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欧洲水仙鳞片组织培养与快速繁殖



全 文 :82 林业科技开发 2011 年第 25 卷第 4 期
doi:10. 3969 / j. issn. 1000-8101. 2011. 04. 021
欧洲水仙鳞片组织培养与快速繁殖
王小敏,李维林* ,朱洪武,吴文龙,胡淑英
(江苏省·中国科学院植物研究所,南京 210014)
摘 要:以欧洲水仙‘Dutch Master’为研究材料,通过对鳞片取材部位、培养光照、激素配比以及组培苗移栽基质
的研究发现,欧洲水仙初代培养的较适外植体为内层鳞片下部,合适光照度为1 000 lx。愈伤组织诱导培养基为 MS
+ 6-BA 2. 0 mg /L + 2,4-D 0. 3 mg /L +蔗糖30 g /L,小鳞茎的诱导分化培养基为 MS + 6-BA 2. 0 mg /L + NAA 0. 2
mg /L +蔗糖30 g /L,小鳞茎继代增殖培养基为 MS + 6-BA 1. 5 mg /L + NAA 0. 3 mg /L +蔗糖30 g /L,生根培养基为
1 /2MS + 6-BA 0. 3 mg /L + NAA 0. 5 mg /L +蔗糖20 g /L。炼苗移栽基质配比为 V(蛭石)∶ V(泥炭土)∶ V(园土)=
1∶ 1∶ 2。
关键词:欧洲水仙;鳞片;组织培养
A study on the scale tissue culture and rapid propagation of Narcissus pseudonarcissus∥WANG Xiao-min,
LI Wei-lin,ZHU Hong-wu,WU Wen-long,HU Shu-ying
Abstract:Material positions of scale,culture illumination intensity,hormone combination and transplanting medium were
studied for tissue culture of Narcissus pseudonarcissus cv.‘Dutch Master’. The results showed that the suitable explant was
the lower part of inner layer scale,the optimal illumination intensity was 1 000 lx,the optimal medium for callus induction
was MS + 6-BA 2. 0 mg /L + 2,4-D 0. 3 mg /L + sucrose 30 g /L,the optimal medium for differentiation was MS + 6-BA
2. 0 mg /L + NAA 0. 2 mg /L + sucrose 30 g /L,the optimal medium for secondary culture was MS + 6-BA 1. 5 mg /L +
NAA 0. 3 mg /L + sucrose 30 g /L,the optimal medium for rooting was 1 /2 MS + 6 -BA 0. 3 mg /L + NAA 0. 5 mg /L +
sucrose 20 g /L,the suitable ratio of transplanting medium was volume(vermiculite)∶ volume(peaty soil)∶ volume(garden
soil)= 1∶ 1∶ 2.
Key words:Narcissus pseudonarcissus;scale;tissue culture
Author’s address:Institute of Botany,Jiangsu Province and the Chinese Academy of Sciences,Nanjing 210014,China
收稿日期:2011-03-03 修回日期:2011-04-02
基金项目:江苏省农业三项工程项目(编号:SX(2005)077) ;江苏省科
技基础设施建设计划项目(编号:BM2010458)。
第一作者简介:王小敏(1980 -) ,女,助理研究员,主要从事植物栽培
与生物技术研究。通讯作者:李维林,男,副研究员。E-mail:xmwang
525@ 163. com
欧洲水仙又叫洋水仙,是从欧洲引入我国的水仙
品种的统称[1],为石蒜科水仙属多年生草本植物。
欧洲水仙与中国水仙相比具有花大色艳、应用广泛等
特点,其花径是中国水仙的3 ~ 5 倍,而且花色鲜艳极
