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明日叶快速繁殖体系的优化



全 文 :第33卷第5期
2015年10月
上 海 交 通 大 学 学 报 (农 业 科 学 版)
JOURNAL OF SHANGHAI JIAOTONG UNIVERSITY(AGRICULTURAL SCIENCE)
Vol.33No.5
  Oct.2015
文章编号:1671-9964(2015)05-0006-05  DOI:10.3969/J.ISSN.1671-9964.2015.05.002
收稿日期:2014-10-16
作者简介:周麟笔(1990-),硕士,研究方向:大豆遗传育种,E-mail:zlbxjyl@163.com;
曹越平(1967-),为本文通讯作者,教授,研究方向:大豆遗传育种,E-mail:yuepingcao@sjtu.edu.cn
明日叶快速繁殖体系的优化
周麟笔,许 樱,薄路花,曹越平
(上海交通大学 农业与生物学院,上海200240)
摘 要:研究以明日叶幼苗叶片与叶柄为外植体进行组织培养,在 MS基本培养基中添加不同浓
度的萘乙酸(NAA)与玉米素(ZT)、NAA与6-苄氨基腺嘌呤(6-BA)联合处理,比较不同处理下叶
片、叶柄的愈伤组织诱导率与不定芽分化率。结果表明 NAA与ZT联合添加的培养基比较适合
明日叶愈伤组织的诱导与不定芽分化,效果优于NAA与6-BA联合处理。最适合叶片培养的培养
基是 MS+1mg/L NAA+3mg/L ZT,最适合叶柄培养的是 MS+0.5mg/L NAA +0.5mg/L
ZT。本研究建立的明日叶快速繁殖体系,获得再生植株周期只需30~40d,大大缩短了明日叶繁
殖周期。
关键词:明日叶;组织培养;快速繁殖
中图分类号:S567.239    文献标识码:A
Optimizing System for Propagation of Angelica keiskei
ZHOU Lin-bi,XU Ying,BO Lu-hua,CAO Yue-ping
(School of Agriculture and Biology,Shanghai Jiaotong University,Shanghai 200240,China)
Abstract:In this study,the tender leaves and petioles of Angelica keiske in seedling were used as explants
to establish an in vitro propagation system.In tissue culture period,explants were cultured on MS medium
supplemented with different concentrations of 1-Naphthaleneacetic acid(NAA)and zeatin(ZT),NAA and
6-Benzylaminopurine(6-BA).The results showed that Angelica keiskei cultured on MS medium containing
zeatin(ZT)were better than that on MS containing 6-BA.MS + 1mg/L NAA + 3mg/L ZT was
optimum for leaves and MS+0.5mg/L NAA+0.5mg/L ZT for petioles.The regeneration plants could
be obtained within 30~40days.
Key words:Angelica keiskei;tissue culture;in vitro propagation
  明日叶(Angelica keiskei),原产自日本八丈
岛,系伞形科当归属多年生草本植物,因今日摘取叶
片,明日即可展露新叶而得名。据日本出版的《综舆
新语》中曾有记载:“秦始皇以至尊之身命徐福赴海
外采长生不老药即八丈岛的明日叶。此外日本《重
订本草纲目启蒙》(1844)和《大和本草》等文献也记
载,明日叶是一种具有长寿功能植物,因此又名长寿
菜。经研究发现,明日叶主要成分为特种查尔酮和
有机锗,此外还含有人体所需的16种氨基酸、黄酮、
胡萝卜素、食物纤维以及多种矿物质等,具有增强免
疫力、抗过敏、降血压、抗癌、降血脂、抗衰老等功能,
是一种具有极高营养价值的植物[1],具有巨大的开
第4期 周麟笔,等:明日叶快速繁殖体系的优化
发前景和研究价值。然而,明日叶是多年生植物,2
~3年才能开花结实,因此利用种子繁殖进行育种
及资源研究非常困难,如何快速获得大量明日叶植
株就成为一个亟待解决的问题。
20世纪植物组织培养技术的广泛应用[2],较传
统育种大大缩短了育种周期,这项技术也被应用到
明日叶快速繁殖中,有关明日叶的组织培养有过一
些报道,Furuya H等[3]在 MS培养基中添加细胞分
裂素6-苄氨基腺嘌呤(6-BA)、2,4-二氯苯氧乙酸
(2,4-D)进行组织培养45d以上获得明日叶再生植
株,郭治友等在 MS培养基中添加萘乙酸(NAA)与
6-BA进行明日叶组培60d左右也获得了再生植
株[4],薄路花在明日叶快繁相关专利中提到关于玉
米素(ZT)在明日叶组织培养上的应用[5],本试验旨
在前人研究的基础上优化明日叶快速繁殖体系,探
究以 MS为基础培养基,添加不同浓度的 NAA和
