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椿叶花椒组织培养及植株再生



全 文 :农业生物技术科学
ChineseAgriculturalScienceBuletinVol.24No.62008June
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椿叶花椒 (ZanthoxylumailanthoidesSieb.etZuce.)
为芳香科花椒属木本植物,分布于海拔500~1500m的
密林或湿润地区。主要分布在浙江、福建、广东、广西、
台湾等省区,日本也有分布。椿叶花椒是一种典型的速
生珍贵阔叶树种,落叶乔木,树干有乳凸锐刺,随树干
长大而长大。果皮可作调料,种子可榨油,根、茎、叶、果
皮、种子均可入药,是中国传统有效高价值中药,是经
济价值较高的树种[1]。
目前,椿叶花椒苗极少,大都采挖野生资源进行种
植,无法满足当今椿叶花椒种植业的需求。生产上主要
是以有性繁殖为主,造成品质退化,生长缓慢,株间整
齐度差。而通过组培生产的苗木,生长迅速,林相整齐,
有利于椿叶花椒的推广应用。关于花椒属植物的组织
培养国内已有报道,如花椒[2,3]、日本花椒[4]、朝仓花椒[5]
和山椒[6]都有报道,但椿叶花椒的组织培养还只限于起
步阶段[9]。本文在前人的基础上对椿叶花椒组织培养
及快速繁殖技术进行了研究,以便为批量生产优良椿
叶花椒苗提供理论基础和技术支撑,缓解椿叶花椒种
苗供需矛盾。
1材料与方法
1.1试验时间、地点
试验于2005年9月至2007年7月在湖南省林业
科学研究院重点实验室进行。
1.2材料来源与处理
外植体来源于中南林业科技大学(原中南林学院)
株洲校区经济林苗圃内1年生椿叶花椒的嫩梢,流水
冲洗30min,切割成带腋芽的小茎段,用70%酒精消毒
30s,无菌水冲洗 2~3遍,再用升汞消毒6min,无菌水
基金项目:湖南省科技厅攻关重点项目,速生乡土阔叶树新品种(系)选育关键技术研究(编号:06FJ3004)。
第一作者简介:李贵,女,1980年出生,硕士研究生,研究方向为植物生理及植物组培。通信地址:410004湖南省长沙市韶山南路498号中南林业科技
大学研究生学院05级5班。Tel:0731-5653836,E-mail:loveligui@sohu.com。
收稿日期:2008-04-02,修回日期:2008-04-23。
椿叶花椒组织培养及植株再生
李 贵 1,李志辉 1,童方平 2,易霭琴 2,宋庆安 2
(1中南林业科技大学,长沙410004;2湖南省林业科学院,长沙410004)
摘 要:选用椿叶花椒带腋芽的茎段为外植体,进行组织培养与快速繁殖技术研究。结果表明:椿叶花椒
初代愈伤组织诱导以 WPM+6-BA2.5mg·L-1+NAA2mg·L-1+IBA1mg·L-1效果最好;继代培养采用
WPM+6-BA0.2mg·L-1+IBA0.1mg·L-1+NAA0.1mg·L-1,培养 30d,增殖在 5.6倍以上;生根培养 1/4MS+I-
BA0.5mg·L-1,20d左右生根,平均根量4.6条,生根率95%。
关键词:椿叶花椒;组织培养;植株再生
中图分类号:Q813.1+2 文献标识码:A
TissueCultureandPlantRegenerationofZanthoxylumailanthoidesSieb.etZuce.
LiGui1,LiZhihui1,TongFangping2,YiAiqin2,SongQingan2
(1GentralSouthUniversityofForestryandTechnology,Changsha410004;
2HunanForestryAcademy,Changsha410004)
Abstract:SelectsthecaulissegmentwithaxilarybudofZanthoxylumailanthoidesSieb.etZuceasexplants
cariedontheindustrializedrapidclonepropagationtechnologyresearch.Theresultsshowedthatplanthor-
monecombinationofWPM+6-BA2.5mg·L-1+NAA2mg·L-1+IBA1mg·L-1wasgoodforcalusinduction,WPM+
6-BA0.2mg·L-1+IBA0.1mg·L-1+NAA0.1mg·L-1wasgoodforcultivationofyoungplant,culture30d,thecoef-
ficientofreproductionwasupto5.6.1/4MS+IBA0.5mg·L-1wasbestforrootage,averagerootswere4.6after
culture20d,rootingratewas95%.
