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显齿蛇葡萄(藤茶)愈伤组织培养的研究



全 文 :收稿日期:2009-11-19 修改稿收到日期:2010-01-12
基金项目:湖南农业大学青年基金项目《显齿蛇葡萄的细胞悬浮培养生产二氢杨梅素的研究》(编号 08QN19)课题资助。
作者简介:周 耀(1980-),女,陕西礼泉人,讲师,主要从事植物学方面的研究。
茶 叶 通 讯
TEA COMMUNICATION
第 37卷第 1期
2010年 3月
Vol.37,No.1
March,2010
显齿蛇葡萄(藤茶)愈伤组织培养的研究
周 耀 李 思 长 刘 毓 王 双 双
(湖南农业大学·长沙·410128)
摘 要:以显齿蛇葡萄叶片、叶柄、茎段和茎尖作为外植体进行愈伤组织诱导与增殖,结果表明,叶片外植体明显优于其它
材料, 且以叶片正面向上培养为佳。 经过单因素试验和正交试验,MS+1.5mg/L 6-BA+0.15mg/L KT+0.2mg/L NAA+2mg/L
2,4-D+100ml/L 椰子汁,光照强度 250~350Lx,光照时间 14h/d时,愈伤组织诱导率最高。
关键词:显齿蛇葡萄;愈伤组织;正交试验
Research on Callus Culture of Ampelopsis grossedentata
ZHOUYao,LISi-chang,LIUYu,WANGShuang-shuang
(HunanAgricultural University,Changsha,410125)
Abstract:Leaves,petioles,stems and stem tip of Ampelopsis grossedentata was adopted as explant in induction
and proliferation experiment.The results indicate that leaf is superior materia1,especially leaf upper side culture.
And the single-factor and orthogonal test shows that,MS+1.5mg / L,6-BA+0.15mg/L,KT+0.2mg/L,NAA+2mg/L,
2,4-D+100ml/L,coconut juice,light intensity 250~350Lx,photoperiod 14h/d achives the highest induction rate.
Keywords:Ampelopsis grossedentata,Callus culture,Orthogonal test
显齿蛇葡萄(Ampelopsis grossedentata)为葡萄
科、 蛇葡萄属木质藤本植物, 主要分布于广东、广
西、云南、贵州、湖南、湖北、江西、福建等省区[1],为民
间习用草药之一。 据记载[2],该药性凉,味甘淡,具有
清热解毒之功效,主治黄疸型病毒性肝炎、风热感
冒、咽喉肿痛、痈疮等症。显齿蛇葡萄的愈伤组织诱
导少见报道。本文以显齿蛇葡萄不同的部位为外植
体,研究其在不同基本培养基、植物生长调节剂以
及培养条件下愈伤组织的诱导效应,确定愈伤组织
诱导和增殖的最适培养基及培养条件。
1材料与方法
1.1材料
引种自湖南绥宁县。选取健壮植株中上部外围
生长旺盛的幼茎作为供试材料。
1.1.1外植体的选取
茎尖:取 3cm左右长的带顶芽茎段,在解剖镜
下逐层去除幼叶,切取 0.12~0.13mm左右大小的茎
尖分生组织。
带芽茎段:将发育良好的幼嫩茎段去除顶芽与
叶片,切成长约 1cm的带芽茎段。
叶片: 选取黄绿色幼叶, 去除幼叶边缘,切成
1cm2左右的小块。
叶柄:选取较幼嫩的成熟叶片的叶柄,顶端带
少量叶片,长约 1cm。
1.1.2继代培养材料的选取
生长良好的初代愈伤组织。
1. 2方法
1.2.1培养基的制备
以 MS、B5为基本培养基, 添加不同浓度的
