全 文 ：收稿日期:2007-12-26
作者简介:张超(1978-),男,硕士,助理农艺师
红玫瑰竹芋(Calathearoseopicta)为竹芋科肖竹芋
属多年生常绿草本植物,其叶片卵圆形,叶中央镶嵌
有淡绿色椭圆形斑块、有时则出现零星的玫瑰红斑
块,叶背和叶柄深紫色,植株姿态优美、色彩绚丽,是
优良的观叶植物,在楼宇装饰、居室美化、花坛布置中
广泛应用,市场需求量日渐增加。目前,红玫瑰竹芋主
要采用分株繁殖,但繁殖系数低、速度慢,难以满足市
场需求。为此,利用组织培养技术,建立无性快繁体
系,对促进红玫瑰竹芋的开发应用具有重要意义。而
目前国内外有关肖竹芋属植物组织培养的系统研究
很少,在国内仅徐洁兰[1]、侯占铭和满都拉[2]及张永平
等[3]对黑玫瑰竹芋、美丽竹芋、女王竹芋的离体培养进
行过初步研究。本研究通过红玫瑰竹芋的地下分蘖芽
诱导植株再生,建立组培快繁技术优化体系,以期为
红玫瑰竹芋的组织培养和种苗工厂化大规模生产提
供技术参考。
1材料与方法
1.1无菌外植体的获得
从生长健壮、无病虫害的优良红玫瑰竹芋母株上
切取长约6.0～8.0cm的新生分蘖芽,剥去分蘖芽上未
展开的叶片和叶鞘,切除基部木质化组织,流水冲洗
30min,然后切成基部厚度为 0.1～0.2mm、长 1.0～1.5
cm的小芽段。将小芽段置于超净工作台上,用 75%乙
醇灭菌30s、无菌水冲洗 3次,再用 0.1%升汞灭菌 12
min、无菌水冲洗5次。将经灭菌处理的外植体取出,放
在无菌纸上,吸干水分,剥除因与药液接触而受伤的外
层苞叶,然后接种于芽诱导培养基上。
1.2芽的启动诱导培养试验
试验以 1/2MS+Adenine1.0mg/L为基本培养基,
添加不同浓度配比的 6-BA和 NAA,6-BA浓度设 0、
1.0、2.0、3.0、5.0mg/L5个水平,NAA浓度设 0、0.05、
0.1mg/L3个水平,共设 13种诱导培养基处理,每种
培养基均添加蔗糖 30g/L、卡拉胶 5.8g/L,pH值为
5.8。将大小相近的小芽段接种于各种诱导培养基中,
红玫瑰竹芋的离体培养与快速繁殖
张 超,杨 斌,陈立思,兰天维,曾伟达,周晓云
(广州花卉研究中心,广东 广州 510360)
摘 要:以红玫瑰竹芋的地下分蘖芽为外植体进行了离体快繁研究,结果表明:芽启动诱导培养基以1/2MS+Adenine
1.0mg/L+6-BA3.0mg/L+NAA0.05mg/L为宜,诱导率达 90.3%;增殖继代培养基以 1/2MS+Adenine1.0mg/L+6-BA2.0
mg/L+NAA0.50mg/L为宜,每 50d继代 1次,连续继代 3次,增殖效果最佳,增殖系数达 4.32倍;生根培养基以 1/2MS+
NAA0.30mg/L为宜,生根率达 88.9%;将生根苗移栽于Klasmann泥炭422+Klasmann泥炭413(2∶1)混合基质中,42d后成
活率达85.7%。
关键词:红玫瑰竹芋;离体培养;快速繁殖
中图分类号:S682.1+61 文献标识码:B 文章编号:1004-874X(2008)03-0029-04
InvitrocultureandrapidpropagationofCalathearoseopicta
ZHANGChao,YANGBin,CHENLi-si,LANTian-wei,ZENGWei-da,ZHOUXiao-yun
(GuangzhouFlowerResearchCentre,Guangzhou510360,China)
Abstract:Youngshootsundergroundwereusedasexplantstoinvestigateoptimumconditionsforrapidpropagationin
Calathearoseopicta.Thesuitableshootinductionmediumwas1/2MS+Adenine1.0mg/L+6-BA3.0mg/L+NAA0.05mg/L,the
inductionratewas90.3%.Theoptimummediumforproliferationwas1/2MS+Adenine1.0mg/L+6-BA2.0mg/L+NAA0.5mg/L,
inthemediumthemosteficientproliferationwasobtainedwith4.32shootsperexplantafterthreesubcultures,onetimeper50
days.Thebestmediumforrootingwas1/2MS+NAA0.3mg/L,therootingratereached88.9%.About85.7%ofplantletssurvived
aftertheyweretransferedontothemixedsubstratesofKlasmann422and413(2∶1)for42days.
