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布迪椰子种子成熟胚诱导愈伤组织的研究



全 文 :书布迪椰子种子成熟胚诱导愈伤组织的研究
*
刘丽婷1 张水花2 黄小春1 游丁生3
狄 岚1 叶金山1 李 田1
(1. 江西省林业科学院,江西 南昌 330032;2. 华南农业大学林学院,广东 广州 510642;
3. 江西省信丰县铁石口镇海信棕榈花卉专业合作社,江西 信丰 341600)
摘要 在含有 0. 5 mg /L NAA +0. 5 mg /L 6-BA +60. 0 g /L蔗糖 + 6. 0 g /L 琼脂的 MS 培养基上分别添
加 6 种不同浓度的 2,4-D,对 3 种不同树龄布迪椰子种子的成熟胚进行愈伤组织诱导。结果表明: 以 6 ~ 7 a
生布迪椰子种子成熟胚的诱导愈伤组织效果最好,添加 2,4-D则以浓度为 0. 5 mg /L的效果最好。
关键词 布迪椰子; 胚; 愈伤组织; 诱导
中图分类号:S792. 91 文献标识码:A 文章编号:1006 - 4427(2014)05 - 0053 - 04
Study on Callus Inducement of Mature Embryos of Butia capitata Seeds
LIU Liting1 ZHANG Shuihua2 HUANG Xiaochun1 YOU Dingsheng3
DI Lan1 YE Jinshan1 LI Tian1
(1. Jiangxi Academy of Forestry,Nanchang,Jiangxi 330032,China;2. Forestry College,South China Agricultural University,
Guangzhou,Guangdong 510642,China;3. XF-Hisense Palm and Flowers Production Cooperatives,Xinfeng,Jiangxi 341600,China)
Abstract Phytohormone 2,4-D were applied in inducing callus of mature embryo of Butia capitata seeds in
this study. The concentration of 2,4-D had six level from 0. 5 to 3. 0 mg /L. The B. capitata were divided into 3
age groups:6—7,40 and 50—60 years old. The MS culture medium consisted of 0. 5 mg /L NAA,0. 5 mg /L 6-
BA,60. 0 g /L sugar and 6. 0 g /L agar. The results were as follows:the inducing effect were best in 6—7 years old
group,and the optimum concentration of 2,4-D was 0. 5 mg /L.
Key words Butia capitata;embrgo;callus;induction
棕榈科(Palmae)植物是典型的热带植物,又是园林植物中的佼佼者。棕榈科植物主要分布在热带和亚
热带地区,据统计大约有 3 000 多种[1]。近年来,棕榈科植物在园林上的应用越来越广泛,有迅速向北推移
的趋势,但南北气温差异较明显,所以在引种栽培时,绝对最低温度是其引种成败的关键[2]。因此,棕榈科
植物在引种栽培中,一般选择优良的耐寒性品种,以提高植株的存活率,减少寒害对植株生长的危害,降低经
济损失。
布迪椰子(Butia capitata)又称冻子椰子,为棕榈科冻椰属常绿植物[3]。它作为最耐寒的棕榈品种之
一[4],一直是流行于北美、西欧和日本南部的著名棕榈植物,原产于南美巴西和乌拉圭,适生于阳光充足的
沿海或旱漠地区,除了具有较强的抗寒性外,还具有较强的耐旱性和一定的耐盐碱性。其生长缓慢,且繁殖
以播种为主,种子休眠期长,发芽率低,甚迟缓,且不整齐,往往在 6 个月以上才开始“动土”,甚至两年后也
不一定能整体发芽完毕[5],而且种子价格也较昂贵,故在生产上较难进行规模化推广应用。因此,研究布迪
35广 东 林 业 科 技 2014 年第 30 卷第 5 期
* 基金项目:江西省林业科学院青年基金项目“布迪椰子等优良棕榈科植物引种及培育关键技术研究”(2013520802)。
第一作者:刘丽婷(1979-),女,副研究员,主要从事森林经理学研究,E-mail:more_trees@ 163. com。
椰子的种苗繁育技术非常必要。解决植物的快繁问题,组织培养技术是目前切实可行的一条途径,而迄今为
止,关于布迪椰子组织培养方面的研究尚未见报道。本试验通过对布迪椰子种子成熟胚愈伤组织诱导的研
究,为建立其快速繁殖体系及种苗的工厂化生产奠定基础。
1 材料与方法
1. 1 试验时间和地点
试验时间为 2013 年 7—12 月,地点在江西省林业科学院林木遗传育种与栽培研究所组培实验室。
1. 2 试验材料
选取 6 ~ 7 a、40 a和 50 ~ 60 a生布迪椰子的种子各 210 粒,取其成熟胚作为试验材料。种子由江西省信
丰县铁石口镇海信棕榈花卉专业合作社提供。
1. 3 试验方法
1. 3. 1 无菌材料的获取 把布迪椰子种子人工去壳,取出包裹着胚的固体胚乳,用洗洁精洗去油脂,流水冲