Keywords:ZanthoxylumailanthoidesSieb.etZuce.,tissueculture,plantletregeneration
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农业生物技术科学
中国农学通报 第24卷 第6期 2008年 6月
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冲洗5~6遍,立即接种到培养基上。
1.3培养基的制备
初 代 诱 导 分 化 培 养 基 :WPM+6-BA2.5mg·
L-1+NAA2mg·L-1+IBA1mg·L-1+3%蔗糖+0.8%琼脂;
增殖培养基:WPM+6-BA0.2mg·L-1+IBA0.1mg·
L-1+NAA0.1mg·L-1+3%蔗糖+0.8%琼脂;
生根培养基:1/4MS+IBA0.5mg/L+1.5%蔗糖 +
0.8%琼脂。
以上所有培养基PH值均控制在5.8-6.0,高压蒸
汽灭菌20min。
1.4培养条件
培养室温度为23~26℃,采用日光灯培养,光照强
度为1500~2000lx,光照时数为14h/d。
2结果与分析
2.1基本培养基的选择
外植体接种后经过25~30d培养,获得无菌外植体
(图1)以后,将外植体接种到4种基本培养基(分别添
加6-BA2.5mg·L-1,NAA2mg·L-1,IBA1mg·L-1)上,进行
芽的诱导,经过30d的诱导培养,调查各培养基上的增
殖芽数和芽的生长量(表1)。表1结果表明:MS和
WPM这 2种基本培养基比较适合椿叶花椒的生长,
但是,在MS培养基上,组培苗虽然生长速度比较好,
但苗太细太弱,不利于下一步培养。所以,椿叶花椒选
择WPM培养基,增殖倍数高,达到116.7%,组培苗的
基本培养基
MS
WPM
B5
White
接种芽数
30
30
30
30
接种芽高/(cm)
1.0
1.0
1.0
1.0
增殖芽数
32
35
28
29
增殖芽最高/(cm)
3.0
3.5
2.8
2.5
增殖倍数/(%)
106.7
116.7
93.3
96.7
生长状况
叶绿苗细
叶绿苗粗
叶绿苗细
叶绿苗细
生长状况最好,最高苗高达3.5cm。
2.2增殖培养基的筛选
无菌苗获得后,选取粗壮茎芽,切成1cm左右的顶
芽或者带腋芽的茎段,分别接种于附加不同细胞分裂
素浓度配比的WPM培养基上做单因子试验(表2)。
培养30d后,表2结果表明:细胞分裂素浓度为
0.2mg·L-1时增殖最佳,增殖倍数达到3.6,增殖芽最高
为3.5,且组培苗生长状况良好。在此基础上选取健壮
组培苗分别接种于附加相同细胞分裂素6-BA0.2mg·
L-1、不同生长素浓度水平的培养基上(表3)。
培养30d后,表 3结果表明:细胞分裂素与生长
素的比例为 1:1时的组合:WPM+6-BA0.2mg·L-1+
IBA0.1mg·L-1+NAA0.1mg·L-1为椿叶花椒增殖最佳培
养基,增殖倍数达到5.6,增殖芽最高为5.5cm,且组培
苗生长健壮(图2)。
图1初代愈伤组织诱导
表1不同基本培养基对增殖率的影响
表2细胞分裂素6-BA对增殖率的影响
6-BA浓度/(mg·L-1)
0.5
0.4
0.2
0.1
接种芽数
40
40
40
40
增殖芽数
142
138
144
136
增殖芽最高/(cm)
3.2
3.1
3.5
1.8
增殖倍数
3.55
2.45
3.6
3.4
生长状况
叶绿苗细
叶绿苗细
叶绿苗粗
叶黄苗粗
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农业生物技术科学
ChineseAgriculturalScienceBuletinVol.24No.62008June
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2.3生根培养和移栽
经继代培养25~30d后,选取健壮组培茎芽(选择
标准为高 3.0cm以上,粗 1.5mm以上),接种于附加
IBA不同浓度水平的1/4MS生根培养基上,20d左右
开始生根,1个月后调查 6种培养基上的生根情况。
经方差分析结果表明(表4、表5):植物生长调节剂I-
BA使用浓度对为椿叶花椒组培苗生根的生根率、平
均苗根数、平均根长都有促进作用,并都存在极显著
性差异。IBA浓度为0.5~1.0mg·L-1,对椿叶花椒组培
苗生根的生根率影响最为显著,与其它浓度存在显著
差异,并随浓度的升高而降低。经曲线回归分析,IBA
使用浓度与生根率之间呈抛物线分布规律,其回归方
表3不同生长素及其不同浓度对增殖率的影响
生长素种类及浓度/(mg·L-1)
IBA0.5+NAA0.2
IBA0.2+NAA0.5
IBA0.1+NAA0.1
IBA0.5+NAA0.5
IBA0.2+NAA0.2
接种芽数
50
50
50
50
50
增殖芽数
178
165
182
145
170
增殖芽最高/(cm)
5.2
5.1
5.5
4.6
4.3
增殖倍数
4.5
4.3
5.6
4.0
4.9
生长状况
叶绿苗细
叶绿苗细
叶绿苗粗
叶黄苗细
叶黄苗粗
图2长势良好的组培苗
IBA浓度/(mg·L-1)
ck
0.1
0.5
1.0
1.5
2.0
接种苗数
50
50
50
50
50
50
生根苗数
0
38.5
47.5
40.5
36.0
34.5
生根率/(%)
0C
75B
95AB
81AB
70AB
68B
平均苗根数
0C
2.2B
4.6A
4.2A
2.2B
2.0B
平均根长/(cm)
0C
3.50B
4.00A
3.56B
3.12AB
3.10AB
试管苗长势
无根苗壮
根少苗壮
根多苗壮
根多苗纤弱
根少苗纤弱
根少苗纤弱
表4IBA不同浓度对试管苗生根的影响
生根率
平均根数
平均根长
变异来源
组间
组内
总和
组间
组内
总和
组间
组内
总和
平方和
27574.167
306.000
27880.167
69.867
11.600
81.467
47.990
3.440
51.430
自由度
5
24
29
5
24
29
5
24
29
均方
5514.833
12.750
13.973
0.483
9.589
0.143
F值
432.536**
28.910**
66.962**
Sig.
