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接骨木侧芽离体培养技术研究



全 文 :收稿日期:2011-12-20
基金项目:山东省自然科学基金项目(Y2008D57)
作者简介:王桂清(1968-),女,聊城大学教授,博士,从事植物保护研究。
沈阳农业大学学报,2012-06,43(3):284-288
Journal of Shenyang Agricultural University,2012-06,43(3):284-288
接骨木侧芽离体培养技术研究
王桂清,张 涛,孙 华
(聊城大学 农学院,山东 聊城 252059)
摘要:以接骨木当年生枝条的侧芽为外植体,对接骨木(Sambucus williamsii Hance)离体培养和高效的组培快速繁殖体系进行研
究。 结果表明,接骨木侧芽用加入吐温 80 的 0.1%升汞灭菌时,10min 能起到较好的灭菌效果。 10h 是诱导侧芽的适宜光照时间。
MS+6-BA3.0mg·L-1+NAA0.2mg·L-1+TDZ0.03mg·L-1+GA32.0mg·L-1是接骨木不定芽增殖的较优培养基;生根的较优培养基为 MS+
NAA0.4mg·L-1+IBA0.2mg·L-1,生根率达 100%,平均主根数目为 16 条。 生根苗移栽后的成活率达 100%。
关键词:接骨木;离体培养;侧芽
中图分类号:S688.9 文献标识码: A 文章编号: 1000-1700(2012)03-0284-05
Tissue Culture and Mass Propagation of Sambucus williamsii Hance
WANG Gui-qing, ZHANG Tao, SUN Hua
(College of Agriculture, Liaocheng University, Liaocheng Shandong 252059, China)
Abstract: Vitro culture and efficient system for rapid propagation of tissue culture research of Sambucus williamsii Hance were
studied. The res ults showed that lateral buds of S. williamsii were sterilized in 0.1% mercuric chloride by adding a few drops
of Tween 80,10min able to play a good sterilizing effect. Ten hours was the appropriate exposure time induced axillary buds. The
best medium for shoot proliferation was MS medium containing 3.0mg·L-1 6-BA, 0.2mg·L-1 NAA, 0.03mg·L-1 TDZ and 2.0mg·L-1
GA3. The best rooting medium was MS medium with 0.4mg·L-1 NAA and 0.2mg·L-1 IBA, Rooting rate reached 100%.Health and
off spring survival rate after transplant was 100%.
Key words: Sambucus williamsii Hance; vitro culture; lateral buds
接骨木(Sambucus williamsii Hance)既是园林观赏植物,也是有名的药用植物,茎枝入药,我国民间广泛用
于治疗风湿痹痛、跌打损伤、骨折、黄疸、荨麻疹和水肿;嫩叶可用作畜饲料;种子榨油可作润滑油[1-2]。 接骨木其
种子繁殖速度慢,且出苗系数低,自然落地种子大约 2年出苗[3]。 前人对于接骨木的茎段、茎尖等组织的离体培
养也有研究,但研究并不系统。 为了加快繁殖,本试验在前人[4-6]研究的基础上,试采用接骨木侧芽为试材,对接
骨木侧芽离体条件下不定芽诱导和增殖进行研究,以期建立其组织培养繁殖技术,为大规模开发利用提供技术
支持。
1 材料与方法
1.1 材料
接骨木(Sambucus williamsii Hance)当年生枝条的侧芽。 2009 年春季选取聊城大学校园内 1 年生枝条上
尚未萌动的接骨木侧芽,消毒后接种于正交设计的培养基上。
1.2 方法
1.2.1 不同升汞消毒时间对侧芽污染率和萌发率的影响 取接骨木的侧芽剥除外层鳞片, 在流水下冲洗
10min, 于超净工作台上用 75%酒精浸泡 30s, 无菌水冲洗 5~6 次 , 再加吐温 80 的 0.1%升汞分别浸泡
6,10,14min,无菌水冲洗 5~6 次,用无菌滤纸将侧芽表面的水分吸干。 每处理 30 个侧芽,每瓶 2 个外植体,重
复 3次。 接种培养 28d后,统计未污染外植体数、未污染外植体萌发不定芽数,计算萌发率和污染率[7]。
污染率(%)=未污染外植体数
接种总数
×100
第 3期
表 2 不同光照时间对接骨木侧芽培养的影响
Table 2 Different lllumination time on the impact
of lateral buds of S.williamsii
光照时间/h
Photoperiod
10
12
14
萌发率/%
Germinating
percentage of explant
100
100
100
侧芽苗平均高度/cm
The average height of
lateral shoos
2.7811
3.2930
3.9100
不定芽诱导率/%
Iinductivity of
axillary bud
7.7800
4.4400
2..2200
表 1 不同升汞消毒时间对接骨木侧芽污染率与萌发率
的影响
Table 1 Different sterilization time on the impact of
lateral bud contaminat observations of S.williamsii
消毒时间/min
Time
6
10
14
污染率/%
Contaminative percentage
15.5460±0.2210aA
0.000±0.000cC
0.000±0.000cC
侧芽萌发率/%
Germinating percentage
100
100
100
注:大写和小写字母代表 p<0.01 水平和 p<0.05 水平差异显著。
Note:Numbers followed are significant according the Duncan multiple
range test p<0.05, p<0.01.
