免费文献传递   相关文献

桤叶唐棣愈伤组织的诱导分化及影响因素



全 文 :株比日本低密度 (株距 25 cm以上)栽植时矮小,可
能原因是北京地区前期 (冬季)温度低,且多阴霾天
气,日光温室内又无加温设备,所以前期植株生长较
为缓慢,从而导致株型较为矮小。这也更进一步说明
红颜草莓适宜在北京市日光温室内进行高密度栽培。
栽植密度对草莓不同品种果实品质的影响程度不
同[7-8]。本试验发现,增大株距时红颜草莓果实品质
有所提高,说明植株可能有相应调整以适应周围微环
境,但较高密度栽植时红颜草莓果实品质特性不会发
生明显改变。
北京地区日光温室垄栽红颜草莓行株距 15 cm×15
cm时,结果早期综合表现优良,且后期总体表现与
其他栽植密度差异不大,但总体生产效益更高。因
此,在不影响果实品质的前提下,为提高生产效益,
在北京市红颜草莓日光温室促成栽培可以采用高密度
(行株距 15 cm× 15 cm)栽植。
参考文献
1 孔樟良,童英富,张国珍,等 . 设施栽培草莓新品种
‘红颊’引种初报 . 中国南方果树,2003,32 (5) :61
2 谷 军,雷家军,张大鹏 . 有机草莓栽培技术 . 北京:金
盾出版社,2010:36
3 陈青云 . 日光温室的实践与理论 . 上海交通大学学报 (农
业科学版) ,2008,26 (5) :343-350
4 Perez M E,Camacaro D E,Camacaro G J,et al. Effect of
plant density and initial crown size on growth,development and
yield in strawberry cultivars Elsanta and‘Bolero’. The Jour-
nal of Horticultural Science and Biotechnology,2004,79
(5) :739-746
5 Ahmad M F. Effect of planting density on growth and yield of
strawberry. Indian Journal of Horticulture,2009,66 (1) :
132-134
6 尹克林,刘素君,钱 春,等 . 草莓新品种栽植密度与产
量相关性分析 . 西南农业大学学报,2001,23 (3) :235
-237
7 Vang-Petersen O. Influence of raised beds,plant density and
fertilization on yield and quality of strawberry (Fragaria ×
ananassa Duch. ). European journal of horticultural science,
1998,63:19-22
8 陈秀娟,糜 林,章 镇,等 . 栽培密度对草莓产量和品
质的影响 . 中国农学通报,2011,27 (19) :296-300
本文于 2012-07-27 收到。
魏安智为通讯作者,电话: (029)87082211
桤叶唐棣愈伤组织的诱导分化及影响因素
杜保国1,杨途熙2,杨锋利3,魏安智2
(1 绵阳师范学院生命科学与技术学院,四川 621000) (2 西北农林科技大学)
(3 绵阳师范学院城乡建设与规划学院)
摘 要 以经过 3 次继代培养的桤叶唐棣茎尖组培苗的茎段和叶片为外植体,研究了不同培养基
类型、不同浓度 2,4-D、不同浓度 NAA 和 6-BA 配比对愈伤组织诱导的影响。结果表明,MS、H、
White、N6、1 /4 MS 5 种基本培养基均能诱导桤叶唐棣茎段和叶片产生愈伤组织,以 MS、H培养基诱
导的愈伤组织生长快、光泽好;添加适量的 2,4-D 能够缩短愈伤组织出愈时间,浓度应低于 0. 5
mg /L;向 H基本培养基中添加 NAA是必要的,其浓度应在 1. 0 mg /L以上,同时 6-BA 和 NAA 浓度
比值不宜过高。
