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百合黄天霸花丝离体快速繁殖体系的建立



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参考文献:
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收稿日期:2013 - 06 - 25
基金项目:西安市科技计划项目“西安文理学院科研创新基金专项项
目”(编号:CXY 1134 WL 31) ;西安文理学院“大学生创新创
业训练计划”项目(编号:201244)。
作者简介:李 莺(1964 -) ,女,副教授,主要从事植物学及植物组织培
养方面的研究;E-mail:1229337056@ qq. com。
百合黄天霸花丝离体快速繁殖体系的建立
李 莺1, 徐 薇1, 李 星1, 刘 琼2, 李生玲1
(1.西安文理学院生物技术学院, 陕西 西安 710065; 2.西安交大附小南校区, 陕西 西安 710065)
摘要:以百合黄天霸的花丝为外植体,直接诱导不定芽并继代增殖形成丛生芽,再诱导生根从而建立其离体快速繁殖体
系。结果表明:不定芽诱导的较适宜培养基是 MS + 6-BA 0. 5 mg /L + NAA 0. 3 mg /L;适合不定芽增殖的培养基是 MS +
6-BA 0. 6 mg /L + NAA 0. 6 mg /L,第 1 代增值系数达 3. 76;适合其生根的培养基是 MS + NAA 0. 1 mg /L,生根率达 100%;
将试管苗在不添加任何激素的 MS培养基上壮苗培养良好,移栽于草炭 ∶蛭石 ∶珍珠岩 ∶园土 ∶河沙为2 ∶ 1 ∶ 1 ∶ 1 ∶ 1的基
质中,成活率高达 92%。
关键词: 百合黄天霸;花丝;快速繁殖
中图分类号: S 682. 2 文献标志码: A 文章编号: 1001 - 4705(2013)11-0029-05
Invitro Micropropagation of the Filament by Lilium Manissa
LI Ying1,XU Wei1,LI Xing1,LIU Qiong2,LI Sheng-ling1
(1. College of Biotechnology,Xi’an University of Arts and Science,Xi’an Shanxi 710065,China;
2. Xi’an Jiaotong University,Xi’an Shanxi 710065,China)
Abstract:The filament of Lilium Manissa was used as explants for adventitious buds,roots induction and
established micropropagation system. The results showed that the optimum medium for adventitious buds was
MS + 0. 5 mg /L 6-BA +0. 3 mg /L NAA,and for regeneration adventitious buds was MS + 0. 6 mg /L 6-BA +
0. 6 mg /L NAA,the proliferation rate of shoot was up to 3. 76. The optimum medium for rooting was MS + 0. 1
mg /L NAA,rooting rate was 100% . The plantlets were better in MS of no hormone. The plantlets were
transplanted in the matrix with mixed sand,and the survival rate was 92% .
Key words: Lilium Manissa;filament;micropropagation
百合(Lilium. spp)是百合科百合属多年生草本球
根花卉,在世界花卉贸易中,特别是鲜切花贸易中具有
重要的地位,随着我国花卉市场的发展,百合切花的生
产和消费逐渐增加,已成为主要切花种类[1]。百合黄
天霸(Manissa) ,系东方百合与喇叭百合的杂交新品系
·92·
研究报告 李 莺 等:百合黄天霸花丝离体快速繁殖体系的建立
(Oriental × Trumpet,简称 OT 杂种系) ,其花色黄白相