2,4-D,6-BA,NAA,KT等植物生长调节剂,并添加
表 3 叶片正背面朝上对愈伤组织诱导的影响
启动时间(d)
6
7
93.3
60
Table 3 The effect on callus induction ofleaf in different s ide
出愈率(%)
70
45
接种方式
75
75
外植体数(块) 出愈数(块)
正面朝上
背面朝上
不同浓渡的椰子汁、蔗糖,pH值为 5.8~6.0。
继代培养基: 不同浓度梯度的 NAA与 2,4-D
组合。
1.2.2外植体的消毒、接种与培养条件
流水冲洗幼枝 2~3h,洗净后在超净工作台上用
70%酒精快速处理 30s, 用无菌水冲洗一次, 再用
0.1%升汞(HgCl2)浸泡:嫩叶浸泡 5min,茎段、叶柄
浸泡 7~8min,无菌水冲洗多次;接种在不同的培养
基上;培养条件:温度为 25℃~26℃,光照强度开始
为 250~300Lx、 后转为 2000~3000Lx, 光照时间
(14h/d),相对湿度为 75%~85%。
2研究内容
①不同培养基愈伤组织的诱导;②不同外植体
愈伤组织的诱导;③叶片正、背面朝上对愈伤组织
的诱导;④不同光照强度下愈伤组织的诱导;⑤不
同光照时间愈伤组织的诱导;⑥添加不同椰子汁用
量愈伤组织的诱导;⑦不同植物生长调节剂浓度组
合的愈伤组织诱导;⑧不同植物生长调节剂组合的
继代培养。
3结果与分析
3.1不同培养基对显齿蛇葡萄愈伤组织诱导的影响
将显齿蛇葡萄幼叶接种在含有 2,4-D 2mg/L+
KT0.2mg/L+100ml/L椰子汁+蔗糖 2%+琼脂 0.7%的
不同基本培养基上(MS、 B5) ,每种处理 10瓶,每瓶
外植体 5块,培养 15d,观察统计出愈率与愈伤生
长情况(表 1)。
从表 1可知,MS培养基对显齿蛇葡萄幼叶愈
伤组织的出愈率最高(90%)、长势好,B5培养基的
出愈率最低(65%)、生长情况也最差。
MS培养基中无机盐的浓渡高,能满足愈伤组
织对矿物质营养的要求,愈伤组织生长快,同时铵
盐和销酸盐的含量高,且比例适合,不需要添加更
多的有机附加物;改良 MS培养基是在 MS培养基
的配方中把无机盐的含量减少了一半配制而成,出
愈率及愈伤生长自然隆低;铵可能对不少培养物的
生长有抑制作用,B5中铵盐浓度较低, 可能反而较
大地限制了显齿蛇葡萄愈伤的形成和生长。
3.2不同外植体愈伤诱导效果比较
将不同外植体(叶片、叶柄、茎段和茎尖)分别
接种在 MS+2,4-D 2mg/L+KT 0.2mg/L+100ml/L 椰
子汁+蔗糖 2%+琼脂 0.7%的培养基上培养,每种处
理10瓶,7~12d外植体开始萌动, 并随后产生愈伤
组织,结果见表 2。
从表 2可知,叶片外植体的出愈率高达 93%,
要明显高于叶柄的(85.7%)和茎段的(81.2%) ,且愈
伤生长状况较好。
叶片外植体出愈率高的原因可能是因为幼嫩
叶片的细胞分化程度较低,因而具有较大的脱分化
潜力;且与培养基接触面积大,对添加的植物生长
调节剂更为敏感。 茎尖外植体未见愈伤产生,可能
有两个原因:一是试验操作有误,如茎尖剥离时去
掉了顶端分生组织; 二是因为取材时间是秋天,已
近休眠时间。
3.3叶片正背面朝上对显齿蛇葡萄愈伤组织诱导的
影响
将切好的叶片以正面朝上和背面朝上,分别接
种于 MS+2,4-D 2mg/L+KT 0.2mg/L+100ml/L 椰子
汁+蔗糖 2%+琼脂 0.7%的培养基上, 每处理 5瓶,
弱光培养 15d,结果见表 3。
由表 3可知,正面朝上叶片的出愈率为 93.3%,
明显高于背面朝上的(60%)处理,且启动时间短。这
可能与叶片的结构有关。显齿蛇葡萄正面朝上,叶片
背面气孔较多,且靠近疏松的海绵组织,利于吸收,
表 1 不同基本培养基对愈伤组织的影响
培养基 培养天数(d)
MS
改良 MS
B5
出愈率(%)
25
20
18
90
81
65
优,较多
良好,较多
一般,较少
Table 1 The effect on callus induction ofdifferent bas ic media
愈伤颜色 生长情况