玉米素(ZT)、NAA和6-BA,对于明日叶组织培养
的影响,筛选更加适合明日叶生长的培养基激素配
比组合,为快速繁殖明日叶提供了一种有效的方法。
1 材料与方法
1.1 试验材料
以经过炼苗阶段后在自然状态下生长至展开两
片真叶的明日叶实生幼苗作为试材,2013年4月取
材于学院试验基地。
1.2 试验方法
1.2.1 灭菌与消毒
将明日叶幼苗经流水冲洗1h后滤纸吸干,在
无菌操作台上将叶片于75%酒精中灭菌45s,无菌
水冲洗3~5次,滤纸吸干后置于1%次氯酸钠溶液
中消毒8~10min,最后用无菌水冲洗3~5次,置
于无菌滤纸上吸干,灭菌后切取其叶片和叶柄作为
外植体,叶片切成约0.5cm×0.5cm大小,叶柄切
成约0.5cm长度。
1.2.2 培养基配方与培养条件
培养基配方设计:愈伤组织诱导和不定芽分化
阶段,以 MS为基础培养基,添加不同浓度NAA分
别与不同浓度细胞分裂素6-BA、玉米素(ZT)的处
理组合,共25个。各处理叶片、叶柄外植体各60
个,重复3次;生根培养基为 MS基本培养基。
培养条件:各培养基pH均为5.8,培养温度25
℃,光照时间12h/d,光照强度8~10mol/(m2·s)。
1.2.3 观察与统计
观察组培苗的生长情况,从接种外植体开始每
15d更换1次培养基并处理污染;统计愈伤组织诱
导率=诱导出现愈伤组织的块数/供试外植体块数
×100%,每个处理3次重复,统计结果取平均值;分
化率=不定芽分化数/愈伤组织数×100%。
2 结果与分析
2.1 愈伤组织诱导
外植体培养5d后,叶片开始卷曲,其边缘开始
发白,少数叶片褐化、部分叶柄开始膨大,10d左
右,叶柄伤口开始产生嫩绿微透明的愈伤组织,叶柄
膨大程度更加明显。约12d之后愈伤组织开始从
叶片边缘产生愈伤组织,并逐渐向整个叶片诱导产
生愈伤组织团的。观察记录外植体培养20d后各
处理平均产生的外植体愈伤组织数,并计算愈伤组
织诱导率。统计结果见表1和表2。
分析叶片外植体愈伤组织分化情况发现,在添
加ZT和NAA的激素组合中(表1),诱导率最高的
是处理8,为41.7%,与处理1、2、3、4、5、6、9、10都
有显著差异,说明在这10种培养基中处理8的激素
组合最适宜叶片外植体愈伤组织的生长。其次是处
理7,其为35.0%,与除处理8之外的各处理之间也
呈显著差异,也比较适合叶片外植体的愈伤培养。
事实上,处理7和8添加的ZT的浓度都是3mg/
L。而当ZT浓度为4mg/L时,叶片外植体的愈伤
组织诱导率呈下降趋势,其中处理9为26.7%,处理
10为20.0%,其余组合愈伤组织诱导率明显偏低。
当培养基中添加6-BA和NAA的组合时(表2),处
理1的诱导率最高,为31.7%,其诱导率与其余各
处理均有显著差异。说明,添加6-BA和 NAA的
15 个 处 理 组 合 中,添 加 1.0 mg/L6 -BA+
0.1mg/L NAA的激素配比最适宜叶片外植体愈
伤组织诱导的培养基。其次为处理12,诱导率为
30.0%,其诱导率与其他处理间呈显著差异。而且
当NAA浓度为0.3mg/L时(处理21~处理25),
诱导率都显著降低,最高仅为8.3%。进一步比较
添加ZT和NAA组合与添加6-BA和NAA组合的
诱导率,前者整体会高于后者,说明ZT和NAA的
激素组合更利于叶片外植体愈伤组织的形成,且最
佳配比为1.0mg/L NAA+3.0mg/L ZT。

上 海 交 通 大 学 学 报 (农 业 科 学 版) 第33卷
表1 不同浓度NAA、ZT处理组合下外植体愈伤组织的诱导
Tab.1 Effects of different concentrations of NAA and ZT on the induction of calus
处理编号
Treatments
NAA/
(mg·L-1)
ZT/
(mg·L-1)
叶片Leaves 叶柄Petioles
愈伤组织数
No.of calus
平均诱导率/%
Calus induction
rate
愈伤组织数
No.of calus
平均诱导率/%
Calus induction
rate
1  0.5  0.5  12.0  20.0cd  47.0  78.3a
2  1.0  0.5  10.0  16.7d 39.0  65.0ab
3  0.5  1.0  15.0  25.0cd  35.0  58.3bc
4  1.0  1.0  2.0  3.3e 37.0  61.7b
5  0.5  2.0  11.0  18.3cd  25.0  41.7cd
6  1.0  2.0  11.0  18.3cd  32.0  53.3bc
7  0.5  3.0  21.0  35.0ab  25.0  41.7cd
8  1.0  3.0  25.0  41.7a 15.0  25.0e
9  0.5  4.0  16.0  26.7bc  22.0  36.7de
10  1.0  4.0  12.0  20.0cd  27.0  45.0cd
  注:表中不同字母表示处理间差异显著水平P<0.05。不同组合处理下叶片、叶柄诱导率的差异显著性分开比较。下表同
Note:Different letters indicate significant difference at the 0.05level among treatments.The significant difference comparison of leaves and
petioles are assayed respectively.The same is the below.