Keywords:Calathearoseopicta;invitroculture;rapidpropagation
广东农业科学 2008年第3期 29
DOI:10.16768/j.issn.1004-874x.2008.03.035
每个处理4次重复,每个重复 10瓶,每瓶接种 1个小
芽段。接种后置于培养室内先暗培养 7d,然后进行光
照培养,培养温度为(25±2)℃,光照强度为 2000lx,每
天光照 16h。试验期间调查芽萌发的时间,接种后 40
d调查新生芽(芽长>0.3cm)数和诱导率(诱导率=分化
芽的外植体数/接种外植体数)。
1.3丛生芽增殖和继代培养试验
试验以 1/2MS+Adenine1.0mg/L为基本培养基,
添加不同浓度配比的 6-BA和 NAA,6-BA浓度设 0、
1.0、2.0、3.0、5.0mg/L5个水平,NAA浓度设 0、0.05、
0.10、0.50mg/L3个水平,共设11种增殖培养基处理,
每种培养基均添加蔗糖30g/L、卡拉胶5.8g/L,pH值
为 5.8。当芽长至 1.0～1.5cm时,将芽切下,接种于不
同的增殖培养基中诱导丛生芽,每个处理3次重复,每
个重复 10瓶,每瓶接种 1个丛芽。丛生芽形成后,分
割成带 2～3个芽的小芽丛,接种于相同的培养基上进
行继代培养,每50d继代1次,连续继代培养3代,培
养室的温度、光照强度和光照时间与诱导培养试验相
同。试验期间调查每次继代培养的新生芽 (芽长>0.3
cm)数、计算增殖系数(增殖系数=新生芽数/接种外植体
数),同时调查最后1次继代培养的平均芽高和芽生长
状态。
1.4生根培养试验
试验以 1/2MS为基本培养基,分别添加浓度为
0.2、0.3、0.5mg/L的NAA或IBA,以及添加(或不添加)
活性碳200mg/L,共设 11种生根培养基处理,每种培
养基均添加蔗糖20g/L、卡拉胶5.8g/L,pH值为 5.8。
将在增殖继代培养中生长较一致且具 2～3片叶、高
3.5～4.5cm的幼苗接种于不同的生根培养基中,每个
处理3次重复,每个重复4瓶,每瓶接种 6株。接种后
置于培养室内培养,培养室的温度、光照强度和光照时
间与诱导培养试验相同。试验于接种培养后 14d和
35d分别调查生根率,同时调查接种后35d的单株生
根数和根长。
1.5炼苗与移栽
将生根试管苗连瓶置于遮阴率为 70%的温室内
闭口炼苗,10d后取出,洗净附着的培养基,置于多菌
灵1000倍溶液中浸泡 30s,然后移栽于 Klasmann泥
炭422与Klasmann泥炭413(2∶1)混合基质中。移栽后
用遮阴棚覆盖保湿,每隔5d淋水1次,15d后撤去遮
阴棚并进行正常的肥、水管理,相对湿度保持在80%～
90%,温度为 23～25℃,42d后调查移栽成活率和苗
高。
2结果与分析
2.1芽的启动诱导培养
将经消毒灭菌处理的红玫瑰竹芋小芽接种于附加
不同浓度配比 6-BA和 NAA的 1/2MS培养基中进行
启动诱导培养,在光照条件下培养约6d后基部开始
膨大,有的外层苞叶翻卷胀开、侧芽开始萌动,继续培
养 17d,芽伸长至 0.6cm左右,绝大部分外植体顶芽
萌发较困难,而基部侧芽更易萌发(图1)。
从表1可以看出,细胞分裂素6-BA对芽的启动
诱导作用非常关键,培养基中不添加6-BA时诱导率
最低,为 23.3%;当 6-BA浓度低至 1.0mg/L时,诱导
率在42.9%以下;随着6-BA浓度的增加,诱导率明显
