全 文 :文章编号:1001-4829(2002)03-0066-04
收稿日期:2001-03-26
基金项目:江苏省教委重点学科基金 ,江苏省农业三项工程项目
经费资助
作者简介:吴 震(1962-),男 ,辽宁锦州人 ,博士 ,副教授 ,从事
蔬菜栽培的生物技术工作。
不同激素种类和浓度对山葵(Eutrema wasabi)
组培苗增殖效果的研究
吴 震 ,王广东 ,刘 琴 ,李式军
(南京农业大学园艺学院 ,江苏 南京 210095)
摘 要:以山葵茎尖诱导的无菌苗为材料 ,研究不同激素种类和浓度对山葵组培苗增殖效果。结果表明 , BA 、KT 、ZT 三种细胞分
裂素中 , BA和 KT 对山葵增殖效果效好 , NAA、IAA、IBA三种生长素 ,以 NAA 和 IBA对增殖效果较好 ,最佳增殖培养基为 MS+
BA 0.5 mg/ L(KT 0.5mg/ L)+NAA 0.05 mg/ L;CPPU对山葵增殖有促进作用 ,最适宜培养基为 MS+CPPU 0.4 mg/ L+NAA
0.05 mg/ L;BA 与 KT 配合使用可提高增殖效果 , MS+BA 0.2 mg/ L+KT 0.5 mg/ L+NAA 0.05 mg/ L 的激素组合繁殖系数可
达 5.1;添加 0.02 mg/ L 的GA3 可以促进山葵试管苗的生长。
关键词:山葵;激素;茎尖培养;快速繁殖
中图分类号:S482.8 文献标识码:A
Effect of different hormones with various concentrations on apical buds
proliferation of Wasabi(Wasabi japonica Matsum)
WU Zhen ,WANG Guang-dong , LIU Qin , LI Shi-jun
(College of Horticulture , Nanjing Agricultural University , Nanjing 210095 , China)
Abstract:by using apex buds and lateral buds of Wasabi as explants , ef fect of dif ferent hormones wi th various concent rations on prolif era-
t ion of w asabi w as studied.T he results show ed that BA and KT w ere better among BA , KT , and ZT , NAA and IBA w ere better among
NAA , IAA and IBA.The opt imum medium for plantlets propagation w as MS+BA (or KT)0.5 %mg/ L+NAA 0.05mg/ L.CPPU can
enhance the Wasabi propagation and the suitable medium was MS+CPPU 0.4mg/ L.The combination of BA and KT w as available for
w asabi propagation , and propagat ion coef ficient could reach 5.1 on MS+BA 0.2 mg/ L+KT 0.5 mg/ L+NAA0.05 mg/ L.The medium
containing 0.02 mg/ L GA3 could promote grow th of wasabi plantlet in vit ro.
Key words:Wasabi(Wasabi japonica Matsum);hormone;shoot t ip;in vit ro culture
山葵(Wasabi japonica Matsum)又名山 葵 ,
原产于日本和中国 ,是一类经济价值很高的蔬菜兼
药用植物 ,具有独特的辛辣 、芳香味及强杀菌特性 ,
是日本生鱼片等海鲜食品不可缺少的高级调味品 。
山葵还有促进淀粉性食物的消化 、稳定胃肠中的维
生素 C 、杀死消化道中寄生虫的作用 ,近年研究还发
现其具有防治胃癌的功效 。山葵主要产地为日本和
我国台湾地区 ,近年引入大陆后 ,作为出口创汇蔬
菜 ,在高山地区发展迅速 ,面积不断扩大[ 1 ~ 6] 。
种苗生产是山葵栽培的关键性问题 ,生产上主
要采用分株繁殖 ,但这种方法繁殖系数低 、种苗带菌
严重 ,不仅难以满足生产需要 ,还极易导致病害大面
积发生 ,而组织培养法则是解决这一问题的有效方
法 ,日本 、韩国在山葵组织培养方面均有报道 ,但目
前繁殖系数比较低[ 7~ 8] 。本研究试图探讨不同激
素种类和浓度对山葵增殖效果的影响 ,为山葵种苗
快速繁殖体系的建立奠定基础 ,从而推动山葵在我
国的繁殖速度。
1 材料与方法
1.1 植物材料
