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猴腿蹄盖蕨组织培养技术



全 文 :34 林业科技开发 2015 年第 29 卷第 6 期
doi:10. 13360 / j. issn. 1000-8101. 2015. 06. 008 中图分类号:S722. 3 + 7
猴腿蹄盖蕨组织培养技术
刘艳,宋林平,吴世义
(伊春职业学院,黑龙江 伊春 153000)
摘 要:以猴腿蹄盖蕨叶柄为外植体研究猴腿蹄盖蕨的组织培养技术。在 1 /2MS 培养基中设置不同浓度 IBA、
NAA与 6-BA组合,研究 IBA、NAA和 6-BA对猴腿蹄盖蕨叶柄组织培养的影响。研究发现,1/2MS +0. 2 mg/L IBA +
0. 1 mg /L 6-BA为诱导愈伤组织的最佳培养基,诱导率达 84%;1 /2MS + 0. 2 mg /L IBA + 0. 2 mg /L 6-BA为愈伤组
织的最佳分化培养基,分化率为 86%;1 /2MS + 0. 3 mg /L IBA 为最佳生根培养基,生根率为 100%,且根系分布均
匀,根数多且生长健壮。
关键词:猴腿蹄盖蕨;叶柄;组织培养;生长激素
Tissue culture of Athyrium multidentatum(Doll.)Ching in vitro∥LIU Yan,SONG Linping,WU Shiyi
Abstract:With the aim of developing the culture technique of Athyrium multidentatum(Doll.)Ching in vitro,we researched
the influences of IBA,IAA and 6-BA on the tissue culture of petiole in A. multidentatum(Doll.)Ching by adding different
concentration of IBA and IAA with 6-BA into the 1 /2 MS medium. The results indicated that 1 /2MS + 0. 2 mg /L IBA +
0. 1 mg /L 6-BA was the optimum callus induction medium with the induction rate of 84%,and 1 /2 MS +0. 2 mg /L IBA +
0. 2 mg /L 6-BA was the optimum callus differentiation medium with the callus differentiation rate of 86%,meanwhile the
optimum rooting media was 1 /2 MS + 0. 3 mg /L IBA with the rooting rate of 100% and the large roots number,well distri-
bution and more robust growth.
Key words:Athyrium multidentatum(Doll.)Ching;petiole;culture in vitro;growth hormone
Authors’address:Yichun Vocational College,Yinchun 153000,Heilongjiang,China
收稿日期:2015-05-05 修回日期:2015-08-06
基金项目:黑龙江省教育厅高职高专院校科研项目(12535219)。
作者简介:刘艳(1985 -) ,女,讲师,主要研究生物技术在森林培育中
的应用。E-mail:shuangjiegun5885@ 163. com
猴腿蹄盖蕨(Athyrium multidentatum (Doll.)Ch-
ing) ,为马齿蹄盖蕨科多年生草本植物,俗称猴腿菜。
猴腿蹄盖蕨在我国分布范围很广,多生长于海拔 500 ~
1 300 m杂木林与针阔叶混交林下背阴坡或山谷阴处
及林缘与沼泽湿地[1]。随着科学技术的不断发展,
猴腿蹄盖蕨的应用领域不断拓宽,其应用价值也不断
提高。研究表明,猴腿蹄盖蕨是食药兼用型植物,它
既含有丰富的营养成分,可做成多种美味佳肴,又有
补虚舒络,清热解毒,润肺理气,止血杀虫及预防流
感、麻疹的作用[2]。近几年来,由于人们对猴腿蹄盖
蕨的需求量不断扩大,大规模掠夺式采集和传统落后
的人工栽培方法,已经导致地表植被遭到严重破坏,
野生植物资源日趋减少[1]。为更好地保护利用野生
资源,提高其人工栽培产量,组培快繁技术是积极有
效的措施。笔者以猴腿蹄盖蕨叶柄为外植体,利用植
物组织培养技术,建立了猴腿蹄盖蕨无性再生体系,