0.000
0.000
0.000
表5IBA不同浓度对试管苗生根的结果分析
注:生根率LSD0.05=16.644,LSD0.01=22.554,平均苗根数LSD0.05=0.631,LSD0.01=0.854,平均根长LSD0.05=0.244,LSD0.051=0.331。
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程为:y=66.686+102.578x-118.995x2+34.084x3
本试验中IBA浓度为0.5mg·L-1时为最佳生根浓
度,生根率达到95%,平均苗根数为4.6,平均根长
4.00cm,且组培苗生长健壮(图3)。
将已生根的瓶苗从培养室内拿出,放在温室大棚
内进行炼苗,加入少量水以保证苗木不失水分。炼苗
3d后,用清水把根部的培养基洗净,再用百菌清或甲
基托布津1000倍液浸泡2~5min,移栽到装有基质的
穴盘中。基质采用①泥炭土:珍珠岩(1:1),②泥炭土:
珍珠岩(1:2),③圃地表土,④黄心土。每天检查温度和
湿度,及时调查,根据土壤状况进行间歇补水,30d后
测定成活率。试验结果表明:疏松且保水的圃地表土有
利于椿叶花椒组培苗的移栽,且生长状况良好,成活率
达96%。
3讨论
春季是植物生长旺盛的季节,选择春季采样,有利
于无菌外植体的获得及组培苗的快速生长与分化。同
时,春季也是细菌滋生的季节,因此初代培养时灭菌就
比较难以控制,时间太长容易杀死外植体,太短又不足
以杀死细菌以达到灭菌效果。椿叶花椒当年生的顶芽
其木质化程度比较高,且外被硬刺,灭菌时难度稍大一
点,采用低浓度的洗洁精溶液清洗外植体可以将无菌
外植体的获得率提高。
植物生长调节剂的种类和浓度对椿叶花椒的诱导
和分化有较大影响,IBA和NAA是生长素,在组织培
养中通常被用于促进细胞伸长生长和诱导细胞分裂。
6-BA是细胞分裂素,用于促进细胞分裂与扩大,诱导
芽的分化,当细胞分裂素与生长素的比例升高时,诱导
芽的分化,这时细胞分裂素起主导作用[7,8]。本试验中
IBA以 0.1mg·L-1、6-BA以 0.2mg·L-1、NAA以 0.1mg·
L-1最有利于芽的分化及愈伤组织的诱导,因此
WPM+6-BA0.2mg·L-1+IBA0.1mg·L-1+NAA0.1mg·L-1
激素组合最适合椿叶花椒芽的分化与生长,增殖芽最
高达到了5.5cm,增殖倍数达到了5.6倍以上。
IBA较适合椿叶花椒组培苗生根的诱导,当附加
的IBA浓度低于1.0mg/L时,生根率随浓度的增加而
增加,产生不定根的时间随浓度的增加而缩短。而当生
长素的浓度高于1.0mg/L后,生根率反而下降,同时产
生的不定根出现畸形,基部的愈伤组织随使用浓度的
增加呈过度生长的趋势,不利于以后的移栽。当生根培
养基中生长素类生长调节剂 IBA的用量为 0.5mg/L
时,生根培养效果较好。在这样的培养基上进行椿叶花
椒的生根培养,20d左右就可诱导出可见的不定根,
30~35d就可以进行移栽,生根率可达95%。
本试验在移栽过程中,幼嫩的组培苗有一种芳香
族植物特殊的香味,所以较易招老鼠及虫害。本试验
中,移栽时可以采用一次性塑料杯(杯底打洞)盛装基
质并盖膜,40d后揭膜,此方法可以避免其香味的散发
以防止虫鼠的攻击。另外本试验在生根培养时可以采
用激素速沾的办法使其瓶外生根,试验已取得初步进
展,有待于进一步探索研究。
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图3组培苗生根
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