受国内市场欢迎[2-3]。欧洲水仙是优良的园林地被
花卉,可以盆栽观赏和切花使用。欧洲水仙在 20 世
纪 80 年代被大规模地引入中国,用于春季花展,少量
盆栽作为年宵花使用。欧洲水仙一般通过分蘖的子
球进行繁殖,每个母鳞茎可分蘖2 ~ 4 鳞茎。但是,由
于病毒感染导致逐年退化,鳞茎变小,开花能力下降。
由于欧洲水仙分球繁殖率较低且易产生退化,因此利
用组织培养的方法加速其繁殖具有十分重要的意义。
因欧洲水仙种球含有丰富的鳞片组织,用鳞片做外植
体可大大降低生产成本,本试验旨在为水仙的繁殖生
产提供一定的技术参考。目前国内已有利用欧洲水
仙鳞片间腋芽做为外植体的组培快繁的报道[4],但
用鳞片做外植体的组织培养及快速繁殖尚未见报道。
1 材料与方法
1. 1 材 料
欧洲水仙 Narcissus pseudonarcissus cv.‘Dutch
Master’,由江苏省中国科学院植物研究所于 2007 年
11 月从荷兰引进。
1. 2 方 法
选用外观健壮的欧洲水仙种球,剥去鳞茎最外层
干皱的鳞片和基部残余老根,流水冲洗30 min后置于
70%的酒精中浸泡1 min,用无菌水冲洗 3 次后去除
上部1 /3鳞片,再放入0. 1% HgCl2 溶液中浸泡8 min,
再用无菌水冲洗 4 次作为初代培养的外植体。
1. 2. 1 不同部位鳞片对小鳞茎诱导分化的影响
将处理好的鳞茎先去掉鳞茎盘,再将鳞片按内层
鳞片上部、外层鳞片上部、内层鳞片下部和外层鳞片
技术开发 欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗
林业科技开发 2011 年第 25 卷第 4 期 83
下部 4 种部位切割成10 mm ×15 mm的块状。接种到
初代培养基 MS + 1. 5 mg /L 6-BA + 0. 2 mg /L NAA,
在光照度1 000 lx、光照时间12 h /天的条件下培养,
30 天后观察统计外植体分化愈伤组织的状况。
1. 2. 2 光照度对鳞片初代培养的影响
将内层鳞片下部接种到 MS + 6-BA 1. 5 mg /L +
NAA 0. 2 mg /L培养基上后,置于不同光照度下培养
30 天后观察统计外植体分化愈伤组织的状况。
1.2.3 不同激素配比对愈伤组织诱导及分化的影响
将内层鳞片下部切成相同大小的块状,分别接种
到不同的愈伤组织诱导及分化培养基上,30 天后统
计愈伤组织诱导率和小鳞茎的分化率,并进行一次转
接,60 天后统计小鳞茎分化增殖情况。
1. 2. 4 不同激素配比对鳞茎继代增殖的影响
将诱导分化小鳞茎切除上部1 /3鳞片后平分成 3
块,接种到不同的继代培养基上,45 天后观察统计小
鳞茎的分化增殖情况。
1. 2. 5 不同激素配比对小鳞茎生根的影响
将继代增殖的小鳞茎接种到不同的生根培养基
上,35 天后观察统计生根情况。
1. 2. 6 不同基质配比对组培苗炼苗移栽的影响
将符合条件(生根数达 5 条以上,平均根长达
4. 0 cm,且鳞茎直径≥8 mm)的鳞茎经过室内炼苗
后,置于室内散射光处,2 ~ 3 天后打开瓶盖,使鳞茎
暴露于空气中。3 ~ 4 天后将鳞茎从培养瓶中取出,
并用水冲洗根部残留的培养基,移栽入经过高压灭菌
的营养土中,保持温度20 ~ 25 ℃,湿度85% ~ 90%,
放置于阴凉处,每 7 天浇水 1 次,30 天后观察统计植
株的成活率、苗高及植株生长状况。
以上基本培养基除生根培养基为 1 /2MS +
20 g /L蔗糖,其他基本培养基均为 MS +蔗糖30 g /L,
pH值均为5. 8,每处理 15 个材料,重复 3 次。
2 结果与分析
2. 1 鳞片不同部位对欧洲水仙初代培养的影响
由表 1 可知,用不同部位的鳞片作为外植体,其
愈伤组织诱导率和污染率均呈现显著差异。内层鳞
片下部作为外植体的愈伤组织诱导率最高,达
97. 44%,且污染率也较低,仅为15. 56%。通过不同
部位鳞片培养的研究发现,各部位诱导产生愈伤组织
的能力为内层鳞片下部 >外层鳞片下部 >内层鳞片
上部 >外层鳞片上部;外植体的污染率为外层鳞片 >
内层鳞片,内层上部鳞片 >内层下部鳞片;内层鳞片
下部产生的愈伤质量较好,适宜进一步的分化诱导和
增殖。由此可知欧洲水仙鳞片培养最适宜做为外植
体的部位是内层鳞片下部。
表 1 鳞片不同部位对欧洲水仙初代培养的影响
鳞片部位
愈伤诱导
率 /%
外植体污
染率 /% 备注
内层鳞片上部 64. 55b 31. 11c 愈伤组织较蓬松
外层鳞片上部 45. 23c 51. 11b 外植体易枯死
内层鳞片下部 97. 44a 15. 56d 愈伤组织较致密
外层鳞片下部 71. 67b 68. 89a 愈伤组织易生根
注:同列数据后附不同小写字母者表示差异显著(P < 0. 05)。
后同。
2. 2 光照度对欧洲水仙初代培养的影响
