免费文献传递   相关文献

姜荷花新品种“红观音”的组织培养和快速繁殖研究



全 文 :·生物技术· 北方园艺2010(18):154~156
第一作者简介:商宏莉(1965-),女,硕士,副教授,现从事遗传育种
和生物技术研究工作。E-mail:honglishang0507@163.com。
通讯作者:曾宋君(1965-),男,副研究员,现主要从事植物遗传育
种和生物技术研究工作。E-mail:zengsongjun@scib.ac.cn。
基金项目:广州市重大科技攻关计划资助项目(2004Z1-E0041)。
收稿日期:2010-05-25
姜荷花新品种“红观音”的组织培养和快速繁殖研究
商 宏 莉1,陈   希1,2,陈 之 林2,曾 宋 君2
(1.四川师范大学 生命科学学院,四川 成都610068;2.中国科学院华南植物园,广东 广州510650)
  摘 要:以姜荷花新品种“红观音”球茎为外植体进行组织培养与快速繁殖研究。结果表明:
外植体经灭菌处理后接种到MS+BA 2~3mg/L+NAA 0.2~0.3mg/L培养基上,均能较好地
诱导休眠芽的生长;丛生芽在18号培养基(花宝2号1.5g/L+MgSO40.15g/L附加MS铁盐及
其维生素和其它有机物+椰子汁100mL/L)+TDZ 0.5mg/L培养基上增殖效果最佳,增殖系数
可达3.73,且玻璃芽少;生根培养基以18号培养基+NAA 0.5mg/L效果最好,生根率为92%;
试管苗在以园土∶泥炭土∶珍珠岩=1∶1∶1(V/V/V)的栽培基质中,成活率可达95%以上。
关键词:姜荷花;观赏植物;组织培养;快速繁殖
中图分类号:S 682.1+9 文献标识码:A 文章编号:1001-0009(2010)18-0154-03
  姜荷花(Curcuma alismatifolia Gagnep.),姜科姜黄
属多年生草本植物。原产于泰国清迈,是一种球根类花
卉,因其苞片酷似荷花而得名[1]。姜荷花花型独特,花
色美丽、鲜艳,花期持久,是一种新型的鲜切花品种,观
赏价值高,品质优良,具有很高的经济效益,开发利用前
景广阔[2]。姜荷花通常以分株或球根进行繁殖[1,3],也
能利用组织培养的方法进行离体快速繁殖,快速获得大
量的种苗,以满足市场的需求[3-4]。姜荷花新品种“红观
音”(C.alismatifoliacv.Guanyin)是从姜荷花中芽变出
来的新品种,花色比姜荷花红艳,观赏价值更高,但由于
数量极少,采用常规繁殖,无法在短期内获得大量的种
苗,利用组织培养离体繁殖无疑是最有效的规模化繁殖
方法。
1 材料与方法
1.1 试验材料
姜荷花新品种“红观音”是从姜荷花“清迈粉”大田
种植中芽变出来的新品种,花色比姜荷花红艳,观赏价
值更高,通过几代种植后发现其性状稳定。该试验以中
国科学院华南植物园实验基地的“红观音”的球茎为外
植体。
1.2 试验方法
1.2.1 初代培养 11~12月从大田中挖取叶片快枯黄
时的“红观音”球茎,切除球茎下部的须根和贮藏根,并
剥去外表膜被,用自来水洗净后,在超净工作台上先用
75%酒精浸泡1min后,放入0.1%的升汞溶液消毒
10min;或采用二步消毒法:即先放入0.1%的升汞溶液
消毒5min,无菌水冲洗2~3次后再放入0.1%的升汞
溶液消毒5min;然后再用无菌水冲洗4~5次后用消毒
滤纸吸干表面水分。在无菌条件下,将消毒过的球茎分
切成长、宽约为1.0cm、厚约0.5cm的小块,每块带1~
2个芽眼,接种于休眠芽诱导的初代培养基中。每个培
养瓶1块,每处理接种20块材料,观察休眠芽诱导情况。
休眠芽诱导培养基为:①MS+BA 1.0mg/L(单位下
同)+NAA 0.1;②MS+BA 2.0+NAA 0.2;③MS+BA
3.0+NAA 0.3;④MS+BA 5.0+NAA 0.5。
1.2.2 继代与增殖 不同种类基本培养基对姜荷花增
殖的影响:将诱导出的不定芽丛切成单芽或带2~3个
芽的小块,分别接种于MS和18号培养基2种不同的基
本培养基附加不同激素的培养基中(表1)进行增殖。18
号培养基的成分为花宝2号1.5g/L+MgSO40.15g/L
