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细叶小羽藓(Haplocladium microphyllum)配子体组织培养的消毒方法及蔗糖浓度筛选



全 文 :浙江大学学报(农业与生命科学版) 38(3):288~292,2012
Journal of Zhejiang University(Agric.&Life Sci.)
文章编号:1008-9209(2012)03-0288-05  DOI:10.3785/j.issn.1008-9209.2012.03.008
  收稿日期:2011-05-05
基金项目:国家自然科学基金资助项目(31070188);浙江省科技计划资助项目(2009C32066);浙江农林大学研究生科研创新
基金资助项目(2112009019)。
作者简介:张楠(1987—),女,山东德州人,硕士,从事园林植物应用研究.E-mail:znrun@sohu.com.
通信作者:季梦成,男,教授,从事苔藓植物分类及园林植物应用研究.Tel:0571-63742250;E-mail:mchji@zafu.edu.cn.
细叶小羽藓(Haplocladium microphyllum)
配子体组织培养的消毒方法及蔗糖浓度筛选
张楠1,2,杜宝明2,季梦成2
(1.杭州绿风园林建设集团有限公司,浙江 杭州310020;2.浙江农林大学 园林学院,浙江 临安311300)
摘要 以细叶小羽藓(Haplocladium microphyllum)的茎叶体为外植体,通过正交设计试验,研究消毒
剂以及取材部位对配子体灭菌效果的影响;并通过芽体长度、芽体个数、原丝体直径、增殖系数等指标探
讨不同蔗糖浓度对细叶小羽藓生长的影响。结果表明:细叶小羽藓配子体的最佳消毒方法为2.5%
NaClO处理老枝与分枝交叉处60s;在初代培养基中加入蔗糖能促进细叶小羽藓的生长,并随蔗糖浓度
的升高其促进作用增强,当蔗糖质量浓度达到30g·L-1时,芽体长度可达2.49cm,芽体个数为1.87,
原丝体直径为1.14cm,增殖系数高达9.25;当蔗糖质量浓度超过30g·L-1对细叶小羽藓芽体长度及
芽体数生长的促进作用开始降低,原丝体生长受到抑制,增殖系数显著低于蔗糖质量浓度为30g·L-1
时细叶小羽藓配子体的增殖系数。
关键词 细叶小羽藓;配子体;消毒方法;蔗糖浓度
中图分类号 Q 943.1   文献标志码 A
ZHANG Nan1,2,DU Bao-ming2,JI Meng-cheng2(1.Hangzhou Lüfeng Garden Construction Group
Co.,Ltd.,Hangzhou 310020,China;2.School of Landscape Architecture,Zhejiang A & F
University,Lin′an,Zhejiang 311300,China)
Sterilization method and sucrose concentration selection for initial culture of Haplocladium microphyllum
gametophyte.Journal of Zhejiang University(Agric.&Life Sci.),2012,38(3):288-292
Abstract  The effects of different disinfectants and material positions on sterilizing effect of
Haplocladium microphyllumgametophyte were studied by orthogonal design,and the effects of sucrose
concentration on growth of H.microphyllum gametophyte were investigated by measuring and
calculating the bud length,bud number,gametophyte diameter and multiplication coefficient.The
results showed that the best way of H.microphyllumgametophyte sterilization was as folows:explants
gotten from intersection of branch were washed in 2.5% NaClO for 60s.When 0-30g·L-1 sucrose was
added in the initial culture medium,it could promote the growth of H.microphyllumgametophyte,and
the effect was significant with increasing sucrose concentrations.When 30g·L-1 sucrose was added in
the initial culture medium,the bud length,bud number,gametophyte diameter and multiplication
coefficient were 2.49cm,1.87,1.14cm and 9.25,respectively.But more than 30g·L-1 sucrose was
added in the initial culture medium,the branch and protonema growth of H.microphyllum were
decreased,and the multiplication coefficient was significantly lower than that in addition with 30g·L-1
sucrose.