通过对初代培养光照度的研究发现,光照度的大
小对愈伤组织的诱导影响显著(表 2)。光照度为 0
时,愈伤组织诱导率最低,且愈伤组织蓬松、不易分
化。随着光照度的增强愈伤组织诱导率增加,但当光
照度增加到1 500 lx时诱导率有所下降,且愈伤组织
部分转绿,不利于芽的分化。因此,欧洲水仙初代培
养的最适光照度为1 000 lx。
表 2 光照度对欧洲水仙初代培养的影响
光照度 / lx 愈伤诱导率 /% 备注
0 77. 78d 愈伤蓬松
500 91. 11b 鳞片较黄
1 000 100. 00a 愈伤淡黄色、致密
1 500 84. 44c 部分愈伤绿色
2. 3 不同激素配比对欧洲水仙愈伤组织诱导及分
化的影响
鳞片培养 20 天后在上部切口处开始有淡黄色的
愈伤组织出现,30 天后鳞片完全脱分化,形成更加致
密的愈伤组织,60 天后可分化出大量的不定芽,愈伤
组织诱导及分化情况见表 3。
表 3 不同激素配比欧洲水仙对愈伤组织诱导及分化的影响
激素配比 /(mg·L -1)
6-BA NAA 2,4-D
愈伤诱导
率 /%
分化
率 /%
增殖
倍数
1. 0 0. 2 - 68. 89f 38. 48c 4. 73c
1. 0 0. 5 – 77. 78d 28. 54d 3. 07ef
1. 0 1. 0 – 75. 56de 14. 65e 2. 60gh
1. 0 – 0. 1 62. 22g 10. 74e 2. 42h
1. 0 – 0. 3 84. 44b 13. 25e 3. 78d
1. 0 – 0. 5 71. 11ef 9. 39e 3. 4de
2. 0 0. 2 – 73. 33def 72. 73a 10. 53a
2. 0 0. 5 – 86. 67c 56. 41b 7. 22b
2. 0 – 0. 3 100. 00a 15. 56e 2. 87fg
2. 0 – 0. 5 95. 56b 9. 52e 1. 89i
由表 3 可知,不同激素配比对愈伤组织诱导率的
影响差异显著,作用较大的是 2,4 -D,诱导率高达
100%。2,4-D 对愈伤分化影响不显著,分化率均较
低,低浓度的 NAA有利于愈伤组织的分化,最高分化
欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗 技术开发
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率达72. 73%。NAA对小鳞茎的增殖影响差异显著,
但当6-BA浓度为1. 0 mg /L时,随 NAA 浓度升高,增
殖倍数显著降低,当 6-BA 浓度为2. 0 mg /L时,高浓
度的 NAA反而不利于鳞茎的增殖。由此可以确定欧
洲水仙鳞片愈伤组织诱导的最佳激素配比为 6 -BA
2. 0 mg /L + 2,4-D 0. 3 mg /L,愈伤组织分化和增殖的
最佳激素配比为 6-BA 2. 0 mg /L + NAA 0. 2 mg /L。
2.4 不同激素配比对欧洲水仙鳞茎继代增殖的影响
25 天后小鳞茎块周边产生许多芽突,45 天后芽
突长大成为不定芽。由表 4 可见,增殖倍数最高的激
素配比为 6-BA 1. 5 mg /L + NAA 0. 3 mg /L,且小鳞
茎的平均直径可达0. 45 cm;增殖倍数最低的激素配
比为 6-BA 0. 5 mg /L + NAA 0. 5 mg /L,仅为4. 18,但
小鳞茎的平均直径高达0. 85 cm。6-BA 浓度相同的
情况下,低浓度的 NAA 有利于增殖倍数和小鳞茎的
平均直径的增加;相同浓度的 NAA,随 6-BA 浓度升
高增殖倍数显著增加。因此,欧洲水仙鳞茎继代增殖
最适的激素配比为 6-BA 1. 5 mg /L + NAA 0. 3 mg /L。
表 4 不同激素配比对欧洲水仙鳞茎继代增殖的影响
激素配比 /mg·L -1
6-BA NAA
增殖倍数
小鳞茎平均
直径 / cm
0. 5 0. 3 4. 84e 0. 32c
0. 5 0. 5 4. 18f 0. 85a
1. 0 0. 3 7. 87c 0. 47b
1. 0 0. 5 6. 04d 0. 81a
1. 5 0. 3 12. 42a 0. 45b
1. 5 0. 5 8. 98b 0. 43b
2. 5 不同激素配比对欧洲水仙小鳞茎生根的影响
由表 5 可见,小鳞茎 20 天后增粗长壮成为球状
的小鳞茎,上部叶片开始伸长变绿,底部产生许多白
嫩的根。35 天后 6-BA 0. 3 mg /L + NAA 0. 5 mg /L和
6- BA 0. 1 mg /L + NAA 0. 5 mg /L的生根率均达
100%,这说明0. 5 mg /L的 NAA较适宜鳞茎的生根培
养。平均生根数最多的是 6 -BA 0. 3 mg /L + NAA
