶作为试验材料。
1.2 试验方法
1.2.1 培养基 以 MS为基本培养基,附加30.0g/L
的食用白糖,9.0g/L的卡拉胶,灭菌前pH 6.0,配制分
装后于温度121℃,压力0.14 MPa的条件下灭菌
20min。
1.2.2 培养条件 培养温度(26±2)℃,光照强度1 500lx,
光照时间为9h/d。
1.2.3 外植体表面消毒与无菌材料的获得 从植株上
剪下带叶柄的幼嫩叶片,用棉花球醮洗洁精液擦拭叶片
两面,然后用自来水清洗干净。在超净工作台上用70%
酒精浸泡20s,无菌水冲洗1次,再用0.02% HgCl2溶液
消毒3min,最后用无菌水冲洗5次。将叶片切成1cm见
方的小块以叶面朝上接种于初代培养基中。接种15d
后,叶面开始膨大隆起,25d开始有小芽点萌动,40d在叶
片边缘、主叶脉基部和叶面处均分化出不定芽(图1)。
1.2.4 初代培养 以 MS+NAA 0.1mg/L作为基本
培养基,分别添加0.1mg/L的6-BA、KT和TDZ 3种细
胞分裂素进行比较试验;设置6-BA 0.1、0.5、1.0mg/L
和NAA 0.1、0.5mg/L组成6个配比组合。取无菌植
株小叶片(约0.5cm×0.5cm)以叶面朝上接种进行不
定芽诱导试验,每种处理接种8袋,每袋3叶,3次重复,
定期观察记录,培养40d后统计叶片不定芽诱导率和平
均不定芽数。不定芽诱导率(%)=诱导出芽叶片数/接
种叶片数×100%,平均不定芽数=不定芽总数/诱导出
芽叶片数。
1.2.5 增殖培养 在 MS+NAA 0.1mg/L的培养基
中分别添加0.5mg/L的6-BA、KT和TDZ 3种细胞分
裂素进行比较试验;设置6-BA 0.1、0.5、1.0、2.0mg/L
和NAA 0.1、0.2、0.3、0.5mg/L各4个浓度水平的配
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·生物技术· 北方园艺2014(23):83~86
比,共16种处理。选择初代培养获得的较均一不定芽
单个接种进行增殖试验,每袋接种3个材料,每种处理
均接种8袋,重复3次,定期观察记录,40d后统计芽增
殖系数。芽增殖系数=不定芽总数/接种芽数。
1.2.6 生根培养 以 MS为基本培养基,添加IBA、
IAA和NAA各0.5mg/L 3种生长素进行比较试验;在
MS培养基中添加不同浓度的NAA(0.2、0.5、0.8、1.0、
1.5mg/L),以不加NAA的培养基作为对照。增殖培养
获得的高约1.2cm的芽苗接入各种生根培养基上,比较
根系分化情况,每袋接种3个材料,每种处理均接种8
袋,重复3次,定期观察记录,30d后统计生根率、生根
数、株高。生根率(%)=生根苗数/接种苗数×100%,生
根数为根长大于等于0.2cm的根数。
1.2.7 组培苗的练苗与移栽 将生根培养30d的小苗
移入拱棚内练苗7d,用清水洗去根部残留的培养基,栽
植于珍珠岩中,30d后统计成活率。
1.3 数据分析
试验数据采用Excel 2007软件进行统计、方差分
析,新复极差法进行均数间多重比较,统计测验均为
99%水平。
2 结果与分析
2.1 烟叶唇柱苣苔的初代培养
2.1.1 不同种类细胞分裂素对外植体芽诱导的影响 
由表1可知,6-BA和TDZ对叶片不定芽的诱导率均达
到100%,但诱导的平均不定芽数差异极为显著,6-BA
平均每叶不定芽达到7.17个,而TDZ仅为4.25个;诱
导效果最差的为KT,不定芽诱导率仅为47.62%,平均
不定芽数为3.10个。从生长势看,6-BA诱导的不定芽
长势好,KT诱导的不定芽也正常,但较细小,而TDZ诱
导的芽在40d以后叶片出现水渍状,有较多的玻璃化现
象。因此烟叶唇柱苣苔不定芽诱导培养的细胞分裂素
宜选用6-BA。
表1 不同种类细胞分裂素对
烟叶唇柱苣苔不定芽诱导的影响
  Table 1 Efect of diferent kinds of cytokinin on
bud propagation of Chirita heterotricha Merr.O
细胞分裂素
Cytokinin
/(mg·L-1)
不定芽诱导率
Adventitious bud
induction rate/%
平均不定芽数
The average number of
adventitious buds/(个·叶-1)
不定芽生长势
Adventitious
bud growth
6-BA  100.00A 7.17A 长势良好,芽较大
KT  47.62B 3.10C 长势一般,芽细小
TDZ  100.00A 4.25B
长势一般,
有玻璃化现象
2.1.2 不同6-BA和NAA浓度配比对烟叶唇柱苣苔芽
诱导的影响 叶片接种于6种培养基中,25d后均有不
定芽分化,40d平均不定芽数均达到4个以上。由表2