关键词 桤叶唐棣 愈伤组织 诱导分化 影响因素
桤叶唐棣 (Amelanchier alnifolia Nutt. )为蔷薇科
唐棣属植物,落叶小乔木或灌木,为北美著名经济树
种。其果实含有多种营养成分,钙含量较高,可加工
或鲜食。我国先后从国外引进多个桤叶唐棣品种,已
在辽宁[1]、吉林[2]、青海[3] 等省建立引种示范园,
发展势头良好。前人在桤叶唐棣苗木繁育方面做了相
关研究,杜保国等[4] 以尼尔森桤叶唐棣品种为材料,
成功获得茎尖培养苗,生根率 96. 43%,一级苗移栽
成活率 98%,但其愈伤组织诱导和植株再生方面的研
究尚未见报道,目前苹果[5]、葡萄[6]、柑橘[7]、枇
杷[8] 等主要果树已成功由愈伤组织获得再生植株或
93
中国果树 China Fruits 2012 (5) 2012 年 9 月
DOI:10.16626/j.cnki.issn1000-8047.2012.05.019
者体细胞胚。本文以经过多次继代培养的茎段和叶片
为材料,对不同培养基类型、不同浓度 2,4-D、不
同浓度 NAA和 6-BA组合对愈伤组织诱导的影响因素
进行了初步研究,以期为进一步进行桤叶唐棣遗传育
种和品种改良打下基础。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
试验于 2005 年在西北农林科技大学林学院组培
实验室进行,试验所用的桤叶唐棣叶片和茎段取自经
过 3 次继代培养的尼尔森桤叶唐棣品种茎尖组培苗。
组培苗的获得按照文献 [3]方法,即休眠芽在添加
0. 1 mg /L IAA + 0. 5 mg /L 6-BA +0. 5 mg /L KT的 MS
培养基上进行初代培养之后,在添加 0. 1 mg /L IAA +
2. 0 mg /L 6-BA的 MS培养基中进行增殖培养。
1. 2 试验方法
1. 2. 1 培养条件
培养室温度为 24 ~ 26 ℃,空气相对湿度为 50%
~70%,每天光照时间 12 小时,光照强度为 1 500
~ 2 000 lx,培养基 pH值 5. 8,琼脂 5 g /L。每个处理
分别选取 5 个茎段和 5 片叶片共 10 个外植体,重复 3
次,每 3 天观察 1 次,记录愈伤组织的颜色和光泽及
量的大小,4 周后统计。愈伤组织的量描述参考文
献 [9],通过观察和估测后用+表示,共分 5 个等级:
+表示愈伤组织量极小,肉眼可见;++表示愈伤组织
量小,仅在切口处有愈伤组织;+++表示愈伤组织量
一般,外植体表面约 1 /2 生有愈伤组织;++++表示愈
伤组织量较多,覆盖外植体表面的绝大部分;+++++
表示愈伤组织量很大,覆满整个外植体。出愈天数为
肉眼可见愈伤组织时的培养时间。
诱导率 (%)= [产生愈伤组织的叶片 (茎段)
数 /该处理叶片 (茎段)总数] ×100
1. 2. 2 愈伤组织诱导基本培养基的筛选
分别以组培苗的茎段和叶片为外植体,接种在添
加 2. 0 mg /L NAA 和 1. 0 mg /L 6 - BA 的 MS、H、
White、N6 和 1 /4MS 5 种基本培养基上。接种前将茎
段剪成 1 cm左右的小段,平放在培养基上,叶片接种
前剪去叶缘和叶柄,分叶面向上和向下 2 种方式平铺
在培养基上。
1. 2. 3 2,4-D对愈伤组织诱导的影响
以 H培养基为基本培养基,分别添加 0. 5、1. 0、
3. 0、5. 0、7. 0 mg /L 2,4-D,以不添加激素为对照。
1. 2. 4 NAA和 6-BA组合对愈伤组织诱导的影响
以 H培养基为基本培养基,分别添加 1. 0、2. 0、
4. 0 mg /L 6 - BA 和 0. 1、1. 0、2. 0、4. 0、6. 0 mg /L
NAA,进行配合试验,共 15 个组合,分别接种茎段和
叶片。
2 结果与分析
2. 1 5 种基本培养基对桤叶唐棣茎段和叶片愈伤组
织诱导的影响
在添加 2. 0 mg /L NAA 和 1. 0 mg /L 6-BA 的 MS、
H、White、N6 和 1 /4MS 5 种基本培养基上,茎段接
