全 文 :中国农学通报 2011,27(28):163-166
Chinese Agricultural Science Bulletin
基金项目:国家自然科学基金项目“百合ACC合成酶反义基因构建及其遗传转化”(30371013)。
第一作者简介:刘婕,女,1987年出生,在读硕士,主要从事园林植物与观赏园艺研究。通信地址:712100西北农林科技大学西林校区科研楼第一工
作室,Tel:029-87082391,E-mail:liujie870609@163.com。
通讯作者:刘雅莉,女,1960年出生,副教授,硕士,主要从事观赏植物生物技术育种及采后生理教学与研究。通信地址:712100西北农林科技大学西
林校区科研楼第一工作室,Tel:029-87082391,E-mail:lyl6151@126.com。
收稿日期:2011-06-22,修回日期:2011-09-12。
亚洲百合试管苗生根的研究
刘 婕,刘雅莉,贾 敏,王 岩
(旱区作物逆境生物学国家重点实验室/西北农林科技大学林学院,陕西杨凌 712100)
摘 要:为了优化亚洲百合生根培养基配方,为亚洲百合转基因植株试管苗的生根移栽奠定一定的基础,
以亚洲百合‘普利安娜’(Lilium Asiatic hybrid cv.‘Pollyanna’)和‘普瑞头’(Lilium Asiatic hybrid cv.
‘Prato’)试管苗为材料,探讨5种不同激素的浓度组合对试管苗生根率、生根数量、最长根长的影响。结
果表明:不同植物激素的组合和浓度对亚洲百合的生根有显著影响,且 2个品种生根状况有一定的差
异。在生根培养基为MS+2,4-D 1.0 mg/L+KT 0.1 mg/L+6-BA 1.0 mg/L+蔗糖30 g/L+琼脂7 g/L时,亚洲
百合‘普利安娜’平均生根率达到98.73%,生根数量达到6.53条,最长根长为4 cm;生根培养基为:MS+
NAA 1.0 mg/L+TDZ 0.1 mg/L+蔗糖30 g/L+琼脂7 g/L时,亚洲百合‘普瑞头’平均生根率达到92.73%,生
根数量达到 6.63条,最长根长为 3.77 cm。最后得出:亚洲百合‘普利安娜’最适宜的生根培养基为:
MS+2,4-D 1.0 mg/L+KT 0.1 mg/L+6-BA 1.0 mg/L+蔗糖30 g/L+琼脂7 g/L;亚洲百合‘普瑞头’的适宜生
根培养基为:MS+NAA 1.0 mg/L+TDZ 0.1 mg/L+蔗糖30 g/L+琼脂7 g/L。
关键词:亚洲百合;植物激素;生根
中图分类号:S682.2+9 文献标志码:A 论文编号:2011-1820
Research on Rooting of Asian Lily Plantlets
Liu Jie, Liu Yali, Jia Min, Wang Yan
(State Key Laboratory of Crop Stress Biology in Arid Areas/
College of Forestry, Northwest A &F University, Yangling Shaanxi 712100)
Abstract: In order to optimize the formulation of Asian lily rooting medium and lay a foundation for rooting
and transplanting of Asian lily transgenic plants, Lilium Asiatic hybrid cv.‘Pollyanna’and Lilium Asiatic
hybrid cv.‘Prato’test-tube seedlings were used to study the effect of combinations of five different hormone
in different concentrations on rooting rate, root number, longest root length. The results showed that: a
combination of different types and concentrations of plant hormones significantly affected Asiatic lily rooting,
and the rooting status of the two species had some differences. When using the rooting medium: MS+2,4-D
1.0 mg/L+KT 0.1 mg/L+6-BA 1.0 mg/L+sucrose 30 g/L+ agar 7 g/L, the average rooting rate of Lilium Asiatic
hybrid cv.‘Pollyanna’could reach 98.73%, the root number of them could reach 6.53 cm and the longest root
length of them was 4 cm. When using the rooting medium: MS+NAA 1.0 mg/L+TDZ 0.1 mg/L+sucrose 30 g/L+
agar 7 g/L, the average rooting rate of Lilium Asiatic hybrid cv.‘Prato’could reach 92.73%, the root number
of them could reach 6.63 cm and the longest root length of them was 3.77 cm. The most appropriate rooting
medium of Lilium cv.‘Pollyanna’was: MS+2,4-D 1.0 mg/L+KT 0.1 mg/L+6-BA 1.0 mg/L+sucrose 30 g/L+
agar 7 g/L; the most suitable rooting medium for Lilium cv.‘Prato’was: MS+NAA 1.0 mg/L+TDZ 0.1 mg/L+
sucrose 30 g/L+agar 7 g/L.
