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黑节草再生植株壮苗培养条件的优化



全 文 :·生物技术· 北方园艺2013(06):90~93
第一作者简介:石彩娟(1987-),女,河北邯郸人,硕士,现主要从事
药用植物资源与分子生物学的研究工作。E-mail:caijuanshi@
163.com.
责任作者:王万军(1962-),男,四川南充人,博士,教授,研究方向
为植物生物技术。E-mail:wanjunwang@home.swjtu.edu.cn.
基金项目:国家自然科学基金资助项目(31271302)。
收稿日期:2012-11-07
黑节草再生植株壮苗培养条件的优化
石 彩 娟,范 高 韬,朱 梦 丽,王 万 军
(西南交通大学 生物工程学院,四川 成都610031)
  摘 要:以黑节草种子为外植体,研究比较了基本培养基、蔗糖、激素及激素组合对黑节草试
管苗生长的影响。结果表明:以1/2MS大量元素、MS全量微量元素及有机物为基本培养基,附
加2%蔗糖、1.0mg/L NAA和1.0mg/L IAA,组成壮苗培养基,能有效地诱导再生植株的新根
萌发并能促进茎和根的发育。
关键词:黑节草;再生植株;壮苗培养
中图分类号:S 567.23+9 文献标识码:A 文章编号:1001-0009(2013)06-0090-04
  黑节草(Dendrobium candidum Wal ex Lindl.)属兰
科石斛属多年生草本附生植物[1],又名铁皮石斛,是我
国传统的名贵中药材。由于过渡采挖,已导致资源枯竭
而成为濒危植物。因此,自20世纪70年代以来我国各
地相继开展了黑节草快速繁殖技术研究以解决资源短
缺问题[2],研究热点主要集中在丛生芽的诱导和原球茎
的增殖与分化方面[3],但对黑节草试管苗的壮苗培养研
究鲜有报道。该试验以黑节草再生植株为材料,比较了
各种壮苗培养基的培养效果,以期寻找为入土移栽提供
整齐、高大、健壮以及根系发达的试管苗的培养条件。
1 材料与方法
1.1 试验材料
以黑节草种子在 MS基础培养基上萌发形成的幼
苗为外植体诱导再生植株,以这些再生植株为材料,筛
选最佳壮苗培养基。
1.2 试验方法
黑节草壮苗培养基由基本成分、蔗糖、激素及0.55%
琼脂组成,基本成分包括MS基础培养基中的大量元素、
微量元素、铁盐和有机元素,各壮苗培养基中的基本成
分、蔗糖及激素组成如表1~4所示,其中1/2MSm培养
基指基本成分仅含MS基础培养基中大量元素的1/2和
铁盐,而不含任何其它微量元素和有机元素;1/5MS、
1/2MS和MS指基本成分中的大量元素是 MS基础培
养基中大量元素的1/5、1/2和全量,而基本成分中的微
量元素、铁盐和有机元素与 MS基础培养基中的一致。
配制时,首先将琼脂加热溶化至沸腾,稍凉后分别加入
如表1~4所示各成分,然后用1.0mol/L HCl或
1.0mol/L NaOH 调pH 至5.8~6.2,再分别分装到
150mL的三角瓶中,每瓶40mL。最后,在105kPa、
121℃条件下湿热灭菌20min。将具2~3片小叶(最大
叶面积约为2mm×5mm)、1~2条短根(最长根约
1cm)、苗高约为0.5cm的黑节草再生植株转接于不同
的壮苗培养基中,每种培养基接4瓶,每瓶接4~5株,培
养温度为(25±1)℃,每日光照12h,光照强度2 000~
3 000lx,2次重复。
1.3 数据分析
培养60d后统计根的条数和叶片数,测量根和茎的
长度与径度。根长和茎高用普通直尺进行测量,根和茎
的径度分别在根的基部与茎的膨大部用游标卡尺(A
型,150mm)测量,将所测数据进行算术平均,统计分析
采用t检验。
2 结果与分析
2.1 基本培养基成分对黑节草再生植株的影响
在黑节草壮苗培养过程中,比较了培养基中的4种
基本成分对黑节草再生植株生长的影响,结果如表1中
1、2、3、4号所示,其中1号是对照。经差异显著性检验,
1号与4号培养基相比对根径的影响达到显著水平
(P<0.05),3号与4号培养基相比对根数的影响达到显
著水平(P<0.05),2号与4号培养基相比对根长的影响
都达到极显著水平(P<0.01),1、2、3号与4号培养基相
