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大岩桐高频再生体系的研究



全 文 :郭 丽,朱飞雪,贾文庆. 大岩桐高频再生体系的研究[J]. 江苏农业科学,2015,43(5):51 - 53,356.
doi:10. 15889 / j. issn. 1002 - 1302. 2015. 05. 015
大岩桐高频再生体系的研究
郭 丽1,朱飞雪1,贾文庆2
(1.河南农业职业学院,河南郑州 451450;2.河南科技学院,河南新乡 453003)
摘要:采用大岩桐叶片为试验材料,研究了不同培养基对大岩桐的愈伤组织诱导、分化、增殖以及生根培养的影
响。结果表明:大岩桐叶片在 MS + 6 - BA 2. 0 mg /L + NAA 0. 2 mg /L 培养基上的出愈率最高,为 93. 4%;在 MS +
6 - BA 1. 0 mg /L + NAA 0. 1 mg /L培养基上既生长愈伤组织又生长较少的不定芽,其芽的再生率最高,为 83. 3%;在
MS + 6 - BA 0. 5 mg /L + NAA 0. 1 mg /L培养基上很少或不形成愈伤组织,而直接形成不定芽。生根培养用 1 /2MS 培
养基较好,生根速度快,生根平均为 24. 3 条。
关键词:大岩桐;离体培养;高频再生体系
中图分类号:Q945. 52 文献标志码:A 文章编号:1002 - 1302(2015)05 - 0051 - 03
收稿日期:2014 - 06 - 20
基金项目:河南农业职业学院科研项目(编号:KY201 - 11)。
作者简介:郭 丽(1979—),女,河南开封人,硕士,讲师,从事园林植
物研究。E - mail:guoli197979@ 163. com。
大岩桐(Sinningia speciosa)别称落雪泥、新宁治花、丝绒
花,属苦苣苔科苦苣苔属(也有学者认为属大岩桐属),原产
南美巴西,为多年生草本花卉,株高 20 ~ 30 cm,叶长椭圆形,
密被白色绒毛,花顶生或腋生,花期长。1845 年苏格兰人
John Fif率先育出向上开花的大花型品种,引起了育种家的兴
趣,对它加以改良,就产生了现在这样丰富多彩和各种类型的
大岩桐品种[1]。其花大色泽艳丽,雍容华贵,性喜温湿,耐
阴,是不可多得的著名室内观赏花卉、案头花卉[2]。在欧洲
有 150 多年的栽培历史,但引入我国较晚,还没有形成规模生
产和销售,所以是具有很大开发前景的商品花卉。
大岩桐单瓣品种因花柱与花药不等高不能自花授粉,且
种子繁殖的后代不能保持原有的优良性状,复瓣品种因雌雄
蕊退化丧失结实能力,因而常应用组织培养技术对其进行快
速繁殖。大岩桐组织培养方面的最先报道是 Haramaki 采用
茎尖培养获得不定芽的研究[3],Johson 用花和花梗培养完成
了试管繁殖[4]。国内关于大岩桐组织培养的研究较多[5 - 10],
本研究着重探讨不同激素对愈伤组织、不定芽和生根方面的
影响,用大岩桐的叶片作为外植体,研究了叶片的诱导、增殖、
生根等获得完整植株的全过程,并探讨大岩桐快速繁殖所需
条件,为建立大岩桐快速繁殖体系和工厂化育苗提供一定技
术参数,为大岩桐遗传转化体系的建立及转基因育种提供一
定的参考。
1 材料与方法
1. 1 材料
大岩桐(Sinningia speciosa)由笔者所在实验室提供。
1. 2 方法
1. 2. 1 材料处理
取外植体,在自来水龙头下流水冲洗(因外植体叶片表
面有茸毛,冲洗时放少许洗衣粉)大岩桐幼叶 30 min,滤干水
分,然后置于超净工作台上,用 75%乙醇浸泡 10 s,然后用