Key words: Asian lily; plant hormone; rooting
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0 引言
百合是世界著名的球根花卉,也是主要的鲜切花
之一,在花卉市场上占有重要位置[1]。目前市场上流
行的百合中,亚洲百合占很大比例。传统的分球、扦插
等百合繁殖方法存在繁殖量小、易感病等缺点,组织培
养技术不仅能大大提高繁殖系数,而且在杂交育种、转
基因和多倍体育种中具有广阔的应用前景[2]。
目前,关于亚洲百合的组织培养已有大量报道,景
艳莉[3]、王晶[4]、孙文艺[5]、郭美[6]等研究中均发现,培养
基中使用不同激素种类与浓度配比对亚洲百合‘精粹’
鳞片的诱导和增殖影响显著,使用 1/2MS添加较低浓
度的NAA生根效果好,根量多。高霞等[7]研究发现,亚
洲百合在KT浓度一定时,在MS培养基中添加不同浓
度NAA时所表现的生根规律一致,均以NAA浓度为
0.05时为最佳。翟彦等 [8]使用不同浓度 2,4-D、KT、
6-BA、TDZ的培养基对东方百合根系的生长有显著的
促进作用,在亚洲百合中尚未见报道。而亚洲百合转
基因试管苗在生根培养中仍存在根系较弱、移栽困难
的问题。因此,确定适宜的亚洲百合试管苗生根培养
基很有必要。因此,笔者探讨了 5种常用的植物激素
不同浓度的组合,对亚洲百合‘普利安娜’和‘普瑞头’
试管苗生根的影响,确定适宜的生根培养基配方,以期
为转基因试管苗生根移栽和新品种推广打下基础。
1 材料与方法
1.1 试验时间、地点
本试验于 2010年 10月—2011年 2月在旱区作物
逆境生物学国家重点实验室(西北农林科技大学)进
行。
1.2 试验材料
选取本试验室亚洲百合‘普利安娜’、亚洲百合‘普
瑞头’已初代培养3个月的试管苗。
1.3 试验方法
1.3.1 试验设计 选择已初代培养了 3个月,且大小一
致的亚洲百合‘普利安娜’和‘普瑞头’的鳞茎为材料。
以MS为基本培养基,培养基 pH 5.8~6.0,组培室温度
为(23±2)℃,光周期为 12 h,光强为 1200~1300 lx。每
个处理10瓶,重复3次,培养40天后统计生根率、平均
生根数量、最长根长。
依据3个因子试验设计标准[9],在MS基本培养基
中添加不同浓度的2,4-D、KT和6-BA(见表1),研究不
同浓度激素组合对于2个品种生根的影响。
以MS为基本培养基,进行NAA和TDZ不同浓度
组合处理(见表2),研究激素处理对亚洲百合2个品种
生根的影响。
试验水平
1
2
3
4
5
6
7
8
9
2,4-D
0.5
0.5
0.5
1.0
1.0
1.0
1.5
1.5
1.5
KT
0
0.1
0.2
0
0.1
0.2
0
0.1
0.2
6-BA
0
0.5
1.0
0.5
1.0
0
1.0
0
0.5
表1 3种激素不同浓度正交组合试验 mg/L
试验水平
1
2
3
4
5
6
7
8
9
NAA
0.5
0.5
0.5
1.0
1.0
1.0
1.5
1.5
1.5
TDZ
0
0.1
0.2
0
0.1
0.2
0
0.1
0.2
表2 NAA和TDZ不同浓度正交组合试验 mg/L
1.3.2 试验仪器、试剂 2,4-D(2,4-二氯苯氧乙酸,纯度
≥98%,产地日本);KT(激动素,6-糠基氨基嘌呤,纯度
≥99.5%,产地日本);6-BA(6-苄氨基嘌啉,纯度≥
99.5%,产地日本);NAA(α-萘乙酸,纯度≥99%,产地日
本);TDZ(N-苯基-N’-1,2,3-噻二唑-5-脲,纯度≥98%,
产地日本);蔗糖(纯度≥99%,产地日本);琼脂(纯度≥
99%,凝胶强度1300 cm2,产地日本)以及MS培养基的
其他试剂,均购自西安沃尔森生物技术有限公司。
日本 TOMY SX-500高压蒸汽灭菌锅,供培养基
灭菌之用;苏州净化设备有限公司生产的 SW-CJ-2D
型双人净化工作台,供转接材料之用。