比对叶数的影响均达显著水平(P<0.05)。各基本培养
基对根、茎的生长均有显著作用。当培养基中 MS大量
元素小于1/2时,根的伸长生长受到抑制,全量元素时
根的伸长生长和根的径向生长都受到明显促进,但全量
09
北方园艺2013(06):90~93 ·生物技术·
元素又能明显抑制新根的萌发。同时,培养基中加入微
量元素和有机物有利于根的径向生长。综合考虑,3号
是比较适宜的基本培养基,对再生植株根、茎的生长以
及新根的萌发有促进作用。
表1     培养基基本成分对黑节草
    再生植株生长的影响
  Table 1 Influence of basic components in media on plantlets growth
培养基
编号
基本成分
蔗糖
/%
再生植株的生长
根数 根径/mm 根长/cm 叶数 茎高/cm 茎径/mm
1(CK)1/2MSm  2  3a 0.47a 1.92A 4a 1.48a 2.11a
2  1/5MS  2  3a 0.57b 1.78B 4a 1.53a 2.44b
3  1/2MS  2  4b 0.63b 1.90A 4a 1.74a 2.41b
4 MS  2  3a 0.66b 2.00A 5b 1.66a 2.11a
  注:不同小写字母表示差异显著(P<0.05),不同大写字母表示差异极显著(P<
0.01)。下同。
Note:Diferent smal letters mean significant diference at 0.05level,and diferent
capital letters mean very significant diference at 0.01level.Same as below.
2.2 蔗糖对黑节草再生植株生长的影响
在基本培养基中附加不同浓度的蔗糖,以5号培养
基为对照,结果见表2中3、5、6、7号培养基所示。经差
异显著性检验,蔗糖对茎高、茎径、根长、叶数的影响不
显著,但对根径和根数有显著作用,3、7号培养基与5号
培养基相比对根径的影响达到极显著水平(P<0.01),6、
3、7号培养基与5号相比对根数的影响达到显著水平
(P<0.05)。以上结果表明,蔗糖对再生植株在培养过
程中能显著促进其新根的萌发及根的径向生长,其中以
3号(在培养基中添加2%的蔗糖)最适合黑节草再生植
株的生长。
表2   蔗糖对黑节草再生植株生长的影响
  Table 2 Influence of sucrose concentration in media on plantlets growth
培养基
编号
基本成分
蔗糖
/%
再生植株的生长
根数 根径/mm 根长/cm 叶数 茎高/cm 茎径/mm
5(CK) 1/2MS  0  3a 0.37A 1.78a 4a 1.62a 2.05a
6  1/2MS  1  4b 0.45A 1.67a 4a 1.69a 2.02a
3  1/2MS  2  4b 0.63B 1.90a 4a 1.74a 2.41a
7  1/2MS  3  4b 0.55B 1.66a 5b 1.92a 2.31a
2.3 NAA对黑节草再生植株生长的影响
以3号培养基为对照,附加不同浓度的NAA,培养
效果见表3中3号及8~12号培养基所示。结果经差异
显著性检验,9号培养基与3号相比对根长的影响达显
著水平(P<0.05),11、12号培养基与3号相比对茎高、
茎径、根径的影响达显著水平(P<0.05),10、11、12号
培养基与3号相比对根数的影响达到极显著水平
(P<0.01)。结果显示,NAA对再生植株萌发新叶无显
著作用,但在低浓度下,对根和茎的伸长生长有促进作
用;0.5mg/L NAA对根的伸长生长最佳,1.0mg/L
NAA对茎的伸长生长较好,超过此浓度,NAA又可抑
制根和茎的伸长生长;相对于伸长生长,NAA对根和茎
的径向生长也表现出同样的作用,1.5mg/L NAA可使
根径和茎径达到最大值;当NAA浓度超过0.5mg/L
时,可抑制再生植株萌发新根,这种作用还随NAA浓度
增加而增强。这些结果表明,在基本培养基中添加一定
浓度的NAA对黑节草再生植株的生长有促进作用,但
超过一定浓度后又阻碍再生植株的发育。综合考虑,在