试验材料为日本山葵品种“岛根三号” 。切取山
葵植株根茎上的侧芽 ,用自来水冲洗干净后 ,用 70
66
西 南 农 业 学 报
Sou thw est China Journal of Agricultural S ciences
2002年 15卷 3期
Vol.15 No.3
DOI :10.16213/j.cnki.scjas.2002.03.015
表 1 细胞分裂素种类及浓度对山葵顶芽增殖的影响
Table 1 Ef fect of diff eren t kini tines w ith various concent rations
on the proli feration of apical buds of Wasabi
培养基
Medium
(mg·L-1)
接种芽数
No.of
primary
buds
增殖芽数
No.of
proliferation
buds
增殖系数
Proliferation
coeff icient
生长状况
Grow th
state
BA0.1+NAA0.05 10 20 2.0 生长正常
BA0.2+NAA0.05 11 37 3.4 叶片叶柄伸展好
BA0.5+NAA0.05 12 60 5.0 叶片较小
BA1.0+NAA0.05 10 33 3.3 叶片叶柄伸展差
KT 0.1+NAA0.05 11 35 3.2 生长良好
KT 0.2+NAA0.05 12 44 3.7 生长良好
KT 0.5+NAA0.05 12 54 4.5 生长旺盛
KT 1.0+NAA0.05 11 35 3.2 生长正常
ZT0.1+NAA0.05 11 25 2.3 生长正常
ZT0.2+NAA0.05 10 21 2.1 生长正常
ZT0.5+NAA0.05 11 37 3.4 生长旺盛
ZT1.0+NAA0.05 10 22 2.2 生长正常
表 2 生长素种类和浓度对山葵试管苗增殖的影响
Table 2 Ef fect of dif ferent auxins w ith various concent rations on
prolif erat ion of Wasabi
生长素
Auxins
(mg·L-1)
接种数
No.of
primary
buds
增殖数
No.of
prolif eration
buds
增殖系数
Proli feration
coef ficient
生长状况
Grow th
state
NAA0.05 10 50 5.0 少量愈伤组织
NAA0.1 10 43 4.3 较多愈伤组织
NAA0.2 11 34 3.1 大量愈伤组织
IAA0.05 12 62 5.2 无愈伤组织
IAA0.1 10 45 4.5 无愈伤组织
IAA0.2 13 45 3.5 少量愈伤组织
IBA0.05 10 49 4.9 无愈伤组织
IBA0.1 11 46 4.2 无愈伤组织
IBA0.2 12 41 3.4 少量愈伤组织
%乙醇处理 30 s ,再用 0.2 %的 HgCl2处理 10 min ,
然后以无菌水冲洗 4 次 ,最后用无菌滤纸吸干表面
水分 ,无菌条件下剥取芽尖作为外植体 ,接种于诱导
培养基上诱导无菌苗的形成。
1.2 增殖试验
将诱导形成的无菌苗 ,转移到不同增殖培养基
上进行增殖试验。采用单因素处理 ,每次改变一种
因素 ,固定其它已确定因素 ,进行最佳培养条件的探
讨。
1.3 培养基及培养条件
增殖培养的基本培养基为 MS ,添加的激素种
类及浓度为:BA 、KT 、ZT 浓度为 0.1 ~ 1.0 mg·L-1 ,
CPPU 0.2 ~ 1.0 mg·L-1 , IAA 、IBA 、NAA 浓度为
0.05 ~ 0.2 mg·L-1 ,蔗糖浓度为 30 g·L-1 ,琼脂浓度
为 7.0 g·L-1 ,培养温度为 15 ~ 18 ℃,光照 1500 ~
2000 Lux
2 结果与分析
2.1 细胞分裂素种类和浓度对山葵组培苗增殖效
果
从表 1 可以看出 ,在 BA 、KT 、ZT 的三种激素
中 ,以 BA 和 KT 对山葵增殖效果好 ,ZT 对山葵分
化的作用不明显(图1)。BA和 KT 均以 0.5mg·L-1
浓度下分化最旺盛 、增殖系数高 ,分别达到 5.0和
4.5。但二者生长状况有差别 ,在添加 BA 的培养基
上 ,山葵虽然分化芽数较多 ,但叶片伸展稍差 ,而在
添加 KT 的培养基上生长的植株叶片叶柄伸展良好
(图 2)。
图 1 单加 KT组培苗增殖效果 图 2 BA 与 KT配合组培苗增殖效果
Fig.1 Ef fect of KT on proliferation of apical buds of w asabi Fig.2 Ef fect of BA and KT on proliferation of apical buds of w asabi
673期 吴 震等:不同激素种类和浓度对山葵(E utrema wasabi)组培苗增殖效果的研究
表 3 GA3 对山葵试管苗生长和增殖的影响