附加MS铁盐及其维生素和其它有机物。每瓶接种20
个材料,每处理接种5瓶,3次重复。培养30d后,统计
芽的增殖系数与生长情况。不同植物生长调节剂及其
组合对姜荷花增殖的影响:以18号培养基为基本培养
基,将带有1~2芽的材料分别接种至含有不同种类和
浓度组合的植物生长调节剂的培养基中(表2)。每瓶接
种20个材料进行增殖。每瓶接种20个材料,每处理接
种5瓶,3次重复。培养30d后,统计芽的增殖系数与生
长情况。
1.2.3 生根培养 将继代增殖培养中芽苗高度>5cm
的幼苗切成单芽,接种于下列生根培养基上:1/2MS;
1/2MS+NAA 0.5;1/2MS+NAA 1.0;1/2MS+NAA
2.0;18号培养基;18号培养基+NAA 0.5;18号培养基+
451
北方园艺2010(18):154~156 ·生物技术·
NAA 1.0;18号培养基+NAA 2.0。每瓶接种15株,每处
理接种5瓶,3次重复。培养30d后,统计苗的生根率、
生根条数和根长。
1.2.4 培养条件 以上所有培养基均附加30g/L蔗
糖,6.5g/L琼脂固化,pH 5.2~5.4。培养温度为(25±
2)℃;光照强度30~40μmol·m
-2·s-1,光照时间12h/d。
1.2.5 练苗与移栽 当试管苗高度>8cm,有2~4片
叶子和1~3条根时,将材料移至温室中,自然光练苗
4~7d,然后取出试管苗,将根部粘附的培养基洗净,分
别移栽至下列基质中:①园土∶泥炭土∶珍珠岩=
1∶1∶1(V/V/V);②蘑菇渣∶木糠∶泥炭土=1∶1∶
1;③细陶∶泥炭土=1∶2。各栽种100株,浇透水,置于
温室内,注意保温保湿。30d后统计成活率。
1.2.6 统计和分析 试验数据分析采用SPSS软件进
行变量分析(ANOVA),以Duncan’s新复极差在0.05水
平上进行差异显著性分析。
2 结果与分析
2.1 初代培养
采用0.1%的升汞二步消毒法能明显的提高消毒的
成功率。采用0.1%的升汞消毒10min时,消毒后污染
率约为55%,诱导出芽的成功率约为35%。而采用二步
法消毒时,消毒后污染率约为40%,诱导出芽的成功率
约为55%。在所用的4种休眠芽诱导培养基中,①号培
养基诱导的速度较慢,20d左右出芽,出芽后生长也较
慢,无丛生芽。②、③号培养基无明显差异,10d左右出
芽,出芽后生长较快,有少量丛生芽。④号培养基出芽
速度也较快,10d左右能出芽,但随后的单芽生长快,丛
生芽少。因此可采用MS+BA 2~3mg/L+NAA 0.2~
0.3mg/L为姜荷花新品种“红观音”的休眠芽诱导培
养基。
2.2 继代与增殖
2.2.1 不同种类基本培养基对姜荷花增殖的影响 将
不定芽丛接种到不同的增殖培养基上,5~7d后基部均
开始膨大,10~14d后能长出新芽,原芽苗也明显增高,
但不同培养基上还是表现出较大差异(表1)。在2种培
养基的对比中,在以基本培养为18号的培养基上,姜荷
花的芽苗叶色较绿,生长状态较好;而 MS培养基上,虽
芽苗生长健壮,但长出的新叶普遍为浅绿色,甚至发黄。
在不同的6-BA(1.0~5.0mg/L)中同时添加 NAA
0.2mg/L时,在18号培养基上增殖系数总体呈上升趋
势并表现出差异显著性,而在 MS培养基中,添加6-BA
2.0mg/L和NAA 0.2mg/L时,与基本培养基相比,均
表现出显著性差异。
  表1 不同基本培养基对姜荷花增殖系数的影响
基本培养基 6-BA/mg·L-1  NAA/mg·L-1 增殖系数 丛生芽生长情况
18号 1.0  0.2  1.6648±0.1587cd 芽稀少,苗很细长,叶色较绿
18号 2.0  0.2  2.1617±0.0802bc 芽正常,抽芽慢,苗较细,叶色较绿
18号 3.0  0.2  2.8466±0.2566a 芽正常,苗生长健壮,叶色较绿
18号 5.0  0.2  2.8980±0.2560a 芽正常,苗生长健壮,叶色较绿
MS  1.0  0.2  1.5298±0.0922d 芽稀少,苗细长,叶色浅绿
MS  2.0  0.2  2.3307±0.1310b 芽正常,苗生长健壮,叶色浅绿