种后第 3 天,MS 基本培养基和 H 基本培养基上的桤
叶唐棣茎段开始出现膨大现象,部分茎段纵向裂开,
生成愈伤组织。在 5 种基本培养基上接种叶片,叶面
向上放置的叶片部分卷曲成拱形,叶面向下放置的叶
片远轴端和剪掉叶柄处微向上翘,并在这 2 个部位最
早形成愈伤组织。茎段和叶片接种后第 7 天,5 种基
本培养基中均有愈伤组织生成,其中的 MS、N6、H、
1 /4 MS 4 种基本培养基的愈伤组织诱导量相同,均为
很大水平,愈伤组织形态均为绿色、紧实、有光泽;
White基本培养基中的茎段和叶片产生的愈伤组织量
均为极小水平,仅有少量白色的颗粒。在愈伤组织生
长速度上,MS 基本培养基 (图版 2-a)和 H 基本培
养基 (图版 2-b)明显优于 N6、White、1 /4MS 基本
培养基。茎段和叶片接种后第 30 天,5 种基本培养基
上的愈伤组织诱导率均为 100. 0% (表 1)。
表 1 5 种基本培养基对桤叶唐棣茎段和叶片愈伤组织的诱导结果
基本
培养基
叶片 茎段
愈伤组织形态 愈伤组织量 愈伤组织形态 愈伤组织量
MS 绿色,紧实,有光泽 +++++ 嫩绿,较紧实,有光泽 +++++
N6 绿色,紧实,有光泽 +++++ 绿色或乳白色紧实,有光泽 +++++
H 绿色,紧实,有光泽 +++++ 淡绿或乳黄色 +++++
White 多为白色或淡黄色,疏松 + 白色或黄色,疏松 +
1 /4MS 绿色,紧实,有光泽, +++++ 绿色或乳黄色,有光泽,其上有红色颗粒 +++++
04
中国果树 China Fruits 2012 (5) 2012 年 9 月
2. 2 激素及配比对桤叶唐棣茎段和叶片愈伤组织诱
导的影响
2. 2. 1 2,4-D对愈伤组织诱导的影响
在 H基本培养基中添加不同浓度的 2,4-D,桤
叶唐棣茎段愈伤组织的出愈天数为 9 天,比未添
加 2,4-D的缩短 3天;添加 0. 5 mg /L 2,4-D时,茎
段愈伤组织诱导率最高为 100. 0%,愈伤组织量为较多
水平,随 2,4-D浓度增加,诱导率逐渐下降,诱导的
愈伤组织呈含水状态,除添加 0. 5、1. 0 mg /L 2,4-D
的愈伤组织量为较多水平外,其余浓度 2,4-D处理的
愈伤组织诱导量均为一般水平。添加不同浓度
的 2,4-D后,桤叶唐棣叶片愈伤组织诱导率整体较低,
诱导率最高仅为 64. 0%,且愈伤组织量均为极小水平,
与未添加 2,4-D的叶片愈伤组织量相同 (表 2)。
表 2 2,4-D对桤叶唐棣茎段和叶片愈伤组织的诱导结果
2,4-D
(mg /L)
茎段 叶片
诱导率
(%) 形态描述 愈伤量
岀愈天数
(天)
诱导率
(%) 形态描述 愈伤量
岀愈天数
(天)
0 90. 0 白色或淡黄色,紧实 +++ 12 26. 0 白色,疏松 + 12
0. 5 100. 0 白色或淡黄色,疏松 ++++ 9 64. 0 白色,疏松 + 12
1. 0 95. 0 白色或淡黄色,疏松 ++++ 9 52. 7 淡黄色 + 9
3. 0 88. 9 白色,疏松或霜状物 +++ 9 54. 0 淡黄色或白色,疏松 + 12
5. 0 86. 7 淡黄色或白色,霜状物 +++ 9 35. 0 淡黄色或白色,疏松 + 12
7. 0 68. 9 淡黄色或白色,霜状物 +++ 9 42. 0 淡黄色或白色,疏松 + 12
2. 2. 2 6-BA和 NAA对愈伤组织诱导的影响
在 H基本培养基上,当添加 0. 1 mg /L NAA时,3
个浓度 6-BA处理的桤叶唐棣茎段和叶片愈伤组织量
均为极小或小水平,颜色多为白色;6-BA 和 NAA 浓
度比值过高时,叶片反应敏感,诱导率从 100. 0%降
至 53. 3%。当添加 1. 0、2. 0、4. 0、6. 0 mg /L NAA
时,茎段和叶片的愈伤组织诱导率均为 100%,除 4. 0
mg /L NAA+4. 0 mg /L 6-BA组合茎段和 1. 0 mg /L NAA
