全 文 ：第19 卷 第4期
1 99 1年 7月
东 北 林 业 大 学 学 报 V o l . I , N 0 . 4
J O U R N A L O F N O R T H E A S T F O R E S T R Y U N IV E R S I T Y J u l
.
19 9 1
金鱼草茎尖培养与植株再生
张教方 刘宏伟
(东北林业大学 )
辛雅芬
(吉林林校 ) (东北林业大学 )
【摘 要 】
为应用与推广金鱼草优良品种 , 以 茎尖为外植体进行组织培养 . 将其组织
放在附加 B A S . 0一 10 . 0 m g / 1, N A A O . 5 m g / 1 , G A 3 1 . o m g / l 成分的 M s 培
养基 上 , 不 定 芽的 增 殖 效 果 最好 ; 在 附 加 N A A .O 5 m g l/ , I A A O . 1一
.0 5 m g l/ 成分 的 1 / 2 M s 培养基上 生根效果最好 ; 在 M S + B A 10 m g l/ 十
N A A .0 5 m g / +l 蔗糖 3% 的培养基上生长缓慢 , 有利 于室温条件下进行种质
保存 ; 蔗糖浓度由 3% 提高到 5% , 可 以比较明显地延缓试管苗退化 .
主题词 : 金鱼草 ; 茎尖培养 ; 植株再生
金鱼草 ( A nt l’r h l’n u 川 m ia us L . ) 玄参科 , 金鱼草属 , 多年生草木 . 原产地 中海地
区 , 其品种繁多 , 应用较广 , 是世界上广泛栽培的草花之一 。
金鱼草为异花授粉植物 , 以种子为繁殖后代会发生分离 , 退化严重 . 如应用组织培
养方法对以上优良品质的金鱼草进行增殖 , 将会更有利于其优良品种的应用与推广 .
金鱼草组织培养研究最早于 197 5 年由 S a n g w a n 等进行了其叶片与茎的离体诱导 ,
产生愈伤组织及少量植株 , 但未生根 。 19 7 6 年 p a n d e . H . K 与 H a r k i s s . K . T 进行 T
金鱼 草细 胞 培 养 , 产生 了愈 伤组 织及 极少 的植 株 。 19 81 年 杨乃 博 、 19 8 6 年
H iga hs i一 K u 对金鱼 草下胚轴进行 了培养 , 获得 了愈伤组 织 、 芽和 根 . 19 8 6 年
N c w b盯 y . H . J , 1 990 年沈洁明等分别 以金 鱼草茎尖和腋芽为外植体进行诱导和 增
邀 , 均获得完整植株 , 增班效果也较好 。
本试验于 1 9 8 8 年对金鱼 草的茎尖进行离体培养 , 并以增殖的茎尖为外植体 , 对其
不定芽增殖途径及激素调节体系进行了较为系统的研究 (有关细胞分裂素与生长素的适
宜种类及配比试验另文报道 ) . 其中激素 、 生长素种类及浓度等方面的结果与以上文献
报道差别较大 .
收稿 11期: 一9 9 0 年 1 1 月 3 0 [! .
本篇女任编辑 : 郭海燕 .
第 4 期 张教方等 : 金鱼草茎尖培养与植株再生
1 材料与方法
L l 试验材料
选用试验地内植株较高类型 的金鱼草 (花色以紫红为主 , 兼有纯白 、 淡粉 、 纯
黄 ) , 取其顶芽及侧芽的尖端接种 , 当茎尖分化形成新芽时 , 则分别继代培养 , 共继代
8 次 .
1 .2 试验方法
选用 M s , B , , N ist hc , 1 / Z M s , w hi t c 为基木培养基 , 在培养的不同时期附加
不同浓度的激素 、 生长素与蔗糖 . p H 值调至 5 . 8一 .6 0 . 培养室温度白天控制在 25 ℃ ,
夜间控制在 18 ℃ . 白天补充光照 12 h , 光强为 1 50 lx . 每处理接种 15 瓶 , 每瓶接种
2一 3 个茎尖 . 继代试管苗进行茎尖染色体数口检查 .
2 结果与分析
.2 1 茎尖培养与不定芽的增殖
2
.
1
.
1 基本培养基对诱导的影响 。 试验结果表明金鱼草茎尖在低盐浓度的 N ist hc 培
养基上 , 几乎不增范 , 培养 3 周后开始变黄枯萎 ; 在中盐浓度的 B S培养基上 , 培养 2
周时 , 芽增殖约 .2 5 倍 , 但以后不再增班 ; 高盐浓度的 M S 培养基较适合金鱼草茎尖增
殖 , 在 M S 培养基上 , 茎尖生长势一直很好 , 不定芽增殖多 , 生长快 , 培养 25 d , 有
些即可转移生根 .