增加,当浓度增加至 3.0mg/L时诱导率最高,达
90.3%;但当 6-BA浓度为 5.0mg/L时诱导率又降至
62.9%以下。研究结果(表 1)还表明,当 NAA浓度为
0.05mg/L时能促进芽的启动诱导,芽诱导时间缩短,
诱导率和诱导芽数均高于不添加NAA的培养基处理,
而当NAA浓度继续升高至0.10mg/L时诱导率和诱导
芽数反而下降。综合分析结果表明,红玫瑰竹芋分蘖芽
在6-BA3.0mg/L+NAA0.05mg/L诱导培养基上的诱
导时间、诱导率及诱导芽数均优于其他诱导培养基处
理,为红玫瑰竹芋分蘖芽启动诱导培养的最佳激素浓
度配比。
2.2丛生芽增殖继代培养
当初代培养的小芽长至1.0～1.5cm时转入附加不
同6-BA和NAA浓度配比的增殖继代培养基中,每隔
50d转接1次,结果(表2)表明,小芽在不添加植物生
长调节剂的培养基中的增殖效果最差,绝大部分芽发
育成单芽,只有极少数形成丛生芽;而培养基中添加一
定浓度配比的 6-BA和 NAA均可促进芽的增殖,且
6-BA和 NAA之间的适合配比对芽的增殖起关键作
用。从表 2可以看出,当 6-BA的浓度在 1.0～5.0mg/L
范围内,丛生芽的增殖系数呈现先升高后降低的变化
趋势,其中以6-BA浓度为 2.0～3.0mg/L时的增殖系
数较高,且配合的 NAA浓度较高(0.50mg/L)时增殖系
数更高。
从表2还可以看出,新生芽的平均高度与 6-BA
图1红玫瑰竹芋外植体侧芽启动萌发情况
30
表1不同浓度6-BA和NAA配比对红玫瑰竹芋芽启动诱导的影响
处理号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
6-BA(mg/L)
0
1.0
1.0
1.0
2.0
2.0
2.0
3.0
3.0
3.0
5.0
5.0
5.0
NAA(mg/L)
0
0
0.05
0.10
0
0.05
0.10
0
0.05
0.10
0
0.05
0.10
接种外植体数(个)
30
29
38
32
28
35
36
32
31
37
35
35
31
诱导时间(d)
31.3
28.5
21.1
24.6
23.0
19.3
20.8
22.5
13.0
18.8
24.0
21.6
22.0
诱导率(%)
23.3
41.4
42.9
40.6
53.6
68.7
63.9
74.3
90.3
78.4
60.9
62.9
52.6
新生芽数(个/瓶)
0.30
0.43
0.72
0.64
0.90
1.32
0.93
1.35
2.36
1.72
0.81
0.94
0.67
的浓度也有着密切的关系,当6-BA浓度由 1.0mg/L
增加到 5.0mg/L时,平均芽高由 4.33cm降至 0.86
cm;而在6-BA浓度相同的情况下,NAA不同浓度处
理间的芽高差异不大。
此外,在试验过程中还发现,不同继代时期的丛生
芽增殖效果不同,随着继代次数的增加,增殖系数逐渐
增加。其中,在 6-BA2.0mg/L+NAA0.50mg/L的培养
基上,第1次继代(接种后50d)的芽增殖数量较少,至
第3次继代(接种后150d)时才达到较旺盛的增殖状
态(图 2),之后随着继代次数的增多,增殖系数略有增
加,但芽生长发育速度变慢、芽苗更矮小且叶片较小,
所以连续继代3次后需适当调整培养基中植物生长调
节剂的浓度和配比,以保持芽生长发育状态正常;当6-
BA浓度为 3.0mg/L时,虽然分化出的芽数较多,但绝