表2 不同浓度NAA、6-BA处理组合下外植体愈伤组织的诱导
Tab.2 Effects of different concentrations of NAA and 6-BA on the induction of calus
处理编号
Treatments
NAA/
(mg·L-1)
6-BA/
(mg·L-1)
叶片Leaves 叶柄Petioles
愈伤组织数
No.of calus
诱导率/%
Calus induction
rate
愈伤组织数
No.of calus
诱导率/%
Calus induction
rate
11  0.1  1.0  19.0  31.7a 13.0  21.7cd
12  0.1  1.5  18.0  30.0a 16.0  26.7bc
13  0.1  2.0  15.0  25.0ab  12.0  20.0d
14  0.1  2.5  17.0  28.3ab  17.0  28.3b
15  0.1  3.0  0.0  0.0e 0.0  0.0g
16  0.2  1.0  4.0  6.7de  8.0  13.3e
17  0.2  1.5  3.0  5.0de  0.0  0.0g
18  0.2  2.0  8.0  13.3cd  12.0  20.0d
19  0.2  2.5  12.0  20.0bc  6.0  10.0e
20  0.2  3.0  15.0  25.0ab  28.0  46.7a
21  0.3  1.0  3.0  5.0de  6.0  10.0e
22  0.3  1.5  4.0  6.7de  7.0  11.7e
23  0.3  2.0  1.0  1.7e 5.0  8.3f
24  0.3  2.5  5.0  8.3de  2.0  3.3fg
25  0.3  3.0  0.0  0.0e 1.0  1.7g
  分析叶柄外植体的愈伤组织诱导情况,在添加
ZT和NAA的激素组合中(表1),诱导率最高的是
处理1,达到78.3%,且处理1的诱导率与余下处理
具有显著差异,说明处理1的激素配比最适合叶柄
外植体愈伤组织的生长,与叶片外植体愈伤组织生
长的适宜激素配比不同。添加6-BA和 NAA的组

第4期 周麟笔,等:明日叶快速繁殖体系的优化
合中(表2),诱导率最高的为处理20,诱导率为
46.7%,且与其他处理组合的诱导率差异显著,说明
处理20的激素配比最适合叶柄外植体愈伤组织的
生长。综合分析表1、表2数据,发现处理1的诱导
率(78.3%)明显比处理20的诱导率(46.7%)高,可
见ZT与NAA的激素组合更适合明日叶叶柄外植
体愈伤组织的形成,这与叶片外植体愈伤的情况相
一致,且最佳配比为0.5mg/L NAA +0.5mg/L
ZT。培养20d左右,叶片和叶柄产生许多愈伤组
织团,部分愈伤组织开始发黄褐化,且有的已经开始
分化不定芽,少许培养基产生污染。因此培养10~
15d左右要及时更换培养基,才有利于愈伤组织更
好的生长和分化。
2.2 不定芽的诱导
将各处理产生的愈伤组织转移到新鲜培养基
上,待愈伤组织团培养约7d后,处理8培养基中最
先从叶柄边缘分化出不定芽(图1A),统计培养基更
换培养15d后各处理从生芽分化数,计算分化率,
结果见表3。其中由于处理15、17、19、21、22、23、
24、25产生的愈伤组织较少且逐渐褐化,最终诱导
形成不定芽数较少或基本未诱导出不定芽,故未统
计入下表。从表3统计的数据来看,处理8不定芽
分化率最高,为42.5%;其次是处理9,分化率为
39.5%。结合之前诱导率数据分析得出,处理8无
论从诱导愈伤组织还是诱导不定芽的分化方面来
讲,都具有比较好的诱导率,因此 MS+1mg/L
NAA+3mg/L ZT的培养基激素组合最适合明日
叶的组织培养。
2.3 试管苗的生根培养与移植
将分化良好的不定芽分割成单芽转移到 MS
生根培养基中(图1B),约7d后陆续有新根产生
(图1C),逐渐发育为比较发达的根系(图1D),统
计处理100个不定芽生根情况,均在转移至生根
培养基一周内陆续生根,生根率为100%。此外,
在 MS培养基中不定芽生长迅速,有的不定芽植株
生长点多,可按生长点数分为几株进行生根培养。
当不定芽生根数达到3根左右便可移植到灭菌后
的基质中,基质配方为草炭土∶蛭石∶珍珠岩=3∶1∶