可知,不同的6-BA和NAA配比对烟叶唇柱苣苔不定芽
图1 不定芽诱导
Fig.1 Adventitious bud induction
诱导和生长影响极大,其中以6-BA 0.5mg/L+NAA
0.1mg/L的组合对不定芽的诱导效果最好,不定芽诱
导率高达100%,不定芽分化数量最多,平均每叶有
9.58个,其芽苗生长势好,叶色绿而健壮。其次为6-BA
0.1mg/L+NAA 0.1mg/L组合,不定芽诱导率也高达
100%,但不定芽分化数量较少,为7.20个。方差分析结
果表明,6-BA 0.5mg/L+NAA 0.1mg/L组合与6-BA
0.1mg/L+NAA 0.1mg/L组合其不定芽诱导率差异
不显著,与其它的配比组合差异则达到极显著水平;而
平均不定芽数与其它配比的差异则达到极显著水平,因
此,适合烟叶唇柱苣苔不定芽诱导的6-BA和NAA浓度
配比为6-BA 0.5mg/L+NAA 0.1mg/L。
表2 不同6-BA和NAA浓度配比对
烟叶唇柱苣苔芽诱导的影响
  Table 2    Efect of diferent 6-BA and NAA combinations on
    bud induction of Chirita heterotricha Merr.O
调节剂
Regulator/(mg·L-1)
6-BA  NAA
不定芽诱导率
Adventitious bud
induction rate/%
平均不定芽数
The average number of
adventitious buds/(个·叶-1)
不定芽生长势
Adventitious
bud growth
0.1  0.1  100A 7.20B 长势良好
0.1  0.5  61.90E 5.22C 长势一般
0.5  0.1  100A 9.58A 长势良好
0.5  0.5  78.26D 4.19D 长势一般
1.0  0.1  90.48C 5.10C 长势良好
1.0  0.5  95.83B 5.34C 长势良好
2.2 烟叶唇柱苣苔的增殖培养
2.2.1 不同种类细胞分裂素对烟叶唇柱苣苔芽增殖的
影响 由表3可知,3种细胞分裂素对烟叶唇柱苣苔芽
的增殖均有促进作用,其中6-BA的增殖效果最好,培养
30d和40d的增殖系数分别达到4.26和7.41,芽生长
势最好,芽健壮;其次为KT,30d和40d的增殖系数分
别为2.74和6.00,芽长势好,芽体壮;最差的是TDZ,
30d和40d增殖系数只有1.85和3.18,且芽长势差,芽
细小。方差分析表明,3种细胞分裂素的不定芽增殖系
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北方园艺2014(23):83~86 ·生物技术·
数间存在极显著差异,烟叶唇柱苣苔芽增殖培养中细胞
分裂素宜选用6-BA。
表3 不同种类细胞分裂素对
烟叶唇柱苣苔芽增殖的影响
  Table 3 Efect of diferent kinds of cytokinin on
bud propagation of Chirita heterotricha Merr.O
细胞分裂素
Cytokinin
/(mg·L-1)
30d增殖系数
30days multiplication
coeficient
40d增殖系数
40days multiplication
coeficient
生长状况
Growth
status
6-BA  4.26A 7.41A 长势好,芽健壮
KT  2.74B 6.00B 长势好,芽壮
TDZ  1.85C 3.18C 长势差,芽细小
2.2.2 不同6-BA和NAA浓度配比对烟叶唇柱苣苔芽
增殖的影响 从表4可以看出,16种培养基对烟叶唇柱
苣苔的芽增殖效果不同,6-BA浓度为0.5mg/L与NAA
0.1mg/L两者配合时,增殖效果最好,培养30d和40d
的增殖系数均最高,分别达到4.05和7.43。低浓度和
较高浓度的6-BA对烟叶唇柱苣苔芽的增殖生长不利,
6-BA 0.1mg/L时,其与NAA 0.3mg/L的组合芽分化
最多,培养30d和40d的增殖系数分别为3.21和6.28。
6-BA浓度在1.0~2.0mg/L时,30d芽的增殖系数为
1.78~3.14,40d的增殖系数为2.48~4.98。对各配比
处理的增殖系数进行方差分析的结果表明,6-BA
0.5mg/L+NAA 0.1mg/L的组合与其它组合处理间
的差异达到极显著性水平,而且芽苗长势好,健壮(图
2),因此,烟叶唇柱苣苔芽增殖培养的最优组合为 MS+
6-BA 0.5mg/L+NAA 0.1mg/L。
表4 不同6-BA和NAA组合对
烟叶唇柱苣苔芽增殖的影响
  Table 4    Efect of diferent 6-BA and NAA combinations on