Table 3 Ef fect of GA 3 on the prolif eration of Wasabi
GA3 浓度
(mg·L-1)
接种数
No.of
primary
buds
增殖数
No.of
proliferation
buds
增殖系数
Proliferation
coeff icient
生长状况
Grow th
state
0 10 41 4.1 分化多 ,生长慢
0.02 10 40 4.0 生长良好分化多
0.05 10 38 3.8 生长快但分化多
0.1 10 28 2.8 生长快分化少
0.2 10 20 2.0 生长过快分化少
2.2 生长素种类及浓度对山葵试管苗增殖的影响
不同生长素种类及浓度对山葵试管苗增殖的影
响见表 2 。在各培养基中均添加 BA 0.5 mg·L-1的
条件下 ,NAA 、IAA 、IBA对山葵增殖都以较低浓度
下效果最好 ,在 0.05 mg·L-1的浓度下 ,繁殖系数分
别为 5.0 、5.2 、4.9 ,而在浓度为 0.2 mg·L-1时增殖
系数则下降为 3.1 ~ 3.5。在含 NAA的培养基上生
长的山葵基部产生少量愈伤组织 ,而在 IAA 、IBA 的
培养基上 ,除了高浓度下产生少量愈伤组织外 ,在较
低的浓度下基本上不形成愈伤组织 。
2.3 赤霉素对山葵试管苗生长和增殖的影响
山葵试管苗增殖过程的连续培养常常会导致植
株生长变慢 ,叶片和叶柄伸展性变差的现象。通过
在增殖培养基中添加适量 GA3 ,可起到促进山葵生
长的作用。从表 3看出 ,添加 0.02 mg·L-1和 0.05
mg·L-1的 GA3 可以明显促进山葵植株的生长 ,但对
山葵增殖系数影响不大;当 GA3 浓度超过0.1 mg·
L
-1时 ,虽然山葵植株生长比较旺盛 ,但分化却受到
表 4 CPPU 对山葵试管苗增殖的影响
Table 4 Effect of CPPU on proliferation of Wasabi
CPPU
(mg·L-1)
接种数
No.of
primary
buds
增殖数
No.of
proliferation
buds
增殖系数
Proliferation
coeff icient
生长状况
Grow th
state
CPPU 0 10 10 1.0 分化少
CPPU 0.2 10 27 2.7 生长旺盛
CPPU 0.4 10 49 4.9 生长旺盛
CPPU 0.8 10 30 3.0 生长受抑制
CPPU 1.0 10 15 1.5 生长极差
表 5 BA与 KT配合使用对山葵试管苗增殖的影响
Table 5 Ef fect of BA and KT combinations on p roliferation of
Wasabi
激素(mg·L-1)
Hormones
接种数
No.of
primary
buds
增殖数
No.of
prolif e-
ration
buds
增殖系数
Proli feration
coef ficient
生长状态
Growth
state
BA0.1+KT0.1
+NAA0.05 12 29 2.4 生长正常
BA0.1+KT0.2
+NAA0.05 12 36 3.0 生长正常
BA0.1+KT0.5
+NAA0.05 13 57 4.4 生长旺盛
BA0.1+KT1.0
+NAA0.05 12 42 3.5 生长旺盛
BA0.2+KT0.1
+NAA0.05 13 42 3.2 生长正常
BA0.2+KT0.2
+NAA0.05 12 54 4.5 生长速度快
BA0.2+KT0.5
+NAA0.05 11 56 5.1 生长旺盛
BA0.2+KT1.0
+NAA0.05 12 43 3.6 生长旺盛
较大的影响;添加 0.1 mg·L-1和 0.2 mg·L-1增殖系
数分别为 2.8和 2.1 ,较不添加 GA3 时降低 1.3和
2.1 ,说明高浓度的 GA3 不利于山葵植株的分化 。
2.4 CPPU对山葵组培苗增殖的影响
CPPU 是一种新型植物生长调节剂 ,对山葵增
殖的作用见表 4 。结果表明 ,CPPU 在不同浓度下
对山葵试管苗增殖作用差别很大 ,当 CPPU浓度为
0.4 mg·L-1时分化最旺盛 ,繁殖系数可以达到 4.9 ,
而浓度过高过低都不利于山葵的增殖 。随着 CPPU
浓度增加 ,山葵生长受到抑制。
2.5 BA与 KT配合使用对山葵试管苗增殖的影响
从表 5看出 ,适当浓度的 BA 与 KT 配合 ,对山
葵试管苗增殖和生长有较好作用 ,以 0.2 mg·L-1的
BA与 0.5 mg·L-1的 KT 配合使用效果最好 ,繁殖系
数达到 5.1 ,而且植株生长旺盛 。
3 讨 论
由于山葵利用营养繁殖方法进行种苗繁殖不仅
繁殖速度慢 ,而且多年连续无性繁殖会因病毒侵染
而导致种性退化[ 2] 。茎尖培养不仅可以在较短时
间内繁殖大量种苗 ,而且可以获得具有脱毒效果的
健康种苗。但山葵的组织培养较其他十字花科植物
要困难得多。因其存在繁殖系数较低 ,生长速度慢