深绿色
浅绿色
黄褐色
表 2 不同外植体的愈伤诱导效果比较
出愈数(块)
Table 2 The induction ofcallus from different explant
生长状况接种数(块) 出愈率(%)
75
70
80
10
70
60
65
0
93.3%
85.7%
81.2%
0
深绿色,较好
深绿色,较好
淡绿色,疏松
/
外植体
叶片
叶柄
茎段
茎尖
第 37 卷6 茶 叶 通 讯
表 7正交因素表
水平(mg/L)
因素
1
2
3
4
1.0
1.5
2.0
2.5
0.0
0.1
0.15
0.2
-
-
-
-
A:2,4-D
Table 7 The table of orthogonal experiment
B:KT C:6-BA D:NAA E:-
0.0
1.5
2.0
2.5
0.0
0.1
0.15
0.2
光照强度
(Lx)
表 4 不同光照强度对愈伤组织诱导的影响
2000~2500
1000~1500
250~350
0
Table 4 The effect on callus induction of different light intens ity
50
42
40
35
10
9
7
6
26
35
37
33
52.0
83.3
92.5
94.2
黄绿色,较疏松
黄绿色,较疏松
深绿色,致密
黄白色,疏松
接种数
(块)
启动时间
(d)
出愈率
(%)
愈伤组织
生长状况
出愈数
(块)
因此叶片背面接触培养基培养更为适宜。 同时还发
现,叶片背面朝上接种产生的愈伤组织褐色较明显。
3.4光照强度对齿蛇葡萄愈伤组织诱导的影响
将接种的叶片在 25℃恒温培养室进行光照强
度分组试验, 设以下三种光照强度: ①2000~
2500Lx:每层培养架用 4支 40W日光灯照明,直
射光;②1000~1250Lx:每层培养架用 2支 40W日
光灯照明,直射光;③250~350Lx:放在另外一层不
开灯的架子上, 仅靠旁边培养架上的散射光。 20d
后统计结果(表 4)。
表 5 不同光照时间对愈伤组织诱导的影响
光照时间
(h/d)
Table 5 The effect on callus induction of different illumination time
出愈数
(块)
出愈率
(%) 愈伤生长状况
外植体数
(块)
淡绿色
淡绿色,较好
深绿色,较好
有少量褐化现象
76.9
84.6
92.3
80.0
50
55
60
52
65
65
65
65
10
12
14
16
表 6不同椰子汁用量对愈伤组织诱导的影响
50
100
150
9
7
8
85.4
95.0
88.6
Table 6 The effectoncallus inductionofcoconutmilk concentra tion
35
38
39
椰子汁用量
(ml/L)
外植体数
(块)
启动时间
(d)
出愈数
(块)
出愈率
(%)
41
40
44
由表 4可知,光照强度对显齿蛇葡萄叶片愈伤
组织诱导效果的影响较显著:在暗培养下,愈伤诱
导率最高(94.2%),但愈伤质地疏松;在弱光(250~
350Lx)下出愈率最高达 92.5%,愈伤呈浅绿色,质
地致密,质量好;当光强达 2000~2500Lx时,出愈
率急剧下隆至 52%,且质地疏松。因此,显齿蛇葡萄
愈伤诱导以弱光诱导为最佳。
3.5光照时间对显齿蛇葡萄愈伤组织诱导的影响
将叶片接种在 MS+2,4-D 2mg/L+KT 0.2mg/L+
100ml/L椰子汁+蔗糖 2%+琼脂 0.7%的培养基上,
在培养温度 25℃、光照强度 250~350Lx、培养瓶中
叶片距光源约 400mm的条件下,设置光照时间梯
度 10h/d、12h/d、14h/d和 16h/d, 每处理 13瓶,15d
后统计结果(表 5)。
由表 5可见,光照时间为 14h/d时外植体出愈
率最高,同时愈伤生长状况最好;随着光照时间缩
短,出愈率下降较明显;但光照时间高达 16h/d时,
则容易出现愈伤褐化现象。 综合表 4和表 5发现,