培养基中附加0.5~1.0mg/L的NAA较为合适,在其
中生长的黑节草再生植株的状态较好,同时对黑节草苗
的丛生也有一定的促进作用。由此可以看出,NAA在
黑节草壮苗过程中是一个重要的调控因子,其适宜浓度
有利于再生植株的发育。
表3  NAA对黑节草再生植株生长的影响
  Table 3  Influence of NAA in media on plantlets growth
培养基
编号
基本
成分
蔗糖
/%
NAA
/mg·L-1
再生植株的生长
根数
根径
/mm
根长
/cm
叶数
茎高
/cm
茎径
/mm
3(CK)1/2MS  2  0  4A 0.63a1.90a 4a 1.74a 2.41a
8  1/2MS  2  0.2  4A 0.67a2.07a 5b 1.85a 2.24a
9  1/2MS  2  0.5  4A 0.69a2.46b 4a 1.78a 2.56a
10  1/2MS  2  1.0  3B 0.78a1.66a 5b 1.88a 2.34a
11  1/2MS  2  1.5  3B 1.03b1.55a 4a 1.69b 2.88b
12  1/2MS  2  2.0  2B 0.51b1.81a 5b 1.55b 2.80b
2.4 激素组合对黑节草再生植株生长的影响
在上述试验基础之上,以9、10号培养基为对照,进
一步考察了NAA与IAA和IBA的激素组合对黑节草
再生植株的壮苗效果,结果见表4所示。经差异显著性
检验,16、17号培养基与其它各培养基相比都对茎高的
作用达显著水平(P<0.05),使茎的伸长生长达到最大;
18、19、20号培养基与其它各培养基相比对茎径的影响
都达到极显著水平(P<0.01),表明在NAA和IBA的组
合中,只要其中之一为较高浓度时就抑制茎的径向生
长;13~20号培养基与9号培养基相比对叶数的影响均达
显著水平(P<0.05),而与10号培养基相比无显著差异,
表明激素组合比低浓度NAA更能促进新叶的产生;16、
17、20号培养基与9号以及10号培养基相比对根长的影
响都达到显著水平(P<0.05),其中以16号培养基促进最
大,以20号培养基抑制最强,表明较高浓度的IAA与
NAA组合能促进根的伸长,而较高浓度的IBA与NAA
组合则抑制根的伸长;14、18、20号培养基与9号以及10
号培养基相比对根径的影响达到显著水平(P<0.05),
表明IAA抑制根的径向生长,当NAA为1.0mg/L时
又能部分降低这种抑制作用,IBA在0.5mg/L时能促
进根的径向生长,但这种促进作用不显著,而当IBA为
1.0mg/L时却能显著抑制根的径向生长;13、14、18、20
号培养基与9号培养基相比以及16号培养基与10号培
养基相比对根数的影响达显著水平(P<0.05),表明当
NAA对新根萌发有最佳促进作用时,与IAA、IBA组合
则抑制这种作用,而当NAA的浓度抑制新根萌发时,若
IAA为1.0mg/L或IBA为0.5mg/L时,又可显著促进
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·生物技术· 北方园艺2013(06):90~93
   表4  不同激素组合对黑节草再生植株生长的影响
  Table 4 Influence of plant growth regulator’s combination in media on plantlets growth
培养基
编号
基本成分 蔗糖/%
激素组成/mg·L-1 再生植株的生长
NAA  IAA  IBA 根数 根径/mm 根长/cm 叶数 茎高/cm 茎径/mm
9(CK) 1/2MS  2  0.5  0  0  4a 0.69a 2.46a 4a 1.78a 2.56A
10(CK) 1/2MS  2  1.0  0  0  3  0.78  1.66  5  1.88  2.34
13  1/2MS  2  0.5  0.5  0  3b 0.62a 1.88a 5b 1.77a 2.48A
14  1/2MS  2  0.5  1.0  0  3b 0.50b* 2.02a 5b 1.72a 2.40A
