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辣蓼铁线莲根芽愈伤组织试管苗培养研究



全 文 :第 32卷 第 3期
2014年 3月
河 南 科 学
HENAN SCIENCE
Vol.32 No.3
Mar. 2014
收稿日期:2014-01-02
基金项目:辽宁省高等教育本科教学改革研究项目(201203041-4)
作者简介:王玉敏(1969-),女,辽宁阜新人,讲师,硕士,主要从事植物技术研究 .
文章编号:1004-3918(2014)03-0372-04 DOI:10.13537/j.issn.1004-3918.2014.03.014
辣蓼铁线莲根芽愈伤组织试管苗培养研究
王玉敏
(阜新高等专科学校,辽宁 阜新 123000)
摘 要:为保护辣蓼铁线莲野生药材资源,以根芽为材料,采用组织培养方法,进行了愈伤组织培养与分化、无根苗
生根培养、试管苗的移栽和定植的研究 . 结果表明:适宜的愈伤组织生长培养基是 1/2 MS+琼脂 4.5 g/L+蔗糖 40 g/L+
ZT 0.3 mg/L+2,4-D 2.5 mg/L;适宜的愈伤组织分化培养基是 MS+NAA 0.1 mg/L+AgNO30.4 mg/L+琼脂 4.8 g/L+蔗
糖 3.0%+ZT 0.8 mg/L;适宜的无根芽生根培养基是White+蔗糖 12 g/L+琼脂 5 g/L+IAA1.2 mg/L;试管苗移栽成活率
为 89.7%;定植成活率为 98.2%;定植的试管苗能保持辣蓼铁线莲全部植物学性状 .
关键词:辣蓼铁线莲;根芽;愈伤组织;试管苗
中图分类号:Q 945 文献标识码: A
The Cultivation of Root Buds’Callus Seedlings of Clemtis mandshurica
Wang Yumin
(Fuxin High College,Fuxin 123000,Liaoning China)
Abstract:In order to preserve the wild resources of Clemtis mandshurica,with the method of tissue culture,the
root bud of C. mandshurica was used as materials to do the research on callus cultivation and differentiation,
rooting of tube seedlings,transplantation and stable planting of tube seedlings. The results demonstrated that
1/2 MS+agar 4.5 g/L+sucrose 40g/L+ZT 0.3 mg/L+2,4-D 2.5 mg/L was the optimal medium for callus cultivation
and MS+NAA 0.1 mg/L+AgNO30.4 mg/L + agar 4.8 g/L + sucrose 3.0%+ZT 0.8 mg/L was the optimal medium for
callus differentiation cultivation. White+sucrose 12g/L+agar 5 g/L+IAA1.2 mg/L was the optimum medium for tube
seedlings’rooting cultivation. The transplanting survival rate of tube seedlings was 89.7% and stable planting survival
rate was 98.2%. The planted seedlings stable maintained all botany characteristics of the wild C. mandshurica.
Key words:Clemtis mandshurica; root bud; callus; tube seedlings
辣蓼铁线莲(Clemtis mandshurica)又称东北铁线莲、山辣椒秧、威灵仙等,属于毛茛科铁线莲属中的多年
生草质植物,生长于灌丛林下、林缘或山路旁 . 在我国除了内蒙古、东北和华北等地有分布外,辽宁地区的
锦州、丹东、鞍山、沈阳和大连等市地也有分布[1-2] . 辣蓼铁线莲根含白头翁素、常春藤皂苷元等等成分[3] . 根
药用,具有祛风除湿、通络止疼等功效,能治跌打损、伤脚气肿痛、痰饮积聚等疾病[2-3] . 辣蓼铁线莲不仅在我
国的分布地区少,而且数量也较少,但却是一味药用价值大的常见中草药[4] . 由于多年来的大量采收,辽宁
地区的野生辣蓼铁线莲数量迅速锐减,过去大连地区的普兰店、庄河等野生辣蓼铁线莲分布较多的区域,现
在已经很难采到,即使在山上发现了野生辣蓼铁线莲,过去成片生长的状况已经不存在,只是少量分布的单
株 . 为保护辣蓼铁线莲的野生资源,研究者以根芽为材料,先后进行了愈伤组织的培养,以及试管苗培养的
研究 . 尽管已有毛茛科铁线莲属植物相关研究的报道[5- 6],并且还有毛蕊铁线莲[7]和重瓣铁线莲组织培养研
究的报告[8],至今未见辣蓼铁线莲根芽线管研究的报道 .
2014年 3月
1 材料与方法
1.1 材料处理
2009年 6月将生长大连旅顺英歌石山坡上的辣蓼铁线莲挖会实验室,栽到花盆中 . 第二年 5月份,当
花盆中辣蓼铁线莲根芽长到长 3 cm左右时,用浓度为 4 mg/L的青霉素与浓度为 0.5 mg/L的 2,4-D溶液在
12 h内,将花盆浇透 2次,3 d后,把根部的根芽剪下,采用 75%乙醇与 0.05%HgCL3结合灭菌的方法,即可获
得无菌根芽 . 详细灭菌方法参见汪思奇对六道木[9]的研究 .
