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委陵菜嫩茎再生体系建立的研究



全 文 :委陵菜嫩茎再生体系建立的研究
凌 杰1,宁淑香2 (1.铁岭卫生职业学院,辽宁铁岭 112001;2.辽宁师范大学生命科学学院,辽宁大连 116081)
摘要 [目的]建立委陵菜再生体系技术,保护野生资源,实现人工栽培。[方法]以委陵菜嫩茎为材料,用组织培养的方法,进行愈伤组
织诱导与分化、试管苗生根、继代增殖、移栽定植的研究。[结果]愈伤组织诱导培养较适宜的培养基为:MS + 40 g /L蔗糖 + 0. 3 mg /L
6-BA +2. 8 mg /L 2,4-D;愈伤组织分化培养的合适培养基为:MS +35 g /L蔗糖 +0. 4 mg /L AgNO3 + 0. 1 mg /L NAA + 0. 8 mg /L ZT;不定
芽生根培养的较适宜培养基为 1 /3MS +15 g /L蔗糖 +0. 5 mg /L ABT +0. 2 mg /L IBA +0. 3 mg /L NAA。试管苗移栽成活率为 95. 1%,定
植成活率为 97. 8%。[结论]建立的再生体系,1株试管苗 1年能繁殖 23万株试管苗,定植的试管苗保持了野生委陵菜的植物学性状。
关键词 委陵菜;组织培养;再生体系
中图分类号 S812 文献标识码 A 文章编号 0517 -6611(2012)36 -17547 -03
The Study on Establishment of Regeneration System for Potentilla chinensis
LING Jie et al (Tieling Health Vocational College,Tieling,Liaoning 112001)
Abstract [Objective] To establish regeneration system for Potentilla chinensis,protect wild resources and realize artificial cultivation.
[Method]By using tissue culture methods,the tender stems of Potentilla chinensis were used as materials to do the research on callus induc-
tion and differentiation,rooting and transplanting of tube seedlings. [Results]The results showed that MS + sugar 40 g /L + 6-BA 0. 3 mg /L
+ 2,4-D 2. 8 mg /L and MS + sugar 35 g /L + AgNO3 0. 4 mg /L + NAA 0. 1 mg /L + ZT 0. 8 mg /L were the optimum media for callus induc-
tion and differentiation respectively. 1 /3 MS + sugar 15 g /L + ABT 0. 5 mg /L + IBA 0. 2 mg /L + NAA 0. 3 mg /L was the ideal medium for
rooting of adventitious buds,and 1 /3 MS + sugar 15 g /L + ABT 0. 5 mg /L + IAA 0. 2 mg /L was the ideal medium for rooting of subculture.
The transplanting survival rate of tube seedlings was 95. 1% and stable planting survival rate was 97. 8% . [Conclusion]The regeneration sys-
tem was established. The propagation speed of tube seedlings could be up to 230 000 per year. Colonization of plantlets maintained for all bio-
