全 文 : [收稿日期] 2012-07-25;2012-12-04修回
[基金项目] 国家转基因新品种培育重大专项子项目“转基因生物的基因删除和基因拆分技术研究”(2011ZX08010-003);贵州省高技术产
业化示范工程项目“贵州大学贵州省植物分子育种工程研究中心创新能力建设”[黔发改高技(2010)2400];贵州省植物基因
工程科技创新人才团队项目“贵州省植物基因工程科技创新人才团队”[黔科合人才团队(2011)4001]
[作者简介] 刘 洋(1978-),女,讲师,理学硕士,从事植物生物技术研究。E-mail:liuyangbun@163.com
[文章编号]1001-3601(2013)01-0010-0031-03
黑武士大叶醉鱼草茎段愈伤组织的诱导及植株再生
刘 洋1,3,赵德刚1,2,3
(1.贵州大学 生命科学学院,贵州 贵阳550025;2.贵州大学 贵州省农业生物工程重点实验室,贵州 贵阳
550025;3.贵州大学 绿色农药与农业生物工程国家重点实验室培育基地,贵州 贵阳550025)
[摘 要]为了建立黑武士大叶醉鱼草的快速繁殖与遗传育种体系,以大叶醉鱼草的茎段为外植体,研
究其离体培养及试管苗再生途径。结果表明:愈伤组织诱导的最佳培养基为 MS+2.0mg/L 2,4-D+0.2
mg/L 6-BA,诱导率为85%;愈伤组织分化的最佳培养基为 MS+2.0mg/L TDZ+0.2mg/L NAA,分化率
为80%,平均单芽数高于13个;最佳生根培养基为1/2MS+0.5mg/L IBA,生根率为78.7%,移栽成活率
为80%。
[关键词]大叶醉鱼草;茎段;愈伤组织诱导;植株再生
[中图分类号]R284.1 [文献标识码]A
Calus Induction and Shoot Regeneration from Heiwushi Buddleja davidi Stem
LIU Yang1,3,ZHAO Degang1,2,3
(1.College of Life Science,Guizhou University,Guiyang,Guizhou 550025;2.Guizhou Key Laboratory of Agro-
Bioengineering,Guizhou University,Guiyang,Guizhou550025;3.Key Laboratory of Green Pesticide and Agri-
cultural Bioengineering,Ministry of Education,Guizhou University,Guiyang,Guizhou550025,China)
Abstract:The isolated culture and tube seedling regeneration of B.davidii explants were studied to
establish a rapid propagation and genetic breeding system of Heiwushi B.davidii.The results showed
that the optimum culture media for cali induction and differentiation were MS+2.0mg/L 2,4-D+0.2
mg/L 6-BA and MS+2.0mg/L TDZ+0.2mg/L NAA with the induction rate and differentiation rate of
85%and 80%separately.The average single bud number was 13.The optimum rooting medium was 1/2
MS+0.5mg/L IBA.The rooting rate and survival rate were 78.7%and 80%respectively.