萌发率(%)=未污染外植体萌发不定芽数
未污染外植体总数
×100
1.2.2 不同光照时间对侧芽生长的影响 将消过毒的接骨木侧芽进行光照处理, 光照时间分别为 10,12,14h,
然后统计不同光照时间对萌发率、侧芽平均高度和不定芽诱导率的影响。
侧芽平均高度=侧芽总高度
侧芽数
不定芽诱导率(%)=未污染外植体新萌发的不定芽数
未污染外植萌发不定芽数
×100
1.2.3 启动培养基的筛选 以 MS为基本培养基,附加琼脂 0.7%,蔗糖 3%,调 pH值 5.8~6.0。 考察启动培养基
中不同浓度 6-BA(1.0,2.0,3.0mg·L-1)和 NAA(0.1,0.2,0.3mg·L-1)对不定芽率和平均不定芽数的影响。 培养温
度为(25±1)℃,光照强度为 1800~2000Lx。
1.2.4 试管苗增殖的培养基筛选 把诱导培养中接骨木的试管苗转入诱导丛生苗的培养基中, 基本培养基以
诱导不定芽的培养基为依据,并附加 TDZ,按四因素三水平正交设计 L9(34)设计 9 种培养基,考察不同浓度组
合 6-BA(2.0,3.0,4.0mg·L-1)、NAA(0,0.1,0.2mg·L-1)、GA3(0,2.0,3.0mg·L-1)和 TDZ(0,0.02,0.03mg·L-1)对试管
苗增殖系数的影响。 每天观察幼苗的生长情况,25d后统计芽个数,计算增殖系数。
增殖系数= 芽总数
接种个数
1.2.5 幼苗生根培养基的筛选 分别以 MS、1/2MS (大量元素减半)、1/4MS 为基本培养基, 均添加琼脂粉
0.7%、蔗糖 20%及不同浓度 NAA(0,0.3,0.4mg·L-1)和 IBA(0,0.3,0.4mg·L-1),按照三因素三水平 L9(33)正交试验
设计,考察较优培养基组成。切取增殖培养基中茎叶生长健壮、长度约 1.5cm的接骨木无根苗,转接到 9种培养基
上,每组处理接种 20个试管苗,每瓶 1株,30d后统计试管苗的生根苗数、生根总数,计算生根率及平均根数。
生根率(%)=生根苗数
总苗数
×100
平均根数(%)=生根总数
生根苗数
1.2.6 炼苗试验 将生根苗放置到能接受自然光照的室内窗台上 2d,再去除瓶盖开口炼苗 4d 后移栽,统计移
栽后的成活率。
1.3 数据处理方法
试验所得数据采用 Excel和 DPS3.01 专业版软件进行正交设计及新复极差差异性方差分析。
2 结果与分析
2.1 侧芽的启动培养
2.1.1 不同消毒时间对侧芽污染率与萌发率的影响 由表 1 可知,随 HgC12消毒时间的延长,污染率降低,但
萌发率无差异,都为 100%。 HgC12消毒 6min 处理和消毒 10min 处理之间的污染率有极显著差异,消毒 10min
处理和消毒 14min 处理间无差异。 在经消毒 10min 和消毒 14min 处理下,污染率都为 0,且侧芽能全部萌发成
王桂清等:接骨木侧芽离体培养技术研究 285· ·
第 43卷沈 阳 农 业 大 学 学 报
表 3 不同激素组合对接骨木侧芽的影响
Table 3 Effects of different hormone combinations on the impact of lateral buds of S.williamsii
处理号
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
NAA 浓度/mg·L-1
NAA concentration
0.1
0.1
0.1
0.2
0.2
0.2
0.3
0.3
0.3
6-BA 浓度/mg·L-1
6-BA concentration
1.0
2.0
3.0
1.0
2.0
3.0
1.0
2.0
3.0
不定芽率/%
Germinating percentage
63.60
66.00
76.20
80.60
90.60
86.50
52.30
58.20
56.40
平均不定芽数/个
Average number of axillary buds
1.3
1.5
2
2
2
2
1
2
2
表 4 不同激素组合对接骨木试管苗增殖培养的影响
Table 4 Effects of different hormone combinations on proliferation of S.williamsii
处理号
