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沙松成熟胚不定芽诱导研究



全 文 :第 44 卷第 4 期 吉 林 林 业 科 技 Vol. 44 No. 4
2015 年 7 月 JOURNAL OF JILIN FORESTRY SCIENCE AND TECHNOLOGY Jul.,2015
DOI:10. 16115 / j. cnki. issn. 1005 - 7129. 2015. 04. 004
文章编号:1005 - 7129(2015)04 - 0010 - 03 中图分类号:S791. 14 文献标识码:A
沙松成熟胚不定芽诱导研究
王晓娜1,赵日强2,章 林1,刘慧娟3,崔昌汉3,
章 森4,周 勇1,任晓光1,孙景花1
(1.吉林省林业科学研究院,吉林 长春 130033;2.吉林省林业厅,吉林 长春 130022;3.珲春市林业局,吉林 延边
133300;4.辉南县林业局,吉林 通化 135100)
摘要:以沙松成熟胚为外植体进行不定芽的诱导研究,结果表明:初代培养中沙松成熟胚不定芽诱导最佳培养基组
合为改良 DCR +2. 0 mg·L -1 6 - BA,诱导率可达到 63. 16%;继代培养中最佳培养基为无添加激素的 1 /2SH培养
基,培养 30 d不定芽平均伸长 0. 7 cm;添加 0. 1 mg·L -1的活性炭对沙松不定芽的伸长生长最为适宜。
关键词:沙松;不定芽;成熟胚;组织培养
The mature embryo adventitious bud induction research
of Abies holophylla
WANG Xiaona1,ZHAO Riqiang2,ZHANG Lin1,LIU Huijuan3,CUI Changhan3,
ZHANG Sen4,ZHOU Yong1,REN Xiaoguang1,SUN Jinghua1
(1. Jilin Provincial Academy of Forestry Science,Changchun 130033,China;2. The Forestry Department of Jilin Prov-
ince,Changchun 130022,China;3. Forestry Bureau of Hunchun City,Yanbian 133300,China;4. The Forestry Bureau of
Huinan County,Tonghua 135100,China)
Abstract:The adventitious bud induction research was carried by using the mature embryo of Abies holophylla as explant.
The result showed that the best medium composition of adventitious bud induction of mature embryo of Abies holophylla in
primary culture was improved DCR + 2. 0 mg·L -16 - BA,on which 63. 16% explants was induced. The best medium was
no additive hormonal 1 /2SH. The average elongation of adventitious bud was 0. 7 cm by cultivating 30 days. It suitable to
add 0. 1mg·L -1 activated carbon which was most beneficial to the adventitious bud elongation of Abies holophylla.
Keywords:Abies holophylla;adventitious bud;mature embryo;tissue culture
收稿日期:2015—01—20
作者简介:王晓娜(1979 -) ,女,吉林大安人,工程师,
主要从事林木育种方面的研究.
沙松(Abies holophylla Maxim)为国产冷杉
属中材质优良的树种,因树形优美、生长快,被
人们称为“沙大个”“傻大个”[1]。目前,沙松
种子育苗繁殖率较低[2],且难以保持单株优良
性状,而且扦插难度大[3,4],影响了沙松种质资
源的保护与利用。2010 年以来,作者对沙松组
织培养进行了研究。
1 材料与方法
1. 1 材料
采集沙松优树上的成熟种子,以其成熟胚
作为外植体。
1. 2 方法
1. 2. 1 消毒处理
经沙藏低温处理 60 d 的沙松成熟种子,用
流水冲洗干净,在超净工作台上去种壳,并用
70%酒精浸泡 18 s,无菌水冲洗 3 遍,再用
0. 1%氯化汞浸 12 ~ 15 min,并不断搅动,无菌
—01—
水漂洗数次。最后,用无菌滤纸吸干表面水分,