logical traits which wild plant has.
Key words Potentilla chinensis;Tissue Culture;Regeneration System
作者简介 凌杰(1966 - ) ,女,辽宁铁岭人,副教授,从事细胞生物学研
究,E-mail:nsx-567@ 163. com。
收稿日期 2012-10-22
委陵菜(Potentilla chinensis)为蔷薇科(Rosaceae)多年生
草本植物,生长于山坡、路旁或沟边,在我国的东北、华北和
西南等地区有分布[1],在辽宁省的铁岭等地也有分布[2]。委
陵菜的嫩茎、叶和根可食,也可作家畜的饲料[3],全株还可提
取栲胶和维生素[4]。委陵菜全草含槲皮素、山柰素、没食子
酸和壬二酸等成分,作中草药用,具有凉血止痢、清热解毒和
消炎止疼等功效,能治菌痢、阿米巴痢、咳嗽、吐血、便血、崩
漏、痔疮出血、带下、疮疖毒肿等疾病[4 -5]。近年来辽宁地区
的养猪专业户发现,用委陵菜的鲜草喂猪,能明显减少发病
率,提高养猪效益。由于委陵菜不仅具有重要的中药价值,
而且还能提高养猪效益,辽宁地区的人们都大量采挖药用、
饲用或出售,导致委陵菜的野生资源迅速减少,使其处入濒
危的状态。为了保护这种野生草药资源,实现栽培,研究者
对其进行了愈伤组织诱导培养与再生体系建立的研究。虽
然目前已有植物愈伤组织培养研究的报道[6 -8],并有委陵菜
属植物组织培养研究的报道[9 -11],但关于委陵菜嫩茎愈伤组
织诱导培养及再生体系建立的研究鲜有报道。为了保护这
种中草药资源,并进行栽培,笔者对委陵菜的嫩茎进行愈伤
组织培养研究,以期为建立起嫩茎再生体系提供依据。
1 材料与方法
1. 1 材料
1. 1. 1 研究对象。委陵菜嫩茎,于 2012 年 6 月中旬采自铁
岭市郊区林旁,经鉴定为蔷薇科(Rosaceae)多年生草本植物
委陵菜(Potentilla chinensis)。
1. 1. 2 主要仪器。BOXUN立式压力蒸汽灭菌器,购自上海
博迅实业有限公司医疗设备厂;SP-DJ系列水平净化工作台,
由上海浦东物理光学仪器厂生产;sartorius分析天平,购自北
京塞多斯天平有限公司[13]。
1. 1. 3 主要试剂。氯化铵,由天津市大茂化学试剂厂生产;
硫酸镁,由天津市福晨有限公司生产;硝酸钾,由天津市光复
科技发展有限公司生产;琼脂,由北京奥博星生物技术有限
公司生产;蔗糖,由沈阳新兴试剂厂生产;乙醇,由天津市富
宇精细化工有限公司生产;氯化钙,由天津博迪化工股份有
限公司生产[13]。
1. 2 方法
1. 2. 1 试材灭菌。取委陵菜嫩茎适量,切成段,放在广口瓶
中,先用自来水冲洗后,再用浓度 0. 003%的安利洗涤液摇洗
3 min,接着用蒸馏水洗涤 2 次后转移到超净工作台上,再用
浓度 70%乙醇灭菌 5 ~10 s,迅速倒掉乙醇,并用无菌水洗涤
2次,接着用浓度 0. 06%的 HgCl2 溶液表面灭菌 13 min,最后
再用无菌水漂洗 7次,即获得无菌嫩茎[12]。
1. 2. 2 培养条件。参见凌杰大丁草的研究[12]。
1. 2. 3 嫩茎愈伤组织诱导。将嫩茎切成长0. 3 cm左右的无
生长点茎段后,接种到装有以 MS + 40 g /L蔗糖 + 0. 3 mg /L
6-BA为基本培养基,附加浓度不同的 2,4-D、IBA和 NAA培
养基上,进行无生长点嫩茎对愈伤组织诱导培养试验。嫩茎
愈伤组织诱导培养试验重复 3 次,每种处理接种 100 个
材料。
1. 2. 4 嫩茎愈伤组织的分化培养。把在 MS + 40 g /L 蔗糖
+0. 3 mg /L 6-BA +2. 8 mg /L 2,4-D培养基上培养的颗粒状
愈伤组织用枪状镊子分成包括多个颗粒、直径为 0. 3 ~ 0. 4
安徽农业科学,Journal of Anhui Agri. Sci. 2012,40(36):17547 - 17549 责任编辑 石金友 责任校对 卢瑶
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2012.36.170