0. 1%氯化汞溶液处理 7 ~ 8 min,最后用无菌水冲洗 5 ~ 6 次,
用无菌滤纸吸干表面水分,之后将叶片切成 1 cm × 1 cm的小
块并接种于培养基上。
1. 2. 2 培养条件
1. 2. 2. 1 诱导、分化培养基的设置 诱导、分化、增殖均以
MS为基本培养基,添加不同浓度的 6 - BA和 NAA,蔗糖用量
为 20 g /L[11],琼脂为 7 g /L,pH值为 5. 8。培养基激素处理浓
度设置见表 1。
表 1 大岩桐的诱导、分化培养基激素处理浓度
培养基代号
激素处理浓度(mg /L)
6 - BA NAA
1 0. 5 0. 1
2 1. 0 0. 1
3 1. 0 0. 2
4 2. 0 0. 2
5 3. 0 0. 2
6 3. 0 0. 5
注:基本培养基均为 MS。
1. 2. 2. 2 生根培养基的设置 生根培养基的基本培养基及
激素处理浓度见表 2,其中蔗糖用量为 20 g /L[5],琼脂为
7 g /L,pH值为 5. 8。
1. 2. 2. 3 接种数量与培养条件 每个处理接种 18 瓶,每瓶
接种 5 块外植体,培养温度为 24 ~ 26 ℃,光照度 1 500 ~
2 000 lx,光照时间为 16 h /d,30 d后统计形成愈伤组织、不定
芽的外植体数和每块外植体上形成的不定芽数。
1. 2. 2. 4 统计分析 方差分析均采用 LSD 法进行统计
分析。
2 结果与分析
2. 1 芽的诱导、分化及继代增殖
培养 10 d后发现,部分外植体开始弯曲、膨大增厚。培
养 20 d时愈伤组织及不定芽的诱导情况见表 3。
培养30 d后观察,诱导效果更明显(图1至图4),在前
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表 2 大岩桐的生根培养基激素处理浓度
培养基代号 基本培养基
激素处理浓度(mg /L)
NAA 6 - BA
A 1 /2MS
B 1 /2MS 0. 1
C 1 /2MS 0. 2
D 1 /2MS 0. 5
E 1 /2MS 0. 5
F 1 /2MS 1. 0
G MS
H MS 0. 1
I MS 0. 2
J MS 0. 5
K MS 0. 5
L MS 1. 0
表 3 大岩桐在不同培养基上的诱导情况
培养基
代号
激素处理浓度
(mg /L)
6 - BA NAA
诱导情况
1 0. 5 0. 1 开始从叶片边缘分化少数不定芽,
几乎看不到愈伤组织
2 1. 0 0. 1 叶片膨大适中且愈伤组织颜色淡绿
3 1. 0 0. 2 叶片长得较慢,只在近叶轴处有小块愈伤组织
4 2. 0 0. 2 叶片膨大明显,从切口处形成愈伤组织
5 3. 0 0. 2 叶片膨大明显,从切口处形成愈伤组织
6 3. 0 0. 5 叶片稍膨大,大部分有愈伤组织形成
注:基本培养基均为 MS。
面基础之上,愈伤组织和不定芽继续生长和膨大,对不同激素
浓度配比对叶片再生频率的影响进行统计,结果见表 4。
通过观察发现,不同浓度的 6 - BA 和 NAA 处理组合对
大岩桐叶片的不定芽和愈伤组织的诱导、分化有明显的影响
(表 3)。接种 10 d后,1 号培养基上基本不形成愈伤组织,而
表 4 不同激素浓度配比对大岩桐叶片分化的影响
培养基
代号
激素及浓度
(mg /L)
6 - BA NAA
外植体数
(个)
出愈率
(%)
芽再生率
(%)
平均再生
不定芽数
(个)
1 0. 5 0. 1 90 4. 4d 53. 3b 4. 7b
2 1. 0 0. 1 90 80. 0ab 83. 3a 9. 0a