大部分芽苗矮小细长、叶片未展开;在6-BA5.0mg/L+
NAA0.10～0.50mg/L的培养基上,分化出的芽苗大多矮
小,且在继代后期呈玻璃化,生长发育极其缓慢。
根据试验结果分析,当增殖培养基中附加的 6-
BA浓度为 2.0mg/L、NAA浓度为 0.5mg/L时,第 3次
继代培养的丛生芽增殖系数高达4.32倍、芽高为3.24
cm,且芽苗生长发育良好,为红玫瑰竹芋芽增殖的最
佳激素浓度配比。
2.3生根培养
生根培养试验以 1/2MS添加不同浓度的 NAA和
IBA作培养基,在增殖继代培养的芽长至 3.5～4.5cm
时切下进行生根培养。据观察,生根培养约9d后芽基
部开始出现白色根原基突起,并逐渐长出新根。接种后
14d和 35d分别统计芽苗的生根情况,结果见表3。
图2红玫瑰竹芋不定芽的增殖与继代培养结果
表2不同6-BA和NAA浓度配比对红玫瑰竹芋芽增殖和生长的影响
处理号
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
(10)
(11)
BA
(mg/L)
0
1.0
2.0
2.0
2.0
3.0
3.0
3.0
5.0
5.0
5.0
NAA
(mg/L)
0
0.05
0.05
0.10
0.50
0.05
0.10
0.50
0.05
0.10
0.50
接种外植
体数(个)
25
23
25
20
21
24
25
22
30
24
26
接种后50d
0.12
0.48
1.07
1.30
1.51
1.29
1.34
1.33
1.03
1.12
1.15
接种后100d
0.20
1.39
2.27
3.05
3.67
2.86
3.24
3.63
1.84
2.08
2.56
接种后150d
0.48
1.61
3.09
3.81
4.32
3.65
4.06
4.15
2.68
3.02
3.20
平均芽高
(cm)
5.45
4.33
3.20
3.34
3.24
2.57
2.49
2.31
1.07
0.89
0.86
生长情况
芽很少、高大、较脆弱,叶片较大
芽少、较高大、脆弱,叶片较大
芽多、矮小、脆弱,叶片卷曲
芽多、较健壮,叶片展开较多
芽较多、健壮,叶片大
芽多、弱小、细长,叶片未抽出
芽多、弱小、细长,叶片未抽出
芽多,弱小、细长,叶片卷曲
芽少、矮小、稍伸长,叶片未抽出
芽多、矮小、生长缓慢、不伸长
芽多、极矮小、生长缓慢、不伸长
增殖系数(倍)
31
从表 3可见,从生根率、平均根数及平均根长来看,
IBA的生根效果均比 NAA差;此外,接种后 14d和
接种后 35d的生根率差异较大,虽然添加活性炭对
生根率的影响较小,但在添加活性炭的培养基上侧
根过多且根更细弱、乳白色,而在未添加活性炭的培
养上根系粗壮,略带浅黄色,故生根培养基以不添加
活性炭为宜。此外,从表 3还可以看出,当生根培养
基中的 NAA浓度为 0.3mg/L和 0.5mg/L时芽苗的
生根率没有明显差异,但前者的生根数比后者多。综
合分析结果表明,NAA对红玫瑰竹芋芽苗的生根效
果较好,最适宜的生根培养基为 1/2MS+NAA0.3
mg/L(图 3)。
图3红玫瑰竹芋芽苗的生根培养结果
表3NAA、IBA及活性碳对红玫瑰竹芋芽苗生根的影响
处理号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
Ⅶ
Ⅷ
Ⅸ
NAA
(mg/L)
0
0.2
0.3
0.3
