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风信子离体快繁体系的建立



全 文 :收稿日期:2009-09-07
基金项目:沈阳市科技攻关项目(1071146-3-00)
作者简介:孙晓梅(1970-),女,沈阳农业大学副教授,博士,从事园林植物遗传育种研究。
沈阳农业大学学报,2010-02,41(1):33-36
Journal of Shenyang Agricultural University,2010-02,41(1):33-36
风信子离体快繁体系的建立
孙晓梅,李 妍,杨宏光,崔文山,王亚斌
(沈阳农业大学 林学院,沈阳 110866)
摘要:研究以风信子 Gipsy queen 的鳞片及幼叶为外植体直接诱导不定芽生成,结果表明:Gipsy queen 单鳞片、双鳞片的初代最佳
诱导培养基为:MS+6-BA5.0mg·L-1+NAA0.1mg·L-1,且双鳞片诱导效果好于单鳞片,诱导率达 100%,增殖系数达 10;幼叶外植体
初代最佳诱导培养基为:MS+6-BA3.0mg·L-1+NAA0.2mg·L-1,幼叶作为外植体比鳞片诱导效果好,诱导率达 100%,增殖系数达
26.27;最佳继代培养基为:MS+6-BA2.0mg·L-1+NAA0.5mg·L-1+KT0.2mg·L-1,增殖系数达 2.91;生根诱导最佳培养基为:1/2MS+
NAA0.2mg·L-1,生根率可达 93.33%。
关键词:风信子;离体快繁;鳞片;幼叶
中图分类号:Q949.71.8.23 文献标识码: A 文章编号: 1000-1700(2010)01-0033-04
Rapid Micropropagation System Via in Vitro Culture
in Hyacinthus orientalis L.
SUN Xiao-mei, LI Yan, YANG Hong-guang, CUI Wen-shan, WANG Ya-bin
(College of Forestry, Shenyang Agricultural University, Shenyang 110866, China)
Abstract: Adventitious shoots were induced from scale segments and tender leafs of Hyacinthus orientalis L. cv. Gipsy Queen.
As the result of this experiment: the appropriate medium for initial culture of single-scale and twin-scale of Gipsy Queen was:
MS+6-BA5.0mg·L-1+NAA0.1mg·L-1, and twin-scale was better than single-scale. The induction rate was 100%, the proliferation
multiple was 10. The appropriate medium for tender leafs was: MS+6-BA3.0mg·L-1+ NAA0.2mg·L-1, and the effect was better
than that of scale segments. The induction rate was 100%, the proliferation multiple was 26.27. The best medium on subculture
multiplication was MS +6 -BA2.0mg·L -1 +NAA0.5mg·L -1 +KT0.2mg·L -1. The proliferation multiple was 2.91. The ratio of root
induction for the bulblets was 93.33% on the medium of 1/2MS+NAA0.2mg·L-1.
Key words: Hyacinthus orientalis; rapid micropropagation; scale; tender leaf
风信子(Hyacinthus orientalis L.)为百合科(Liliaceae)风信子属多年生具鳞茎草本植物,风信子植株低矮、
姿态娇美、花色艳丽且具有芳香,现已成为我国春节期间的重要观赏花卉 [1],是著名早春开花的球根花卉之一。
近年来,我国市场对风信子需求量逐渐增大。 风信子鳞茎有夏季休眠习性 [2],性喜凉爽、温润和阳光充足的环
