全 文 :浙 江 林 学 院 学 报 2007 , 24(3):377-381
Journal of Zhejiang Forestry College
文章编号:1000-5692(2007)03-0377-05
收稿日期:2006-08-28;修回日期:2007-01-02
基金项目:农业部引进国际先进农业科学技术计划(948 计划)项目(2003-Z99)
作者简介:彭少兵 , 讲师 , 从事遗传育种研究。 E-mail:pshaobing@163.com。通信作者:王得祥 , 教授 , 博士 ,
从事生态学等研究。 E-mail:Wangdx66@sohu.com
四翅滨藜组培快繁技术
彭少兵 , 王得祥
(西北农林科技大学 林学院 , 陕西 杨凌 712100)
摘要:四翅滨藜 Atriplex canescens在中国西北具有很大的应用前景 , 利用组培进行扩繁是解
决用于生产的优质苗木的有效方法 。以四翅滨藜半木质化及全木质化枝条为材料 , 研究了不
同的取材时间 、 消毒方法 、基本培养基 、植物生长调节物质质量浓度对组培的影响 。结果表
明 , 取材时间以 4月为宜;消毒方法先用体积分数 70%乙醇表面消毒 20 s , 无菌水冲洗 2
次 , 再用 1.0 g·L-1氯化汞(HgCl2)浸泡消毒 6 min为宜;初代培养宜选用高盐培养基 MS
(Murashige and Skoog)+0.5 mg·L-16-苄基腺嘌呤(6-BA);继代培养基以MS+1.0 mg·L-1 6-
BA+0.1 mg·L-1萘乙酸(NAA)更有利于茎芽增殖和生长;在1/2MS+0.1mg·L-1 NAA的培养
基上进行生根培养 , 生根率较高 , 根系发育较好 。图 4表 4参 10
关键词:植物学;四翅滨藜;组织培养;植物生长调节物质
中图分类号:Q943.1 文献标志码:A
四翅滨藜 Atriplex canescens 为藜科Chenopodiaceae滨藜属 Atriplex 多年生准常绿灌木 , 原产美国中西
部。美国科罗拉多州立大学农业试验站 、犹地州野生动物资源局 、 农业部林业局山际林业和牧场试验
站及水土保持局等单位通过 25 a的持续努力 , 选育出四翅滨藜的优良品种 , 具有耐干旱 , 耐贫瘠 , 抗
盐碱等多种优良特性[ 1] 。20世纪 90年代后 , 我国青海 、 新疆 、 宁夏等地先后引进四翅滨藜 。区域性
栽培试验表明 , 四翅滨藜具有良好的推广前景[ 2 , 3] 。实际生产中对四翅滨藜苗木的需求很大 , 用种子
播种繁殖易产生性状分离 , 难以保持母本的优良特性 , 用扦插繁殖受时间以及插穗数量的限制 , 用组
织培养的方法繁殖植物具有周期短和不受时间限制等优点 , 在生产上得到了广泛应用[ 4-6] 。此研究旨
在研究外植体取样时间 、 外植体年龄 、 消毒方法 、基本培养基 、不同植物生长调节物质质量浓度等对
四翅滨藜组培增殖生长及生根的影响 , 为四翅滨黎工厂化育苗提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料
试验所用的外植体为四翅滨藜的半木质化嫩枝和完全木质化老枝 2种 , 分别在 2004年和 2005年
的4月中旬和6月中旬采自西北农林科技大学林学院教学苗圃 , 消毒剂选用1.0 g·L-1氯化汞(HgCl2)。
1.2 方法
1.2.1 表面消毒 试验材料被剪成 1.5 ~ 2.0 cm带腋芽茎段(尖), 接种前用流水冲洗 1 h , 用体积分
数为 70%乙醇表面消毒20 s , 无菌水冲洗 2次 , 再用1.0 g·L-1 HgCl2 浸泡消毒 4 , 6 , 8min , 无菌水冲
洗3次 , 浸入无菌水中备用 。接种时切去材料与消毒液接触部位 , 切分为 1.0 ~ 1.5 cm 带腋芽茎段接
种于无菌培养基上。
1.2.2 初代培养 以MS(Murashige and Skoog), WPM(woody plant medium), White 为基本培养基 , 附
加0.5 mg·L-1 6-苄氨基腺嘌呤(6-BA), 比较不同基本培养基对四翅滨藜茎段起始培养的影响。