MS  3.0  0.2  1.9528±0.1090bcd 芽正常,苗生长健壮,叶色浅绿
MS  5.0  0.2  1.9729±0.1109bcd 芽正常,苗生长健壮,叶色浅绿
  表2  不同植物生长调节物质对姜荷花增殖系数的影响
6-BA/mg·L-1  TDZ/mg·L-1  NAA/mg·L-1 增殖系数 丛生芽生长情况
1.0 - - 1.9619±0.0664ef 芽稀少,抽芽慢,苗纤细
2.0 - - 2.1426±0.1610def 芽正常、数量较少,苗较细长
3.0 - - 2.6068±0.3087cde 芽正常,苗生长正常
5.0 - - 2.6359±0.3008cde 芽正常,苗生长正常
1.0 - 0.2  1.6648±0.1587f 芽稀少,苗纤细
2.0 - 0.2  2.1617±0.0802def 芽正常,数量较少,苗生长正常
3.0 - 0.2  2.8466±0.2566bcd 芽正常,数量较多,苗生长健壮
5.0  0.2  2.8980±0.2560bcd 芽正常,数量较多,苗生长健壮
- 0.2 - 2.1785±0.0352def 芽正常,数量较少,苗纤细
- 0.5 - 3.7274±0.0679a 芽数量很多,主芽生长较慢
- 1.0 - 3.2306±0.1231abc 芽数量很多,少数芽玻璃化
- 1.5 - 3.7611±0.3993a 芽数量很多,但部分玻璃化
- 0.2  0.2  2.7752±0.0307bcd 芽正常,数量较多,苗较细长
- 0.5  0.2  3.4293±0.3770ab 芽数量较多,苗生长正常
- 1.0  0.2  3.0819±0.3170abc 芽数量较多,部分玻璃化
- 1.5  0.2  2.4823±0.2476cde 芽数量多,大部分玻璃化
551
·生物技术· 北方园艺2010(18):154~156
2.2.2 不同植物生长调节剂及其组合对姜荷花增殖的
影响 由表2可知,姜荷花离体快繁在增殖培养中使用
TDZ的效果优于6-BA。采用6-BA时,随着浓度的增
加,芽的增殖系数增加,添加生长素NAA 0.2mg/L,有利
于芽苗的良好生长。而使用TDZ时,尽管能明显地提
高增殖率,但浓度过高时,丛生芽会产生玻璃化,以18号
培养基附加TDZ 0.5mg/L的效果最好。而在此培养基
上再添加生长素NAA 0.2mg/L,有利于丛生芽的良好
生长,为获得可供生根丛生芽的增代增殖时,可选择18
号培养基附加TDZ 0.5mg/L和NAA 0.2mg/L作为继代
增殖培养基。
2.3 生根培养
姜荷花试管苗在所用的8种不同的生根培养基中
均能生根,生根率达82.7%~92%,通过数量分析,生根
率、平均根数、根长均未表现出显著性差异。但苗芽在
18号基本培养基上的生长状况比在 MS为基本培养基
的效果好,其中18号培养基+NAA 0.5mg/L的生根率
最高,可达92.0%。
  表3  不同培养基对姜荷花生根率的影响
基本培养基
NAA
/mg·L-1
平均根数
平均根长
/cm
生根率
/%
18号 0  1.51  4.26  84.0
18号 0.5  1.56  3.65  92.0
18号 1.0  1.67  4.75  90.7
18号 2.0  1.73  4.03  89.3
MS  0  1.27  3.77  82.7
MS  0.5  1.36  3.65  90.7
MS  1.0  1.69  4.04  85.3
MS  2.0  1.76  3.96  82.7
2.4 练苗和移栽
由于姜荷花在华南地区10~11月时会休眠,规模
化生产时最好选择在3~4月份出瓶,如果出瓶太晚,退
冬休眠时未形成球茎,小苗极易死亡。移栽后,提供充
足的水分维持基质和空气湿度,在使用的3种栽培基
质,在①、②、③号混合基质中成活率分别为95%、92%、
90%。因此规模化生产时采用园土∶泥炭土∶珍珠
岩=1∶1∶1为移栽基质。目前,利用离体培养技术已
生产出了1 000株试管苗。
3 讨论
以姜荷花的球茎为外植体时,由于球茎生长在大田
中,消毒后污染率较高,该试验采用了0.1%的升汞二步