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
K1
K2
K3
R
6-BA/mg·L-1
6-BA concentration
2.0
2.0
2.0
3.0
3.0
3.0
4.0
4.0
4.0
1.7667
3.2000
1.1667
2.0333
NAA/mg·L-1
NAA concentration
0
0.1
0.2
0.1
0
0.2
0.1
0
0.2
1.7667
1.5333
2.8333
1.3000
TDZ/mg·L-1
TDZ concentration
0
0.02
0.03
0
0.02
0.03
0
0.02
0.03
0.6000
2.7000
2.8333
2.2333
GA3/mg·L-1
GA3 oncentration
0
2.0
3.0
3.0
0
2.0
0
2.0
3.0
1.2667
2.7667
2.1000
1.5000
增殖系数
Multiplication coefficient
0
2.8
2.5
1.8
3.8
4
0
1.5
2
幼苗,说明经 0.1%的升汞消毒 10min 和 14min均能起到较好的灭菌效果。 但考虑到 HgCl2对外植体的副作用,
当以侧芽为外植体时,用吐温 80的 0.1%升汞消毒 10min 为较优试验条件。
2.1.2 不同光照时间对接骨木侧芽萌发率的影响 由表 2可知, 不同光照时间处理的侧芽萌发率都是 100%,
说明接骨木侧芽在 10h、12h及 14h光照下均可正常萌发成幼苗,且随光照时间的延长,侧芽萌发成的幼苗高度
是逐渐增高,叶片面积也是逐渐增大,但再生不定芽率却是逐渐的降低。 可见,要提高外植体的不定芽诱导率,
形成丛生苗,10h的光照时间是最适宜的。
2.1.3 启动培养基中不同激素浓度对接骨木侧芽的影响 由表 3 及图 1 可知,9 种不同处理下的外植体不定
芽率和平均不定芽个数存在差异,虽然都有不定芽生成,但没有形成丛生苗,最多平均不定芽数为 2个,因此以
接骨木侧芽为外植体时,仅有 NAA 和 6-BA 两种激素的组合不能成功诱导出丛生芽苗。
2.2 增殖培养
由表 4 和图 2 可知,1 号与 7 号培养基中接骨木试管苗的增殖系数为 0,6 号培养基中试管苗的增殖系数
最高。 随 6-BA 浓度的增加,增殖系数有下降的趋势,即过高浓度的 6-BA 对接骨木试管苗增殖有一定的抑制
作用,在 6-BA 浓度为 3.0mg·L-1时,适当增加 TDZ的浓度,有利于试管苗的增殖。由极差分析来看,4种处理因
子对接骨木增殖培养的影响程度不同,其影响程度的大小依次为:TDZ>6-BA>GA3>NAA,由此初步筛选出适合
接骨木增殖培养的较优培养基为 MS+6-BA3.0mg·L-1+NAA0.2mg·L-1+TDZ0.03mg·L-1+GA32.0mg·L-1。
2.3 生根培养
培养 10~15d后,发现在皮部和愈伤组织处均有辐射状根生成[4]。与培养基接触的叶片有愈伤组织形成。由
286· ·
第 3期
图 3 接骨木试管苗生根的培养
Figure 3 The rooting culture of
S.williamsii
图 1 接骨木侧芽的培养
Figure 1 The lateral bud culture
of S.williamsii
图 2 接骨木试管苗增殖培养
Figure 2 The proliferation
culture of S.williamsii
表 5 不同培养基对接骨木生根培养的影响
Table 5 Effects of different hormone combinations on rooting of S.williamsii
处理号
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
K1
K2
K3
R
培养基
Medium
MS
MS
MS
1/2MS
1/2MS
1/2MS
1/4MS
1/4MS
1/4MS
9.0000
8.8333
6.1667
2.8333
NAA 浓度/mg·L-1
NAAconcentration
0
0.3
0.4
0.3
0
0.4
0
0.3
0.4
2.8333
10.8333
13.6667
10.8333
IBA 浓度/mg·L-1
IBA concentration