1.2.3 增殖培养 待茎段腋芽萌发展叶后 , 切取 1.0 cm 小段 , 以MS 为基本培养基 , 添加①0 , 0.2 ,
0.4 , 0.6 , 0.8 , 1.0 , 1.5 , 2.0 mg·L-1 6-BA 和 0.10 mg·L-1萘乙酸(NAA);②1.0 mg·L-16-BA 和 0 ,
0.05 , 0.10 , 0.20 , 0.50 mg·L-1NAA 。
1.2.4 诱导生根培养 以MS和 1/2 MS为基本培养基 , 添加 0.05 , 0.10 , 0.20 mg·L-1NAA。
所有培养基中含琼脂(生产商为 Sanland International Inc.)6 g·L-1 , 蔗糖 30 g·L-1 , pH 5.6 ~ 5.8。
采用的容器为100 mL三角瓶 , 每瓶分装25 ~ 30 mL培养基 , 在 121 ℃ (1.078 7 kPa压力)条件下灭菌
20 min , 冷却备用 。培养室温度为 25 ~ 28 ℃, 光照时间为 14 h·d-1 , 光照强度为 2 000 ~ 3 000 lx 。每
处理 10个外植体 , 重复 3次。采用 DPS软件对数据进行统计处理 , 其中包括方差分析和最小显著差
数(LSD)测验等[ 7] 。
2 结果与分析
2.1 取材时间及外植体的选择
于4月和 6月分别取半木质化嫩枝和完全木质化老枝 2种消毒后 , 接种于MS+0.5 mg·L-1 6-BA
的培养基上 , 观察不同取材时间及不同年龄外植体对污染率(污染数 接种数)和存活率(存活数 接种
数)的影响 。由图 1可以看出 , 半木质化的外植体比完全木质化的外植体的污染率小 , 存活率高 , 这
与半木质化的枝条较嫩 , 生长的时间短 , 外植体带菌较少有关 , 而且半木质化的外植体形成愈合组织
的时间比完全木质化的枝条早 , 所以取材以半质化的枝条为宜 。不同取材时间对消毒效果的影响由图
2可知 , 4月取的材料其污染率低而存活率高 , 这与 6月气温较高 , 各种微生物繁殖速度增加 , 影响
消毒效果有关 , 所以宜在 4月取材进行初代培养较好。
图 1 不同年龄的四翅滨藜外植体
对消毒效果的影响
Figure 1 Effects of different ages of Atriplex canscens
explants on sterilization
图2 四翅滨藜外植体取材时间
对消毒效果的影响
Figure 2 Effects of gathering time of Atriplex canscens explants
on sterilization
2.2 1.0 g·L-1 HgCl2 消毒时间长短对外植体消毒效果的影响
在 4月 , 以体积分数为70%乙醇表面消毒 20 s , 无菌水冲洗2次 , 再用 1.0 g·L-1 HgCl2 分别浸泡
+振荡(手动)消毒 4 , 6 , 8 min , 接种于MS+0.5 mg·L-1 6-BA的培养基上 , 观察不同 1.0 g·L-1 HgCl2
消毒时间对外植体消毒效果的影响 , 接种 10 d后统计试验结果见表 1。消毒时间为 4 , 6 , 8 min时 ,
污染率分别为 33%, 13%, 10%, 随着消毒时间的延长 , 初代培养物的污染率下降 , 当消毒时问达到
6 min时 , 绝大多数污染病菌已被杀死。但是 , 褐变死亡率随消毒时间的延长呈上升趋势 , 这是因为
378 浙 江 林 学 院 学 报 2007 年 6月
在灭菌时 , HgCl2游离出汞离子 , 外植体茎段受到汞离子的毒害而死亡。因此 , 在考虑降低污染率的
措施时 , 不宜采用延长消毒时间的办法 。存活率在消毒 6 min 时最高(75%), 之后呈下降趋势 , 因
此 , 对于四翅滨藜初代培养的外植体 , 以体积分数为 70%乙醇表面消毒 20 s , 无菌水冲洗 2次 , 再用
1.0 g·L-1 HgCl2 浸泡消毒 6 min为宜。
表 1 用 1.0 g·L-1 HgCl2 消毒外植体时间对消毒效果的影响