法消毒,明显地降低了外植体的污染率及外植体休眠芽
诱导的成功率。在培养基的选择上,采用以花宝2号为
主要无机成分并附加椰子汁100mL/L时,丛生芽的增
殖和试管苗的生根壮苗效果明显好于MS基本培养基。
植物生长调节剂是植物组织培养中的关键物质,在
组织培养中起着重要的调节作用。在该研究中,TDZ在
为0.5mg/L,无论是单独作用,还是与0.2mg/L NAA
共同作用,均表现出较好的效果,这与Nhut等[5]认为
TDZ比6-BA的活性更强的结果相一致。但当TDZ浓
度为1.0mg/L和1.5mg/L时,丛生芽会出现玻璃化,
因此,在使用TDZ加快其繁殖速度时,要严格控制其
浓度。
参考文献
[1] 刘启云.姜荷花的特征特性与栽培技术[J].甘肃农业科技,2005(1):
34-35.
[2] 牟小翎,李文金,王均华,等.姜荷花的组织培养和快速繁殖[J].北方
园艺,2006(5):23.
[3] 杜启兰.姜荷花规模化栽培及开发前景[J].林业实用技术,2005
(2):39.
[4] 赵彦杰.姜荷花组培快繁技术研究[J].安徽农业科学,2005,33(2):
255,364.
[5] Nhut D T,Teixeira D S,Le J A,et al.Thin cel layer morphogenesis as
apowerful tool in ornamental plant micropropagation and biotechnology
[M]//Nhut D T,Le B V,Tran T V K,et al.Thin Cel Layer Culture Sys-
tem.Dordrecht,The Netherlands:Kluwer Academic Publishers,2003:
247-284.
In vitroRapid Propagation of Curcuma alismatifoliacv.Red Guanyin
SHANG Hong-li 1,CHEN Xi 1,2,CHEN Zhi-lin2,ZENG Song-jun2
(1.Colege of Life Science,Sichuan Normal University,Chengdu,Sichuan 610068;2.South China Botanical Garden,Chinese Academy of
Sciences,Guangdong,Guangzhou 510650)
Abstract:Tissue culture and rapid propagation of Curcuma alismatifoliacv.Red Guanyin were studied.When sterilized
corms that were cut into piece with 1~2dormancy buds were cultured on MS medium with 2~3mg/L 6-BA and 0.2~
0.3mg/L NAA,budding and cluster buds could be induced.The proliferation rates were 3.73in H18(Haponex 1.5g/L
and MgSO40.15g/L instead of macro-element and micro-element of MS)+coconut milk 100mL/L+TDZ 0.5mg/L.
The best medium for rooting was H18contained 0.5mg/L NAA and the rooting rate was 91.43%.When the test-tube
plantlets were transplanted on humus∶sphagnum∶perlite=1∶1∶1(V/V/V),their survival rate of was over 95%.
Key words:Curcuma alismatifolia;ornamental plants;tissue culture;rapid propagation
651