cm的愈伤组织块后,接种到以 MS + 35 g /L蔗糖 + 0. 4 mg /L
AgNO3 + 0. 1 mg /L NAA 为基本培养基、附加浓度分别为
0. 4、0. 8、1. 2、1. 6 和 2. 0 mg /L的 6-BA、ZT和 KT3 中细胞分
裂素的培养基上,进行不同浓度细胞分裂素对愈伤组织分化
培养影响试验。每个试验重复 3 次,每种处理接种 100 块
材料。
1. 2. 5 不定芽生根培养及生根继代增殖培养。将分化培养
的不定芽从与愈伤组织表面处剪下,接种到以 1 /3MS + 15
g /L蔗糖 +0. 5 mg /L ABT2号生根粉(下称 ABT)+0. 2 mg /L
IBA为基本培养基,附加浓度分别为 0. 1、0. 3、0. 5、0. 7和 0. 8
mg /L的 2,4-D、NAA和 IAA 3 种生长素的培养基上,进行不
同浓度的生长素对不定芽生根的影响试验。试验重复 2次,
每种培养基接种 100个不定芽。
把由不定芽在 1 /3MS + 15 g /L蔗糖 + 0. 5 mg /L ABT +
0. 2 mg /L IBA +0. 3 mg /L NAA的培养基上生根培养的试管
苗剪成具有 2个生长点且生长着 2个叶片的茎段,然后接种
到 1 /3MS +15 g /L蔗糖 +0. 5 mg /L ABT并附加浓度分别为
0. 1、0. 2、0. 3、0. 4 和 0. 5 mg /L的 NAA、IAA 培养基上,进行
试管苗的生根继代增殖培养。试验重复 2次,每种处理培养
100个茎段。在理想培养基上生根继代增殖培养 6 代,每代
接种 300个茎段。
1. 2. 6 试管苗的移栽和定植。把试管苗从培养瓶中取出,
洗净附着的培养基,一部分移栽到温室内下部为干净河沙的
营养钵中,试验重复 2次,移栽数量为 400 株;另一部分移栽
到温室内下半部为营养土的营养钵中,试验重复 2 次,移栽
数量 500株。把在营养钵中移栽成活的 850 株试管苗,于 6
月 15日一次性定植到大连市郊区的草地上,并定期观察
统计。
2 结果与分析
2. 1 不同材料对愈伤组织诱导培养的影响 培养 65 d观察
统计可知,附加不同浓度 2,4-D、NAA 的培养基上能较好的
诱导生长出愈伤组织;但从生长的愈伤组织块的长势、大小
和诱导率 3个方面看,在附加 NAA 的培养基上愈伤组织诱
导生长效果比附加不同浓度 2,4-D的差;在附加 2,4-D的培
养基上,浓度不同,其效果也不同。诱导率最高、愈伤组织生
长最快,且长势较旺盛的是出现在附加浓度为 2. 8 mg /L 2,4-
D的培养基上。对诱导培养过程的观察还看到,接种第 9 天
时,培养的嫩茎几乎没有变化。从 10 d左右开始,在附加浓
度为 2. 8 mg /L 2,4-D的培养基上可见在嫩茎切口接触培养
基的位置开始诱导生长出愈伤组织。初期生长的愈伤组织
几乎是无色的,但随着培养天数的增加,愈伤组织的诱导率
迅速增加,并且诱导生长为由许多浅嫩绿色直径为 0. 2 ~ 0. 5
cm颗粒组成的半球状愈伤组织(见图 1)。试验结果表明,
MS +40 g /L蔗糖 +0. 3 mg /L 6-BA +2. 8 mg /L 2,4-D是委陵
菜嫩茎愈伤组织诱导培养较适宜的培养基(表 1)。
2. 2 不同浓度细胞分裂素对嫩茎愈伤组织分化培养的影
响 培养 65 d观察统计可知,附加不同浓度 2,4-D、NAA 的
培养基上能较好的诱导生长出愈伤组织;但从生长的愈伤组
表 1 不同浓度的 2,4-D、IBA、NAA嫩茎愈伤组织诱导培养的影响
2,4-D
mg /L
IBA
mg /L
NAA
mg /L
诱导率
%
愈伤组织块平
均直径∥cm
长势
0 0 0 0 0 -
0. 7 0 0 41 0. 7 +
1. 4 0 0 67 1. 1 +
2. 1 0 0 89 1. 6 + +
2. 8 0 0 94 1. 8 + +
3. 5 0 0 52 1. 0 +
0 0. 7 0 0 0 -
0 1. 4 0 0 0 -
0 2. 1 0 0 0 -
0 2. 8 0 0 0 -
0 3. 5 0 0 0 -
0 0 0. 7 17 0. 3 +
0 0 1. 4 28 0. 4 +
0 0 2. 1 50 0. 6 +
0 0 2. 8 31 0. 5 +
0 0 3. 5 16 0. 2 +