+4. 0 mg /L 6-BA 组合叶片的愈伤组织量为一般水平
外,其余组合的愈伤组织量均为较多或很大水平,且
愈伤组织诱导初期,其形态没有明显的差异。因此,
对于桤叶唐棣茎段和叶片愈伤组织的诱导,添加 NAA
是必要的,其浓度应在 1. 0 mg /L以上,同时 6-BA 和
NAA浓度比值不宜过高 (表 3)。
表 3 NAA和 6-BA对桤叶唐棣茎段和叶片愈伤组织的诱导结果
组合
NAA
(mg /L)
6-BA
(mg /L)
茎段 叶片
诱导率
(%)
形态描述 愈伤组织量
诱导率
(%)
形态描述 愈伤组织量
0. 1 1. 0 100. 0 白色或淡绿色,有光泽 + 100. 0 白色或淡黄色,紧实 ++
0. 1 2. 0 100. 0 由乳白色变灰变褐 ++ 83. 3 白色颗粒 +
0. 1 4. 0 93. 3 乳白或灰白色,疏松 ++ 53. 3 白色小颗粒 +
1. 0 1. 0 100. 0 黄绿色,紧实 +++++ 100. 0 黄绿或嫩绿色,紧实 ++++
1. 0 2. 0 100. 0 淡黄色,有光泽,后变褐 +++++ 100. 0 乳白色,紧实 ++++
1. 0 4. 0 100. 0 黄绿色或乳黄,有光泽 ++++ 100. 0 黄绿色或乳黄色,紧实 +++
2. 0 1. 0 100. 0 黄绿色,有光泽 +++++ 100. 0 黄绿或嫩绿色,紧实 +++++
2. 0 2. 0 100. 0 淡黄色,有光泽,疏松 ++++ 100. 0 淡黄色,紧实 ++++
2. 0 4. 0 100. 0 黄绿或乳黄色,有光泽 +++++ 100. 0 乳黄色颗粒 ++++
4. 0 1. 0 100. 0 乳黄色部分变灰 +++++ 100. 0 乳白色或乳黄色,紧实 ++++
4. 0 2. 0 100. 0 乳白色或白色,疏松 ++++ 100. 0 淡黄色,有光泽,紧实 +++++
4. 0 4. 0 100. 0 乳黄色,疏松 +++ 100. 0 黄白或乳白色,紧实 ++++
6. 0 1. 0 100. 0 乳黄色或黄白色 +++++ 100. 0 黄绿色,紧实,有光泽 +++++
6. 0 2. 0 100. 0 淡黄色或乳白,有光泽 +++++ 100. 0 淡黄色,紧实 +++++
6. 0 4. 0 100. 0 黄色,有光泽,疏松 +++++ 100. 0 淡黄色,疏松 ++++
14
中国果树 China Fruits 2012 (5) 2012 年 9 月
3 小 结
试验研究结果表明,桤叶唐棣茎段和叶片愈伤组
织诱导的最适宜基本培养基类型为含盐量较高的 MS
培养基和 H培养基,其诱导的愈伤组织生长快,光泽
度好;向 H 基本培养基中添加 2,4-D 后,茎段愈伤
组织诱导率和愈伤组织量明显高于叶片,但其浓度不
宜超过 0. 5 mg /L;向 H 基本培养基中添加适量 NAA
对愈伤组织的诱导具有促进作用,其浓度应在 1. 0
mg /L以上,同时 6 -BA 和 NAA 浓度比值不宜过高。
在添加 NAA和 6-BA的 H基本培养基上,叶片诱导的
愈伤组织颜色较绿,光泽较好 (图版 2-c) ,而茎段
诱导的愈伤组织随着培养时间的延长,表面逐渐泛
白,变得粗糙 (图 2-d)。
本试验还对桤叶唐棣愈伤组织再分化进行了初步
探索,我们观察到桤叶唐棣愈伤组织在添加 1. 0 mg /L
NAA 的 1 /4MS 培 养 基 上 和 添 加 0. 5 mg /L IBA
的 1 /2MS培养基上分化出了略带红色的根,但未见苗
的生成,尚有待进一步研究。
参考文献
1 郭 浩,张俊佩,步兆东,等. 半干旱地区桤叶唐棣 7 个
品种引种试验. 中国果树,2005 (2) :27-29
2 高文韬,孟庆繁,杨春波,等. 桤叶唐棣引种试验. 东北
林业大学学报,2007 (1) :16-18
3 朱春云,赵 越,郭文辉. “三北”地区国外灌木树种引
进. 内蒙古林业科技,2003 (2) :3-4
4 杜保国,杨途熙,魏安智,等. 桤叶唐棣组织培养研究.