1.3.3 统计分析 采用 SPSS v13.0与Microsoft Excel
2007处理[10]。
2 结果与分析
2.1 2,4-D、KT和6-BA对亚洲百合‘普瑞头’和‘普利安
娜’生根的影响
在MS培养基中添加不同浓度的 2.4-D、KT和
6-BA时,亚洲百合‘普瑞头’和‘普利安娜’的生根情况
有显著差别,且2个品种之间也有差异。从表3中可以
看出,处理5中,MS添加2,4-D 1.0 mg/L、KT 0.1 mg/L、
·· 164
刘 婕等:亚洲百合试管苗生根的研究
6-BA 1.0 mg/L时,‘普利安娜’的生根情况达到该组
处理中的最佳水平,生根率达到 98.73%,平均生根数
量达到 6.53条,最长根平均长度达到 4 cm。显著性
方差分析结果显示,处理 5相对于其他处理水平对
‘普利安娜’的生根率、平均生根数量和最长根平均
长度的影响均达到极显著水平,而‘普瑞头’在处理 5
中的生根情况相对欠佳,生根率为 72.13%,平均生根
数量为 3.03条,最长根平均长度为 3.10 cm。
2.2 NAA和TDZ对亚洲百合‘普瑞头’和‘普利安娜’
生根的影响
通过对 NAA和 TDZ诱导生根效果的统计发
现,处理 5中,在MS培养基中添加 NAA 1.0 mg/L、
TDZ 0.1 mg/L时,2个品种生根率均达到最高。从
表 4中可以看出,处理 5中,MS添加NAA 1.0 mg/L、
TDZ 0.1 mg/L时,‘普瑞头’的生根情况达到最佳水
平,生根率为 92.73%,平均生根数量为 6.63条,最
长根平均长度为 3.77 cm;‘普利安娜’的生根率达
到 93.53%,平均生根数量达到 6.70条,最长根平均
长度达到 3.43 cm,且显著性方差分析结果显示处
理 5相对于其他处理水平对 2个品种生根率、平均
生根数量、最长根平均长度的影响均达到极显著水
平。
激素处理
1
2
3
4
5
6
7
8
9
普瑞头
生根率/%
4.20±1.03e
10.03±0.23de
15.0±1.49d
60.87±3.92b
72.13±2.68a
55.73±5.53b
46.13±3.67c
44.80±4.92c
57.13±4.17b
平均生根数量/条
1.53±0.27d
1.37±0.19d
1.77±0.54cd
2.87±0.36ab
3.03±0.45ab
2.10±0.41cd
2.00±0.41cd
2.40±0.41bc
3.20±0.24a
最长根平均长度/cm
0.6±0.09e
1.7±0.09c
1.7±0.09c
2.03±0.15b
3.10±0.09a
1.77±0.15c
1.57±0.14c
1.20±0.18b
3.17±0.05a
普利安娜
生根率/%
6.03±0.54g
17.07±1.35f
28.67±0.69f
84.53±1.21b
98.73±1.52a
77.87±1.74b
69.17±1.1c
55.63±0.67d
80.33±1.18e
平均生根数量/条
1.73±0.27e
2.10±0.15de
2.43±0.05de
5.13±0.51b
6.53±0.27a
3.33±0.23c
3.00±0.09cde
2.77±0.14cd
3.43±0.23cd
最长根平均长度/cm
1.93±0.19d
2.20±0.18cd
2.30±0.15c
2.90±0.18b
4.00±0.09a
2.77±0.14b
2.80±0.09b
2.83±0.10b
2.87±0.14b
表3 2,4-D、KT和6-BA对亚洲百合‘普瑞头’和‘普利安娜’生根的影响
注:同列小写字母相同者表示差异不显著,小写字母不同者表示差异显著。下同。
激素处理
1
2
3
4
5
6
7
8
9
普瑞头
生根率/%
16.67±0.63f
32.33±4.61e
52.57±3.22d
75.03±4.29b
92.73±2.88a
85.23±3.87a