0
0.2
0.4
0.2
0.4
0
0.2
0
0.4
7.0000
9.3333
7.6667
2.3333
生根率/%
Percentage of rooting
0
100
100
100
100
100
40
100
20
愈伤
Callus
无 No
有 Yes
有 Yes
有 Yes
有 Yes
有 Yes
无 Yes
有 Yes
有 Yes
平均主根数/条
Average number of root
0
16
11
8.5
5
13
3.5
8
7
表 5 和图 3 可知,单一使用 NAA 和 IBA 的生根条数都较少,说明二者适宜浓度的组合更能导致生根条数的增
多。 极差分析可知,3 种不同的因子对接骨木试管苗平均根数的影响程度不同, 其影响程度的大小依次为
NAA>培养基>IBA,NAA 是影响接骨木试管苗生根根数的主要因素,IBA 对接骨木试管苗平均生根数的影响比
较小。 可见,MS+NAA0.4mg·L-1+IBA0.2mg·L-1更有利于接骨木试管苗根数的增加。
2.4 炼苗
待根长至 2cm 时[4],将生根苗放置到能接受自然光照的室内窗台上 2d,再去除瓶盖开口炼苗 4d后移栽。用
灭过菌的腐殖质为基质,移栽到容器内,浇无菌水至湿透,放置光照 12h 的培养箱内 7d,每天浇 1/4MS 的大量
元素[8]。 待长出新叶后,再移栽到大田并进行常规管理,移栽成活率高达 100%。
3 结论与讨论
接骨木侧芽用加入吐温 80的 0.1%升汞灭菌时,10min 能起到较好的灭菌效果。 10h 是诱导不定芽的适宜
光照时间。MS+6-BA3.0mg·L-1+NAA0.2mg·L-1+GA32.0mg·L-1是诱导接骨木生成不定芽的较优培养基,诱导率可
达 100%;MS+6-BA3.0mg·L-1+NAA0.2mg·L-1+TDZ0.03mg·L-1+GA32.0mg·L-1 是接骨木不定芽增殖的较优培养
基;生根的较优培养基为 MS+NAA0.4mg·L-1+IBA0.2mg·L-1,生根率达 100%,平均主根数目为 16 条。 生根苗移
栽后的成活率达 100%。
此外,灭菌剂种类与灭菌时间也影响着灭菌效果,在灭菌剂的选择上,经过多次预试验及参考文献采用滴
加数滴吐温 80的0.1%HgCl2的灭菌效果较好[8],对接骨木侧芽灭菌 10min 可达到理想的灭菌效果。 适宜激素浓
度、光照时间等因素均影响接骨木的组织培养,不同激素浓度的较优组合尤为重要。 在无菌茎段诱导丛生苗中
发现适宜浓度的 GA3不仅能缩短诱导的时间,还能刺激在培养中形成的不定胚正常发育成小植株[9],GA3不仅能
促进苗长高,而且对 6-BA 有强烈的增效作用,使 6-BA 的促芽分蘖增殖生长能力更强,这一结果与唐明等[10]在
王桂清等:接骨木侧芽离体培养技术研究 287· ·
第 43卷沈 阳 农 业 大 学 学 报
香椿离体培养中芽增殖的激素结论相一致。 本试验对接骨木的不定芽诱导情况进行研究,所得到的较优培养
基 MS+6-BA3.0mg·L-1+NAA0.2mg·L-1+GA32.0mg·L-1与张尔荣等[5]在接骨木的茎尖培养和快速繁殖的研究中所
得到的结果是一致的,并且适宜浓度的细胞分裂素是必不可少的,尤其是细胞分裂素 6-BA。 在增殖研究中发
现 TDZ 对接骨木增殖率的提高有明显效果,这与刘志红等 [6]在接骨木茎段组织培养技术研究中的结果是一致
的。 且发现 10h光照时间对丛生苗的诱导更为有利。 生根过程是组织培养过程中重要的一步,本研究发现,在
不加激素的培养基上,不能诱导试管苗生根,且使用单一生长激素 NAA的培养基中试管苗生根数目虽多,但生
长缓慢。 单一使用 IBA时,根生长速度虽快,但生根数目少,表明同时使用 2种激素的效果更好。 整体来看,愈
伤量愈多,生根条数也会相应增加,愈伤极少或无愈伤时,生根数目极少或不生根,说明接骨木试管苗主要从
愈伤部位生根。 在生根试验中,NAA和 IBA的适宜组合虽诱导生根数目最多,幼苗生长旺盛,但要提高根系的
生长速度还需进一步探讨。
参考文献:
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[责任编辑 马迎杰]
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