Table 1 Effects of the disinfections time on steri lization of tender stems of Atriplex canescens
1.0 g·L-1 HgCl2
消毒时间/min
接种数/
个
污染 褐化 存活
个数 百分率/ % 个数 百分率/% 个数 百分率/ %
4 60 20 33 3 5 37 62
6 60 8 13 7 12 45 75
8 60 6 10 15 25 39 65
2.3 基本培养基对外植体初代培养的影响
将茎段分别接种在MS , WPM , White为基本培养基 , 附加 0.5 mg·L-1 6-BA 。10 d后腋芽开始萌动 ,
呈现嫩绿色 , 茎段基部膨大 , 逐渐形成愈伤组织。20 d后在腋芽基部周围产生数量不等的丛生芽(1 ~ 6
个), 腋芽没有明显伸长。30 d后腋芽在不同培养基上的生长明显不同:在MS培养基上的腋芽伸长生长
明显大于WPM和White培养基 , 产生的丛生芽也多(表 2)。方差分析表明 , 在茎芽数及茎芽长方面 , 培
养基之间有极显著差异(P <0.01)。多重比较结果表明 , MS培养基明显高于WPM和White 。
表 2 不同培养基对四翅滨藜外植体芽分化及生长的影响
Table 2 Effects of different basic culture mediums on bud break and shoot
growth of of Atriplex canescens explants during initial culture period
基本培养基 茎芽数/个 芽长/ cm
MS 5.07±0.74 A 1.75±0.07 A
WPS 2.93±0.74 B 1.11±0.07 B
White 1.40±0.50 C 0.30±0.06 C
2.4 6-BA及 NAA质量浓度对芽增殖和生长的影响
以MS为基本培养基 , 分别添加 0 , 0.2 , 0.4 , 0.6 , 0.8 , 1.0 , 1.5 , 2.0 mg·L-1 6-BA及添加 0.1
mg·L-1NAA , 观察不同的 6-BA质量浓度对芽增殖的影响(接种 30 d后统计结果)。方差分析表明 , 不
同6-BA质量浓度对四翅滨藜芽增殖和生长有显著影响(F增殖 =80.28 , F生长 =8.77 , F0.01 =4.18)。多
重比较也表明 , 不同 6-BA质量浓度对四翅滨藜芽增殖和生长影响差异显著。从图 3可以看出:在不
含6-BA的培养基中 , 平均茎芽数仅有 1.2
个 , 当 6-BA质量浓度为 1.0 mg·L-1时 , 茎
芽数达最高值 9.6 个 , 但当 6-BA 质量浓度
再增加时 , 茎芽数明显减少 , 且丛芽多成簇
状 , 芽间距短 , 叶浓密 , 面积小 , 难于分切
进行继代培养 , 有的出现玻璃化特征 , 表明
高质量浓度 6-BA 对芽的增殖有抑制作用。
从图 4可以看出不同 6-BA质量浓度对茎芽
生长的影响与芽增殖的影响基本一致 , 茎芽长度变化幅度比增殖的变化幅度小 。
图3 不同 6-BA质量浓度对四翅滨藜芽
增殖的影响
Figure 3 Effects of different concentrations of 6-BA on bud
proliferation of Atriplex canescens
图 4 不同 6-BA质量浓度对四翅滨藜芽
生长的影响
Figure 4 Effects of diff erent concentrations of 6-BA on bud
growth of Atriplex canescens
379第 24卷第3 期 彭少兵等:四翅滨藜组培快繁技术
表 3 不同 NAA质量浓度对四翅滨藜芽
增殖及生长的影响
Table 3 Effects of different concentrations of NAA on proliferation
and growth of Atriplex canescens shoots
NAA/(mg·L-1) 增殖芽数 茎芽长/ cm
0 5.50±0.57 D 0.38±0.07 E
0.05 8.11±0.77 C 0.60±0.07 C