0.5
0
0
0
0
IBA
(mg/L)
0
0
0
0
0
0.2
0.3
0.3
0.5
活性炭
(mg/L)
0
0
0
200
0
0
0
200
0
接种后14d
16.7
38.9
61.1
66.7
55.6
22.2
27.8
27.8
16.7
接种后35d
38.9
77.8
88.9
83.3
83.3
44.4
50.0
55.6
38.9
生根数
(条/株)
0.61
1.06
2.37
2.10
1.56
0.78
1.11
1.94
1.28
平均根长
(cm)
2.71
4.83
4.06
4.14
4.02
3.51
3.48
2.25
2.07
生根率 (%)
2.4炼苗与移栽
红玫瑰竹芋为原产于热带的常绿草本植物,在组
培快繁过程中,如不充分炼苗将会影响试管苗的移栽
成活率,但如果将小苗直接移栽于花盆则成活率只有
62.3%。本试验结果表明,将红玫瑰竹芋试管苗先放在
阴棚中锻炼10d,然后移栽于混合基质Klasmann泥炭
422+Klasmann泥炭 413(2∶1)中,42d后移栽成活率达
85.7%,平均苗高为8.62cm。
3结论与讨论
竹芋培养周期长的表现之一是外植体启动萌发所
需的时间较长。本试验在研究红玫瑰竹芋组培快繁过
程中,探讨了6-BA和NAA配合使用对芽启动诱导的
影响,结果表明,在诱导培养基中附加 6-BA3.0mg/L
和 NAA0.05mg/L对芽的启动效果较好,诱导率
(90.3%)、诱导时间(13.0d)、诱导芽数(2.36个/株)均
表现最佳,说明细胞分裂素和生长素两者适宜配合使
用对红玫瑰竹芋的芽启动能起到关键的作用。侯占铭
等[1]的研究结果表明美丽竹芋的地下芽需 2个月才能
够萌发,而王吉等[4]的研究结果显示银叶竹芋培养 3d
后即可萌动、15d后可抽出新叶,说明不同种的竹芋
的启动速度差异较大。
在种苗工厂化生产中,最优化的增殖体系不但要
求增殖率较高,而且还要求芽生长发育正常、成苗数量
多以及芽苗具有便于生根的高度。本研究结果表明,红
玫瑰竹芋的芽增殖以 1/2MS+Adenine1.0mg/L+6-BA
2.0mg/L+NAA0.50mg/L培养基为宜,既有较高的增
殖系数,且芽苗植株较高、生长健壮,叶形发育较好。本
研究结果还显示,红玫瑰竹芋丛生芽增殖继代到第3
代时才能达到最旺盛的增殖状态,其可能与植物生长
调节剂特别是6-BA在植物体内的累积有关,同时也
可能是造成竹芋类植物培养周期长的原因之一;此外,
NAA对红玫瑰竹芋的生根效果较好,最适宜的生根培
养基为 1/2MS+NAA0.30mg/L。虽然活性炭对许多植
物的离体生根具有促进作用[5],但本研究结果显示,对
于红玫瑰竹芋而言,在添加活性炭的培养基中植株侧
根过多、且根系细弱。
参考文献:
[1] 徐洁兰.黑玫瑰竹芋的组织培养和快速繁殖[J].植物生理学
通讯,2007,43(3):515.
[2] 侯占铭,满都拉.美丽竹芋的组织培养[J].植物生理学通讯,
2000,36(5):438.
[3] 张永平,乔永旭,陈超,等.女王竹芋共生菌的抑制及离体
培养体系的建立[J].江苏农业科学,2007(4):105-107.
[4] 王吉,胡相伟,张守琪,等.银叶竹芋的组织培养和快速繁
殖[J],植物生理学通讯,2006,42(5):901.
[5] 朱立武,张水明,宋丰顺,等.石榴离体培养再生体系的研
究[J],园艺学报,2003,30(2):207-208.
32