西北植物学报,2005,25 (2) :400-404
5 王季轩,随长琴. 苹果砧木组织培养繁殖的研究. 中国农
业科学,1981,14 (6) :33-37
6 王蕴珠. 葡萄体细胞愈伤组织诱导与植株再生. 植物学
报,1985,27 (6) :661-664
7 王大元,张进仁. 柑桔的人工培养. 植物学报,1975,17
(2) :149-153
8 陈振光. 枇杷离体培养研究进展. 福建农学院学报,
1991,20 (4) :422-426
9 李 琰,张朝红,崔宏安,等. 杜仲愈伤组织诱导的研
究. 西北农林科技大学学报 (自然科学版) ,2003,31
(5) :153-157
檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪
(上接第 31 页)
水杨酸处理,说明水杨酸可抑制鸭梨茎尖培养苗叶片
的电子传递效率下降。在 0. 02、0. 2、2. 0 mmol /L 水
杨酸培养基上培养的鸭梨茎尖培养苗分别在培养 4、
1、3 天时,叶片的非光化学猝灭系数 (NPQ)达到最
大,显著高于对照,其中以 0. 2 mmol /L水杨酸处理效
果最明显。在 0. 02、0. 2、2. 0 mmol /L 水杨酸培养基
上培养的鸭梨茎尖培养苗分别在培养 3、4、2 天时,
叶片最大电子传递速率 (ETRmax)达到最大,显著
高于对照。
有研究报道,施用外源水杨酸可以减轻增强 UV-
B辐射对黄瓜叶片光合机构的胁迫伤害[5],减轻高温
强光胁迫对小麦叶片光合机构的损伤[6],修复变形的
叶绿体和基粒片层结构。叶绿素荧光参数能够在一定
程度上反映环境因子对植物光合作用的影响。非光化
学猝灭系数反映的是 PSⅡ反应中心的非辐射性热耗散
能力,是植物的一种自我保护机制,对光合结构起一
定的保护作用[7]。本试验中,鸭梨茎尖培养苗分别在
不同浓度水杨酸培养基上培养后,叶片的非光化学猝
灭系数 (NPQ)显著升高,说明水杨酸处理能够提高
鸭梨叶片的非辐射耗散能力,有效避免 PSⅡ反应中心
因吸收过多光能而引起光抑制和光氧化,以水杨酸浓
度为 0. 2 mmol /L时,处理效果较好。
外源水杨酸影响鸭梨叶片叶绿素荧光的内在机理
尚有待进一步研究。
参考文献
1 陈建明,俞晓平,程家安 . 叶绿素荧光动力学及其在植物
抗逆生理研究中的应用 . 浙江农业学报,2006,18 (1) :
51-55
2 Martinez C,Pons E,Prats G,et al. Salicylic acid regulates
flowering time and links defence responses and reproductive de-
velopment. Plant,2004,37 (2) :209-217
3 范 苓,段 伟,程杰山,等 . 水杨酸对高温胁迫下及恢
复期间葡萄幼苗叶片光合机构 PSⅡ的影响 . 果树学报,
2009,26 (5) :623-627
4 Ananiera E A,Alexieva V S,Popova L P. Treatment with
salicylic acid decreases the effects of paraquat on photosynthe-
sis. Plant Physiol,2002:237-243
5 胡丽涛,吴能表,陈凤娟,等 . 水杨酸对 UV-B胁迫下黄
瓜荧光特性和抗氧化力的影响 . 西南师范大学学报 (自
然科学版) ,2010,35 (3) :191-196
6 马培芳,李利红,杨亚军,等 . 水杨酸对高温强光胁迫下
小麦叶绿体 D1 蛋白磷酸化及光系统Ⅱ功能的影响 . 应用
生态学报,2008,19 (12) :2632-2636
7 姜闯道,高辉远 . 缺铁使大豆叶片激发能的耗散增加 . 植
物生理与分子生物学学报,2002,28 (2) :127-132
24
中国果树 China Fruits 2012 (5) 2012 年 9 月