0.10 9.57±0.68 A 1.21±0.10 A
0.20 8.60±0.77 B 1.12±0.09 B
0.50 2.67±0.61 E 0.54±0.07 D
以MS为基本培养基 , 添加 1.0 mg·L-1
6-BA 并分别添 加 0 , 0.05 , 0.10 , 0.20 ,
0.50 mg·L-1NAA , 观察不同的 NAA质量浓
度对芽增殖的影响 , 接种 30 d后统计 , 其
结果见表 3。不同NAA质量浓度对四翅滨藜
芽增殖和高生长有显著影响(F增殖 =6.62 ,
F生长 =6.05 , F0.01 =4.18), 在一定范围内
随NAA 质量浓度的增加 , 增殖芽数增加 ,
茎芽长也增长 , 当NAA质量浓度为 0.1 mg·
L
-1时 , 达最高值 , 当 NAA 质量浓度达到
0.5 mg·L-1时茎段基部形成大量的愈合组织 , 说明 NAA质量浓度过高不利于芽增殖和伸长 。
2.5 不同培养基对诱导生根效果的影响
在经多代培养获得大量继代苗后 , 切取高 2.0 cm以上的有效芽苗转入以 MS和 1/2 MS 为基本培
养基 , 同时分别添加 0.05 , 0.10 , 0.20 mg·L-1 NAA的诱导生根培养基中诱导生根 , 观察基本培养基
种类和NAA质量浓度对生根的影响。20 d后统计 , 结果见表4。结果表明 , 在1/2 MS培养基上培养 8
表 4 基本培养基和不同 NAA质量浓度对生根效果的影响
Table 4 Effect s of different basic culture mediums and concentrations of NAA on rooting of Atrilplex canescens
基本培养基 NAA/(mg·L -1) 生根率/ % 平均根数/条 平均根长/ cm
MS 0.05 23.3 1.6 4.35
MS 0.10 30.0 2.1 3.54
MS 0.20 36.7 2.4 2.16
1 2MS 0.05 30.0 1.5 4.12
1 2MS 0.10 36.7 2.2 3.62
1 2MS 0.20 40.0 2.3 1.78
d 即可见根芽眼 , 而
在MS 培养基中 11 d
以上才见根芽眼 。在
1/2 MS 培养基上平
均生根率为 35.5%,
与在MS 培养基中平
均生根率(30%)相差
不大 , 但从节约生产
成本 考虑 , 以 1/2
MS 为基本培养基为
宜。随NAA质量浓度的增加 , 生根率和平均根数都增加 , 根由细长变为短粗。从生根数 、 根长和生
根率综合因素考虑 , 以 1/2 MS为基本培养基 , 附加 0.1 mg·L-1NAA生根效果最好 。
3 结论
在开始进行四翅滨藜组织培养时最重要的一步是无菌体系的建立。研究表明 , 外植体的取材时间
及外植体年龄对无菌体系的建立有重要影响:4月与 6月取的材料相比 , 4 月取的材料污染率低而存
活率高 , 在4月取材进行初代培养较好。这与四倍体刺槐 Robinia pseudoacacia 无菌体系建立过程中的
研究结论一致[ 8] 。半木质化的外植体比完全木质化的外植体的染率小 , 存活率高 , 而且半木质化的外
植体接种在培养基中开始出现愈合组织的时间比完全木质化的枝条早。这与半木质化的枝条嫩 , 该类
外植体体内生长素含量较高有关。
植物生长调节物质在试管苗增殖中起着重要的作用。其中 , 细胞分裂素 6-BA和生长素 NAA 在茎
尖分化培养和增殖培养时应用较多[ 4-6 , 8 ,9] 。研究表明 , 在一定的质量浓度范围内 , 6-BA和 NAA能促
进四翅滨藜芽增殖和生长 , 但当 6-BA质量浓度过高时易引起丛芽多成簇状 , 芽间距短 , 有的甚至出
现玻璃化特征 , 这与蒋泽平等[ 10] 在研究苦楝 Melia azedarach 试管苗玻璃化的影响因素中得出的结论一
致。当NAA质量浓度过高时茎段基部形成大的愈伤块 , 也不利于芽增殖和伸长 。
参考文献:
[ 1] 王文颖 , 王刚.四翅滨藜的生物生态学特性及研究进展[ J] .草丛科学 , 2004 , 21(7):18-21.