56.87±17.37cd
63.07±4.91c
62.17±4.97c
平均生根数量/条
1.03±0.05e
1.63±0.27de
1.90±0.39d
3.73±0.14c
6.63±0.40a
4.27±0.44bc
1.97±1.08d
4.17±0.37bc
4.60±0.09b
最长根平均长度/cm
1.13±0.14e
1.20±0.18e
2.10±0.09d
2.40±0.18c
3.77±0.14a
3.27±0.19b
2.10±0.09d
3.17±0.14b
3.20±0.15b
普利安娜
生根率/%
5.37±0.78f
17.07±1.35e
18.00±1.08d
79.53±5.68c
93.53±2.57a
74.53±6.38b
68.17±3.47d
53.63±2.17c
31.83±3.23c
平均生根数量/条
1.43±0.34e
1.13±0.14e
1.37±0.19e
3.23±0.29bc
6.70±0.85a
3.87±0.44b
2.40±0.45d
3.03±0.36cd
4.03±0.14b
最长根平均长度/cm
1.00±0.18d
1.13±0.14d
1.13±0.10d
2.10±0.09b
3.43±0.19a
3.23±0.14a
1.77±0.14c
2.13±0.14b
2.30±0.24b
表4 NAA和TDZ对亚洲百合‘普瑞头’和‘普利安娜’生根的影响
3 结论
通过对亚洲百合‘普利安娜’和‘普瑞头’生根情况
进行统计分析,可以得出:MS中添加 2,4-D 1.0 mg/L、
KT 0.1 mg/L、6-BA 1.0 mg/L对‘普利安娜’生根效果的
影响,生根率和最长根平均长度均达最大值,平均生根
数量为 6.53 cm,略低于MS中添加 NAA 1.0 mg/L、
TDZ 0.1 mg/L时的平均生根数量6.70 cm,而一般衡量
试管苗生根情况的标准是生根率、生根数量和根长[11]。
综合考虑,笔者得出‘普利安娜’的最适宜的生根培养基
为MS+2,4-D 1.0 mg/L+KT 0.1 mg/L+6-BA 1.0 mg/L。
MS中添加NAA 1.0 mg/L、TDZ 0.1 mg/L时‘普瑞头’
的生根率,生根数量和根长均达到最大值。因此,笔者
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认为‘普瑞头’的最适宜的生根培养基配方为MS+
NAA 1.0 mg/L+TDZ 0.1 mg/L。
4 讨论
Laura报道不定根的诱导是试管苗培养的关键步
骤,而外源激素的使用是植株不定根形成最重要的诱
导剂。生长素被认为是控制形态反应的重要条件[12]。
生根中所用生长素的种类功效依赖于参与生根的生长
素受体蛋白的倾向[13],能够到达目标细胞的生长素的
浓度[14],内源生长素的量和代谢稳定性[15]。本试验中,
亚洲百合‘普利安娜’和‘普瑞头’对于NAA和2,4-D这
2种生长素分别与细胞分裂素组合的生根反应有显著
差异,这与上述理论一致。
已有大量研究发现,亚洲百合的生根过程中NAA
作为主要生长素诱导生根效果良好,而 2,4-D多被用
于百合体细胞胚胎的诱导。而从表3可以看出,2,4-D
浓度对于亚洲百合‘普利安娜’的生根诱导有显著影
响,且与一定浓度的KT和6-BA组合可以达到较好的
生根效果。说明 2,4-D作为一种化学性质稳定、价格
便宜的生长素同样可用于亚洲百合生根的研究。这为
以后亚洲百合试管苗生根培养中激素的使用提供了一
定的参考。
本试验得出亚洲百合‘普瑞头’最适宜的生根培养
基为MS+NAA 1.0 mg/L+TDZ 0.1 mg/L。这与之前得
出的较低浓度的生长素有利于生根的结论不一致。笔
者推测这可能与品种基因型相关[16],而植物激素的作
用机制还有待进一步地探讨。
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