取出胚进行接种。
1. 2. 2 培养基及培养条件
初代培养:MS、SH、N6、WPM、改良 DCR +6
- BA、NAA。
继代培养:(1)1 /2SH、1 /2 改良 GCR +
NAA、IBA;(2)1 /2SH + C。
供试培养基均附加 3%蔗糖、0. 6%琼脂,
pH 5. 8 ~ 6. 0,并在 121℃高温高压环境下灭菌
20 min。光照强度 1 200 ~ 1 500 Lx,光照周期
16 h /8 h,培养温度 22℃ ~25℃,湿度为 70%左
右。
2 结果与分析
2. 1 初代培养
2. 1. 1 不同培养基对沙松外植体不定芽诱导的
影响
初代培养的目的是诱导胚分化出不定芽,
建立沙松无菌苗体系。采用试验设计的 MS 等
5 种基本培养基,每种均附加 6 - BA 0. 5 mg·
L -1,接种外植体后进行观测,结果见表 1。
表 1 不同培养基对外植体不定芽诱导的影响
Tab. 1 The effect of different medium on explant adventitious bud induction
培养基种类 接种外植体数 /个 分化外植体数 /个 诱导率 /% 增值芽数量 /个 增值系数
改良 DCR 20 11 55 45 4. 09
SH 25 12 48 41 3. 42
WPM 32 16 50 49 3. 06
MS 20 2 10 7 3. 50
N6 25 1 4 3 3. 00
表 2 不同激素组合对外植体诱导不定芽的影响
Tab. 2 The effect of different hormone combination on explant adventitious bud induction
激素水平组合 /mg·L -1 诱导率 /% 增值芽个数量 /个
6 - BA0. 5 55. 00 4. 1
6 - BA0. 5 + NAA0. 1 26. 32 2. 0
6 - BA0. 5 + NAA0. 5 5. 26 2. 0
6 - BA0. 5 + NAA1. 0 5. 56 2. 0
6 - BA1. 0 61. 11 5. 1
6 - BA1. 0 + NAA0. 1 52. 63 3. 0
6 - BA1. 0 + NAA0. 5 52. 63 2. 0
6 - BA1. 0 + NAA1. 0 0. 00 0. 0
6 - BA2. 0 63. 16 6. 0
6 - BA2. 0 + NAA0. 1 25. 00 3. 0
6 - BA2. 0 + NAA0. 5 14. 29 2. 0
6 - BA2. 0 + NAA1. 0 0. 00 0. 0
6 - BA4. 0 35. 29 3. 0
6 - BA4. 0 + NAA0. 1 5. 88 2. 0
6 - BA4. 0 + NAA0. 5 5. 56 2. 0
6 - BA4. 0 + NAA1. 0 0. 00 0. 0
从表 1 中可以看出,不同培养基对外植体 成熟胚的诱导差异显著,低盐浓度改良 DCR、
—11—
SH、WPM培养基诱导效果突出,诱导率在 48%
~55%;而高盐浓度 MS和 N6 培养基诱导效果
较差,均在 10%以下。经进一步试验发现,在
以后不定芽的生长中,高盐浓度下诱导出的不
定芽,易变异、生长慢,分离后不易长成有效苗。
2. 1. 2 不同激素组合对不定芽诱导的影响
以改良 DCR为基本培养基,附加不同组合
的细胞分裂素 6 - BA和生长素 NAA,研究其对
不定芽诱导的影响,结果见表 2。
从表 2 中可以看出,单独使用 6 - BA,就能
诱导出不定芽,其质量浓度在 2. 0 mg·L -1时,
诱导效果最佳,诱导率为 63. 16%;但 6 - BA质
量浓度达到 4. 0 mg·L -1时,诱导率急剧下降
到 35. 29%,且诱导出的不定芽容易产生变异。
当 6 - BA 与 NAA 配合使用时,使用任何质量
浓度的 NAA都使得芽诱导率降低,高质量浓度
的 NAA可导致外植体完全不分化。这一结果
符合 Miller 和 Skoog[5]关于器官分化方向的激
素控制理论。
2. 2 继代培养
2. 2. 1 基本培养基和激素对不定芽伸长生长的
影响
诱导出的不定芽要转接到继代培养基中,
以使其更好地生长。继代培养基对不定芽生长
的影响试验结果见表 3。
表 3 基本培养基和激素对不定芽伸长生长的影响
Tab. 3 The effect of basic medium and hormone on elongation growth of adventitious bud
培养基种类 不同生长素组合 /mg·L -1 生长状况 枯死率 /%
1 /2 改良 DCR 基部无愈伤组织,平均伸长 0. 6 cm 24. 8
1 /2 改良 DCR NAA0. 01 + IBA0. 2 基部少量愈伤组织,平均伸长 0. 4 cm 26. 7
1 /2 改良 DCR NAA0. 01 + IBA1. 0 基部部分愈伤组织,平均伸长 0. 2 cm 35. 1