15  1/2MS  2  1.0  0.5  0  3b 0.75a 1.75a 5b 1.99a 2.46A
16  1/2MS  2  1.0  1.0  0  4a* 0.72a 2.78b** 5b 2.41b* 2.59A
17  1/2MS  2  0.5  0  0.5  4a* 0.79a 2.49a* 5b 2.43b* 2.45A
18  1/2MS  2  0.5  0  1.0  3b 0.53b* 2.02a 5b 1.81a 2.19B**
19  1/2MS  2  1.0  0  0.5  4a* 0.87a 1.77a 4a* 2.15a 2.13B**
20  1/2MS  2  1.0  0  1.0  3b 0.43b* 1.55b* 5b 1.74a 2.10B**
  注:同一列中与对照9号相比,不同小写字母表示差异显著(P<0.05),不同大写字母表示差异极显著(P<0.01);同一列中与对照10号相比,**表示差异极显著(P<
0.01),*表示差异显著(P<0.05)。
Note:Diferent smal letters and* mean significant diference at 0.05level compared with Medium 9and 10respectively;diferent capital letters and** mean very significant
diference at 0.01level compared with Medium 9and 10respectively.
新根的萌发,使其达到最佳状态。因而,综合考虑,16号
培养基是一种比较适宜的壮苗培养基,在该培养基上壮
苗的再生植株的培养效果较理想。
3 讨论与结论
在铁皮石斛的组织培养研究中,一定浓度的NAA
对铁皮石斛不定芽的分化和壮苗有一定的促进作用[6],
该试验的结果同样也证明了这一点。但在黑节草再生
植株的壮苗培养过程中,外源激素对培养效果的影响还
与再生植株的起始状态有关,如果再生植株比较幼小
(刚由原球茎分化而成,茎高小于0.5cm),低浓度的
NAA则并没有起到促进作用,在含NAA的培养基中生
长的黑节草幼小再生植株苗逐渐变黄,生长状态不理
想。只有当再生植株具一定高度时(茎高为0.5cm左
右),低浓度的NAA才对再生植株的生长起到很好的促
进作用,植株的生长状态比较理想。另外,在培养基中
附加NAA和6-BA,与在9号培养基中生长的黑节草再
生植株相比较,茎和根系的生长都没有明显的优势,但
苗的丛生率比较高,9号培养基的黑节草植株萌发新根
和新叶的现象则不是很明显,可达到极显著差异水平,
这对黑节草幼苗的扩繁有比较好的效果。在黑节草再
生植株的壮苗培养过程中,还探讨了0.2%、0.5%、
1.0%不同浓度的活性炭对再生植株壮苗效果的影响。
与在3号培养基中的培养效果相比较,在添加活性炭的
培养基中生长的再生植株的状态较好,茎干粗壮、根系
发达、叶色浓绿,在附加3种不同浓度活性炭的培养基
中生长的再生植株的生长状态以含0.5%的活性炭的培
养基的培养效果较为理想,含0.2%的活性炭的培养基
次之,含1%的活性炭的培养基效果较差。表明活性炭
也是黑节草再生植株壮苗培养过程中的一个重要调控
因子,其作用机理尚有待进一步研究。
该研究以具一定大小的黑节草再生植株为对象,系
统考察了基本培养基、碳源、激素及活性炭在壮苗培养
过程中对再生植株根、茎的生长以及新根与新叶萌发
的影响,结果表明以1/2MS大量元素、全量 MS微量
元素和有机元素为基本培养基,并附加1.0mg/L NAA、
1.0mg/L IAA、0.5%活性炭(W/V)和2%(W/V)蔗糖
组成壮苗培养基,较适合黑节草再生植株的壮苗培养,
能显著促进根、茎的伸长生长和径向生长,同时还能促
进再生植株萌发新根和新叶,从而使在其中生长的再生
植株具较发达的根系和较粗壮的茎干。
参考文献
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29
北方园艺2013(06):93~96 ·生物技术·
第一作者简介:刘合霞(1984-),女,山东滕州人,在读博士,研究方
向为发育植物学。E-mail:liuhexia2010@163.com.