张楠,等:细叶小羽藓(Haplocladium microphyllum)配子体组织培养的消毒方法及蔗糖浓度筛选
Key words Haplocladium microphyllum;gametophyte;sterilization method;sucrose concentration
  细叶小羽藓(Haplocladium microphyllum)
隶属于羽藓科(Thuidiaceae)、小羽藓属,在中国
大部分地区、锡金、印度、朝鲜、日本、俄罗斯、欧
洲及北美洲都有分布[1],其生境为低海拔林地
土面、墙基至1 000m 林缘背阴湿润的具土岩
面、腐木及树木基部[2]。细叶小羽藓色泽鲜绿,
质感细致,密集交织生长,在森林等生态系统中
发挥着CO2 固定、水土保持、涵养水源、营养物
质的循环与贮存和森林更新等生态功能[3],由
于对Cu、Pb、Zn、Cr、Cd 5种重金属有很强的富
集能力[4],它也是良好的大气环境指示植物。
该种为交织生长型,生长速度快,植株低矮,越
冬能力强,易于栽培,不易受病虫害侵扰[5],在
园林上可作为地被植物,以及山水、树桩盆景的
辅助材料等使用。此外,细叶小羽藓还有清热解
毒之功效,可用于治疗扁桃体炎、肺炎、中耳炎
等,用本品制成的青苔素针剂功效与青霉素相
似[6]。通过对细叶小羽藓的组织培养,建立其扩
繁体系,并通过常规栽培与组织培养相结合,获
取细叶小羽藓的大量植株,可为其在园林绿化、化
学、生物分子学、环境科学等领域的应用提供基础
材料。本文对细叶小羽藓配子体的消毒方法及蔗
糖浓度对其生长的影响进行了研究,以期为细叶
小羽藓再生体系的建立及遗传转化提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料
  选取浙江农林大学园林学院温室苔藓苗圃
中生长势良好的细叶小羽藓植株(配子体),去除
泥土等杂物,剪掉残老茎叶,置于培养皿中待用。
1.2 试验方法
1.2.1 材料预处理  流水冲去细叶小羽藓
配子体表面污物后,用洗涤精浸泡,搅动2~3
min,用流水冲洗10min,将洗涤精冲洗干净,
放在超净工作台上待用。在超净工作台上用无
菌水冲洗3次,每次1min,用无菌镊子夹入
70%的酒精中表面消毒5s,迅速放入无菌水中
冲洗,将酒精冲洗掉后,放入不同浓度的
NaClO溶液中消毒60s,用无菌水清洗3次,将
外植体上的NaClO溶液冲洗干净,放入不同浓
度的 HgCl2 中消毒5s,用无菌水清洗干净,在
灭过菌的滤纸上吸干试验材料表面的水分,剪
成0.5cm左右的小段接种在培养基上。
1.2.2 消毒剂及取材部位的筛选  消毒剂
及取材部位的筛选采用L9(33)的3水平3因
素9个处理的正交设计(表1)。
表1 细叶小羽藓配子体消毒方法筛选的正交试验设计
Table 1 Orthogonal test design for screening of sterilization
methods for H.microphyllumgametophyte
编号 w(NaClO)/% w(HgCl2)/% 取材部位
A  5.0  0.000 新生羽状分枝先端
B  5.0  0.002 老枝与分枝交叉处
C  5.0  0.010 老枝绿色中段
D  2.5  0.000 老枝与分枝交叉处
E  2.5  0.002 老枝绿色中段
F  2.5  0.010 新生羽状分枝先端
G  0.0  0.000 老枝绿色中段
H  0.0  0.002 新生羽状分枝先端
I  0.0  0.010 老枝与分枝交叉处
1.2.3 蔗糖浓度的筛选  筛选出最佳消毒
方法后,将存活的外植体转接数次,选取生长健
壮的植株剪成0.5cm左右的小段接种在 MS
培养基上,琼脂质量浓度为6.7g·L-1,pH
为7.0[7],添加的蔗糖质量浓度分别为40、30、
20、10和0g·L-1。
1.3 培养条件和结果统计方法
  消毒方法筛选的培养基为 MS培养基+
6.7g·L-1琼脂+30g·L-1蔗糖,pH 7.0[7]。
所有培养基均放入RXZ-300B型光照培养箱中
培养,培养温度为(25±1)℃,空气相对湿度为
80%~90%,光照时间为12h·d-1,光照强度
为2 000~3 000lx。每种处理15个外植体,重
复4次,培养7d后统计细叶小羽藓配子体的
污染率、死亡率和存活率;用不同蔗糖浓度培养
基培养30d后统计细叶小羽藓的芽体长度、芽
体个数、原丝体直径、增殖系数。采用 SPSS
18.0统计软件进行统计分析,采用Excel 2003
软件制图。增殖系数=现有所有活藓体的总长
982 第3期
浙江大学学报(农业与生命科学版)
度/cm/接种时茎段的总长度/cm(芽体长度小
于0.5cm的不计入总长度)[8]。消毒结果的统
计参照赖玉洁等[9]的方法:
  污染率=污染外植体数/接种外植体总
数×100%;
  死 亡 率 = 死 亡 个 数/接 种 外 植 体 总
数×100%;
  存活率=未污染且萌动个数/接种外植体
总数×100%。