的问题 ,需要进一步改进培养条件。
日本开展山葵组织培养工作比较早 ,但到目前
为止 ,在一些报道中 ,山葵茎尖培养繁殖系数一般为
3.0 ~ 4.0 ,且多采用 MS 培养基添加单一的 BA ,不
再添加其它植物激素[ 7~ 8] 。本试验采用添加少量
68 西 南 农 业 学 报 15卷
生长素 、适量浓度 BA和 K T 使用 ,可使山葵繁殖系
数提高到 4.0 ~ 5.0 ,表明对于山葵试管苗增殖 ,添
加适量的生长素如 NAA 或 IBA ,繁殖效果比单独使
用细胞分裂素更好。在 3 种细胞分裂素中 , 以 BA
和K T 对增殖较有效 ,而 ZT 效果不明显 。BA 能很
好的抑制山葵植株的顶端优势 ,促进侧芽萌发 ,但在
高浓度下会抑制叶片和叶柄的正常伸展 ,而 KT 对
山葵的增殖和生长促进作用较好 。采用 BA 和 KT
结合使用的方法 ,山葵的繁殖系数可以达到 5.1 的
水平 。
CPPU是一种新型植物生长调节剂 ,具有很强
的细胞分裂素活性 ,在多种植物组织培养中表现出
良好的促进增殖作用。使用 0.5μmol·L-1的 CPPU
可使杜鹃花的芽的增殖能力接近 5μmolg/mg·L-1的
玉米素 , 说明 CPPU 的活性比玉米素高约 10
倍[ 9 ~ 10] 。在对山葵所做的增殖试验中 ,添加 0.4
mg·L-1的 CPPU 繁殖系数可达 4.9 ,说明 CPPU 对
山葵增殖有良好效果 。
GA具有显著促进植物茎叶生长的生理作用 ,
但在植物组织培养中应用极少 。本研究鉴于山葵试
管苗在增殖过程中生长过弱的现象 ,在培养基中添
加适量GA3 ,对于促进植株生长和叶片伸展具有较
好效果 。
参考文献:
[ 1] 中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志(第三十三卷)
[ M] .北京:科学出版社 , 1987.400-408.
[ 2] 足力昭三著.ワサヒ栽培[ M ] .东京:秀润社 , 1987.13-54.
[ 3] Chadw ick CI , Lumpkin T A , Elberson LR.The botany , uses and
product ion of Wasabia japonica (Miq.)Cruciferae Matsum[ J ] .E-
conomic botany , 1993 , 47(2):113-135.
[ 4] T anida N , Kaw au ra A , Takahashi A , et al.Suppressive ef fect of
w asabi(pungent Japanese spice)on gast ric carcinogenesis induced by
MNNG in rats[ J] .Nutrit ion and Cancer , 1991 , 16(1):53-58.
[ 5] 李式军 ,刘风生.珍稀名优蔬菜 80种[M ] .北京:中国农业出版
社 , 1995.18-22.
[ 6] 吴 震 ,李式军 ,王广东.我国发展山葵产业的前景和对策[ J] .
中国农学通报 , 2000 , 16(2):45-47.
[ 7] 细木高志 ,角田和美.ワサヒの组织培养による增殖[ J] .农业お
よぶ园艺 , 1986 , 61(8):995-996.
[ 8] Eun J S , Ko J A , Kim Y S , et al.Mass propagation of Wasabia
japonica by apical meristem culture[ J] .Journal of the Korean S oci-
ety for Horticultural Science , 1998 , 39(3):278-282.
[ 9] 周俊彦 ,郭扶兴.苯基脲衍生物的细胞分裂素活性[ J] .植物生
理学通讯 , 1990 , 26(4):7-13.
[ 10] 黄学林 ,李筱菊.高等植物组织离体培养的形态建成及其调控
[ M] .北京:中国农业出版社, 1992.
(责任编辑 谢成英)
欢迎订阅 2003年《吉林农业科学》
《吉林农业科学》是吉林省农科院主办 ,国内外公开发行的综合性农业科技期刊 ,主要报道最新农业科技
成果 、研究报告 、学术论文 、专题综述 、科研动态 、实用技术和广告信息等 。适合广大农民朋友 、农业科技人
员 、农业生产管理人员和农业院校师生阅读。
《吉林农业科学》为双月刊 ,16开本 ,56 页 ,每期定价 4.00元 ,全年 24元。邮发代号 12-71 ,全国各地
邮局均可订阅。如在邮局订阅有困难或已错过订阅时间 ,也可从邮局汇款与本刊编辑部直接订阅 。汇款时
请注明订阅年份和期次 ,款到立即发刊 。
地址:吉林省公主岭市西兴华街 6号 《吉林农业科学》编辑部
电话:(0434)6257384 邮政编码:136100
693期 吴 震等:不同激素种类和浓度对山葵(E utrema wasabi)组培苗增殖效果的研究