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水田七的组织培养和植株再生



全 文 :水田七(Schizocapsa plantaginea Hance)又名裂
果薯、 水三七、 屈头鸡、 药萌薯、 水槟榔、 水萝卜、
长须果、 小田螺七、 水狗仔、 靖南骂架苦(侗语)、 水
勒葡(毛南语)、 喇叭嫩、 许勒拔(低佬语)、 温勒扒(瑶
语)、 泛莫、 投给、 棵汪脑、 那罗罢(壮语)[1], 为蒟蒻
薯科(Taccaceae)裂果薯属(Schizocapsa)多年生草本
植物, 分布于广东、 广西、 云南、 贵州、 湖南、 江
西等省区, 福建西南部偶见, 中南半岛也有[2]。 泰
国、 越南、 老挝也有分布。 生长于海拔 200~600m
的水边、 沟边、 山谷、 林下潮湿的地方[3]。 其根状
茎入药, 味苦、 性凉, 具清热解毒、 理气止痛、 凉
血散瘀的功效, 用于治疗胃痛、 肠炎、 肺结核、 跌
打损伤 、 痈肿 [4]。 蒟蒻薯科植物老虎须(Tacca
chantrieri Andre)由于具有药用价值, 是民间常用
药, 人为的采挖使得其生境受到极大的破坏, 成为
濒危物种[5]。 利用组织培养技术已经成功得到蒟蒻
薯科老虎须的再生植株[6-10]。 水田七通常是用种子
繁殖, 或分株繁殖, 其繁殖系数低, 且受季节限
制。 故需要建立人工繁殖体系, 以期获得大量的种
苗, 并保护野生的种质资源。 水田七的组织培养目
前国内尚无报道。 本文以水田七的无菌苗的叶片、
叶柄为材料, 建立了水田七的组织培养和植株再生
体系, 旨在为水田七的种质资源保存、 大规模繁殖
和可持续开发利用奠定实验和技术基础。
1 材料与方法
1. 1 植物材料
将水田七(Schizocapsa plantaginea Hance)的成熟
水田七的组织培养和植株再生①
张文珠② 林炳英 林德钦
(厦门华侨亚热带植物引种园; 国家农作物国外引种隔离检疫基地 福建厦门 361002)
摘 要 用水田七成熟种子为材料进行无菌播种, 得到无菌苗再用幼叶、 叶柄为材料进行组织培养和植株再生。
经试验得出各阶段适宜的培养基分别为: (1)诱导愈伤组织: MS+2.0mg/LTDZ; (2)诱导芽分化: MS+1.5mg/L
6-BA+0.5mg/LNAA; (3)生根培养: 1/2MS+0.5mg/LIBA+0.1mg/L NAA。
关键词 水田七 ; 愈伤组织 ; 组织培养 ; 植株再生
分类号 S539
Tissue Culture and Plant Regeneration of Schizocapsa plantaginea Hance
ZHANG Wenzhu LIN Bingying LIN Deqin
(National Plant Introduction Quarantine Base (Xiamen)/ Xiamen Overseas Chinese Subtropical Plant
Introduction Garden, Xiamen, Fujian 361002)
Abstract Theyoungleavesandleafstalksofsterileseedlingswereusedasexplantstostudytissue culture
and plant regeneration ofSchizocapsa plantaginea Hance. The results showed the best medium of callus
inductionwassolidMurashige and Skoog(MS) medium plus2.0 mg/L TDZ, the highest frequencyofshoot
differentiation is obtained from the calli cultured on MS medium plus 1.5 mg/L 6-BA and 0.5 mg/L NAA ,
thebestmediumofrootingwas1/2solidMSmediumplus0.5mg/LIBAand0.1mg/LNAA.