境,要求排水良好和肥沃的沙壤土[3]。 而我国大部分地区气候炎热、干旱,导致风信子在栽培过程中出现植株矮
小、花朵变劣,鳞茎萎缩、病毒侵害等品种退化现象。 风信子具有利用组织培养进行大规模生产的潜力,关于这
方面研究的报道较多,但在激素种类的筛选与用量上存在着较大的差异 [4-9]。 风信子的外植体特别是地下鳞茎
消毒一直是一个难以解决的问题,有些学者则在研究中避免鳞茎的使用,而采用子房等生殖器官做外植体[8-10]。
本试验以风信子 Gipsy queen 的鳞片与幼叶为外植体,对其离体快繁体系进行了研究,以期为解决我国重复引
种,生产成本高等问题奠定基础。
1 材料与方法
1.1 材料
以荷兰引进的风信子品种 Gipsy queen 为试验材料,Gipsy queen 属于橙色系,穗长而紧密,极具观赏价值。
选取经冷藏处理健壮的 Gipsy queen鳞片及幼叶(长为 3~6cm)为外植体。
1.2 方法
1.2.1 外植体消毒 接种前将种球外层腐烂的鳞片和大部分基盘剥去,保留部分鳞片基盘。 流水冲洗 12h,然
第 41卷沈 阳 农 业 大 学 学 报
表 2 Gipsy queen 鳞片初代诱导结果
Table 2 Results of initial culture of scales of Gipsy queen
激素组合
Hormon/mg·L-1
NAA
0.1
0.1
0.1
0.2
0.2
0.2
6-BA
1
3
5
1
3
5
单鳞片诱导结果
Results of single-scale
接种外植体数/个
Number of explants
30
30
30
30
30
30
诱导率/%
Induction rate
70
100
100
0
0
0
增殖系数
Proliferation multiple
2.67
6.23
7.00
0
0
0
双鳞片诱导结果
Results of twin-scale
接种外植体数/个
Number of explants
30
30
30
30
30
30
诱导率/%
Induction rate
93.33
100
100
0
0
0
增殖系数
Proliferation multiple
4.43
8.67
10.00
0
0
0
表 1 不同消毒时间对 Gipsy queen 鳞片和幼叶外植体污染的影响
Table 1 The effect of different sterilization time on scales and tender leafs of Gipsy queen
外植体
Explant
鳞片
Scale
幼叶
Tender leaf
升汞消毒时间/min
Sterilization time
3
5
7
9
11
3
5
7
9
11
接种外植体数/个
Number of explant
48
48
48
48
48
48
48
48
48
48
污染外植体数/个
Number of contaminated explant
40
30
16
8
8
16
4
3
3
0
死亡外植体数/个
Number of death explant
0
0
0
4
12
0
0
11
26
30
污染率/%
Contamination rate
83.3
62.5
33.3
16.6
16.6
33.3
8.3
6.3
6.3
0
死亡率/%
Death rate
0
0
0
8.3
25
0
0
22.9
54.2
62.5
后将鳞片外植体切割成 1cm2的单鳞片、双鳞片带基盘备用;幼叶横向 1/2分割成上下两部分备用。 本试验将各
外植体先以 75%乙醇浸泡 30s,然后再以 0.1%升汞浸泡,升汞消毒时间分别设为:3,5,7,9,11min,然后用无菌
水冲洗 5~6次,接种到 MS培养基,培养 15d后统计污染率、死亡率,筛选出适宜的消毒时间。
1.2.2 初代、继代与生根培养 将经过消毒的外植体接种到附加不同激素的 MS培养基上进行初代、继代培养。
培养基中蔗糖 30g·L-1、琼脂 7g·L-1,pH 值为 5.8,培养温度为 23~25℃,光照强度 1500lx,每天光照 12h,60d 后统
计诱导率和增殖系数。选取生长健壮一致的组培苗进行生根培养,30d后统计生根率和平均生根数。污染率=(受
污染外植体数/接种外植体总数)×100%;死亡率=(死亡外植体数/接种外植体总数)×100%;诱导率=(诱导外植体
数/接种外植体数)×100%;增殖系数=分化形成的芽数/接种的外植体数;生根率=(生根的小鳞茎数/接种的小鳞
茎总数)×100%;平均生根数=总出根数/接种外植体总数;总诱导率=初代培养时 6种培养基诱导率之和。