3 1. 0 0. 2 90 71. 1bc 11. 1d 1. 7c
4 2. 0 0. 2 90 93. 4a 63. 3b 5. 0b
5 3. 0 0. 2 90 56. 7c 26. 7c 3. 7bc
6 3. 0 0. 5 90 73. 3b 6. 7d 1. 7c
注:同列数据后不同小写字母表示在 0. 05 水平上差异显著。下
表同。
是直接长出不定芽;4、5 号培养基则膨大明显,基本上都能形
成愈伤组织,继续培养发现,4 号培养基在诱导出愈伤组织的
基础上继续分化出不定芽,而这个过程历时较长。与之相反,
1 号培养基可从外植体切口处直接分化出不定芽,出芽时间
最早、最快,但分化的不定芽则较少;2 号培养基在诱导出愈
伤组织的基础上继续分化出不定芽,分化出不定芽时间介于
1 号培养基和 4 号培养基之间,但是分化出不定芽的数目远
远多于 1 号培养基。由此可见,培养基中不同激素配比对诱
导愈伤组织和不定芽有很大的影响。
经方差分析后发现,每个培养基上出愈率、出芽率以及每
个外植体形成的不定芽数都有显著差异(表 4)。从出愈率来
看,4 号培养基的出愈率最高,为 93. 4%,其次是 2 号培养基,
出愈率为 80. 0%,二者之间差异不显著。然后依次为 6 号培
养基、3 号培养基和 5 号培养基,其出愈率分别为 73. 3%、
71. 1%和 56. 7%,6 号培养基与 3 号培养基之间差异不显著,
而与 5 号培养基之间差异显著。在 6 个处理中,1 号培养基
的出愈率最低,为 4. 4%。由此分析得出,以上 6 个培养基中,
4 号培养基是诱导大岩桐叶片产生愈伤组织的最好培养基。
从芽的再生率来看,2 号培养基上芽的再生率最高,为
83. 3%,其次为 4 号培养基,为 63. 3%,二者之间差异显著。
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然后依次为 1 号培养基、5 号培养基和 3 号培养基,其芽再生
率分别为 53. 3%、26. 7%、11. 1%,三者之间差异显著。芽再
生率最低的为 6 号培养基,只有 6. 7%。
从每个外植体的再生不定芽数来看,2 号培养基的芽数
最多,为 9 个,与其他几种培养基差异显著。其次为 4 号培养
基,为 5 个,最少的为 3 号培养基和 6 号培养基,其平均再生
不定芽数均为 1. 7 个。
2. 2 生根培养
当不定芽在增殖培养基上长有 3 ~ 4 张真叶时,选取长势
一致的再生不定芽接种到生根培养基上,30 d 后观察统计根
的生长情况。
不定芽在几种不同处理的生根培养基上均能生根,培养
中先在基部切口处膨大,形成少量愈伤组织,6 ~ 8 d后 1 /2MS
培养基中最先开始生根,基本培养基为 MS 的培养基上均无
根的形成;30 d后的生根情况见表 5。
表 5 大岩桐再生不定芽的生根
培养基
代号
基本
培养基
激素处理浓度
(mg /L)
NAA IBA
幼苗数
生根
幼苗数
平均生
根条数
A 1 /2MS 0 0 90 90 24. 3abc
B 1 /2MS 0. 1 0 90 90 20. 0cde
C 1 /2MS 0. 2 0 90 90 25. 0ab
D 1 /2MS 0. 5 0 90 90 26. 7a
E 1 /2MS 0 0. 5 90 90 22. 0abcd
F 1 /2MS 0 1. 0 90 90 21. 3bcd
G MS 0 0 90 90 16. 0efg
H MS 0. 1 0 90 90 12. 3g
I MS 0. 2 0 90 90 13. 7g