    bud propagation of Chirita heterotricha Merr.O
调节剂
Regulator/(mg·L-1)
6-BA  NAA
30d增殖系数
30days
multiplication
coeficient
40d增殖系数
40days
multiplication
coeficient
生长状况
Growth
status
0.1  0.1  2.54EF  4.44E 长势较好,芽较壮
0.1  0.2  3.11B 4.38E 长势较差,芽小
0.1  0.3  3.21B 6.28B 长势好,芽健壮
0.1  0.5  2.54EF  5.30CD 长势较好,芽较壮
0.5  0.1  4.05A 7.43A 长势好,芽健壮
0.5  0.2  3.00BC  6.21B 长势好,芽健壮
0.5  0.3  2.68DEF  5.51BC 长势较好,芽较壮
0.5  0.5  2.68DEF  4.79CDE 长势较好,芽较小
1.0  0.1  3.14B 4.52DE 长势较好,芽较壮
1.0  0.2  2.97BCD  4.33E 长势较差,芽小
1.0  0.3  2.70CDE  4.98CD 长势较好,芽较壮
1.0  0.5  2.41EFG  4.08E 长势较好,芽较壮
2.0  0.1  1.78I 2.48F 长势差,芽细
2.0  0.2  2.08H 2.92F 长势差,芽细
2.0  0.3  2.21GH  3.13EF 长势差,芽细
2.0  0.5  2.36FGH  3.09F 长势差,芽细
图2 不定芽增殖
Fig.2 Adventitious bud propagation
2.3 烟叶唇柱苣苔的生根培养
2.3.1 不同种类生长素对烟叶唇柱苣苔小苗生根的
影响 培养12d后小苗基部均开始生根,30d植株高
2.0cm左右。由表5可知,3种生长素对烟叶唇柱苣苔
小苗根系的分化有明显的促进作用,NAA的效果最好,
生根率达到100%,根粗,平均生根数19.95条,植株健
壮;其次是IBA,生根率94.74%,诱导的根细长,平均生
根数9.67条,植株较弱,叶微黄;IAA的诱根效果最差,
生根率偏低,只有80.95%,根细,平均根数9.94条,植株
矮小。经方差分析,NAA的生根率和平均根数均极显
著高于IBA和IAA,株高与IBA差异极不显著,而与
IAA差异极显著,因此,烟叶唇柱苣苔组培苗的生根培
养生长素宜选用NAA。
表5 不同种类生长素对
烟叶唇柱苣苔根系分化的影响
  Table 5 Efect of diferent kinds of auxin on
diferentiation of root
生长素种类
Auxin
type
生根率
The rooting
rate/%
根数
The number
of root/条
株高
Plant height
/cm
生长状况
Growth
status
IBA  94.74B 9.67B 2.13A 较弱、根细长、叶较黄
IAA  80.95C 9.94B 1.93B 较弱、根细长、叶绿
NAA  100A 19.95A 2.14A 健壮、根粗、叶深绿
2.3.2 不同NAA浓度对烟叶唇柱苣苔小苗生根的影响
 从表6可以看出,NAA对小苗根系分化的效果明显,诱
导的生根率、生根数和株高均高于不加生长素的对照
(CK);较低浓度的NAA有利于根系的生长,NAA 0.2、
0.5、0.8mg/L的 生根率均达到100%,其株高差异不显
著,而诱导的生根数则差异极显著,其中NAA 0.5mg/L
诱导的发根数目最多,平均根数达到20.78,且植株健壮叶
色深绿。高浓度的NAA诱根效果较差,NAA 1.0mg/L
和1.5mg/L的生根率偏低,平均根数较少,植株也较矮
小,且茎基部有愈伤组织。因此,烟叶唇柱苣苔组培苗
的生根培养最适培养基为MS+NAA 0.5mg/L。
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·生物技术· 北方园艺2014(23):83~86
表6 不同浓度NAA对根系分化的影响
  Table 6 Efect of diferent NAA concentrations on
diferentiation of root
NAA浓度
NAA concentration
/(mg·L-1)
生根率
The rooting
rate/%
根数
The number
of root/条
株高
Plant
height/cm
生长状况
Growth
status
0(CK) 60.53D 5.94E 1.43C 细弱矮小、叶淡绿
0.2  100A 14.32D 2.18A 苗壮、枯叶较多
0.5  100A 20.78A 2.15A 健壮、叶深绿
0.8  100A 16.61C 2.10A 较壮、叶深绿