.2 1.2 B A 浓度对诱导 的影响 。 三次 B A 浓度试验 , 分别以 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 1 0,
20, 40 m
g l/ 的 B A 与 .0 1一 .0 s m g l/ 的 N A A 或 IA A 配 比 ,结果 B A 浓度 5二
10 m g / l
, 并附加 N A A .O 5 m g / 1. G A 3 1 . o m g / l 的增殖效果最好 (不同浓度 B A 与不同
浓度 N A A 与 I A A 的配比结果另文发表 ) . 从表 1可见 1 , 2 , 3 m g / 1三个浓度的 B A
组合没有芽的分化 , 只生长愈伤组织 ; 4 m g / 1的 B A 组合愈伤组织生长缓慢 ,有极少数
芽的增殖 ; s m g / 1的 B A 组合 , 芽增殡数量虽有增加 , 但能增殖的外植体数量很少 ,
且多是茎尖生长 , 不定芽的增殖较少 。
表 l 低浓度 B A 对茎尖分化效果的影响
B A 浓度 ( m g / l ) 外植体数 芽的增兄倍数 愈伤组织诱导率 (% )
1 0 0
.
0
1 0 0
.
0
1 0 0
.
0
9 0 0
7 1
.
4
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注 :基本培养荃 M s ; 附加 0 . 5 m g / 1N A ^ 与 1 m g / 1 G A 3 .
东 北 林 业 大 /学 学 报 第 19 卷
从表 2 可见在 5一10 m g /l 范围内随 B A 浓度的增加 , 增殖率呈上升趋势 , 但在
IOwe 4O m g / l 范围内则呈下降趋势 . 在 20 m g / 1 B A 的组合中 , 虽然一个茎尖形成的
不定芽数量也多得无法统计 , 但其不定芽的质量不如 10 m g / 1 B A 的组合 , 其募纤
细 , 芽生长缓慢且常呈玻璃状 。 当 B A 浓度达到 40 m g / l 时 , 茎尖虽有分化 , 增殖率
却很多 , 且不定芽生长极缓慢细弱 , 最终枯黄死亡 .
表 2 高浓度 B A对茎尖增殖率的影响
B A 浓度 ( m g / l ) 外植体数 增殡不定芽总数 增殖倍数
5 2 6 1 6 1 6
.
2
l 0 2 4 3 6 9 1 5
.
4
2 0 2 2
’
2 7 7 12
.
6
4 0 2 7 17 0 6
.
3
注 :基本培养基 M s ; 附加 o · 5 m g / 1 N A A 与 1 m g / 卫 G A , .
以上试验表明 , 金鱼草茎尖增殖 , 需要较高的 B A 浓度 . 当 B A 浓度低于 5 m g / 1
时 , 金鱼草只生长愈伤组织 , 不易分化芽 ; 当 B A 浓度高于 5 m g / l 时 , 愈伤组织则生
长缓慢而有利于芽的增殖 . 所以 5 m g / 1的 B A 是金鱼草分化的临界值 。 但是 , B A 超
过 10 m g / 1时芽的增殖也逐渐受到抑制 。 所以 , 金鱼草茎尖分化 , B A 的适宜浓度应
是 5一 10 m g 1/ 。 这一结果与杨乃博等人 〔 ,· .2 幻 用低浓度 B A ( 1一: m g / 1 )诱导釜鱼草
分化效果好的差异较大 。 差异原因可能与基因型 、 选材 、 培养条件等多种因素有关 , 尚
待进一步探讨 .
.2 L 3 G A 3 的 作 用 。 在 诱 导茎 尖 分 化 过 程 中发 现 , 金 鱼 草 茎 尖 在 附加
10 m g 1/ B A
,
0
.
5 m g l/ N A A 而不添加 G A 3 的培养基上 , 增殖和生长极为缓慢 , 可
连续培养半年不需转移 。 如将此茎尖移至附加有 1 m g / 1 G A 3 的同样培养基中 , 即可
恢复生长和增殖速度 . 由此可利用这一培养基进行金鱼草种质的保存 。 目前在试管内保
存植物种质的方法主要还是采用冰冻贮藏法 。 该法的缺点是由于冷冻和解冻过程可对保
存的外植体造成不同程度的伤害 , 有可能使解冻后的细胞形态发生能力降低或丧失 , 整
个植株增殖能力下降 。 而金鱼草茎尖利用 10 m g / 1 B A 与 .0 5 m g八 N A A 不添加 G A 3
的培养基 ,在室温下就可较长时间保存 , 每年只需将外植休转移两次 , 既不会出现低温
贮藏所造成的上述伤害 , 又可保存外植体的增殖能力和以后苗的长势 。 当将茎尖移至含
有 1 m g / 1 G A 3 的同样培养基中 , 就可恢复生长和增殖速度 .
