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广西优良珍贵树种灰木莲的组织培养



全 文 :收稿日期:2013-03-11
基金项目:广西大学科研基金项目(XJZ110610)
作者简介:乔梦吉(1982-),主要从事林木遗传育种、林木生物技术研究工作,E-mail:qiaomengji1982@163.com
0 引言
【研究意义】灰木莲(Manglietia g1auca)是木兰科
木莲属常绿乔木,原产越南及印度尼西亚,垂直分布
于海拔700 m以下的山坡地,适生于热带与南亚热带
地区(卢志芳等,2006),其树干通直,高大挺拔,材质
优良,抗性强且生长快,在原产地优越的立地条件下,
20年生灰木莲树高达25 m,胸径50~60 cm,树高年生
长量达80~100 cm。灰木莲四季常绿,枝繁叶茂,树形
广西优良珍贵树种灰木莲的组织培养
乔梦吉
(广西大学林学院,南宁 530005)
摘要:【目的】探索灰木莲组培快繁体系,为灰木莲的进一步开发和利用提供参考依据。【方法】以灰木莲盆栽苗
的带芽茎段为外植体,以MS为基本培养基,通过添加不同种类、不同浓度植物生长调节剂,研究不同培养基对腋芽
萌发、芽增殖及生根的影响。【结果】1~5号培养基均可以诱导灰木莲腋芽萌发,其中3号培养基MS+6-BA 0.5
mg/L+NAA 0.1 mg/L腋芽萌发速度最快,芽的诱导率89.3%;添加KT(Kinetin,激动素)的10~13号培养基增殖系数为
2.2~2.7,没有添加KT的6~9号培养基增殖系数为1.8~2.2,11号培养基 MS+6-BA 0.3 mg/L +NAA 0.05 mg/L+KT 1.0
mg/L芽的增殖系数可达2.7,为最适宜的增殖培养基;添加生长调节剂浓度在0.5 mg/L以上的17~21号培养基能诱导
灰木莲组培苗生根,其中NAA浓度为0.5、1.5、2.0 mg/L生根率分别为33.3%、45.4%、58.3%,21号培养基 1/2MS+NAA
2.0 mg/L上生根率最高。【结论】初步建立灰木莲组织培养体系,组培苗的芽诱导率和增殖率较高,苗木长势良好。
关键词:珍贵树种;灰木莲;组织培养;增殖系数;生根率
中图分类号:S722.37 文献标志码:A 文章编号:2095-1191(2013)06-0989-05
Tissue culture of rare species Manglietia glauca in Guangxi
QIAOMeng-ji
(Forestry College of Guangxi University,Nanning 530005,China)
Abstract:【Objective】Rapid regeneration system for Manglietia g1auca was explored to provide references for its further
development and utilization, seedling replacement and tissue culture of other magnoliaceae plants. 【Method】The tissue culture
of Manglietia g1auca was studied using stems with buds as explants. The explants were cultivated in minimal medium with dif-
ferent types and concentrations of plant growth regulators. 【Result】The axillary bud of Manglietia g1auca explants could be
induced in 1-5 medium. The best shoot induction medium was 3 (MS+6-BA 0.5 mg/L+NAA 0.1 mg/L) with the highest induction
rate of 89.3%. The multiplication coefficient of plantlets in 10-13 medium added with kinetin (KT) were 2.2-2.7, while
the coefficients in 6-9 medium without KT were 1.8-2.2. With the highest multiplication coefficient of 2.7, the optimum medium
for multiplication was 11 (MS+6-BA 0.3 mg/L+NAA 0.05 mg/L+KT 1.0 mg/L). The roots of plantlets could be induced on medium
17-21 with the concentration of NAA higher than 0.5 mg/L. The rooting rate were 33.3%, 45.4% and 58.3%, while NAA in the
medium were 0.5, 1.5 and 2.0 mg/L, within which the best rooting medium was 21 (1/2MS+NAA 2.0 mg/L). 【Conclusion】
The regeneration system of Manglietia g1auca was basically established. The plantlets grew well because of high induction rate
and high propagation coefficient. The rooting induction should be further studied.