注:“-”为不生长;“ +”为生长效果一般;“ + +”为生长效果佳,
下同。
图 1 颗粒状愈伤组织
织块的长势、大小和诱导率 3 个方面看,在附加 NAA的培养
基上愈伤组织诱导生长效果比附加不同浓度 2,4-D的差;在
附加 2,4-D的培养基上,浓度不同,其效果也不同。诱导率
最高、愈伤组织生长最快,且长势较旺盛的是出现在附加浓
度为 2. 8 mg /L 2,4-D的培养基上。对诱导培养过程的观察
还看到,接种第 9 天时,培养的嫩茎几乎没有变化。从 10 d
左右开始,在附加浓度为 2. 8 mg /L 2,4-D的培养基上可见在
嫩茎切口接触培养基的位置开始诱导生长出愈伤组织。初
期生长的愈伤组织几乎是无色的,但随着培养天数的增加,
愈伤组织的诱导率迅速增加,并且诱导生长为由许多浅嫩绿
色直径为 0. 2 ~ 0. 5 cm 颗粒组成的半球状愈伤组织(见图
2)。试验结果表明,MS +40 g /L蔗糖 +0. 3 mg /L 6-BA +2. 8
mg /L 2,4-D是委陵菜嫩茎愈伤组织诱导培养较适宜的培养
基(表 1)。
2. 3 不同浓度的生长素对不定芽生根的影响 培养 32 d时
观察统计可知,在附加浓度为 0. 3 mg /L NAA的培养基上不
定芽的生根效果最好。2次重复试验平均生根率为 96. 5%,
每株试管苗生根 8. 7条,具有 6. 4个叶片,茎粗 0. 2 cm,试管
84571 安徽农业科学 2012 年
苗的株高为 3. 1 ~6. 7 cm,外观上生长旺盛,无效试管苗仅占
1. 4%。试验结果表明,1 /3MS +15 g /L蔗糖 +0. 5 mg /L ABT
+0. 2 mg /L IBA +0. 3 mg /L NAA是委陵菜不定芽生根培养
的适宜培养基。
表 2 不同浓度的 6-BA、ZT、KT对愈伤组织分化培养的影响
6-BA
mg /L
ZT
mg /L
KT
mg /L
分化率
%
平均分化不
定芽个数
长势
0 0 0 0 0 -
0. 4 0 0 17 1. 8 +
0. 8 0 0 13 1. 3 +
1. 2 0 0 6 1. 3 +
1. 6 0 0 0 0 -
2. 0 0 0 0 0 -
0 0. 4 0 78 3. 1 + +
0 0. 8 0 94 5. 5 + +
0 1. 2 0 67 5. 3 +
0 1. 6 0 23 2. 6 +
0 2. 0 0 21 2. 0 +
0 0 0. 4 0 0 -
0 0 0. 8 0 0 -
0 0 1. 2 0 0 -
0 0 1. 6 0 0 -
0 0 2. 0 0 0 -
图 2 愈伤组织分化出绿色芽点
2次重复的生根继代增殖培养试验结果表明,在附加
0. 2 mg /L IAA的培养基上生根继代增殖培养的较最理想,其
平均的生根率为 98. 2%,且试管苗生长非常旺盛,几乎没有
无效苗(见图 3)。研究结果表明,1 /3MS + 15 g /L蔗糖 + 0. 5
mg /L ABT +0. 2 mg /L IAA培养基是生根继代增殖培养的理
想培养基。对 2次重复试验在这种培养基上连续继代增殖
培养 6代观察结果统计还发现,继代增殖培养的培养周期为
30 d,其繁殖系数为 2. 8,且试管苗外观上生长非常旺盛。
2. 4 试管苗移栽、定植与观察 移栽后 36 d观察统计可知,
2次共成活 856株,平均成活率为 95. 1%。定植后 48 d观察
统计可知,试管苗成活 831 株,成活率为 97. 8%。试验结果
表明,成活的试管苗群体生长整齐、旺盛、当年开花结果,保
持了野生委陵菜的植物学性状。
3 讨论
研究表明,在植物愈伤组织诱导培养中,2,4-D对愈伤组
织的作用最强[13 -14]。笔者在进行无芽嫩茎愈伤组织的诱导
图 3 生长旺盛的试管苗
试验中,研究了 2,4-D、IBA 和 NAA 等 3 种生长素对愈伤组
织诱导的影响。试验结果证明,2,4-D对无芽嫩茎愈伤组织
的诱导效果最好。虽然这个试验没有对 IAA进行比较,但在
已经试验的 3种生长素中明显地看出 2,4-D 对委陵菜嫩茎
愈伤组织的诱导作用效果最好。
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9457140卷 36期 凌 杰等 委陵菜嫩茎再生体系建立的研究