2 结果与分析
2.1 不同消毒时间对外植体污染率的影响
由表 1可知,外植体消毒效果均随消毒时间的延长污染率下降,但消毒时间过长,死亡率升高。鳞茎适宜消
毒时间为 9min,污染率为 16.6%,死亡率为 8.3%;幼叶适宜消毒时间为 5min,污染率为 8.3%,死亡率为 0,说明
幼叶作为外植体达到的消毒效果好于鳞片。
2.2 不同激素配比对初代培养的影响
2.2.1 对鳞片外植体初代培养的影响 由表 2可知,以鳞片为外植体诱导时,单鳞片与双鳞片生长趋势相似,
均在培养基 MS+6-BA5.0 mg·L-1+NAA0.1 mg·L-1中表现最好,单鳞片诱导增殖系数达 7.00,双鳞片诱导增殖系
数达 10.00。 不同鳞片外植体分化能力不同,双鳞片总诱导率为 293.33%,芽发生早,几乎都在两个鳞片中间形
成,也有极少数的芽在鳞片背部与腹部形成;单鳞片总诱导率为 270%,芽发生较晚。 单鳞片不带基盘时,先在
外植体背侧形成白色幼芽组织,然后发育成幼芽;单鳞片带基盘时,先在鳞茎盘处形成白色幼芽组织,后发育成
幼芽,并伴有籽球形成。
34· ·
第 1期
表 3 Gipsy queen 幼叶初代诱导结果
Table 3 Results of initial culture of tender leafs of Gipsy queen
激素组合
Hormon/mg·L-1
NAA
0.1
0.1
0.1
0.2
0.2
0.2
6-BA
1
3
5
1
3
5
幼叶上半部诱导结果
Result of top tender leaf
接种外植体数/个
Number of explant
30
30
30
30
30
30
诱导率/%
Induction rate
0
33.33
50
100
100
100
增殖系数
Proliferation multiple
0
2.20
3.73
5.73
8.50
7.33
幼叶下半部诱导结果
Result of basal tender leaf
接种外植体数/个
Number of explant
30
30
30
30
30
30
诱导率/%
Induction rate
100
100
100
100
100
100
增殖系数
Proliferation multiple
8.00
11.67
8.67
18.00
26.27
23.33
表 4 Gipsy queen 继代增殖诱导结果
Table 4 Results of subculture multiplication of Gipsy queen
编号
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
I
II
III
R
6-BA
/mg·L-1
1.0
1.0
1.0
2.0
2.0
2.0
3.0
3.0
3.0
45.93
60.88
40.97
19.91
NAA
/mg·L-1
0.1
0.3
0.5
0.1
0.3
0.5
0.1
0.3
0.5
53.47
35.98
58.33
22.35
KT
/mg·L-1
0
0.2
0.4
0.4
0
0.2
0.2
0.4
0
22.69
67.46
57.64
44.77
接种外植体数/个
Number of explant
48
42
48
48
37
48
48
48
48
诱导率/%
Induction rate
18.75
52.38
66.67
75.00
24.32
83.33
66.67
31.25
25.00
T=443.37
增殖系数
Proliferation multiple
0.25
1.33
1.75
2.20
0.27
2.91
0.91
0.50
0.37
孙晓梅等:风信子离体快繁体系的建立
2.2.2 不同激素配比对幼叶外植体初代培养的影响 以幼叶为外植体时, 在外植体切口处先形成大量白色愈
伤组织,在白色组织上形成幼芽。各培养基中所有幼叶外植体均有显著生长,且较低浓度的 NAA 有利于幼叶外
植体的生长,在培养基 MS+6-BA5.0 mg·L-1+NAA0.1 mg·L-1中幼叶外植体发生畸形生长。 由表 3 可知,用幼叶
下半部为外植体的诱导效果好于上半部,6 个培养基中幼叶下半部诱导率均为 100%, 在培养基 MS+6-BA3.0
mg·L-1+NAA0.2 mg·L-1中,增殖系数最高可达 26.27,培养基 MS+6-BA5.0 mg·L-1+NAA0.2 mg·L-1中芽最大,生
长势最好,说明较高浓度的 NAA 有利于幼叶外植体芽的诱导。
2.3 不同激素配比对继代培养的影响
由表 4可知,不同激素配比诱导率不同,对诱导率进行极差 R值分析可知,不同激素对继代芽增殖诱导率影