Key words: rare species; Manglietia glauca; tissue culture; multiplication coefficient; rooting rate
DOI:10.3969/j:issn.2095-1191.2013.6.989
南方农业学报 JOURNAL OF SOUTHERN AGRICULTURE 2013,44(6):989-993
ISSN 2095-1191;CODEN NNXAAB http://www.nfnyxb.cn
南 方 农 业 学 报
优美,花多且花期长,花大而洁白,香气清新,是优良
的观赏绿化树种。灰木莲具有较强的杀菌保健能力,
对大气污染具有较强的抗性(刘世忠等,2003)。灰木
莲木材纹理细致,易加工,切面光滑美丽,容易干燥,
可作建筑、家具和胶合板等用材(卢志芳等,2006)。广
西、广东、海南等地自1960年起将灰木莲作为优良珍
贵树种引种试种,在城镇市区街道、公园、庭院、主干
道、草坪等地种植效果佳,目前是广西林业“十二五”
计划中推广的珍贵树种之一。灰木莲在广西不能正常
开花结实,而且引进的种子不易保存,自然更新率低。
因此,探索灰木莲组培快繁体系,对灰木莲进一步开
发利用和丰富广西林木种质资源具有深远的意义。
【前人研究进展】目前,木兰科植物利用其叶片、叶柄、
茎、根等都能进行培养产生大量的不定芽。曾宋君等
(2000)用深山含笑的上胚轴为材料培养,获得不定芽
的增殖系数达6.3;毕艳娟等(2002)的研究能够使白玉
兰幼芽的增殖系数达到6.0。广西南宁市种植于海拔
180 m的山洼湿润肥沃处14年生的木兰人工林,平均
树高18 m,胸径14 cm(刘玉壶,2003)。张运宏等
(2004)在广东省对灰木莲等6种阔叶树种进行了造林
生长比较试验,结果表明灰木莲生长表现最为突出,
造林后3年平均树高、地径、冠幅分别为450、10.5及350
cm,可重点推广。林捷等(2004)对灰木莲在闽南山地
的引种表现进行了评估,发现灰木莲抗寒力和抗病虫
害能力较强,表现出很强的速生性和适应性,具有较
大的引种栽培价值。杨耀海和王代艳(2010)在云南省
进行的灰木莲大苗培育和山地造林对比试验结果显
示,灰木莲在西畴县等几个试验地的生长量、萌发率、
成枝率都高于对照的木兰科树种,速生效果显著。【本
研究切入点】关于木兰科植物的组织培养研究已有一
些报道,而对灰木莲的研究主要集中在引种栽培及苗
木培育方面,尚未有对灰木莲组织培养的研究报道。
【拟解决的关键问题】进行灰木莲茎段腋芽诱导、组培
苗增殖培养、组培苗生根诱导,探讨灰木莲组培快繁
体系,为灰木莲的进一步开发和利用提供参考依据。
1 材料与方法
1. 1试验材料
供试材料为灰木莲幼嫩茎段,2011年9月从南宁
市良凤江国家森林公园的灰木莲扦插盆栽苗上采集。
1. 2试验方法
1. 2. 1 外植体表面灭菌及培养 将带有1个腋芽的
灰木莲茎段浸泡于洗衣粉水中,用软毛刷轻轻刷洗表
面污垢,流水冲洗30 min,75%乙醇灭菌30 s,无菌水
清洗1次,再用0.1% HgCl2溶液灭菌10 min,无菌水冲
洗4~5次,每次1~2 min。将茎段两端伤口切除少许,接
种在启动培养基上。当腋芽伸长约2 cm时,将其切下
转到增殖培养基上进行增殖培养,经30~40 d,小苗长
高并产生新的侧芽,将侧芽切下进行继代培养,苗高
2~3 cm时,将其转入生根培养基进行生根诱导。
1. 2. 2 培养基及培养条件 采用MS为基本培养基,
生根培养基采用1/2MS为基本培养基。培养基添加蔗
糖30 g/L(生根培养基为20 g/L),琼脂6 g/L,生根培养
基均添加活性炭粉末0.05%,pH 5.8,培养温度为(25±
2)℃,光照强度为2000 lx,光照时间12 h/d。参考同类
研究的培养基配方,经过预实验后确定各种培养基配
方(表1)。
表 1 培养基编号及配方
Tab.1 Code and formula of different medium
培养基用途 培养基编号 培养基配方
Application of medium Medium code Formula of medium
启动培养基 1 MS
Activating medium 2 MS+6-BA 0.3 mg/L+NAA 0.1 mg/L
3 MS+6-BA 0.5 mg/L+NAA 0.1 mg/L