1,种植明日叶的小盆上扣上一次性塑料杯子置于
光照培养箱中培养3~5d后开盖炼苗2d(图
1E)。当小苗长出新芽、叶片伸展长势强健时,在
温室继续炼苗2d。待新芽展叶后约1~2d便可
移植到试验基地遮阴栽培(图1F),移栽成活率约
为85%。
表3 明日叶不定芽的诱导
Tab.3 Induction of adventitious buds for Angelica keiskei
处理编号
Treatments
接种愈伤组织数
Inoculated calus
分化不定芽数
No.of bud
分化率/%
Bud induction rate
1  59  13  22.0
2  49  10  20.4
3  50  4  8.0
4  39  3  7.7
5  36  5  13.9
6  43  3  7.0
7  46  1  2.2
8  40  17  42.5
9  38  15  39.5
10  39  8  20.5
11  32  3  9.4
12  34  4  11.8
13  27  3  11.1
14  34  6  17.6
16  12  2  16.7
18  20  2  10.0
20  43  3  7.0
22  11  2  18.2
图1 明日叶再生过程
A.不定芽的分化;B.单芽转接至生根培养基;C.再生植株生
根;D.待移栽的试管苗;E.炼苗期幼苗;F.组培苗基地生长情况
Fig.1 Regeneration progress of Angelica keiskei
A.Induction of adventitious buds;B.Rooting culture of
adventitious buds;C.Rooting progress of regeneration plants;D.
Test-tube seedling;E.Regeneration plant in pot;F.Regeneration
plants in field
3 讨论
本试验共设置了25个处理,对不同浓度的激素
配比进行筛选和优化,试验结果表明添加ZT的培

上 海 交 通 大 学 学 报 (农 业 科 学 版) 第33卷
养基比添加6-BA的培养基更适合明日叶愈伤组织
诱导与不定芽分化,其中筛选出适合明日叶叶片愈
伤组织形成和不定芽分化的最佳激素配比是 MS+
1mg/L NAA+3mg/L ZT,最适合叶柄培养的激
素配比是 MS+0.5mg/L NAA+0.5mg/L ZT。
从诱导愈伤到获得完整的植株只需要30~40d,大
大缩短了获得再生植株的周期。用此方法得到的再
生苗根系发达、粗壮,生根率为100%,移栽成活率
为85%。不定芽诱导阶段培养20d左右,部分不定
芽出现生根现象,可能是培养基成分逐渐被吸收,
NAA等激素浓度降低有利于不定芽生根的缘故,
刘拴成等在不同浓度的萘乙酸(NAA)对9月菊插
条生根情况影响的研究中得到低浓度NAA有助于
9月菊生根的结论与本研究结果一致[6],周音等在
钩唇石斛离体快速繁殖技术体系研究中也得到类似
结论[7]。本研究建立的明日叶再生体系,优化了培
养基激素配比,使明日叶种子繁殖的2~3年一个周
期,缩短到2~3个月,为明日叶的育种及资源研究
提供了有效的方法。而且以此方法得到的组培苗根
系发达、健壮、成活率高,具有一定的推广应用价值
和发展前景。
参考文献:
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展及应用[J].食品与药品,2013,15(3):205-209.
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(Miq.)Koidz[J].Horticultural Research(Japan),
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CN102657084A,2012-09-12.
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[7] 周音,殷丽青,汤桂钧,等.钩唇石斛离体快速繁殖技
术体系的建立[J].上海交通大学学报(农业科学版),
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