间、花型较大、气味幽香、花茎粗壮、开花早和抗性强,
在鲜切花市场上越来越受到消费者的青睐。传统的繁
殖是采用鳞茎繁殖,但因其生长周期长,消费量大,已
不能满足日益增长的市场需求,组织培养及快速繁殖
技术无疑是解决这一问题的有效途径。
有关百合的组织培养,国内外不少的研究者开展
了大量的实验研究工作[2]。百合离体培养大部分以
鳞片作为外植体,也有少量以花器官为外植体进行组
织培养的报道,关文灵[3]、姚邵嫦[4]、柳玉晶[5]、刘
芬[6]、贾敬芬[7]、姜春华[8]、刘丽敏[9]等分别进行了云
南大百合、亚洲百合、东方百合、兰州百合、西伯利亚百
合、帝伯、铁炮、金百合等花器官为外植体的组织培养
研究。关于百合黄天霸的组织培养方面的研究,仅见
翟彦[10]等以其花器官为外植体进行诱导体细胞胚胎
发生与植株再生,因此,本实验开展百合黄天霸花丝离
体快速繁殖体系的研究,以期为百合黄天霸离体快速
繁殖种苗生产提供理论依据。
1 材料和方法
1. 1 材 料
百合黄天霸的花蕾。
1. 2 方 法
1. 2. 1 外植体消毒
摘取健康的未开放的百合黄天霸花蕾(花蕾约 10
cm大小,即将开放而未开) ,用流水冲洗 30 min,用干
净的纱布蘸取 70%的酒精擦拭其表面,并剥去外轮的
花瓣,将其剩余部分放入无菌瓶中,用 1%的次氯酸钠
消毒 5 min,再用无菌水冲洗 3 ~ 4 次,每次 1 min。
1. 2. 2 培养基的配制及培养条件
以 MS 为基本培养基,附加蔗糖 30 g /L,琼脂粉
5 g /L,调整 pH =5. 8 ~ 6. 0,并设置不同浓度梯度的激
素配比(见表 1)。
表 1 百合黄天霸培养基类型
诱导培养基 激素配比
(1)6-BA 0. 5 mg /L + 2,4-D 0. 3 mg /L
启动培养基 (2)6-BA 0. 5 mg /L + NAA 0. 3 mg /L + 2,4-D 0. 3 mg /L
(3)6-BA 0. 5 mg /L + NAA 0. 3 mg /L
(4)6-BA 0. 6 mg /L + NAA 0. 4 mg /L
不定芽增殖培养基 (5)6-BA 0. 6 mg /L + NAA 0. 6 mg /L
(6)6-BA 0. 6 mg /L + NAA 0. 8 mg /L
(7)NAA 0. 1 mg /L
生根培养基 (8)NAA 0. 5 mg /L
(9)NAA 1. 0 mg /L
1. 2. 3 诱导培养
将花丝切成约 1. 0 cm 接种到(1)、(2)、(3)号 3
种培养基中,每种处理接种 5 个培养皿,每个培养皿接
种 6 块外植体,进行诱导培养,观察和统计外植体出芽
数和出愈数,计算出芽率和出愈率,出芽率(%)=(出
芽外植体数 /接种外植体数)× 100%;出愈率(%)=
(出愈外植体数 /接种外植体数)× 100%。
1. 2. 4 不定芽的增殖培养
将诱导出的不定芽接种在(4)、(5)、(6)号 3 种培
养基上,进行不定芽的继代增殖培养,观察其生长增殖
状况,45 d统计第 1 代不定芽的数量,然后转接到新配
制的培养基继续进行继代培养,再过 45 d 统计第 2 代
的不定芽的数量并拍照。
1. 2. 5 生根培养
选出生长情况较一致的 90 株,分成 3 组,分别接
种到(7)、(8)、(9)号 3 种培养基上诱导生根,每组接
种 30 瓶,每瓶转接 1 株,观察并统计生根率。生根率
(%)=(生根外植体数 /接种外植体数)× 100%。
1. 2. 6 壮苗、炼苗与移栽
将产生的试管苗移入到不添加任何激素的 MS 培
养基中,进行壮苗培养 45 ~ 60 d,选取生长健壮、生根
良好的试管苗,打开瓶盖,炼苗 3 ~ 5 d,用清水洗净根
表面的培养基,分别移栽到 A、B 两种基质(A 基质为
草炭 ∶蛭石 ∶珍珠岩 ∶ 园土 = 2 ∶ 1 ∶ 1 ∶ 1,B 基质为草
炭 ∶蛭石 ∶珍珠岩 ∶园土 ∶河沙 = 2 ∶ 1 ∶ 1 ∶ 1 ∶ 1)中培
养,基质喷洒 0. 1%的多菌灵溶液进行消毒,置于温室
中培养,空气湿度保持在 70%,观察并统计成活率。
2 结果与分析
2. 1 诱导培养
接种 18 d 后观察,(2)号培养基的花丝最先诱导
出不定芽,同时还观察到花丝在(1)、(2)和(3)号这 3
种培养基均诱导出淡绿色颗粒状的愈伤组织。40 d后
观察,花丝在 3 种培养基中均产生了不定芽,且芽生长
状况良好,并长出叶片(见图 1-A,B,C) ,统计结果见
表 2。
表 2 百合黄天霸花丝的诱导培养
培养基
编号
激素配比
(mg /L) 接种数
出愈率
(%)
出芽率
(%)