J MS 0. 5 0 90 90 16. 3efg
K MS 0 0. 5 90 90 14. 0fg
L MS 0 1. 0 90 90 18. 7def
通过生根试验观察发现,以 1 /2 MS为基本培养基的处理
组,生根速度较以 MS为基本培养基的处理组早,块茎上的毛
细根系发白、较长,且生根数量和质量均高于以 MS 为基本培
养基的处理组;在添加生长素的培养基中,以 1 /2 MS + NAA
0. 5 mg /L和 1 /2 MS + NAA 0. 2 mg /L 培养基为好,其次为
1 /2 MS 培养基。
从生根条数观察,经方差分析后发现,在以上几个处理
中,平均生根条数差异显著,基中 D 培养基的最多,为 26. 7
条,其次较多的依次为 C培养基、A 培养基和 E 培养基,分别
为 25. 0、24. 3、22. 0 条,四者之间差异不显著。而生根条数最
少的为 H培养基,为 12. 3 条。介于中间的为 F、B、L、J、G、K、
I培养基,分别为:21. 3、20、18. 7、16. 3、16、14、13. 7 条。
在生根培养中,以 1 /2 MS为基本培养基的处理组中的须
根平均长 2. 0 ~ 3. 5 cm,以 MS为基本培养基的处理组中的须
根长 0. 5 ~ 2. 0 cm,无块茎形成,并且在移栽冲洗根部培养基
时须根易脱落,不易成活。因此,从生根效果和经济角度来
看,1 /2 MS是最适的培养基(图 5、图 6)。
2. 3 炼苗与移栽
当大岩桐不定芽切到生根培养基后,待株高 3 ~ 4 cm 时
可进行炼苗移栽(图 7、图 8)。将封口膜掀开炼苗 2 ~ 3 d,将
大岩桐幼苗取出,放清水中漂洗,小心洗净上面附着的培养 (下转第 356 页)
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37 - 39.
(上接第 53 页)
基。为提高大岩桐瓶苗移栽成活率,可先栽在珍珠岩中,也
可栽在珍珠岩 ∶ 椰糠 = 1 ∶ 1 的基质中[12],最好先将基质灭
菌。大岩桐栽培时,浇水时坚持“见干才浇,不干不浇,浇则
浇透”的原则,并注意避免直接将水喷洒在叶片和花朵上,
尤其是在通风不良、温度偏低时,这是由于大岩桐叶片表面
有密集茸毛,叶面渍水易腐烂生病。大岩桐虽不喜多水的
土壤环境,却喜较高的空气湿度,注意土壤要通气性好,栽
植不宜过深。
3 讨论
鉴于大岩桐的生物学特性和发展前景,本试验以大岩桐
叶片为外植体进行离体培养,优化了其再生体系,研究目的旨
在指导并应用于生产、节约成本和适应大规模生产,并在优化
大岩桐高频再生体系的基础上,为大岩桐的遗传转化体系的
建立和大岩桐的品种改良提供参考。适当浓度的细胞分裂素
6 - BA和 NAA能有效诱导愈伤组织和芽的继代增殖,浓度太
高则抑制愈伤组织分化成芽与芽丛的分化和生长。大岩桐叶
片在 MS +6 - BA 2. 0 mg /L + NAA 0. 2 mg /L培养基上的出愈
率最高;在 MS +6 - BA 1. 0 mg /L + NAA 0. 1 mg /L培养基上
既生长愈伤组织又生长较少的不定芽,其芽的再生率最高;在
MS +6 - BA 0. 5 mg /L + NAA 0. 1 mg /L培养基上很少或不形
成愈伤组织,而直接形成不定芽。可以根据不同的目的,调整
激素不同配比来满足需要,为建立大岩桐快速繁殖体系和工
厂化育苗提供一定技术参数,并为大岩桐种质资源的保护和
开发利用奠定一定的基础。
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