0. 5 mg /L,根长可达5. 23 cm,此培养基中的鳞茎也较
大。因此,欧洲水仙小鳞茎生根最适的激素配比为
6-BA 0. 3 mg /L + NAA 0. 5 mg /L。
表 5 不同激素配比对欧洲水仙小鳞茎生根的影响
6-BA
/mg·L -1
NAA
/mg·L -1 生根率
/% 平均生根数 平均根长 / cm
0. 1 0. 3 64. 44d 2. 77e 4. 98b
0. 1 0. 5 100. 00a 4. 07d 3. 75c
0. 3 0. 3 84. 44b 5. 32c 5. 61a
0. 3 0. 5 100. 00a 6. 98a 5. 23a
0. 5 0. 3 68. 89d 5. 83b 3. 46c
0. 5 0. 5 75. 56c 4. 49d 2. 28d
注:同列数据后附不同小写字母者表示差异显著(P < 0. 05)。
2.6 不同基质配比对欧洲水仙组培苗炼苗移栽的影响
由表 6 可知,V(草木灰)∶ V(园土)以及 V(泥炭
土)∶ V(园土)的配比均不利于欧洲水仙鳞茎和根系
的生长;V(蛭石)∶ V(泥炭土)∶ V(园土)和 V(河沙)∶
V(泥炭土)∶ V(园土)较适宜欧洲水仙鳞茎和根系的
生长,但前者的成活率和平均苗高均高于后者。因
此,欧洲水仙组培苗炼苗移栽最适宜的基质配比为 V
(蛭石)∶ V(泥炭土)∶ V(园土)= 1∶ 1∶ 2。
表 6 不同基质配比对欧洲水仙组培苗炼苗移栽的影响
基质配比(V∶ V) 成活率 /% 苗高 / cm 植株生长状况
草木灰∶园土 = 1∶ 2 64. 44 c 5. 35c 叶色黄绿、鳞茎较小、根系欠发达
泥炭土∶园土 = 1∶ 2 48. 89d 3. 46d 植株长势较差,根系欠发达
河沙∶泥炭土∶园土 = 1∶ 1∶ 2 88. 89b 6. 97b 植株整齐度差但根系发达
蛭石∶泥炭土∶园土 = 1∶ 1∶ 2 97. 78a 8. 33a 叶色浓绿、鳞茎较大、根系发达
3 结 论
(1)通过对鳞片取材部位、培养光照、激素配比
以及组培苗炼苗移栽基质的研究发现,欧洲水仙组织
培养各阶段的最佳培养条件为:最佳外植体为内层鳞
片下部,初代培养最适光照度为1 000 lx,愈伤组织诱
导培养基为 MS +6-BA 2. 0 mg /L + 2,4-D 0. 3 mg /L
+蔗糖30 g /L,小鳞茎诱导分化培养基为 MS + 6-BA
2. 0 mg /L + NAA 0. 2 mg /L +蔗糖30 g /L,小鳞茎继
代增殖培养基为 MS + 6 -BA 1. 5 mg /L + NAA 0. 3
mg /L +蔗糖30 g /L,生根培养基为 1 /2 MS + 6 -BA
0. 3 mg /L + NAA 0. 5 mg /L +蔗糖20 g /L,炼苗移栽
基质为 V(蛭石)∶ V(泥炭土)∶ V(园土)= 1∶ 1∶ 2。上
述培养基均添加5. 6 g /L琼脂,pH 5. 8。培养温度为
25 ± 2℃,光照时间12 h /天,愈伤组织诱导的光照强
度为 1 000 lx,其余阶段的光照强度为 1 500 ~
2 000 lx,培养室空气相对湿度为70%左右。
(2)观赏花卉中以鳞片作为组织培养外植体的
主要有百合、郁金香和石蒜[5-7],欧洲水仙主要靠鳞
茎进行无性繁殖,繁殖效率较低,刘薇萍等[8]报道利
用鳞片扦插繁殖研究表明,鳞片增殖最高1. 8倍,成活
率最高80%,而利用鳞片进行组织培养增殖率和成活
率均有所提高。
(3)激素对外植体愈伤组织诱导、小鳞茎分化、
增殖和生根都有重要作用。本试验最终筛选 6 -BA
和 NAA 作为欧洲水仙鳞片组织培养的最佳激素,这
与姜丽丽等[9]确定的苏州野生水仙小鳞茎诱导的最
佳激素一样,这说明同属不同种间虽然外植体不一样
但对激素种类的要求也会相同。张鹏等[10]以30 g /L
蔗糖作为卷丹百合组培快繁的最佳浓度,研究还表明
蔗糖浓度对卷丹百合的分化效果影响不大,因此本试
技术开发 欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗
林业科技开发 2011 年第 25 卷第 4 期 85
验未作详细研究。
参考文献
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(责任编辑 吴祝华
櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒
)
doi:10. 3969 / j. issn. 1000-8101. 2011. 04. 022
基于 GIS的梅城林场地形分析及其应用
陆长华1,王小东2,黄庆丰2*
(1.安徽农业大学信息与计算机学院,合肥 230036;2.安徽农业大学林学与园林学院)