2 h左右,放入超净工作台内,先用 75%酒精浸泡 1 min,无菌水冲洗 3 次,再转至 0. 1% HgCl2 溶液中消毒 20
min,无菌水冲洗 5 次。用手术刀小心切割固体胚乳取出包裹在其中的胚,然后将胚接种于不同处理的培养
基中。
1. 3. 2 培养基配制 在添加 0. 5 mg /L NAA +0. 5 mg /L 6-BA +60. 0 g /L蔗糖 + 6. 0 g /L琼脂的 MS培养基
上,再分别添加浓度为 0. 5,1. 0,1. 5,2. 0,2. 5,3. 0 mg /L的植物激素 2,4-D,以不添加 2,4-D的培养基为对照
(CK),每个处理接种 30 瓶,每瓶接种 1 个胚。
1. 3. 3 灭菌 将配制好的培养基、蒸馏水及操作用具(培养皿、滤纸、解剖刀、镊子、铁盘等)放入高压灭菌
锅内灭菌,当压力达到 0. 05 MPa时,打开放气阀,使锅内的冷空气排净,以使锅内各点的温度均匀,排完气后
关闭放气阀,当温度升至 126 ℃开始计时 20 min(温度控制在 120 ~ 126 ℃之间),消毒结束后,及时把培养基
从灭菌锅内取出冷却。将超净工作台打扫干净,紫外灯照射灭菌 30 min。
1. 3. 4 培养条件 在无菌室内进行培养,培养温度(29 ± 1)℃,日光灯照射,光照强度 4 000 ~ 5 000 lx,每天
光照 9 h。
1. 4 指标观测
接种 1 周和 2 周后观察 3 个树龄布迪椰子胚的膨大程度、愈伤组织的萌发状况、出愈率,统计 7 个处理
的平均出愈率,得出最优生长树龄;以 6 ~ 7 a生布迪椰子成熟胚为观察对象,统计不同浓度 2,4-D的出愈率
和萌芽率,得出 2,4-D最佳浓度。
出愈率(%)=出愈数 /总外植体数 × 100% (1)……………………………………………………………
萌芽率(%)=萌芽数 /总外植体数 × 100% (2)……………………………………………………………
2 结果与分析
2. 1 不同树龄对种子胚愈伤组织诱导的影响
表 1 不同树龄布迪椰子种子胚愈伤
组织诱导效果
树龄
/a
1 周后胚膨
大倍数 /倍
2 周后出
愈数 /瓶
出愈率
/%
6 ~ 7 2. 0 27 90. 0
40 1. 0 22 73. 3
50 ~ 60 0. 2 1 0. 3
由表 1 可知,布迪椰子种子成熟胚 1 周后膨大程度:
6 ~ 7 a生 > 40 a 生 > 50 ~ 60 a 生。2 周后,种子胚表面
开始萌发愈伤组织,且 6 ~ 7 a 生布迪椰子的种子胚表愈
伤形成量多,出愈率达 90. 0%;40 a 生和 6 ~ 7 a 生的种
子胚相比,其萌发的愈伤长势差别不明显,出愈率低了
16. 7 个百分点;而 50 ~ 60 a 生的种子胚除了轻微膨大
外,并未萌发愈伤组织。可见,不同树龄的种子成熟胚的
生长机制有差异,即随着树龄的增长,其胚膨大及萌发愈
伤愈难。
2. 2 不同浓度的 2,4-D对种子胚诱导的影响
2,4-D浓度为 0. 5 mg /L时,布迪椰子胚的出愈率和萌芽率最高,分别为 86. 7%和 56. 7%(表 2、图 1),
对照胚的出愈率和萌芽率均为零,没有出现不定芽(表 2)。随着 2,4-D 浓度的增加,胚的出愈率、萌芽率呈
现下降的趋势。低浓度水平的 2,4-D利于布迪椰子成熟胚愈伤组织的形成和生长。
45 刘丽婷等: 布迪椰子种子成熟胚诱导愈伤组织的研究
表 2 6 ~ 7 a生布迪椰子种子胚添加不同浓度 2,4-D的诱导效果
2,4-D浓度
/(mg·L - 1)
出愈数 /瓶 丛生芽数 /瓶 出愈率 /% 萌芽率 /%
CK 0 0 0 0
0. 5 26 17 86. 7 56. 7
1. 0 22 11 73. 3 36. 7
1. 5 19 10 63. 3 33. 3
2. 0 15 8 50. 0 26. 7
2. 5 9 5 30. 0 16. 7
3. 0 5 3 16. 7 10. 0
a 成熟胚 b 胚膨大 c 愈伤组织的萌发 d 不定芽的产生
图 1 6 ~ 7 a生种子胚在添加 0. 5 mg /L 2,4-D的培养基中愈伤组织形成和不定芽诱导过程
3 讨论
在布迪椰子种子成熟胚愈伤组织的诱导中,不同的树龄及不同浓度的植物激素 2,4-D 都对愈伤组织诱
导有影响。在 0. 5 mg /L NAA +0. 5 mg /L 6-BA +60. 0 g /L蔗糖 + 6. 0 g /L琼脂的 MS 培养基中,添加 2,4-D
的最佳浓度为 0. 5 mg /L,此浓度得到的丛生芽最多。本次在布迪椰子种子成熟胚愈伤组织诱导研究中所得
到的配方还有待改善,如何提高其萌芽率值得进一步研究。
本试验采用了目前组织培养使用最普遍的 MS培养基,布迪椰子种子成熟胚愈伤组织有不定芽长出,但
是萌芽率不高。刘进平等[6]发现在椰子胚培养中采用 Y3 培养基要比 MS 培养基效果好。采用 Y3 培养基
进行布迪椰子种子成熟胚愈伤组织的诱导可能是提高萌芽率的途径之一。吴翼等[7]研究发现,椰子胚的离
体培养中,液体培养胚膨大较固体培养明显。因此在以后的研究中可以尝试用液体培养基或固液相结合的
方式进行布迪椰子胚培养。
本试验仅研究了不同浓度的 2,4-D对布迪椰子种子成熟胚诱导愈伤组织的影响。在今后的试验中可以
尝试用 TDZ 诱导愈伤组织。TDZ 是一种新型的植物生长调节剂,具有强烈的细胞活性,能促进愈伤组织及
不定芽的生长[8],且其使用浓度比 2,4-D低,通常在 0. 002 ~ 0. 200 mg /L范围内。
参考文献
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65 刘丽婷等: 布迪椰子种子成熟胚诱导愈伤组织的研究