Keywords Schizocapsa plantaginea Hance ; callus ; tissue culture ; plant regeneration
① 基金项目: 厦门市科技创新资金计划项目(NO.3502Z20102006)。
收稿日期: 2012-10-15; 责任编辑/张海东; 编辑部 E-mail: rdnk@163.com。
② 张文珠(1974~), 女, 助理研究员。 研究方向为生物技术。
Vol.32, No.12
2012年12月 热 带 农 业 科 学
CHINESE JOURNAL OF TROPICAL AGRICULTURE
第32卷第12期
Dec. 2012
19- -
2012年12月 第32卷第12期热带农业科学
种子用洗洁精洗净, 自来水冲洗干净, 浸泡 24h,
在超净台上用75%乙醇灭菌1min, 0.1%升汞灭菌8
min, 无菌水清洗 5次, 用无菌滤纸吸干种子表面
的水分, 待用。
1. 2 培养基成分与培养方法
1. 2. 1 培养基成分
基本培养基为 MS(Murashige and Skoog, 1962)
和1/2 MS, 根据实验目的添加不同种类和浓度配比
6-苄氨基腺嘌呤(6-Benzylaminopufine, 6-BA)、 噻
二唑苯基脲 (Thidiazuron, TDZ)、 α-萘乙酸(α-
naphthlcetic acid, NAA)、 吲哚丁酸(Indole-3-Bu-
tytric acid, IBA)等植物生长调节剂 , 培养基加
0.6%琼脂粉, pH值为5.8, 配制分装后, 于121℃
灭菌20min待用。 种子接种于不加激素的MS培养
基上。 愈伤诱导培养基: ①MS+0.5mg/LTDZ; ②
MS+1.0mg/L TDZ; ③MS+2.0mg/LTDZ; ④MS+
3.0mg/LTDZ; ⑤MS+4.0mg/LTDZ; 培养基蔗糖
3.0%。 芽分化培养基: ①MS+0.5mg/L6-BA+0.5
mg/L NAA; ②MS+1.0 mg/L 6-BA+ 0.5 mg/L NAA;
③MS+1.5mg/L6-BA+0.5mg/LNAA; ④MS+2.0
mg/L6-BA+0.5mg/LNAA; ⑤MS+3.0mg/L 6-BA+
0.5mg/LNAA; 培养基蔗糖 3.0%。 生根培养基: ①
1/2MS; ②1/2MS+0.1mg/LIBA+0.1mg/LNAA; ③
1/2MS+0.5 mg/L IBA+0.1 mg/L NAA; ④ 1/2MS+
1.0mg/LIBA+0.1mg/LNAA; 培养基蔗糖1.5%。
1. 2. 2 接种和培养过程
培养室温度: (25±2)℃, 光照强度30μmol/m2·s,
光照时间为12h/d。
愈伤诱导培养: 取无菌苗的叶片、 叶柄为外植
体, 分别切成 1.0cm的小段, 接种于愈伤诱导培
养基, 每种培养基接种 30~60瓶, 每瓶接种一个
外植体, 每周观察 1~2次, 记录材料生长情况。
60d后统计愈伤诱导率(外植体愈伤组织诱导率=
诱导形成愈伤的外植体数/总外植体数×l00%)。 筛
选出适合的愈伤诱导培养基。
芽的分化培养: 将叶片和叶柄诱导得到的愈伤
组织增殖后切成大小为0.5cm×0.5cm小块接种于
芽分化培养基。 每种培养基接10瓶, 每瓶接3块愈
伤组织; 每周观察1次。 40d统计芽的分化率(分化
率=诱导成芽的愈伤组织/接种的总愈伤组织数×
l00%)。 筛选出适合的芽诱导培养基。 在相同的培
养基上进行继代增殖培养。
生根培养: 将有2~3片叶、 苗高2.5~3.0cm
的苗切下, 接种于生根培养基中。 每种培养基接种
20瓶, 每瓶接种5株。 每周观察记录1~2次, 30d
后统计生根情况。
生根苗移栽: 将生根的水田七小苗放在室外遮
阴处炼苗7d, 洗净根系上附着的培养基。 移栽于
荫蔽度为 80%的水帘温室中, 以泥炭∶珍珠岩=
2∶1为栽培介质, 浇好定根水, 保持介质湿度。
30d后统计成活率。
2 结果与分析
2. 1 不同浓度 TDZ对水田七愈伤组织诱导的影响
水田七新鲜成熟种子经75%的乙醇溶液和0.1%
升汞溶液表面消毒后, 接种到 MS发芽培养基上,
污染率为11%, 20d后种子陆续萌发(图1), 26d后
陆续抽出第一片叶子 , 50 d后种子的萌发率为
63.6%, 且有45.5%抽出第二片叶子(图2)。 取无菌
苗的叶片和叶柄为外植体, 在诱导培养基上培养,
20d后叶柄(靠近叶片端)切口处分化出团粒状、 黄绿
色、 质地坚硬的愈伤组织(图 3); 35d后在叶片上
出现绿色、 团状的愈伤组织(图 4)。 试验结果表
明: TDZ对叶片和叶柄的愈伤组织诱导的影响是不
同的, 当TDZ浓度为 1.0~4.0mg/L时叶片的诱导
率都少于10%, 而 2.0mg/LTDZ对叶柄的诱导效果
较好, 达28.6%(表1)。
20- -
张文珠 等 水田七的组织培养和植株再生