2 结果与分析
2.1 消毒剂及取材部位对配子体消毒效果的
影响
  从表2中可以看出:处理B、C、F、I之间的污
染率差异不显著,且污染率均在2.00%以下;处
理A、D、E之间的污染率与处理B、C、F、I之间差
异不显著,与处理H之间差异不显著,污染率在
二组之间;处理G的污染率显著高于其他处理,
高达100.00%;处理D和处理G之间的死亡率
差异不显著,且死亡率最低,其次为处理H、E、I、
F、A、B、C,其中处理I、F、A、B、C之间差异不显
著,死亡率高;处理B、C、G存活率最低,均为
0.00%,其次为处理A、F、I、E、H、D,其中处理D
的存活率最高,达70.00%。由此可见,用2.5%
NaClO处理细叶小羽藓老枝与分枝交叉处60s
的消毒效果最好。
表2 消毒方法对细叶小羽藓配子体消毒效果的影响
Table 2 Effects of different sterilization methods on sterilizing
effect of H.microphyllumgametophyte
编号 总个数 污染率/% 死亡率/% 存活率/%
A  60  10.00bc  95.00a 3.33de
B  60  1.67c 98.33a 0.00e
C  60  0.00c 100.00a 0.00e
D  60  10.00bc  23.33d 70.00a
E  60  10.00bc  71.67bc  18.33bc
F  60  0.00c 93.33a 6.67cde
G  60  100.00a 15.00d 0.00e
H  60  15.00b 61.67c 25.00b
I  60  0.00c 86.67ab  13.33bcd
  注:同列数据后的不同小写字母表示在P<0.05水平差
异有统计学意义。
  由图1、2可知,只用70%酒精进行表面消
毒,细叶小羽藓配子体虽然死亡率很低,但其污
染率却高达100.00%,存活率为0%;用70%
酒精表面消毒后,再用2.5% NaClO 和5%
NaClO消毒60s,细叶小羽藓配子体的污染率
之间差异不显著,但死亡率及存活率间差异显
著,即用2.5% NaClO消毒细叶小羽藓配子体
的死亡率显著降低,存活率显著升高;用70%
酒精表面消毒后,随 HgCl2 浓度升高,细叶小
羽藓配子体的污染率显著降低,但死亡率显著
升高,存活率显著降低,说明 HgCl2 不适合用
于细叶小羽藓配子体的消毒。
  柱状图上的不同小写字母表示在P<0.05水平差异
有统计学意义。
图1 NaClO对细叶小羽藓配子体消毒效果的影响
Fig.1 Effects of sodium hypochlorite of different concentra-
tions on sterilizing effect of H.microphyllumgameto-
phyte
  柱状图上的不同小写字母表示在P<0.05水平差异
有统计学意义。
图2 HgCl2 对细叶小羽藓配子体消毒效果的影响
Fig.2 Effects of mercuric chloride of different concentrations
on sterilizing effect of H.microphyllumgametophyte
092 第3 8卷 
张楠,等:细叶小羽藓(Haplocladium microphyllum)配子体组织培养的消毒方法及蔗糖浓度筛选
2.2 蔗糖浓度对细叶小羽藓生长的影响
  从表3可以看出:蔗糖质量浓度为20~40
g·L-1时对芽体长度的影响差异不显著,蔗糖
浓度为10g·L-1时芽体长度显著变短,未添
加蔗糖时,细叶小羽藓芽体长度最短;蔗糖质量
浓度为30g·L-1时,细叶小羽藓的芽体数最
多,蔗糖质量浓度为20、40g·L-1时对细叶小
羽藓的芽体个数影响差异不显著,未添加蔗糖
时,细叶小羽藓的芽体个数最少;蔗糖质量浓度
为30g·L-1时,细叶小羽藓的原丝体直径最
大,为1.14cm,蔗糖质量浓度为20、30g·L-1
时细叶小羽藓的原丝体直径差异不显著,当蔗
糖质量浓度为40、10、0g·L-1时细叶小羽藓
的原丝体直径间差异不显著;蔗糖质量浓度为
30g·L-1时细叶小羽藓增殖系数最高,为
9.25,蔗糖质量浓度为40、20g·L-1以及蔗糖
质量浓度为10、0g·L-1时增殖系数间无显著
差异,而未添加蔗糖的培养基细叶小羽藓的增
殖系数最低,为1.13。
  综上,蔗糖浓度升高促进了细叶小羽藓芽体
生长,并有利于原丝体的生长;当蔗糖质量浓度
为30g·L-1时细叶小羽藓的芽体长度、芽体个
数、原丝体直径及增殖系数均达到最大;当蔗糖
质量浓度达到40g·L-1时,细叶小羽藓芽体生
长变慢,原丝体生长受到抑制。表明细叶小羽藓
初代培养最适的蔗糖质量浓度为30g·L-1。
表3 蔗糖质量浓度对细叶小羽藓生长的影响
Table 3 Effects of different sucrose concentrations on H.