4 MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.1 mg/L
5 MS+6-BA 2.0 mg/L+NAA 0.1 mg/L
增殖培养基 6 MS+6-BA 0.1 mg/L+NAA 0.05 mg/L
Multiplication medium 7 MS+6-BA 0.3 mg/L+NAA 0.05 mg/L
8 MS+6-BA 0.5 mg/L+NAA 0.05 mg/L
9 MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.05 mg/L
10 MS+6-BA 0.1 mg/L+NAA 0.05 mg/L+KT 1.0 mg/L
11 MS+6-BA 0.3 mg/L+NAA 0.05 mg/L+KT 1.0 mg/L
12 MS+6-BA 0.5 mg/L+NAA 0.05 mg/L+KT 1.0 mg/L
13 MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.05 mg/L+KT 1.0 mg/L
生根培养基 14 1/2MS
Rooting medium 15 1/2MS+NAA 0.1 mg/L
16 1/2MS+IBA 0.1 mg/L
17 1/2MS+NAA 0.5 mg/L
18 1/2MS+IBA 0.5 mg/L
19 1/2MS+NAA 0.5 mg/L+IBA 0.5 mg/L
20 1/2MS+NAA 1.5 mg/L
21 1/2MS+NAA 2.0 mg/L
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乔梦吉:广西优良珍贵树种灰木莲的组织培养
1. 2. 3 统计方法 诱导率在外植体接种后30 d统计,
诱导率(%)=出芽茎段数/接种茎段数×100;增殖系数
在转入增殖培养基后30 d统计,增殖系数=总芽数/接
种时芽数;生根率在转入生根培养基后40 d统计,生
根率(%)=生根的总苗数/接种总苗数×100。
2 结果与分析
2. 1灰木莲茎段腋芽的诱导
外植体接种到启动培养基几天后腋芽陆续萌发
(图1)。1~5号培养基均可以诱导灰木莲腋芽萌发,但
萌发的快慢和诱导率有所不同(表2)。3号培养基诱导
率最高,达89.3%,腋芽萌发速度最快,为最适宜的芽
诱导培养基。随着6-BA浓度的升高,诱导率呈现下降
趋势,4、5号培养基上出现少量愈伤组织。在MS培养
基(1号)上,腋芽的诱导率也较高(66.7%),但萌发速
度相对较慢。总体来看,灰木莲茎段腋芽的诱导比较
容易。
表 2 不同培养基对腋芽诱导率的影响
Tab.2 Effect of different medium on the induction rate
培养基编号 接种茎段数 出芽茎段数 诱导率(%) 生长情况
Medium code Number of explant Number of budding explant Induction rate Growth of seedling
1 27 18 66.7 出芽较多,速度慢,无愈伤组织
2 26 20 76.9 出芽多,速度较快,无愈伤组织
3 28 25 89.3 出芽多,速度快,无愈伤组织
4 25 14 56.0 出芽较少,速度慢,无愈伤组织
5 28 12 42.8 出芽少,速度慢,产生少量愈伤组织
图 1 灰木莲茎段腋芽的萌发
Fig.1 Germination of Manglietia glauca axillary bud
2. 2灰木莲组培苗的增殖培养
6~13号培养基均可促进小苗节间伸长从而使植
株长高,并增殖产生新的芽,但整体上以节间伸长并
产生侧芽为主,无丛生芽的产生(图2)。一般接种时多
数为2~3个芽,接种后30 d统计时多为5~6个芽。从表3
可以看出,11号培养基增殖系数达2.7,为最适宜增殖
培养基。添加KT(Kinetin,激动素)的培养基(10~13号)
普遍比没有添加的(6~9号)增殖系数高,但苗高的生
长受到一定限制,说明KT对组培苗芽的诱导增殖发
挥了作用。12号和13号培养基上出现少量愈伤组织,
其余培养基上均无愈伤组织产生。
表 3 不同培养基对芽增殖效果的影响