出许多小芽, 对后期生根苗的生长不利。 故适合的生
根培养基为1/2MS+0.5mg/LIBA+0.1mg/LNAA。
2. 4 炼苗和移栽
水田七组培生根苗移栽 15d后, 每隔 10d喷
施1/2MS营养液1次, 移栽后约25~40d, 植株长
出新根, 长势良好, 移栽 30d后成活率可达 95%。
移栽 90d后苗高 4~6cm, 3~5片叶, 植株长势
健壮(图 10); 移栽 180 d后苗高 7~11 cm, 5~7
片叶(图 11)。 栽培过程中, 每 15d喷洒 500倍铜
钙·多菌灵1次, 防止病害滋生。
3 讨论
近年来, TDZ单独或与其他植物激素组合用于
不定芽的继代培养采用培
养基 MS+1.5 mg/L 6-BA+0.5
mg/LNAA, 每30d继代一次, 经
多次继代可得到大量的小苗, 苗
颜色翠绿, 生长健康(图9)。
2. 3 生根培养
生根培养 30 d后结果见
表3。 从表3中可看出: 不加
激素的 1/2MS培养基的生根效
果差。 IBA浓度高生根率高,
达90%, 但1.0mg/LIBA易诱导
试验结果见表2, 培养50d后, MS+1.5mg/L
6-BA+0.5mg/LNAA培养基的不定芽分化率为80%,
芽增殖系数达5.6, 分化出的不定芽多, 粗壮, 生
长快, 变异少; 随着 6-BA浓度继续增加, 愈伤组
织出现部分褐化(图7), 芽分化率下降, 或是疏松
的淡黄色愈伤组织无分化芽(图 8)。 表明 6-BA对
愈伤组织诱导不定芽起主导作用。
2. 2 芽的诱导培养及继代培养
叶片和叶柄诱导得到的愈伤组织在
MS+2.0mg/LTDZ培养基上增殖, 30d转
瓶一次。 将愈伤组织切成大小为0.5cm
×0.5cm小块接种于芽分化培养基。 培
养 30 d后愈伤组织分化出不定芽(图
5)。 50d后(图6)统计芽分化情况。
培养基
叶片接
种数/个
叶片愈伤
诱导数/个
叶片愈伤
诱导率/%
叶柄接
种数/个
叶柄愈伤
诱导数/个
叶柄愈伤
诱导率/%
①MS+0.5mg/L
TDZ
44 0 0 30 0 0
②MS+1.0mg/L
TDZ
56 5 8.9 47 2 4.3
③MS+2.0mg/L
TDZ
48 4 8.3 42 12 28.6
④MS+3.0mg/L
TDZ
42 3 7.1 50 5 10
⑤MS+4.0mg/L
TDZ
55 5 9.1 35 3 8.6
表 1 不同浓度 TDZ对水田七愈伤组织诱导的影响
处理
6-BA
/(mg·L-1)
NAA
/(mg·L-1)
接种数
/个
芽分化数
/个
芽诱导率
/%
芽总数
/个
芽平均数
/个
① 0.5 0.5 30 11 36.7 35 3.2
② 1.0 0.5 30 17 56.7 72 4.2
③ 1.5 0.5 30 24 80.0 135 5.6
④ 2.0 0.5 30 8 26.7 24 3.0
⑤ 3.0 0.5 30 7 23.3 12 1.7
表 2 水田七芽诱导结果
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2012年12月 第32卷第12期热带农业科学
表 3 I BA和 NAA对水田七组培苗生根诱导的影响
编号 培养基
平均生根数
/条
生根率
/%
平均叶片数
/片
平均株高
/cm
备注
① 1/2MS 1.94 56.0 2.98 4.35
根长无侧根,
苗长势瘦弱。

1/2MS+0.1mg/L
IBA+0.1mg/L NAA
2.58 66.7 3.83 3.58
根粗壮有侧根,
苗长势健康。

1/2MS+0.5mg/L
IBA+0.1mg/L NAA
2.83 80.0 3.50 4.05
根粗壮有侧根,
苗长势健康。

1/2MS+1.0mg/L
IBA+0.1mg/L NAA
2.70 90.0 3.40 4.04
根粗壮有侧根, 苗长势健
康, 苗基部长出许多小芽。
植物愈伤组织的研究已有报道[11-14], 从草本植物到
木本植物都有。 TDZ具有细胞分裂素和生长素的双
重作用的特殊功能[15], 本研究在水田七愈伤组织诱
导中也证实了这点, 且能保持愈伤组织旺盛生长。
本试验以水田七无菌播种苗的不同部位(嫩叶
片、 叶柄)为外植体诱导愈伤组织, 发现以叶柄为外
植体易诱导出愈伤组织, 诱导率较高, 且比叶片较
早出现愈伤组织, 以培养基MS+2.0mg/LTDZ为宜。
在不定芽诱导中, BA/NAA比值与芽分化诱导、 芽分
化数量及速度关系密切, 本试验以 MS+1.5mg/L
6-BA+0.5mg/LNAA配合使用诱导芽效果最好。 在
生根培养阶段, 本试验采用一定浓度NAA和不同浓
度IBA配合使用, 能有效地诱导根的产生, 且根粗
壮有侧根, 苗长势健康, 提高不定芽生根的质量,
从而有效地提高了植株的移栽成活率。
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