Key words:Buddleja davidii;stem;calus induction;plant regeneration
大叶醉鱼草(Buddleja davidii)为马钱科醉鱼
草属多年生灌木,花色多样,花期长达6个月,花香
浓郁,是欧美最流行的绿化树种之一。近年来,国内
各大城市广泛引种欧美大叶醉鱼草品种结果证明,
大叶醉鱼草适于我国中北部地区种植,应用前景广
阔,但采用传统方法对大叶醉鱼草进行性状改良,存
在时间长、可用基因资源有限、遗传背景狭窄等问
题。随着现代分子生物学的快速发展,基因工程作
为植物性状改良的有效措施[1]在花卉种质资源创新
和新品种培育方面得到了广泛应用,而建立高效植
株再生体系是对其进行遗传性状改良的基础。因
此,近年国内外一些研究者以醉鱼草植株的茎尖或
带芽茎节为外植体建立了植株再生和快速繁殖体
系[2-6],而对愈伤组织诱导和植株再生研究成功的报
道较少。Wenhao等[7]以大叶醉鱼草叶片和叶柄为
外植体建立了愈伤组织诱导和植株再生体系,但大
叶醉鱼草再生频率受基因型和外植体的影响较大,
特别是针对黑武士大叶醉鱼草进行愈伤组织诱导和
植株再生体系建立的研究未见报道。为此,笔者以
黑武士大叶醉鱼草的茎段为外植体材料,研究愈伤
组织诱导与植株再生体系的建立,为进一步开展大
叶醉鱼草育种与遗传性状改良奠定基础。
1 材料与方法
1.1 材料
黑武士大叶醉鱼草(Buddleja davidii)苗,购
自花卉市场。
1.2 方法
1.2.1 外植体的选择与处理 选取生长健壮的大
叶醉鱼草苗的茎段为外植体,将其切成2cm左右的
小段,用洗涤剂漂洗干净,在无菌条件下用75%酒
精浸泡30s,再用0.1%升汞溶液浸泡10min,无菌
水冲洗5~6次备用。
1.2.2 愈伤组织的诱导与继代培养 将茎段切成
2~3mm的小段,以 MS为基础培养基,添加0mg/
L、0.5mg/L、1.0mg/L、2.0mg/L、4.0mg/L的
2,4-D,0mg/L、0.2mg/L、0.5mg/L、1.0mg/L的
6-BA,0mg/L、0.5mg/L、1.0mg/L、2.0mg/L、
4.0mg/L的NAA配成不同的诱导培养基,共15个
处理,每处理植30个茎段,3次重复,培养30d统计
贵州农业科学 2013,41(1):31~33
Guizhou Agricultural Sciences
愈伤组织的诱导率,筛选最佳诱导培养基。愈伤组
织诱导率=(诱导出愈伤的外植体数/接种的外植体
数)×100%。30d后,将愈伤组织转接到新的诱导
培养基中,待其生长到一定量后,观察愈伤组织的结
构和形态。
1.2.3 分化培养 选取淡黄色疏松的愈伤组织切
成1cm×1cm左右的小块,以 MS为基础培养基,
添加0、0.2mg/L、0.5mg/L的NAA,0.05mg/L、
0.1mg/L、0.5mg/L、1.0mg/L、2.0mg/L 的
TDZ,1.0mg/L、2.0mg/L、5.0mg/L的6-BA配
成不同的分化培养基,共24个处理,每处理接种30
块愈伤组织,3次重复,培养30d观察愈伤组织的分
化情况,统计其分化率及平均单芽数。分化率=(分
化的芽数/接种的外植体数)×100%,平均单芽数=
(愈伤分化出≥1cm的芽总数/接种的外植体数)×
100%。
1.2.4 生根培养与移栽 当芽长到1cm左右,增
殖到一定数量时,以1/2MS为基础培养基,将不定
芽转接入添加0、0.1mg/L、0.25mg/L、0.5mg/L、
1.0mg/L的IBA配成的不同生根培养基中,共5
个处理,每处理30个芽,3次重复。30d后统计生
根率和平均生根数,生根率=(生根数/接种外植体
数)×100%,以筛选最佳生根培养基。
幼苗移栽时,洗净表面沾附的琼脂再移栽到装
有育苗基质的花盆中。移栽后要保持相对湿度达
80%以上,30d后统计成活率。
1.2.5 培养条件 以上基本培养基均加入30g/L
蔗糖,7g/L琼脂,pH 5.8。培养箱温度(25±2)℃,
光照强度为2 000lx,日光照16h。
2 结果与分析
2.1 不同激素配比对黑武士大叶醉鱼草茎段愈伤
组织诱导率的影响
由表1可知,添加 NAA或2,4-D激素的培养