以期为猴腿蹄盖蕨的人工繁殖奠定基础。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
猴腿蹄盖蕨幼嫩叶柄,采摘于黑龙江省伊春市伊
春区的南山公园。
1. 2 培养条件
各培养阶段均以 1 /2MS 为基本培养基,附加不
同浓度的 NAA、IBA和 6-BA,其中蔗糖为 30 g /L,琼
脂为 8 g /L。培养温度为(25 ± 2)℃,光照度 2 000
lx,光照时间为 14 h /d。
1. 3 外植体预处理与表面消毒
取较幼嫩的猴腿蹄盖蕨叶柄,剪成 3 ~ 4 cm的小
段,先用自来水冲洗 30 min,洗洁精溶液浸泡 10 min,
软毛刷刷洗数次后,用流水冲洗 5 min。再用 75%酒
精浸润 30s后,用无菌水冲洗 3 ~ 5 次。随后分别用
0. 1%的 HgCl2 溶液和 5%的 NaClO 溶液消毒不同时
间,于超净工作台上无菌水漂洗 5 ~ 6 次,每次漂洗后
均更换一次容器,最后用无菌滤纸吸干其表面水分后
备用。
1. 4 愈伤组织的诱导培养
将经过预处理和表面消毒的猴腿蹄盖蕨叶柄在
超净工作台上切割成长度为 1. 0 cm 左右的小段,平
森林资源培育 欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗
林业科技开发 2015 年第 29 卷第 6 期 35
放于添加了不同浓度激素的诱导培养基中,进行愈伤
组织的诱导培养,每个处理接种 5 瓶,每瓶接种 10 个
外植体。30 d后统计愈伤组织诱导率。
1. 5 愈伤组织的分化培养
选择诱导阶段培养基中长势良好的猴腿蹄盖蕨
愈伤组织,在无菌条件下分散成愈伤组织小块,接种
至添加了不同浓度激素的培养基中,进行愈伤组织的
分化培养,每个处理接种 5 瓶,每瓶接种 10 个外植
体。30 d后统计愈伤组织分化为不定苗的结果。
1. 6 不定苗的生根培养
将长势良好、健壮的不定苗接种到添加不同浓度
IBA或 NAA的 1 /2MS培养基上进行生根培养,每个
处理接种 5 瓶,每瓶接种 10 个外植体。30 d 后统计
结果。
2 结果与分析
2. 1 叶柄表面消毒结果
接种 7 d后,发现用 5%的 NaClO 溶液消毒的外
植体全部被氧化,并无明显生长迹象,与之相对应的,
用 0. 1%的 HgCl2 溶液处理不同时间,外植体的表面
消毒效果不同(表 1)。由表 1 可知,随着 0. 1%的
HgCl2 溶液处理时间的延长,外植体的污染率从 40%
降低到 0,而成活率却不遵循此规律。当消毒液处理
4 min时,成活率最高,达到 56%。由此可见,随着消
毒液处理时间的延长,污染率逐渐降低,但长时间的
处理会导致外植体死亡;因此,用 0. 1%的 HgCl2 溶
液处理 4 min 为最佳方案,即用 75%酒精浸润 30 s
后,用无菌水冲洗 3 ~5次,再用 0. 1%的 HgCl2 溶液处
理4 min,这时外植体的成活率达 56%,污染率为 20%。
表 1 不同消毒方法下猴腿蹄盖蕨叶柄的消毒结果
0. 1%HgCl2 处理时间 /min 接种数 /瓶 成活率 /% 污染率 /%
2 5 16 40
4 5 56 20
6 5 16 16
8 5 0 4
10 5 0 0
2. 2 叶柄愈伤组织诱导的结果
由不同浓度 NAA、IBA与 6-BA组合对愈伤组织
诱导情况(表 2)可知,1 /2MS 培养基中不添加任何激
素就能诱导愈伤组织,但诱导率低,仅为 12% ~
14%;当培养基中添加 IBA、6-BA 或 NAA、6-BA 后,
愈伤组织诱导率均有所提高。当 6-BA 的浓度恒定
不变时,IBA 质量浓度在 0 ~ 0. 2 mg /L 范围内,愈伤
组织诱导率随着 IBA 浓度的增加而增加;当 IBA 质
量浓度为 0. 2 ~ 0. 5 mg /L范围内,愈伤组织诱导率随
着 IBA浓度的增加而降低;IBA质量浓度为 0. 2 mg /L
时,各 6-BA质量浓度水平下的愈伤组织诱导率达到
最大值。同样的规律,在 6-BA的质量浓度恒定不变
的情况下,NAA 的浓度变化规律与 IBA 的变化规律
相同。可见,NAA 与 IBA 分别与 6-BA 结合使用,作
用效果接近,但是,最高值不同。当添加 IBA 的质量
浓度为 0. 2 mg /L、6-BA质量浓度为 0. 1 mg /L时,愈
伤组织诱导率达到最大值为 84%,且愈伤组织结构
疏松,长势良好;而在不添加 6 -BA、添加 0. 2 mg /L
NAA时,愈伤组织诱导率为最高,为 56%,愈伤组织结
构致密。因此,1/2 MS + 0. 1 mg/L 6 -BA + 0. 2 mg /L
IBA 培养基是诱导愈伤组织的最佳培养基。
表 2 不同浓度 NAA、IBA与 6-BA组合对
愈伤组织诱导的影响
编号
6- BA /
(mg·L -1)
NAA(IBA)/
(mg·L -1)
愈伤组织诱导率 /﹪
6-BA + NAA 6-BA + IBA
1 0 12 14