Tab.3 Comparison of different medium on shoot Multiplication
培养基编号 苗高(cm) 增殖系数 生长情况
Medium code Height of seedling Multiplication coefficient Growth of seedling
6 4.9 2.1 节间伸长快,新芽产生慢,无愈伤组织
7 5.3 2.2 节间伸长快,新芽产生较快,无愈伤组织
8 4.8 1.8 节间伸长较快,新芽产生慢,无愈伤组织
9 4.5 1.9 节间伸长较慢,新芽产生慢,无愈伤组织
10 4.7 2.3 节间伸长较快,新芽产生较快,无愈伤组织
11 4.2 2.7 节间伸长慢,新芽产生快,无愈伤组织
12 4.5 2.4 节间伸长较慢,新芽产生快,产生少量愈伤组织
13 4.0 2.2 节间伸长很慢,新芽产生较快,产生少量愈伤组织
图 2 灰木莲组培苗的增殖
Fig.2 Multiplication of Manglietia glauca seedling
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南 方 农 业 学 报
2. 3灰木莲组培苗生根诱导
组培苗高度达2~3 cm时,将其转入不同的生根培
养基进行生根诱导。结果显示,添加的生长素浓度在
0.5 mg/L以上(17~21号)才有部分苗生根(表4),说明
灰木莲组培苗生根需要较高浓度的外源生长素,添加
NAA比IBA更适宜诱导灰木莲组培苗生根。随着生长
素浓度的升高,生根率逐渐提高,但生根速度较慢,均
在诱导20 d后才逐渐出根。虽然40 d时统计根数不多
且根长较短,但随着时间延长,根数逐渐增多且根系
继续延伸,多为细长根(图3),根系质量较好,利于移
栽育成壮苗。
3 讨论
木兰科植物组织培养在愈伤组织诱导、不定芽产
生上都有较大难度。本研究所采用的培养方法是以灰
木莲腋芽作为培养对象,与怀慧明等(2010)以木兰科
植物顶芽或腋芽作为培养对象进行单芽茎段培养或
腋芽分枝、丛生培养的研究结果一致,获得的再生苗
遗传稳定性较好,但增殖率较低,材料受限制较大。生
根困难是木兰科植物组织培养中的一个难题(怀慧明
等,2010)。本研究灰木莲组培苗成功生根,但生根率
不高,与王碧秦等(2006)对7种木兰科植物进行诱导
生根未获得成功、郭治友等(2006)在研究杂交鹅掌楸
组织培养时进行瓶外生根获得生根率达83.3%的结果
差别较大。
木本花卉中比较常见的组培苗全部或部分叶片
黄化、斑驳现象,可以通过调节pH、激素配比、无机盐
浓度、光照、室内温度、添加抗生素类物质,改善瓶内
通气状况等措施来进行控制(陈少珍等,2006;潘娟
等,2009)。本研究灰木莲组培苗黄化比例不是很高
(约20%),将培养用的罐头瓶盖统一更换为透气性良
好的封口膜,通过改善通气,降低瓶内乙烯浓度来进
行调节,黄化现象得到了彻底改善,新继代的组培苗
基本没有再出现明显的黄化现象,为今后的研究积累
了经验。
4 结论
本研究初步建立了灰木莲的组织培养体系,组培
苗的芽诱导率和增殖率较高,苗木长势良好,MS+6-BA
0.5 mg/L+NAA 0.1 mg/L+NAA 0.1 mg/L可作为灰木
莲腋芽诱导的最适宜培养基,MS+6-BA 0.3 mg/L+
NAA 0.05 mg/L+KT 1.0 mg/L可作为最适宜的增殖
培养基。
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表 4 不同培养基的生根情况
Tab.4 Comparison of rooting in different media
培养基编号 平均根数 平均根长(cm) 生根率(%)
Medium Average number Average root Rooting
code of root length rate
14 0 0 0
15 0 0 0
16 0 0 0
17 3.5 1.2 33.3
18 2.7 0.9 18.2
19 3.8 1.5 41.7
20 4.1 2.0 45.4
21 4.5 1.9 58.3
图 3 灰木莲组培苗生根
Fig.3 The root of Manglietia glauca plantplet
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