基均能诱导出愈伤组织,但添加 NAA培养基诱导
的愈伤组织为白色致密状态,添加2,4-D培养基诱
导出的愈伤组织呈淡黄色松散状态,但无论从诱导
率还是从诱导愈伤组织的质量看,添加2,4-D培养
基诱导的愈伤组织效果均优于添加NAA培养的愈
伤组织。但无论是添加 NAA 还是2,4-D的培养
基,其激素浓度超过4.0mg/L时,诱导出的愈伤组
织在培养过程中均会严重褐化,不适于进行下一步
试验。生长素与细胞分裂素配合使用,当细胞分裂
素浓度较低时,会形成质量较高的愈伤组织(图-
A),适合进行下一步培养;但当细胞分裂素浓度较
高时,愈伤组织的诱导率明显下降,且其结构非常致
密。说明,黑武士大叶醉鱼草茎段在添加不同生长
调节剂的培养基中均可诱导出愈伤组织,但愈伤组
表1 不同激素配比培养基的黑武士大叶醉鱼草茎段
的诱导情况
Table 1 Cali induction status of B.davidii stem on
media with different hormone combination
激素种类和浓度/(mg/L)
Kind and concentration
of hormones
2,4-D 6-BA NAA
诱导率/%
Induction rate
愈伤组织的状态
Cali state
0.0 0.0 0.0 0
0.5 0.0 0.0 26.7 淡黄色,疏松,水浸状
1.0 0.0 0.0 43.3 淡黄色,疏松,水浸状
2.0 0.0 0.0 66.0 淡黄色,疏松,水浸状
4.0 0.0 0.0 88.0 褐色,疏松,水浸状
0.0 0.0 0.5 15.0 白色,致密
0.0 0.0 1.0 33.3 白色,致密
0.0 0.0 2.0 56.7 白色,致密
0.0 0.0 4.0 66.7 白色,致密
2.0 0.2 0.0 85.0 淡黄色,疏松
2.0 0.5 0.0 73.3 淡黄色,疏松
2.0 1.0 0.0 66.7 淡黄色,疏松
0.0 0.2 2.0 80.0 白色,疏松
0.0 0.5 2.0 76.6 白色,疏松
0.0 1.0 2.0 60.0 白色,疏松
A为愈伤组织,B为愈伤组织的分化,C为不定芽伸长,D为生根植株,E为移栽成活植株。
A,cali;B,cali differentiation;C,adventitious bud extending;D,rooting plant;E,survival transplanted plant.
图示 黑武士大叶醉鱼草愈伤组织的诱导与植株再生
Fig. Induction and plant regeneration of Heiwushi B.davidii cali
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贵 州 农 业 科 学
Guizhou Agricultural Sciences
织的诱导率与植物生长调节剂的种类和浓度密切相
关,高浓度的细胞分裂素不适合用于黑武士大叶醉
鱼草品种茎段愈伤组织的诱导,且植物生长调节剂的
种类和浓度对愈伤组织的诱导能力存在很大差异,诱
导的愈伤组织状态也存在很大差别,这与 Hao[7]、
Sinead Phelan等[8]报道的研究结果相似。由愈伤组
织的诱导率及其继代培养能力的结果(表1)看出,黑
武士大叶醉鱼草茎段愈伤组织诱导的最佳培养基为
MS+2.0mg/L 2,4-D+0.2mg/L 6-BA。
2.2 不同激素配比对愈伤组织分化的影响
在添加细胞分裂素的培养基中,愈伤组织均可
分化出芽(图-B),但每个外植体的分化率和分化芽
数与细胞分裂素的种类和浓度密切相关。由表2可
知,在未添加生长素的分化培养基中,随着TDZ浓
度的增加,茎段愈伤组织的分化率增高,但外植体分
化的平均单芽数却没有明显增加。说明,TDZ对黑
武士大叶醉鱼草茎段愈伤组织的分化能力明显高于
6-BA,这与Sankhla[9]等的研究结果一致。由表2
还看出,在含有TDZ细胞分裂素的培养基中,添加
适量的NAA可以显著提高愈伤组织分化的平均单
芽数,特别是添加0.2mg/L的NAA不仅可以提高
愈伤组织的分化率,而且每个外植体平均分化的单