2 0. 05 36 42
3 0 0. 10 38 44
4 0. 20 56 70
5 0. 50 22 20
6 0 26 28
7 0. 05 38 54
8 0. 1 0. 10 50 76
9 0. 20 52 84
10 0. 50 44 58
11 0 28 30
12 0. 05 34 38
13 0. 5 0. 10 38 42
14 0. 20 48 66
15 0. 50 22 24
16 0 26 26
17 0. 05 40 34
18 1. 0 0. 10 34 38
19 0. 20 46 56
20 0. 50 28 28
21 0 24 22
22 0. 05 38 36
23 2. 0 0. 10 44 44
24 0. 20 48 60
25 0. 50 24 30
2. 3 叶柄愈伤组织分化的结果
由不同浓度 NAA、IBA与 6-BA组合下愈伤组织
分化情况(图 1、表 3)可知,培养 30 d后,不同浓度激
素的培养基中均能见到愈伤组织分化成原叶体的现
象(图 1A、B) ,其中,分化率最高的方案为在基本培
养基中添加 0. 2 mg /L的 6-BA 和 0. 2 mg /L 的 IBA,
愈伤组织的分化率最高,为 86%。当在培养基添加
0. 5 mg /L的 6-BA和 0. 5 mg /L的 NAA时,愈伤组织
欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗 森林资源培育
36 林业科技开发 2015 年第 29 卷第 6 期
分化率为 56%,此分化率虽然为添加 6-BA 和 NAA
的最高值,但是仍没有添加 6 -BA 和 IBA 的分化率
高。因此确定,1 /2 MS + 0. 2 mg /L 6-BA + 0. 2 mg /L
IBA培养基是促进愈伤组织分化的最佳培养基。对
原叶体继续培养,原叶体分化成不定苗。猴腿蹄盖蕨
愈伤组织分化成不定苗状况(图 1C)
图 1 猴腿蹄盖蕨愈伤组织分化情况
表 3 不同浓度 NAA、IBA与 6-BA组合
对愈伤组织分化的影响
编号
6-BA /
(mg·L -1)
NAA(IBA)/
(mg·L -1)
愈伤组织分化率 /﹪
6-BA + NAA 6-BA + IBA
1 0 16 16
2 0. 1 50 54
3 0. 1 0. 2 56 52
4 0. 5 34 32
5 1. 0 38 28
6 0 22 22
7 0. 1 42 36
8 0. 2 0. 2 54 86
9 0. 5 38 48
10 1. 0 36 32
11 0 18 18
12 0. 1 38 38
13 0. 5 0. 2 32 48
14 0. 5 56 68
15 1. 0 40 40
16 0 22 22
17 0. 1 28 30
18 1. 0 0. 2 28 42
19 0. 5 26 42
20 1. 0 58 58
21 0 22 22
22 0. 1 22 24
23 1. 5 0. 2 18 36
24 0. 5 24 36
25 1. 0 22 42
2. 4 叶柄不定苗的生根结果
由试管苗生根情况(表 4)可知,在培养基中添加
不同浓度的 NAA 和 IBA,随着 NAA 浓度的提高,不
定苗的生根率逐渐提高,生根率最高为 88%。当 IBA
的质量浓度在 0 ~ 0. 3 mg /L 范围内,随着 IBA浓度的
提高,不定苗的生根率达到 100%,且根系数量多,分
布均匀;继续增加 IBA 的浓度,不定苗的生根率开始
下降。因此,诱导猴腿蹄盖蕨不定苗生根的最佳培养
基为 1 /2 MS + 0. 3 mg /L IBA(图 2)。
表 4 IBA、NAA对试管苗生根的影响
编号 IBA(NAA)/(mg·L -1)
生根率 /%
IBA NAA
1 0 20 20
2 0. 1 56 38
3 0. 2 88 48
4 0. 3 100 56
5 0. 4 76 68
6 0. 5 68 88
图 2 猴腿蹄盖蕨不定苗的生根情况
3 结论与讨论
由于 1 /2 MS培养基的营养成分比较适合蕨类植
物的生长[3-4],因此,在不添加任何激素的情况下,猴
腿蹄盖蕨的幼嫩叶柄在 1 /2 MS培养基上能够成功诱
导形成愈伤组织。本研究通过添加不同浓度的
NAA、IBA与 6-BA 结合使用,发现 NAA 与 6-BA 结
森林资源培育 欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗
林业科技开发 2015 年第 29 卷第 6 期 37
合使用,愈伤组织诱导率最高为 54%,而猴腿蹄盖蕨
叶柄在 1 /2 MS + 0. 1 mg /L 6-BA + 0. 2 mg /L IBA 的
培养条件下,愈伤组织诱导率最高可达 84%,此研究
结果与方利娟等[5]的研究结果相近,基本培养基一
致,添加激素浓度均降低一半,但本实验的愈伤组织