[ 2] 王存桂.四翅滨藜推广现状和发展建议[ J] .甘肃科技 , 2002(7):97.
380 浙 江 林 学 院 学 报 2007 年 6月
[ 3] 李跃进 , 崔素英 , 郝朝晖 , 等.准常绿饲料灌木树种———四翅滨藜[ J] .中国林副特产 , 2002(4):30-31.
[ 4] 张存旭 , 杨锋利 , 袁秀平.常春藤离体快繁技术[ J] .浙江林学院学报 , 2005 , 22(2):241-245.
[ 5] 朱玉球 , 黄华宏 , 陆海根 , 等.光叶石楠组培快速繁殖[ J] .浙江林学院学报 , 2005 , 22(2):238-240.
[ 6] 刘志高 , 童再康 , 储家淼 , 等.乳白石蒜组织培养[ J] .浙江林学院学报 , 2006 , 23(3):347-350.
[ 7] 袁志发 , 周静芋.试验设计与分析[ M] .北京:高等教育出版社 , 2000.
[ 8] 郭军战 , 舒庆艳 , 王丽玲 , 等.四倍体刺槐组织培养中的外植体选择和消毒研究[ J] .西北林学院学报 , 2002 , 17
(1):15-18.
[ 9] 张存旭 , 宋敏 , 赵忠.栓皮栎茎段离体培养的研究[ J] .西北植物学报 , 2004 , 24(7):1 260-1 265.
[ 10] 蒋泽平 , 梁珍海 , 汪有良 , 等.苦楝优良无性系试管苗玻璃化的影响因素[ J] .浙江林学院学报 , 2006 , 23(4):
420-423.
Tissue culture and rapid propagation of Atriplex canescens
PENG Shao-bing , WANG De-xiang
(College of Forestry , Northwest Agricultural and Forestry University , Yangling 712100 , Shaanxi , China)
Abstract:Atriplex canescens (fourwing saltbush)is a salt , base and drought tolerant plant species , so it can be
planted widely in the northwest of China.Use half and fully lignified stems as experimental materials , to study the
influencing of the time of the explant was taken , the method of the optimal sterilization of explant , and the NAA
and 6-BA concentrations on the tissue culture of fourwing saltbush.The results showed that the best picking time is
in April , the optimal sterilization method of explant is dipped in 70% alcohol about 30 seconds and then in 1.0 g
·L-1 HgCl2 about 6 minutes.The culture media MS (Murashige and Skoog)containing 0.5 mg·L-1 6-BA are
suitable for the initial culture (P<0.01), and MS medium supplemented with 1.0 mg·L-1 6-BA and 0.10 mg·
L
-1
NAA in subculture was in favor of the shot proliferation and growth (P<0.01).The material has high rooting
percentages (36.7%)and excellent development root systems on 1/2 MS medium with 0.10mg·L-1NAA.[Ch ,
4 fig.4 tab.10 ref.]
Key words:botany;Atriplex canescens;tissue culture;plant growth regulators
381第 24卷第3 期 彭少兵等:四翅滨藜组培快繁技术