责任作者:周坚(1961-),男,博士,教授,博士生导师,研究方向为
发育植物学。
基金项目:江苏省教育厅资助项目(JH07-012);镇江市科技局资
助项目(NY2008034);江苏省研究生培养创新工程资助项目
(CXZZ12_0519)。
收稿日期:2012-12-10
石蒜愈伤组织的诱导及其植株再生研究
刘 合 霞,周   坚
(南京林业大学 森林资源与环境学院,江苏 南京210037)
  摘 要:以石蒜为试材,研究了不同激素组合和外植体选择对石蒜愈伤组织诱导及植株再生
的影响。结果表明:外植体选择是石蒜愈伤组织诱导的关键因素,3种外植体中,种子胚诱导愈伤
组织的效果最好;在 MS+2,4-D 1.0mg/L+6-BA 1.0mg/L培养基中,诱导愈伤率最高可达
82.4%。并能较好地诱导愈伤组织发生不定芽,MS+NAA 0.1mg/L能较好地诱导愈伤组织发
生根。石蒜再生植株进行移栽的最佳基质应为腐殖质和珍珠岩以1∶1的比例组成,其成活率
为70%。
关键词:石蒜;愈伤组织;植株再生
中图分类号:S 681.903.6 文献标识码:A 文章编号:1001-0009(2013)06-0093-04
  石蒜(Lycoris radiate Herb.)属单子叶植物纲石蒜
科(Amarylidaceae)多年生草本植物[1],别名老鸦蒜、蒜
头草,有些地方因多数种类花被裂片强烈反卷而称其为
龙爪花,还有些地方因其鳞茎有毒性,可作土农药杀灭
害虫,又称之为蟑螂花[2]。石蒜属植物不仅外形美观,
还具有较高的药用及营养保健价值,有广阔的开发应用
前景[3]。近年来市场上对石蒜属植物的需求量日益增
加,但石蒜有性杂交结实率很低,大部分是花而不实[4];
   
其自然分球繁殖系数低、速度慢,因而它的快速繁殖成
为迫切需要解决的问题[5]。目前对石蒜组织培养的研
究较多,主要以鳞茎等为外植体,通过器官发生途径获
得再生植株,而通过诱导愈伤组织,再诱导细胞分化获
得完整植株的研究则较少;在大部分的研究中,愈伤组
织都是由诱导鳞茎等外植体获得,以种子胚为外植体诱
导愈伤组织获得完整植株的研究尚鲜见报道。
1 材料与方法
1.1 试验材料
2010年9月,待石蒜果实成熟后,于南京林业大学
南大山苗圃采集石蒜种子;石蒜组培苗,培养于南京林
业大学森林资源与环境学院组培室。
1.2 试验方法
1.2.1 外植体处理 石蒜种子处理:挑选健康饱满、大
小一致的石蒜种子,用洗涤剂洗净后,流水冲洗2~4h。
在超净工作台上,将种子置于已灭菌的玻璃瓶中,用
    
Culture of Strong Regenerated Seedling of Dendrobium candidum Wal ex Lindl.
SHI Cai-juan,FAN Gao-tao,ZHU Meng-li,WANG Wan-jun
(Colege of Bioengineering,Southwest Jiaotong University,Chengdu,Sichuan 610031)
Abstract:Taking the seeds of Dendrobium candidum Wal ex Lindl.as material,the efect of media with sucrose,
hormones and hormone combinations of NAA (Naphthaleneacetic acid),IAA (3-indoleacetic acid)and IBA
(3-indolebutyric acid)on growth of plantlets were studied.The results showed that the new roots of regenerated plantlets
could be eficiently induced,and the development of stems and roots could be promoted on the basal medium with half of
macronutrients and al the other micronutrients and organic nutrients of MS (Murashige and Skoog)medium,
supplemented with 1.0mg/L NAA,1.0mg/L IAA and 2%sucrose.
Key words:Dendrobium candidum Wal ex Lindl;regenerated plantlets;tissue culture
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