诱导率高于其他文献[6-7]。由此得知,NAA 与 6-BA
结合使用不适合诱导猴腿蹄盖蕨愈伤组织。
猴腿蹄盖蕨叶柄愈伤组织分化率最高的方案为
1 /2 MS + 0. 2 mg /L 6-BA + 0. 2 mg /L IBA,分化率高
达 86%。而在 1 /2 MS + 0. 5 mg /L 6-BA + 0. 5 mg /L
NAA的培养条件下,分化率为添加 NAA 的最高值,
为 56%,此时,愈伤组织出现不同程度的坏死,这可
能与 6-BA浓度过高,且 NAA 不适合猴腿蹄盖蕨愈
伤组织分化有关。
促进猴腿蹄盖蕨不定苗生根时,以 1 /2 MS 为基
本培养基,添加不同浓度的 NAA时,不定芽的生根率
最高可达 88%;而添加 0. 3 mg /L 的 IBA 时,不定芽
的生根率可达 100%。可见,NAA对猴腿蹄盖蕨不定
苗生根的促进作用不大,而在 1 /2 MS + 0. 3 mg /L
IBA的培养条件下,猴腿蹄盖蕨的不定苗生根率
最高。
参考文献
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(责任编辑 吴祝华
櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒
)
doi:10. 13360 / j. issn. 1000-8101. 2015. 06. 009 中图分类号:S722. 1
江西典型常绿阔叶林种子雨与土壤种子库动态
王丽艳,刘光正,岳军伟,龙蔚,杨桦,金洪平
(江西省林业科学院森林生态环境研究所,南昌 330013)
摘 要:对江西中北部的常绿阔叶木荷、石栎和苦槠林的种子雨和土壤种子库进行了观测和分析。结果表明,木
荷、石栎和苦槠种子雨持续约 3 个月,木荷种子雨高峰值在 10 月上旬至 11 月上旬,总量为 58 粒 /m2,这段时间的种
子散落量占木荷整个种子雨过程的 65. 67%,整个种子雨过程有生活力种子总数占种子雨总量的 37. 25%。石栎种
子集中散落高峰期为 10 月上旬至 11 月中旬,总量为 15 粒 /m2,占整个种子雨过程种子数量的 72. 18%,有生活力
种子数量占种子雨总量的 69. 42%。苦槠种子整个散落过程散落量的变化趋势与石栎相似,高峰期种子散落量为
29. 40 粒 /m2,有生活力种子总数占种子雨总量的 33. 22%。土壤种子库垂直分布差异显著。不同层次的土壤种子
库储量从大到小依次为枯落物、0 ~ 5 cm土层、≥5 ~ 10 cm土层,且枯落物层的种子库总量占整个土壤层的比例均
大于 60%,有生活力种子数量均超过整个土壤层的 45%,各层次之间的种子库总量和有生活力种子数量差异显著。
关键词:常绿阔叶树种;种子散落量;土壤种子库;分布格局
收稿日期:2015-07-17 修回日期:2015-09-07
基金项目:江西省林业科学院博士启动金项目(2011520802) ;江西省
林业财政专项资金项目(2011510801)。
作者简介:王丽艳(1980 -) ,女,博士,助理研究员,主要从事森林生态
研究工作。E-mail:wangliyan052@ 163. com
Seed rain and soil seed banks of typical evergreen broad-leaved forests in Jiangxi Province∥WANG Li-
yan,LIU Guangzheng,YUE Junwei,LONG Wei,YANG Hua,JIN Hongping
Abstract:Seed rain and seed banks were observed and analyzed in evergreen broad-leaved forests of Schima superba,Litho-
carpus glaber and Castanopsis sclerophylla in north-central Jiangxi Province. The results showed that the seed rain of S. super-
ba,L. glaber and C. sclerophylla lasted about three months.
The peak amount of scattered seeds of S. superba occured
across early October to early November,and the total a-
mount was 58 grain /m2 . During this time,the amount of
seed scattered accounted for 66. 76% of the whole process
欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗 森林资源培育