.2 1 .4 不同浓度的蔗糖对茎尖增殖的影响 。 用浓度分别为 3% , 5% , 10 % 和 20 % 的
蔗糖对金鱼草第四次继代的茎尖进行培养 (培养基均为 M S + s m g / 1 B A + .0 s m g
l/ N A A + 1 m g l/ G A
3
)
。 结果芽的增殖率以 5% 的蔗糖为最高 , t 且不定芽生长粗
壮 , 形成的独立苗较多补 20 % 的蔗糖 , 芽几乎不增殖 . 在接种一个月后 , 其死亡率 ,
随着蔗糖浓度的增加而增加 , 当浓度达到 20 % 时 , 茎尖全部死亡 ` (见图 1) .
第 今期 张黔等 : 金鱼草茎尖培养与植株再生
用菊萄糖代替蔗糖 , 在接种 15 d 时观察 , 用 1 . 5% 的葡萄糖 , 芽的增殖为 .7 6 倍 ,
而用 3% 的蔗糖仅增殖 5 . 5倍 , 可见葡萄糖对金鱼草茎尖的增殖效果比蔗糖好 .
2
.
1
。
5 取材部位对诱导的影响 。 在试验条件相同的情况下 , 从植株不同部位取芽 ,
其诱导效果不同。 从金鱼草植株
门 的上 、 中 、 下三个部位取材接
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并限仙
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1 0 2 0 0 3 5 10 一丽
蔗糖浓度 (% )
图 l 蔗糖浓度对茎尖增殖的影响
种 。 结果随着取材部位的降低 ,
诱导率及增殖倍数均随之下降 ,
上部芽与下部芽的诱导率差别极
大 (见表 3) .
植株不同部位对于某一情况
或某一期望性状有着强 、 弱不同
的遗传势 . 因此 , 进行定域取
材 , 可仅凭选择取材部位便获得
最佳培育效果 . 这一方法也适宜
植物组织培养 , 上述金鱼草不同
部位芽诱导率的差异就证实了这一点 . 金鱼草植株的生长发育是靠茎 、 顶芽和侧芽 , 其
花序也着生于茎顶端 , 显示了顶端优势 . 因此 , 从植株上中部芽取材 , 再生能力强 ; 而
下部芽取材 , 再生能力弱 。 所以定域取材可减少植物组织培养工作的盲目性 , 增加器官
诱导率 , 提高经济效益 。 这在侃纯祥 (6) 的组培试验中也得到证实 。
表 3 外植体取材部位对诱导效果的影响
取材部位 外植体数 诱导率 ( % ) . 增拉倍数
上部 4 5 9 3 . 3 7 . 8
中部 4 5 8 0 . 0 6 . 1
下部 2 l 1 4 . 3 3 . 5
注 :基本培养基 M S : 附加 7 . o m曹/ 一 B A , 0 . 5 m g / 1 N A A , l . o m s / 1 G A 3 ·
.2 1 .6 继代次数与染色体数目 . 在同一类型植物材料 、 同样激素水平 、 同样培养条
件下 , 对金鱼草继代 8 次 。 结果在第五次继代培养之前 , 随继代次数的增加 , 芽的增殖
率呈上升趋势 ; 但继代第六次 , 芽的增邀率开始下降 (见图 2) , 且试管苗出现细弱
苗 、 玻璃苗等退化现象 , 生根后移栽人土也不易成活 。 这与文献 ` 3 , 试验结果相似 .
对继代 8次的试管苗进行了染色体检查 , 未发现染色体数目改变 , 与二倍体亲本一
样 , 染色体数 目均为 2n = 1 6 . 但在培养基中适当加强蔗糖含量 (加至 5% ) , 就可延缓
金鱼草试管苗的退化 . 这说明金鱼草继代试管苗的退化 , 可能主要与可溶性糖的下降有
关 , 而与遗传变异关系较小 . 当随着继代次数的增加 , 可溶性糖逐渐下降 , 以致第五代
后可溶性糖亏缺到不利于试管苗的繁殖与生长 。
.2 2 生根诱导
东 北 林 业 大 学 学 报 第 9 1卷
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Jn .b .二口 .占月任 .人,J比沃.人,曰
.,.`ó日,口,曰 |
图 2 继代培养次数对
增殖率的影响
试验表明 , 1 / Z M s 培养基 , 蔗糖浓度降至 2% ,
最有利于金鱼草生根 . 试管苗在 1 / 2 M S 上大约 10 d
左右就可生根 , 且根生长迅速 . 而在 M S 培养基上需
20 d 才能生根 , 在 W hi et 培养基上不生根 。
附加 生长素以不 同浓度 的 I A A 和 .0 5 m g / l 的
N A A 组合为好 . 这一组合不论在生根率或生根速度上
均比单独使用 N A A 效果好 , 根上着生很多根毛 , 根的
质量高 . 但不同浓度的 I A A 与 .0 5 m g l/ N A A 组合 ,
效果不如单独使用 N A A , 生根率低 , 生根速度慢 .