较长时间弱光条件利于显齿蛇葡萄叶片愈伤的诱
导,可能是因为可诱导愈伤形成的植物激素的产生
依赖于光的存在[4]。
3.6椰子汁用量对显齿蛇葡萄愈伤组织诱导的影响
培养基中加入椰子汁,常能有效提高愈伤组织
诱导率。 将切好的叶片接种在 MS+2,4-D 2mg/L+
KT 0.2mg/L+蔗糖 2%+琼脂 0.7%的培养基上, 依次
调节椰子汁的用量, 每处理 3瓶,15 d后统计愈伤
组织诱导结果(表 6)。
从表 6可看出,椰子汁用量为 100ml/L时为最
合适用量,该处理的出愈率最高,用量过多或过少
时,出愈率均有所下降。
3.7不同植物生长调节剂浓度组合对显齿蛇葡萄愈
伤组织诱导的影响
在获得最佳培养基上,以嫩叶为外植体,设置
4个因素分别为 6-BA、2,4-D、NAA、KT根据 5因
素 4水平设计 L16 (54)(表 7),15d后统计愈伤组织
诱导结果,正交试验[5~7],结果见表 8。
周 耀等:显齿蛇葡萄(藤茶)愈伤组织培养的研究第 1期 7
表 9不同植物生长调节剂组合对继代培养的影响
2,4-D 0.5,NAA1.5
2,4-D 0.5,NAA2.0
2,4-D 1.5,NAA0.5
45
45
45
Table 9 The effect on genetated culture of
different hormone combination
40
28
24
培养基(mg/L) 继代愈伤(块)初代愈伤(块)
89
62
53
成功率(%)
从表 8中可看出,通过正交实验得出植物生长
调节剂影响因子排序为:6-BA>KT>NAA>2,4-D;最
佳组合为 6-BA (1.5mg/L)+KT (0.15mg/L)+NAA
(0.2mg/L)+2,4-D(2mg/L)。将最佳实验组合重复实验
3次,与正交实验结果一致。 同时发现高浓度的 6-
BA容易导致愈伤出现褐化现象。
3.8不同植物生长调节剂组合对显齿蛇葡萄继代培
养的影响
在获得初代培养最佳基本培养基上,生长良好
的初代愈伤作为继代培养的材料,以MS为基本培
养基, 分别设置不同的植物生长调节剂 NAA和
2,4-D的组合, 添加 100ml/L椰子汁+蔗糖 2%+琼
脂 0.7% ,试验重复三次。 继代培养 15d天后,统计
试验结果(表 9)。
愈伤组织继代培养所用的植物生长调节剂最
佳组合为:1.5mg/L NAA+0.5mg/L 2,4-D。继代培养出
的愈伤组织呈团块状,黄绿色,结构较致密,增殖率
较高。
据报道[8],培养物褐变是由于培养物含有的丰
富多酚化合物在多酚氧化酶的作用下氧化所致,在
培养基中加入抗氧化剂,对防止某些植物培养物的
褐变具有一定的效果。
3结论
显齿蛇葡萄以叶片为外植体诱导愈伤组织明
显优于其它外植体,且以叶片正面向上为佳。 经过
单因素试验和正交试验得出最佳的培养条件是:在
培养基 MS+1.5mg/L 6-BA+0.15mg/
表 8正交试验结果
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
K1j
K2j
K3j
K4j
Rj
因素主次
优水平
Table 8 The results of orthogonal experiment
编号
A
2,4- D
(mg/L)
B
KT
(mg/L)
C
6- BA
(mg/L)
D
NAA
(mg/L)
诱导率
(%)
水渍状,极少
黄绿色,疏松,较多
部分褐化现象
淡绿色,大部分出现褐化
黄绿色,疏松
浅绿色,疏松,一般
水渍状,较少
浅绿色,疏松,明显褐化现象
少量褐化现象,长势一般
明显褐化现象
深绿色,较致密,多
长势好
少量褐化现象
浅绿色,疏松
黄绿色,致密
黄褐色,疏松,较差
1
1
1
1
1.5
1.5
1.5
1.5
2
2
2
2
2.5
2.5
2.5
2.5
68.4
69.6
81.8
66.1
15.7
4
2
0
0.1
0.15
0.2
0
0.1
0.15
0.2
0
0.1
0.15
0.2
0
0.1
0.15
0.2
58.0
73.2
88.0
76.8
30
2
0.15
0