响顺序为:KT> NAA> 6-BA。 6-BA、NAA与 KT配合使用时,诱导率与增殖系数均较高,且变化趋势相同。最佳诱
导培养基为 6号继代培养基 6-BA2.0mg·L-1+NAA0.5mg·L-1+KT0.2mg·L-1,诱导率为 83.33%,增殖系数为 2.91,均
为最高。 在不使用 KT时, 诱导率与增殖系数均较低,1号继代培养基 6-BA1.0mg·L-1+NAA0.1mg·L-1诱导率为
18.75%,增殖系数为 0.25,均为最低,且外植体长势最弱。 外植体在 5 号培养基 6-BA2.0mg·L-1+NAA0.3mg·L-1
中生长最好。
2.4 不同激素配比对生根培养的影响
由表 5 可知,将生长一致的组培苗转入生根培养基中,在加入 NAA 的配方中,生根率较高,当 NAA0.2mg·
L-1时,生根率与平均生根数均为最高,分别为 93.33%,3.5 条;在无激素的 1/2MS 培养基中,根呈白色,细弱;
在加入 2,4-D 的配方中,根生长情况比无激素 1/2MS 培养基差,当 2,4-D0.4mg·L-1时,生根率与平均生根数最
低,分别为 13.33%,0.23 条。
35· ·
第 41卷沈 阳 农 业 大 学 学 报
表 5 Gipsy queen 生根诱导结果
Table 5 Results of root culture of Gipsy queen
培养基
Media
1/2MS
1/2MS+NAA0.2 mg·L-1
1/2MS+NAA0.4 mg·L-1
1/2MS+2,4-D0.2 mg·L-1
1/2MS+2,4-D0.4 mg·L-1
接种外植体数/个
Number of explant
30
30
30
30
30
生根率/%
Rate of root induction
33.33
93.33
83.33
43.33
13.33
平均生根数/条
Root number per bulbs
0.83
3.5
2.83
0.57
0.23
生长情况
Growth status
细长,无根毛 Thin and long, without fibril
短而粗实,根毛较多 Short and thick, more fibrils
较短,根毛较少 Shorter,fewer fibrils
切口处有白色愈伤组织生成 White callus on the cut
愈伤组织较多,且呈褐色 More brown callus
3 讨论
本试验参照刘勇刚的方法,在风信子鳞片外植体消毒时,先将外植体流水冲洗 12h,75%酒精消毒 30s,然
后用升汞浸泡消毒,可有效降低外植体污染率[4]。 Gipsy queen 单鳞片、双鳞片的初代最佳诱导培养基为:MS+6-
BA5.0 mg·L-1+NAA0.1 mg·L-1。 在 NAA0.2 mg·L-1时,鳞片外植体无反应,说明高浓度 NAA 不利于鳞茎片上芽
的形成。 这与李艳等的结论相悖[5],可能与外植体的品种及试验时期有关。 在本试验中还发现反向接种鳞片外
植体,产生的芽顶端向下生长,具有极性,且产生的芽数量较少,一般 1~2 个,与 YI 等的结论一致 [6],所以在接
种时应注意鳞片外植体的极性。 Gipsy queen 幼叶外植体初代最佳诱导培养基为:MS+6-BA3.0 mg·L-1+NAA0.2
mg·L-1, 较低浓度的 NAA 有利于幼叶外植体的生长,6-BA 浓度与 NAA 浓度比值过大会引起幼叶外植体畸形
生长。 幼叶作为外植体比鳞片诱导效果好,与车生泉等结论一致[1]。 本试验表现为幼叶下半部比上半部诱导率
高,不同于孙莉莉[8]的结论,这可能与外植体的品种及激素种类的选择有关,但本试验中的诱导率明显提高,说
明 6-BA和 NAA更有利于 Gipsy queen初代芽的诱导。 在继代增殖时,最佳诱导培养基为:MS+6-BA2.0 mg·L-1+
NAA0.5 mg·L-1+ KT0.2 mg·L-1。 激素对继代芽诱导率影响顺序为:KT>NAA>6-BA,因此可增加 KT的浓度来调
整各激素的比例,进一步筛选出更有利风信子继代增殖的配方。低浓度的 NAA 较利于 Gipsy queen 生根,2,4-D
对 Gipsy queen 生根有抑制作用。本试验平均生根数并不理想,可尝试其他激素配比,筛选出适宜生根的培养基
配方。
参考文献:
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[责任编辑 马迎杰]
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