摘 要:以国产软件 Geoway为数据加工平台,对安徽省东至县梅城林场1∶ 10 000地形图等高线进行矢量化采集,
然后以 Shp格式导入 ArcGis,生成数字高程模型(DEM)。利用 ArcGis的空间分析功能,对梅城林场坡度、坡向和地
面粗糙度等地形因子进行分析。结果表明:极端和非常脆弱的林地面积占林场总面积的28. 65%,比较脆弱和一般
的林地面积占林场总面积的71. 35%,总体生态脆弱度较小;不同坡向面积比例依次是南坡 >东南坡 >平坡 >西坡
>东坡 >北坡 >西南坡 >西北坡;地面粗糙度总体在1 ~ 1. 45之间,但1 ~ 1. 15之间的面积最大,占梅城林场总面积
的78. 18%,说明梅城林场总体地形起伏不大,土壤侵蚀程度较小,生态安全性较高。同时,也反映梅城林场总体营
造林作业施工难度较低。
关键词:数字高程模型(DEM) ;地形分析;地理信息系统(GIS)
收稿日期:2011-02-01 修回日期:2011-03-08
基金项目:国家自然科学基金项目(编号:31070569)。
第一作者简介:陆长华(1986 -) ,男,硕士生,研究方向为 3S技术在林
业中应用等。通讯作者:黄庆丰,男,教授。E-mail:huangqf@ ahau.
edu. cn
Terrain analysis and application in Meicheng Forest-farm based on GIS∥LU Chang-hua,WANG Xiao-dong,
HUANG Qing-feng
Abstract:Based on the Geoway software system,the vector data of the contour line and elevation value of 1∶ 10 000 topo-
graphic diagrams were collected for Meichen Forest-farm in Dongzhi county of Anhui Province,which was saved as the SHP
files. The digital elevation value model was built based on SHP files in ArcGis software. The factors of the slope,aspect
and ground roughness were analyzed using the function of the spatial analysis of ArcGis. The results showed that both the
extremely and the very fragile woodland areas were accounted for 28. 65% and the relative fragile and general woodland ac-
counted for 71. 35% . The areas of different slopes were in the oder of southern > southeastern > flat > western > east-
ern > northern > southwestern > northwestern. The ground roughness was between 1 and 1. 45. But the areas between 1
and 1. 15 were accounted for 78. 18% . This indicated that the terrain undulating was not great and the soil erosion was
small as well as the ecological security was higher in the Meichen Forest-farm. At the same time,it also reflected that the
difficulty of afforestation was lower in the Meicheng Forest-farm.
Key words:DEM;terrain analysis;GIS
First author’s address:School of Information & Computer,Anhui Agriculture University,Hefei 230036,China
林业生产中的营造林规划设计、林业生产辅助
决策等都与空间地形有关,空间地形分析是林业生
产决策的基础。传统林业空间决策方法靠的是野
外调查的林地因子如海拔、坡度、坡向等,由于林地
欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗 技术开发