1.5
2
2.5
1.5
2
0
2.5
2
2.5
0
1.5
2.5
0
1.5
2
53.1
84.6
75.0
73.3
31.5
1
1.5
0
0.1
0.15
0.2
0.2
0.0
0.1
0.15
0.15
0.2
0
0.1
0.1
0.15
0.2
0
60.6
75.8
70.5
79.2
18.6
3
0.2
愈伤组织
生长情况
10.2
90.0
88.0
85.5
81.7
75.0
55.0
66.7
72.1
72.9
92.3
90.0
68.0
55.0
76.6
65.0
(下转第 12页)
第 37卷8 茶 叶 通 讯
L KT +0.2mg/L NAA+2mg/L 2,4-
D+100ml/L椰子汁上, 光照强度为 250~350Lx,每
日光照时间为 14h,出愈率最高,且愈伤组织生长
状况最好。
参考文献
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树冠,增加茶芽密度。春茶前期多采谷雨茶,提前结
束春茶采摘,在上次剪口上再提高 5~10cm进行修
剪,使树冠成弧形,以利实行平面采摘。
5.3科学施肥
土壤肥力是茶树生长的物质基础,氮、磷、钾是
茶树生长的重要营养元素。据湖南省茶叶研究所长
期肥料定位试验的结果: 连续 10年平均茶叶产量
表明,氮、磷配合比单施氮肥增产 33.7%,氮、钾配
合比单施氮肥增产 10.8%,氮、磷、钾配合的增产幅
度高达 49.6%。 同时,氮、磷、钾配施可显著提高茶
叶品质成分,茶树新梢氨基酸含量(g/kg)较不施肥的
高 47.6%,较单施氮肥的提高 24.0%[4]。 氮、磷、钾配
合施用还需注意三者的用量比例,如幼年期为了迅
速形成良好的树体骨架,磷、钾的用量相对较高。采
摘茶园主要目的是促进新梢萌发生长,氮肥的用量
应适当提高,但也不是越多越好。 据调查黄金茶产
地茶园土壤比较肥沃。位于河边的茶园养分含量较
高,山坡和稻田茶园的养分含量较低,存在养分不
平衡的问题。 在施肥上应采用重施基肥,基肥与追
肥相结合;氮肥为主,氮肥与磷钾配合施的原则。茶
园肥料种类以绿肥、土杂肥、厩肥、生物有机肥、饼
肥为主;无机肥以尿素、矿物磷、钾肥、茶树专用复
合肥为主。 微肥一般根据营养诊断施用。
茶园追肥数量应考虑补充采摘鲜叶带走的养分,
还要考虑茶树树龄、土壤的吸收性能等。 幼龄茶园肥
料用量:1~2龄,施纯氮 2~3kg /666.7 m2;3~4龄,施纯
氮 3~6kg /666.7m2;5~6龄, 施纯氮 6~9kg /666.7m2。
成龄茶园施肥量按产量确定, 每 666.7m2产 100kg
鲜叶施纯氮 4~5kg, 肥料为茶树专用肥 (不含氯化
钾)。 施肥时期第一次在 3月上旬,第二次在 5月上
旬,第三次为 7月中、下旬,第四次在 9月下旬施
用,其比例为 30:20:20:30,最后一次(第 4次)与基
肥一起施用。
基肥施用农家有机肥 (厩肥、 土杂肥等),每
666.7m2施 5~10t, 另外加施菜籽饼肥 100~150kg
和追肥留下的 30%氮肥, 在行间中央开 30~40cm
深、30cm宽的沟,施入肥料后,肥土混匀再盖土。
茶树种植前施底肥。 底肥沟深 60cm, 宽 50~
60cm,一次性施入厩肥、秸杆、绿肥、土杂肥等,每
666.7m2施 5~10t,高的可达 15~20t。 茶树专用肥或
磷钾肥 50~100kg, 菜饼 100~150kg /666.7m2肥土
拌匀。并将粗纤维肥料放入底部,优质肥料放上面,
待表土下沉后移栽,茶苗移栽时期在春季植树节前
后进行为宜,科季移栽未成活的茶树,也应在春季
及时补蔸。
5.4病虫害防治
在病虫害防治方面,应以预防为主,综合防治,
把病虫害控制在发生初期,使用生物农药和植物源
农药进行点片施药,减少化学农药的使用,保持现
有的良好生态环境,充分发挥天敌的控制作用。
参考文献
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(上接第 8页)
第 37 卷12 茶 叶 通 讯