全 文 ：收稿日期:2007-05-10
基金项目:黑龙江省教育厅资助项目(编号 9551093)。
作者简介:高永超(1977-),男 ,硕士 ,主要从事植物遗传学和植物化学方面的工作。
文章编号:1002-4026(2007)04-0037-03
不同光照和植物生长物质对地钱
愈伤组织诱导及分化的影响
高永超1 ,2 ,王加宁1 ,邱维忠1 ,迟建国1 ,沙伟2 ,张 晗2 , 3
(1.山东省科学院生物研究所 ,山东 济南 250014;
2.齐齐哈尔大学生命科学与工程学院生物系 ,黑龙江 齐齐哈尔 161006;
3.山东省农业科学院作物研究所 ,山东 济南 250014)
摘要:采用 8 种不同培养基和 2 种不同培养条件进行地钱的组织培养条件的探索。 结果发现 , 相同剂量
(2 mg·L-1)的NAA 和 IBA 对牛角藓愈伤组织诱导效果明显 ,而 GA3 、6-BA 则抑制。光照对地钱愈伤组织的形
成有一定的促进作用。
关键词:地钱;愈伤组织;植物生长物质;光照
中图分类号:Q939.53　　　文献标识码:A
Effects of Different Light and Plant Growth Substances
on the Induction and Decomposition of Callus of Marchantia polymorpha
GAO Yong-Chao1 ,2 ,Wang Jia-ning1 ,QIU Wei-zhong1 ,CHI Jiang-guo ,SHA Wei2 ,ZHANG Han2, 3
(1.Institute of Biology , Shandong Academy of Sciences , Jinan 250014 , China ;
2.School of Life Science and Engineering , Qiqihar University , Qiqihar 161006 , China;
3.Institute of Crops , Shandong Academy of Agriculture , Jinan 250014 , China)
Abstract:We used 8 different culture medium and 2 different culture conditions to explore the best tissue
culture conditions of Marchantia polymorpha.The results demonstrated that the effect of IAA and IBA in
the same dosage(2 mg·L-1)on the callus induction of Marchantia polymorpha was positive while that
the effect of GA3 and 6-BA was negative.Morever , the formation of the calli was promoted by light.
Key words:Marchantia polymorpha;callus;plant growth substance;light
　　苔藓植物的植物体中含有许多重要的生物活性物质 ,对疾病治疗和虫害防治有很好的效果[ 1] 。地钱含有
多种生物活性成分 ,其中最常见的是环状二联苄衍生物[ 2] 。夏萍芳 ,李仲辉[ 3] 研究发现其主要成分对革兰氏阳
性菌呈明显的阳性反应 ,但不抗革兰氏阴性菌。目前国外研究的热点是利用地钱等苔藓植物完整的细胞体系
作为像酵母细胞一样的生物转化器 ,生产常规条件下难于用化学方法合成的一些手性物质[ 4] 。在国内 ,李文
安[ 5]在进行地钱(Marchantia polymorpha)组培时发现 ,地钱的配子体再生能力很强 ,可形成芽孢杯 ,但将其配子
第 20 卷　第 4期
2007 年8 月
山 东 科 学
SHANDONG SCIENCE
Vol.20　No.4
Aug.2007
体诱导成愈伤组织十分困难 ,在进行实验的几种培养基配方中 ,最快诱导出愈伤组织的培养基也需要 104d。我
国在苔藓植物的组织培养方面的工作比较落后 ,直接利用其愈伤组织生产次生代谢产物的研究尚未见到报道。
1　材料与方法
地钱(Marchantia polymorpha)采自齐齐哈尔大学生命科学院生物园温室中。材料采集后用无菌土培养 ,
上面覆盖一层塑料膜 ,以起到保持水分的作用 。
外植体用无菌水配制 0.01%的升汞溶液进行消毒 10s后 ,立即用无菌水冲洗 5 ～ 6次。再将材料切成
1cm左右的小块 ,用无菌滤纸吸干水分 ,接种于含有不同植物生长物质的MS培养基上 。培养基共 8种 ,分别
是:(1)MS(对照);(2)MS + IBA;(3)MS +NAA;(4)MS + IAA;(5)MS+2.4-D;(6)MS +GA3;(7)MS
+6-BA;(8)MS +KT。1 ～ 7号培养基中的生长调节物质含量均为 2 mg·L-1 , pH值为 5.8。接种后 ,部分
培养瓶置于无光照的培养箱中 ,温度为25℃。另外 ,将部分 1 ～ 8号培养基放入光暗交替的培养箱中 ,光照度
为2000 lx ,光照14h(25℃) 10h黑暗(20℃),温度为 25℃,黑暗 10 h ,温度为 20℃。
2　实验结果与分析
表 1　不同植物生长物质和培养条件对地钱愈伤组织诱导的影响
Tab 1　Effect of different plant growth substances and culture conditions on callus induction of Marchantia polymorpha
培养条件 处理 培养基 接种数 形成愈伤数 诱导愈伤率(%)
黑暗
1 MS(对照) 18 2 11.1
2 MS+IAA 18 1 5.1