温度对金鱼草生根也有很大影响 . 金鱼草是比较喜
凉的植物 , 一般露地栽植 , 18 ℃左右较适合其生长 . 试
管苗同样具有这一特点 。 温度试验表明 , 在 20 ℃时 , 试管苗生根率可达 85 . 5% , 、且根
系发育好 , 须根多 , 植株生长壮 。 而 在 25 ℃与 28 ℃ 时 , 试管苗生根率低 , 分别为
60
.
1%与 30 . 7% , 根系发育不好 , 移栽时不易成活 。
.2 3 试管苗移植
移出容器一周内的试管苗很容易受到高温伤害 , 30 ℃ 以上温度持续 2一 4 h , 多数
植株死亡 ; 而在 15 ℃一 18 ℃条件下 , 小苗都能正常生长 . 所以金鱼草试管苗选用春、
秋两季进行移植为好 , 此季节用塑料棚罩保持温度的同时 , 能保持 20 ℃左右 的温度 .
试管苗移栽成活率就可达 80 % 以上 。
此外 , 具根苗移栽时 , 小苗过高也不易成活 . 移栽高度超过 10 c m 的具根苗 106
株 , 只有 5 株成活 , 其余均死亡 。 而 5一 6 c m 的具根苗 , 在温度适宜的情况下 , 成活率
可达 10 0% . 因此 , 金鱼草生根应该在丛生芽达到 1一 Z c m 时进行 , 当根系长至 .0 5一
1
.
0 c m 时 , 即可移栽人土 , 根系过长容易伤根 , 过短吸收能力弱 .
3 结论
.3 1 以茎尖为外植休进行金 鱼草组 织培养 , 在附加 B A S .0一 10 .0 m g l/ . N A A
.05 m g l/
,
G A 3 1
.
o m g l/ 的 M s 培养基上 ,不定芽的增殖效果最好 .
3
.
2 在附加 N ^ ^ 0 . 5 m g / 1, I A A O . 1一 0 . 5 m g / l 的 1 / 2 M S 培养基上生根效果最
好 .
3 .3 在 M s + B A 10 . 0 m g / +l N A A o . 5 m g / +l 蔗糖 3% 的培养基上金鱼草生长缓慢 ,有
利于室温条件下进行种质保存 。 如将此茎尖移至附加有 G A 3 1 . o o g / 1的同样培养基
中 , 即可恢复生长和增殖速度 。
1 4 蔗糖浓度由 3% 提高到 5% , 可 以比较明显地延缓试管苗退化 。
3 .5 在金鱼草植株的上中部定域取芽进行组织培养 ,其再生能力强 、 诱导率高 .
第 4 期 张教方等 : 金鱼草茎尖培养与植株再生 4 7
参 考 文 献
卜
杨乃博 . 十二种植物的试管无性繁狱 . 植物学报 . 1 9 1 8. 23 (4) : 2 84 e26 8
沈洁明 . 金鱼草的组织培养 . 植物生现学通讯 . 1990 ( 1) : 51
吴若青 . 重辨玫瑰的快速紧班 . 植物学通报 , 19 8 8 , 5 ( 4) : 2 38 e 2 3 9
柯善强等 . 植物激.素对草铭叶片不定芽形成的影响 . 武汉植物学研究 . 19 8 8 . 6 〔2)
李招文等 . 延缓黄虾花试管苗退化因素探讨 . 园艺学报 . 1989 二 16 ( 3) : 2 3 一2 36
侃纯样 . 生物全息律在植物组织培养中的应用初探 . 全息生物学研究 . 北京 : 高等教育出版社 . 1985 . 36 一
4 3
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如 e n t e d u s i n g t h e t i P o f sh o o t s a s t h e e x P la n t s . T h e r e s u l t s i n d ie a ct d t h a t t h e of rm a t i o n
o f a d v e n t i t io u s b u d s w a s b e s t o n M S m e d i u m w i t h t h e a d d i t i o n
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.
D e s e r i p t o r s : 月 n t l’r r h i n u n : m a ju s 1 . : T i s s u e e u l t u r e o f s !、 o o t一 t i P : P l a n t r e g e n e r a t i o n