(1) 6-BA 0. 5 + 2,4-D 0. 3 25 36. 00 16. 00
(2) 6-BA 0. 5 + 2,4-D 0. 3 + NAA 0. 3 23 69. 56 8. 69
(3) 6-BA 0. 5 + NAA 0. 3 24 50. 00 12. 5
表 2 表明,花丝在这 3 种培养基中既可以诱导出
愈伤组织,同时也可以诱导不定芽。其中出芽率较高
的是(1)号培养基(为 16%) ,但其分化出的不定芽有
轻微玻璃化现象(见图1-A) ,(2)号培养基出愈率较
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第 32 卷 第 11 期 2013 年 11 月 种 子 (Seed) Vol. 32 No. 11 Nov. 2013
表 3 不同浓度 NAA对不定芽增殖的影响
激素配比
(mg /L)
起始
芽的数目
第 1 代
芽的数目
第 1 代
增殖系数
第 2 代
芽的数目
第 2 代
增殖系数
总增殖
系数
6-BA 0. 6 + NAA 0. 4 54 101 1. 87 160 1. 58 2. 95
6-BA 0. 6 + NAA 0. 6 51 192 3. 76 516 2. 69 10. 11
6-BA 0. 6 + NAA 0. 8 50 103 2. 06 185 1. 79 3. 68
注:1.增殖系数 =增殖不定芽总数 /接种不定芽总数;2.总增殖系数 =第 1 代增殖系数 ×
第 2 代增殖系数。
高而出芽率较低(见图 1-B) ,说明这
种培养基的激素配比较适合愈伤组织
的诱导,(3)号培养基出愈率适中,出
芽率适中,且不定芽的生长状态良好
(见图1-C) ,说明这种培养基的激素
配比较适合不定芽的诱导。因此,较
适合诱导花丝产生不定芽的培养基是
(3)号:MS + 6-BA 0. 5 mg /L + NAA
0. 3 mg /L,较适合花丝愈伤组织诱导的培养基是(2)
号 MS + 6-BA 0. 5 mg /L + NAA 0. 3 mg /L + 2,4-D 0. 3
mg /L。
2. 2 不定芽的增殖培养
经过继代培养产生了较多的不定芽后,接种在
(4)、(5)、(6)号 3 种培养基上,进行不定芽增殖培养,
在 45 d时观察并统计增殖的不定芽数量,计算第 1 代
增殖系数,然后转接到新配制的培养基中再进行继代
培养,45 d时观察并统计增殖的不定芽数量,计算第 2
代增殖系数,统计结果见表 3。
表 3 表明,这 3 种培养基均可不断分化出芽,形成
芽丛,并长出叶片,其基部形成鳞茎且部分开始生根
(见图 1-D,E,F)。比较这 3 种培养基,当 6-BA 质量
浓度不变时,随着 NAA质量浓度由 0. 4 mg /L增至 0. 6
mg /L时,第 1 代的增殖系数由 1. 87 增至 3. 76,而当
NAA质量浓度再增加到 0. 8 mg /L 时,第 1 代的增殖
系数则下降,第 2 代的增殖系数的变化趋势与第 1 代
相同,只是增殖系数低于第 1 代,这都说明 NAA 较适
合的质量浓度为0. 6,因此,适合不定芽增殖的培养基
是(5)号 MS +6-BA 0. 6 mg /L + NAA 0. 6 mg /L。
2. 3 生根诱导
将生长良好未生根的芽转接到 3 种生根培养基中
进行生根诱导培养,观察 10 d 开始有根萌动,30 d 统
计结果见表 4。
表 4 不同浓度 NAA对生根的影响
NAA浓度
(mg /L)
接种
瓶数
生根
瓶数
生根率
(%)
平均根长
(cm)
平均
根数
0. 1 30 30 100 2. 3 15
0. 5 30 21 70 1. 7 10
1. 0 30 9 30 1. 2 8
表 4 表明,这 3 种培养基均可诱导试管苗生根,其
中(7)号培养基 NAA 为 0. 1 mg /L 时,其生根率最高,
为 100%,平均生根数为 15 条,根的平均长度为 2. 3
cm,根生长状态良好(见图 4-G) ;随着 NAA 浓度的递
增,生根率逐渐下降,且平均生根数目减少,平均根的
长度减短,根的生长状态一般(见图 4-H,I)。说明
NAA在 0. 1 ~ 1. 0 mg /L范围内都可以诱导生根,但低
浓度的生长素更适合根的诱导和生长,因此,适宜的生
根培养基是(7)号:MS + NAA 0. 1 mg /L。
2. 4 壮苗培养、炼苗与移栽
将试管苗移入到不添加任何激素的 MS 基本培养
基中进行壮苗培养,45 d 后观察试管苗的生长状态良
好,植株粗壮,叶片颜色由浅绿色变为深绿色,鳞茎由
小增大明显,并能在其鳞茎的基部自然发出不定根