3 MS+IBA 18 0 0
4 MS+NAA 18 3 16.7
5 MS+2.4-D 18 0 0
6 MS+GA 3 18 0 0
7 MS+6-BA 21 1 4.8
8 MS+KT 18 1 4.8
光暗交替
1 MS(对照) 18 3 16.7
2 MS+IAA 15 2 13.3
3 MS+IBA 18 4 22.2
4 MS+NAA 21 4 19
5 MS+2.4-D 18 2 11.1
6 MS+GA 3 18 0 0
7 MS+6-BA 18 0 0
8 MS+KT 24 4 16.7
图 1　地钱愈伤组织培养过程中产生的假根
Fig 1　Rhizoid formed from the callus
culture from Marchantia polymorpha
　　地钱愈伤组织的诱导结果如表 1所示 ,从表中我们可以看
出 ,在有光照条件下比无光照条件下愈伤组织的诱导率有明显
的提高 ,而且试验观察发现 ,在有光条件下愈伤组织的生长速度
明显高于无光条件。同时 ,我们可以看出 ,地钱同样对不同植物
生长物质反应差别不明显 ,同对照相比 ,NAA和 IBA在光照条件
下对地钱愈伤组织的诱导最为有利 ,GA3 、6-BA对愈伤组织的形
成有抑制作用。2.4-D 、IAA 、KT 在光照条件下的诱导效果明显
提高 。图 1为地钱愈伤组织培养过程中产生的假根 ,图 2为图
1中植物体在解剖显微镜下的放大图片 ,假根的形成大约需要
38 山　东　科　学　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2007 年
图 2　解剖镜下放大的假根的形态
Fig 2　Morphological observation of the rhyzoid
magnified under the anatomical microscope
10d左右的时间。图 3为地钱愈伤组织分化后产生的芽孢杯的
显微解剖照片 ,其形成时间在 15 ～ 20d之间 。图 4和图 5是最
终分化形成的地钱植物体的形态。
3　讨　论
生长调节物质在地钱愈伤组织的诱导过程中并不是必需的
成分 ,无生长调节物质条件下仍可以诱导出愈伤组织 。但是 ,生
长调节物质对苔藓植物愈伤组织的诱导具有比较明显的影响 ,
如NAA对愈伤的诱导作用就十分明显;李文安[ 5] 用地钱的胞芽
进行愈伤组织诱导时发现 ,胞芽和配子体对培养基中的细胞分
裂素和 pH值并不敏感 ,添加细胞分裂素与否对愈伤组织的生
图 3　地钱愈伤组织分化产生的芽孢杯
Fig 3　Gemmae cup differented from the
callus of Marchantia polymorpha
长并无明显的影响。其原因可能是因为外植体的取材部位不同
造成的。
光照在地钱愈伤组织的诱导过程中作用十分的明显。在本
实验的 8种培养基中 ,光照条件下的诱导率均比黑暗条件下有
较明显的提高。如 IAA 、IBA等。以上几种现象我们在牛角藓的
诱导过程中也有发现[ 6] 。苔藓植物在无生长调节物质的培养基
上能形成愈伤组织可能与其自身能够合成激素类物质有关。
Hartmann
[ 7] 、Wang 等[ 8] 分别在培养藓类植物的培养基中发现了
内源激素的存在 ,不过浓度相当低 。Hartmann指出 ,这种可诱导
芽形成的内源激素的产生依赖于光的存在 ,我们的实验结果与
图 4　最终分化形成的地钱叶状体
Fig 4　Tallus formed from Marchantia polymorpha
此种看法是相吻合的 。试验中发现 ,地钱愈伤组织的诱导较为
困难 ,但是分化形成植物体十分容易。我们在对牛角藓的愈伤
组织培养中发现 ,牛角藓愈伤组织的诱导较地钱容易 ,其最高的
诱导率可以达到51 .5 %,但是却很难分化形成植物体 。
地钱配子体的细胞中含有油体 ,能够产生萜类 、脂肪酸酯以
及芳香类化合物等大量具有生物活性的化合物。利用组织培养
方法 ,特别是细胞发酵培养生产次生代谢产物的研究在一些植
物(如紫草 、人参 、苦瓜 、喜树等)上已经十分成功[ 9] 。国内虽有
进行地钱组织培养的报道 ,但是愈伤组织的诱导 、分化时间太
图 5　培养一个月后的地钱植物体
Fig 5　the vegetation of Marchantia
polymorpha after being cultured a month
长 ,实际应用价值不高 ,本研究得出了比较有效的地钱组织培养
方法 ,诱导成功率和诱导时间均较短 ,对于今后进行次生代谢产
物生产研究具有重要的意义。
参考文献:
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(下转第 43页)
39第 4 期 高永超 , 等:不同光照和植物生长物质对地钱愈伤组织诱导及分化的影响
有甘草属(Glycyrrhiza)、白刺属(Nitraria)、獐毛属 3 属 ,占山东盐生植物总属数的 8.33%, 以白刺
(Nitraria)分布最为广泛 ,獐毛(Aeluropus sinenis)也可以形成草甸。
2.3.3.5东亚分布
仅贯众属(Cyrtomium)1属 ,为蕨类植物 ,多生于海边的岩石上 。
2.4.山东盐生植物区系的基本特征
植物区系的基本特征分为分类学和地理学两个方面的特征[ 9] 。前者包括区系的丰富性 、相似性 、古老性
和种系发育性;后者分为区系成分复杂性和成分特有性。同山东植物区系的特点[ 10] 相比较 ,山东盐生植物
没有山东特有的科 、属 ,也没有盐生植物特有的种 ,特有现象不明显;种类贫乏 ,区系丰富度差 ,古老性的种类
较少 ,种系发育性低 ,地理成分复杂 ,分布类型多样 。从属的分布区类型来看 ,山东盐生区系中温带分布性质
的属占63.89%,属于典型的北温带性质 。
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