1.0  90.48B 17.39C 1.98B 苗弱、叶绿、茎基部有少量愈伤
1.5  88.1C 18.94B 2.14A 较壮、叶绿、茎基部愈伤较多
2.4 烟叶唇柱苣苔组培苗的练苗和移栽
无根苗在生根培养基中培养30d后,根系发达,有
6~8片叶,将其移入拱棚内练苗7d即可移栽。组培苗
从培养袋中取出后,用清水洗净根上的培养基,小心栽
植于珍珠岩基质中,浇透定根水后用透明塑料薄膜覆盖
保湿,遮阳网遮荫,注意通风降温。植后15d可揭去薄
膜,30d成活率可达94%以上。
3 结论与讨论
植物生长调节剂在植物的组培快繁中起着重要的
作用,不同种类的植物生长调节剂对外植体生长和分化
的作用不同,同一种生长物质使用的浓度不同,起的作
用也有变化[4],而不同种类间的浓度配比对外植体的形
态发生和生长有极大的促进作用。
在烟叶唇柱苣苔的叶片离体培养中,细胞分裂素和
生长素的配比对叶片不定芽的诱导和增殖以及生长状
况影响很大。该研究中6-BA对烟叶唇柱苣苔叶片不定
芽的诱导和增殖的效果最好,极显著优于KT和TDZ;
6-BA 0.5mg/L与NAA 0.1mg/L配合时,烟叶唇柱苣
苔的叶片不定芽的诱导率最高,每叶分化的不定芽数最
多,该组合对单芽的继代增殖也表现出最佳效果,芽增
殖系数最高,达到7.43,而且芽生长状况好,极显著优于
其它配比组合。该试验结果与汤正辉[3]选用的细胞分
裂素和生长素种类一致,但浓度配比略有偏差,汤正辉
认为6-BA 0.1mg/L与NAA 0.1mg/L为最佳组合。
生长素能促进生根,而使用不同种类的生长素,不
但影响生根的数量,而且影响根的质量[5]。该研究中,
生长素NAA、IBA和IAA对烟叶唇柱苣苔的生根均有
促进作用,而以NAA的促根效果最好,NAA诱导的根
多而粗,IBA和IAA诱导的根少而细长;较低浓度的
NAA(0.2~0.8mg/L)的诱根效果优于高浓度的NAA
(1.0~1.5mg/L),NAA的最佳浓度为0.5mg/L,诱导
的根系多,平均每株多达20.78条,生根率达到100%,
且植株健壮,叶色浓绿。汤正辉[3]认为采用不添加生长
素的1/2MS+活性炭5.0g/L的培养基对生根最好。
该研究对烟叶唇柱苣苔叶片离体培养中的芽诱导、
芽增殖以及生根的最佳植物生长调节剂的种类和浓度
配比进行了筛选,已建立组培快繁体系,可以为其开发
应用提供技术上的支撑。
参考文献
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Research on Differentiation and Plant fromin vitro Leaf Tissues of
Chirita heterotricha Merr.O
PAN Mei,QI Hua-sha,HUANG Sai,WANG Jing-fei,FU Rui-kan,YUN Yong
(Institute of Garden Flower,Hainan Academy of Agricultural Sciences,Haikou,Hainan 571100)
Abstract:Using the leaves of Chirita heterotricha as explants,MS as basic culture medium,the efect of plant growth
regulators on adventitious bud induction,multiplication and root formation were studied in order to establish regeneration
reproductive system of Chirita heterotricha Merr.O.The results showed that using the MS+6-BA 0.5mg/L+NAA
0.1mg/L medium,adventitious bud diferentiation rate reached 100%;the medium on shoot proliferation and growth was
good,40days multiplication factor reached 7.43;MS+NAA 0.5mg/L medium,30days rootage rate was 100%;the
rooted plantlets were transplanted in the pearlite matix and the survival rate was over 94%.
Keywords:Chirita heterotricha;leaf;in vitro culture
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