芽数也明显增加(图-C),但 NAA为0.5mg/L时,
其分化率和每个外植体分化单芽的数量均下降。由
分化率和每个外植体分化单芽的数量及观察到的单
芽形态看出,黑武士大叶醉鱼草茎段愈伤组织分化
的最佳培养基为 MS+2.0mg/L TDZ+0.2mg/L
NAA。
表2 不同激素配比培养基的黑武士大叶醉鱼草
茎段的分化情况
Table 2 Differentiation status of B.davidii stem on
media with different hormone combination
激素的种类和浓度/(mg/L)
Kind and concentration
of hormones
NAA TDZ 6-BA
芽的诱导率/%
Shoot induction
rate
平均单芽数/个
Average number
of shoots
0.0 0.05 13.3 2.5±0.5
0.0 0.1 33.3 2.5±0.5
0.0 0.5 50.0 2.8±0.2
0.0 1.0 55.0 2.1±0.3
0.0 2.0 75.0 3.5±0.4
0.2 0.05 23.3 2.6±0.3
0.2 0.1 46.7 4.7±0.2
0.2 0.5 58.0 8.2±1.0
0.2 1.0 70.0 13.4±0.1
0.2 2.0 80.0 8.4±0.2
0.5 0.05 10.0 3.6±0.3
0.5 0.1 23.3 4.5±0.5
0.5 0.5 30.0 5.3±0.5
0.5 1.0 46.7 7.1±0.5
0.5 2.0 50.0 7.4±0.5
0 1.0 25.0 3.5±0.3
0 2.0 40.0 3.8±0.1
0 5.0 35.0 5.4±0.1
0.2 1.0 20.0 3.6±0.3
0.2 2.0 45.0 5.6±0.2
0.2 5.0 65.0 7.5±0.4
0.5 1.0 10.0 3.5±0.1
0.5 2.0 15.0 4.7±0.5
0.5 5.0 30.0 4.3±0.5
2.3 不同激素配比对再生植株生根及移栽成活率
的影响
由表3可知,黑武士大叶醉鱼草添加0.5mg/L
IBA培养基的生根率最高,为78.7%,露地移栽成
活率为80%,即再生苗(图-D、E)的最佳生根培养基
为1/2MS+0.5mg/L IBA。
表3 不同激素配比培养基的黑武士大叶醉鱼草再生芽的
生根及移栽成活率
Table 3 Rooting rate and survival rate of the shoots
of B.davidii on media with different
hormone combination
IBA/
(mg/L)
接芽数
Number of
shoots
used
生根率/%
Rooting
rate
平均生
根数/根
Average number
of roots
移栽成
活率/%
Survival
rate
0.0 30 0 0
0.1 30 3.4 1.9±0.2
0.25 30 42.0 3.2±0.3
0.5 30 78.7 7.0±0.5 80
1.0 30 50.3 5.8±0.4
3 结论与讨论
研究结果表明,以黑武士大叶醉鱼草苗茎段为
外植体,建立愈伤组织诱导的最佳培养基为 MS+
2.0mg/L 2,4-D+0.2mg/L 6-BA,诱导率达85%;
愈伤组织分化的最佳培养基为 MS+2.0mg/L
TDZ+0.2mg/L NAA,其分化率为80%,平均单
芽数高于13个;最佳生根培养基为1/2MS+0.5
mg/L IBA,生根率为78.7%,移栽成活率为80%。
[参 考 文 献]
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(责任编辑:陈 静)
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刘 洋 等 大叶醉鱼草茎段愈伤组织的诱导及植株再生
LIU Yang et al Calus Induction and Shoot Regeneration from Heiwushi Buddleja davidii Stem