microphyllumgrowth
ρ(蔗糖)/
(g·L-1)
芽体长/
cm
芽体个数
原丝体直
径/cm
增殖系数
40  2.37a 1.40ab  0.79b 6.55b
30  2.49a 1.87a 1.14a 9.25a
20  2.22a 1.33ab  0.98ab  5.87b
10  1.58b 0.87bc  0.87b 2.67c
0  0.97c 0.60c 0.82b 1.13c
  注:同列数据后的不同小写字母表示在P<0.05水平差
异有统计学意义。
3 结论与讨论
  细叶小羽藓结构简单,HgCl2 和 NaClO对
其伤害都比较大,当 HgCl2 质量分数降为
0.002%时,细叶小羽藓外植体死亡率仍为
61.67%,表明细叶小羽藓对 Hg2+ 十分敏感,
HgCl2 不适宜用作细叶小羽藓配子体的消毒剂。
Sabovljevic等[10]曾用12个浓度梯度的 NaClO
对角齿藓(Ceratodon purpureus)配子体进行消
毒,其中9%NaClO的消毒效果最好,其外植体
存活率为67.5%;而本试验当NaClO质量分数
为5%时,细叶小羽藓外植体死亡率达95.00%,
说明消毒剂浓度的选择因苔藓种类的不同有很
大的差异。当NaClO质量分数为2.5%时,虽然
细叶小羽藓外植体有部分污染及死亡,但存活率
显著高于HgCl2,说明NaClO的消毒效果显著优
于HgCl2。从避免环境污染和减少对外植体毒
害角度看,选择2.5% NaClO作为消毒剂较好。
  细叶小羽藓的新生羽状分枝先端是植物体
最幼嫩部位,携带的菌类最少,污染率低,但也
最易被消毒剂杀死,存活率也低;用 2.5%
NaClO处理后,老枝与分枝交叉处有一定的外
植体污染,外植体大部分变为黄绿色,有些甚至
变为黄色,但将未污染的外植体转接几天后,几
乎所有外植体分枝切口处均长出新的茎叶,使
外植体存活率达70.00%,明显高于新生羽状
分枝与老枝绿色中段存活率,说明老枝与分枝
交叉处是较适宜的外植体取材部位。
  李晓毓等[11]的研究表明蔗糖对尖叶匍灯
藓(Plagiomnium cuspidatum)生长没有明显
的促进作用,李艳红等[12]仅就蔗糖浓度对立碗
藓(Physcomitrium sphaericum)原丝体形态变
化进行了描述,而本试验详细记录了蔗糖浓度
对细叶小羽藓芽体长度、芽体个数及原丝体直
径、增殖系数的影响,并发现当蔗糖质量浓度为
0~30g·L-1时,随着蔗糖浓度的升高,细叶小
羽藓的芽体长度、芽体个数及原丝体显著增长,
促进了细叶小羽藓植株及原丝体的生长。当蔗
糖质量浓度超过30g·L-1时,蔗糖对细叶小
羽藓植株生长的促进作用不明显,并抑制原丝
体的生长,说明蔗糖对不同藓类植物生长影响
不同,在苔藓植物的组织培养中应根据苔藓植
物的不同种类选择合适的蔗糖浓度。
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