(见图 1-J,K)。经壮苗培养的试管苗经过 3 ~ 5 d 炼
苗,分别移栽到 A和 B 两种基质中,均成活良好,45 d
后统计成活率及测量相关数据见表 5。
2. 5 炼苗与移栽
经过 3 ~ 5 d 炼苗,分别移栽到 A 和 B 两种基质
中,均成活良好,45 d 后统计成活率及测量相关数据
(见表 5)。
表 5 A和 B两种基质对百合黄天霸试管苗移栽的比较
基质类型
成活率
(%)
叶面积
(cm2)
株高
(cm) 叶片数
鳞茎直径
(cm)
A基质(未掺沙) 63 11. 10 5. 36 3. 95 2. 03
B基质(掺沙) 92 10. 89 4. 78 3. 39 1. 81
表 5 表明,B 基质的成活率很高(见图 1-L) ,达
92%,B基质由于掺了沙子而透气性良好,根系发达,
所以成活率高,虽然沙子具有良好的透气性但对植物
生长不能提供任何营养,因此,在相同体积的 A 和 B
两种基质中,A基质因含有较多的营养而种苗生长好
于 B基质。因此,在 B 基质中移栽成活后,可再移栽
到 A基质中以利于种苗的后期生长。
3 讨 论
植物激素中的生长素和细胞分裂素是启动细胞分
裂、脱分化和再分化的关键性激素。两者同时使用优
于单独使用,当同时使用这两类激素时,两者用量的比
例影响植物细胞的发育方向,生长素用量比细胞分裂
素用量,比值高时,有利于根的分化,抑制芽的形成,比
值低时,有利于芽的分化、抑制根的形成,比值适中时,
·13·
研究报告 李 莺 等:百合黄天霸花丝离体快速繁殖体系的建立
A.(1)号花丝出芽;B.(2)号花丝出芽;C.(3)号花丝出芽;D.起始芽状态;E.不定芽增殖第 1 代;F.不定芽增殖第 2 代;
G.(7)号生根状态;H.(8)号生根状态;I.(9)号生根状态;J.壮苗培养前;K.壮苗培养后;L.移栽苗
图 1 百合黄天霸花丝离体快速繁殖
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第 32 卷 第 11 期 2013 年 11 月 种 子 (Seed) Vol. 32 No. 11 Nov. 2013
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《种子》编委会成员名单
(按拼音顺序排列)
名誉顾问:陶嘉龄
顾 问:毕辛华 刘远坤 许宾生 张庆勤
编 委
陈克贤 陈民生 陈泽辉 董家涛 傅家瑞 樊卫国 甘功勋 黄宗洪 金道超
蒋志谦 李船江 罗继荣 陆作楣 刘作易 彭 义 钱晓刚 荣冶粗 宋培芳
孙世贤 万育麟 徐本美 颜启传 周介雄 张太平 周政贤
主 编:张太平
副主编:钱晓刚 彭 义 周介雄(常务)
促进愈伤组织的生长。本实验在花丝启动培养中第 1
组和第 3 组生长素与细胞分裂素的比值较低,第 2 组
的比值较适中,第 2 组的愈伤组织诱导率较高,为
69. 56%,而出芽率较低,为 8. 69%,第 1 组和第 3 组的
愈伤组织诱导率较低,分别为 36%和 50%,而出芽率
较高,分别为 16%和 12. 5%,同样说明了这一点。虽
然第 1 组和第 3 组的比值相同,第 1 组是 2,4-D 与
6-BA的配合使用,第 3 组是 NAA与 6-BA的配合使用,
第 1 组出芽率比第 2 组稍高,但 2,4-D与 6-BA的配合
使用诱导出的芽有轻微玻璃化现象,而 NAA 与 6-BA
的配合使用诱导出的芽形态正常,因此,认为 NAA 与
6-BA的配合使用优于 2,4-D 与 6-BA,与翟彦[10]等研
究百合黄天霸花丝对生长素的需求规律为 NAA >
2,4-D的结论基本一致。
4 结 论
本研究采用百合黄天霸花丝建立了其离体快速繁
殖的技术体系。即将花丝切成约 1 cm 小段接种到
MS +6-BA 0. 5 mg /L + NAA 0. 3 mg /L培养基上进行启
动培养,培养 30 d,诱导出不定芽后,将产生的不定芽
转接到MS +6-BA0. 6 mg /L + NAA0. 6 mg /L培养基中
进行继代增殖培养,经过多次的继代增殖产生大量的
丛生芽,同时百合的鳞茎可以自然生根,因此自然生根
的试管苗可以直接转到壮苗培养基中进行壮苗培养,
没有生根的转接到 MS + NAA 0. 1 mg /L培养基中诱导
生根(由于在壮苗过程中可以自然生根,因此,诱导生
根这个环节还可以省去) ,再转接到不添加任何激素
的 MS 培养基中进行壮苗培养 45 ~ 60 d,即可获得大
量试管种苗。
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