1 /2SH 基部无愈伤组织,平均伸长 0. 7 cm 22. 4
1 /2SH NAA0. 01 + IBA0. 2 基部少量愈伤组织,平均伸长 0. 6 cm 23. 6
1 /2SH NAA0. 01 + IBA1. 0 基部部分愈伤组织,平均伸长 0. 4 cm 33. 2
注:生长状况为继代 30 d的表现。
从表 3 中可以看出,沙松不定芽在转接到
无生长激素、低盐浓度的基本培养基上生长适
宜,其中 1 /2SH 生长状况要好于 1 /2DCR。不
同质量浓度的生长素组合均对不定芽伸长有抑
制作用,且随着生长素浓度的升高,不定芽生长
表现越差。
2. 2. 2 活性炭对沙松不定芽伸长生长的影响
表 4 活性炭对不定芽伸长生长的影响
Tab. 4 The effect of activated carbon on elongation growth of adventitious bud
活性炭 /mg·L -1 生长状况 枯死率 /%
0. 00 平均伸长≤0. 3 cm,伸长不明显 23. 8
0. 01 平均伸长≤0. 4 cm,伸长明显 21. 7
0. 05 平均伸长≥0. 5 cm,伸长明显 16. 1
0. 10 平均伸长≥0. 8 cm,伸长很明显 12. 4
0. 50 平均伸长≤0. 6 cm,伸长明显 10. 6
从表 4 中可以看出,添加活性炭对不定芽
生长影响很大,活性炭可促进其伸长生长,随着
活性炭质量浓度的增加,伸长生长越明显,枯死
率也明显下降,当活性炭质量浓度达到0. 10 mg
·L -1时对沙松不定芽的伸长生长最为适宜。
3 结论
以沙松成熟胚为外植体,选用 MS、SH、N6、
改良 DCR、WPM为基本培养基,在每种培养基
均附加 6 - BA 0. 5 mg·L -1的(下转第 23 页)
—21—
属,占 64. 8%,各类热带性质属 101 属,占
31. 8%,该区种子植物区系具有典型的温带植
物区系特点并具有一定的热带亲缘;该保护区
有国家Ⅰ级保护植物 2 种,Ⅱ级保护植物 3 种;
列入《濒危野生动植物种国际贸易公约》内的
植物有 3 属 3 种,有 4 种植物被列入《中国珍惜
濒危植物红皮书》;具山东省特有植物 7 种,中
国特有植物 8 种。
由于保护区地理位置较为优越,气候条件
适宜,所以山东省大多数濒危保护植物与稀有
植物在保护区内均有广泛分布。但由于近些年
珍惜植物资源破坏严重、保护力度小、造成数量
逐年减少,因此保护珍惜植物资源迫在眉睫。
对于资源保护,首先,可以建立稀有种质资源保
护区,鲁山自然保护区拥有众多国家重点保护
植物与山东省濒危保护植物和稀有保护植物,
建立稀有种质资源保护区能够有效地保护稀有
种质和重点种质,保障我国特有的植物种类能
够更好的生存和发展下去,同时也有利于植物
的起源和进化研究以及促进植物新品种的培育
与研究。其次,还要进行深入调查研究,由于该
保护区植物种类非常具有典型性,因此加强对
保护区资源的深入调查工作尤为重要。应对保
护区进行分区管理,根据地理位置和植物种类
分布特点将该自然保护区分为不同的基层保护
站,每个保护站由专人负责,建立保护站巡护目
标责任制,制定相应的管理办法,采取定期监测
与不定期监测方法对所管区域各项资料的统计
与分析,并及时将所掌握信息上报鲁山自然保
护区,方便保护区更新数据并采取相应的保护
措施[1,5]。最后,针对乱砍滥伐现象采取有效
措施,保护植物不被非法砍伐、保护生态系统平
衡是保护区重要工作之一,也是建立自然保护
区的根本目标。针对此现象,第一,保护区建立
专门巡查小组,一经发现要及时处理,并将相应
处理结果向社会宣布,引起社会广泛关注,起到
警示作用;第二,建立群众投诉举报奖励制度,
在保护区内及保护区周边明显位置放置举报电
话,方便群众举报乱砍滥伐违法行为,一经有群
众举报要及时处理,并对举报群众进行相应表
彰与奖励;第三,加强宣传工作,保护区要广泛
开展动植物保护宣传教育工作,让社会民众懂
得保护我们赖以生存环境的重要性,通过宣传
让社会大众了解破坏保护区生态环境的不良行
为,同时还要普及法律意识,保护区还可以与中
小学以及各高等院校建立实习与科普教育基
地,更好地宣传保护生态环境的知识。
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30.
(上接第 12 页)诱导条件下,不定芽诱导效果
差异显著,低盐浓度的改良 DCR、SH、WPM 培
养基诱导效果突出,诱导率在 48% ~ 55%;而
高盐浓度的 MS和 N6 培养基诱导效果较差,均
在 10%以下;诱导试验结果进一步证明,初代
培养最佳培养基组合为改良 DCR + 6 - BA
2. 0 mg·L -1,诱导率可达到 63. 16%。
沙松不定芽在继代生长阶段,以无添加激
素的 1 /2 SH培养基上生长状况最佳,30 d平均
伸长 0. 7 cm,添加 0. 1 mg·L -1的活性炭对沙
松不定芽的伸长生长最为适宜。
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