1.2 培养条件
培养条件参见陈旸升等的研究[10] .
1.3 试验方法
1.3.1 根芽愈伤组织培养 把无菌根芽切成长 0.3~0.5 cm的根芽段,接种到以 1/2 MS+琼脂 4.5 g/L+蔗糖
40 g/L+ZT 0.3 mg/L的固体培养基为基本培养基,再添加浓度范围为 0.5~3.0 mg/L、浓度梯度为 0.5 mg/L的
IAA、2,4-D、IBA 共 18种不同浓度的生长素的培养基上,进行 3种不同浓度生长素对根芽愈伤组织培养的
影响试验,并以不加生长素培养基为对照 . 试验中是把根芽段横放半插于固体培养基中的 . 培养的前 30 d
是进行暗培养,后 34 d进行光照培养 . 此试验重复 2次,每种处理用 50个根芽段为材料 .
1.3.2 根芽段愈伤组织分化培养 把在 1/2MS+琼脂 4.5 g/L+蔗糖 40 g/L+ZT 0.3 mg/L+2,4-D 2.5 mg/L培养
基上培养的嫩绿色愈伤组织,用镊子分成 0.3 cm左右的块状后,接种到以附加 NAA0.1 mg/L、AgNO3 0.4 mg/L、
琼脂 4.8 g/L、蔗糖 3.0%的 MS培养基为基本培养基,再附加浓度为 0,0.3,0.6,0.9,1.2,1.5,1.8 和 2.1 mg/L1KT、
ZT、6-BA的培养基上,前 20 d进行暗培养,之后,置于光照强度为 2800 Lx的条件下,进行浓度不同的细胞
分裂素对愈伤组织块分化生长的影响试验 . 这一试验进行了 2次重复,每处理接种 60块愈伤组织 .
1.3.3 无根芽生根培养 把生长 60~70 d的无根芽,在下部与愈伤组织接触的部位剪下,使其成为单个无根
芽后,把具有切口的下部嫩茎插入琼脂固体培养中,进行生根培养 . 生根培养的基本培养基为 White+蔗糖
12 g/L+琼脂 5 g/L,再添加浓度为 0.1,0.6,1.2,1.8,2.4和 3.0 mg/L的 ABT2号(2号生根粉)、2,4-D、IAA和
IBA 4种不同浓度的生根剂,进行浓度不同生根剂对无根芽生根的影响试验 . 此试验重复 2次,每种培养基
处理 40个无根芽 .
1.3.4 试管苗炼苗、移栽与定植 2011年 3月 15日,把生长着试管苗的培养瓶放到室外约 5000 Lx的自然
光照下继续培养 4 d,把瓶塞去掉,再炼苗 3 d,将苗从培养基中拔出,在 20~30 ℃的净水中将根部附着培养
基洗净后,在下半层为山皮土、上半层为河沙与炉灰渣各半的营养钵中进行移栽试验 . 移栽后的前 12 d,
要放到温室的遮阴处,并同时保持温度 24 ℃左右、相对湿度 80%~90%的环境条件 . 移栽试验重复 1次,
2次共移栽 320株试管苗 . 移栽 60 d后,把成活的 287株试管苗中的 284株(其他 3株因损伤死亡等),于
2011年 5月22日定植到大连英歌石的林丛下 .
2 结果
2.1 不同浓度的 3种生长素对根芽段愈伤组织培养的影响
根芽段培养 64 d观察统计,3次试验的平均结果显示,在不加生长素和加不同浓度的 IAA、IBA的 13种
培养基上培养的根芽段不能生长出愈伤组织,而在加入了不同浓度 2,4-D的 6种培养基上,培养的根芽段
均可生长出愈伤组织(见表 1). 从愈伤组织生长率、生长速度、外观颜色和长势 4项统计观察的指标看,在
附加的 2,4-D浓度为 2.5 mg/L这种培养基上的效果最理想 . 在这种培养基上,3次试验愈伤组织的平均
生长率为 95.3%、每个培养的根芽段平均生长出 1.9 g愈伤组织、并且生长的愈伤组织直观上生长旺盛,由
许多嫩绿色的颗粒组成 . 对试验过程的观察还显示,在附加的 2,4-D浓度为 2.5 mg/L这种培养基上在暗
培养到第 8 d时有的材料就开始长出愈伤组织,之后,随着愈伤组织生长率的增加,愈伤组织也不断长大,
有的在根芽段的两端切口都长出愈伤组织 . 暗培养中生长的愈伤组织为淡黄色的,转到光照培养后,愈伤
组织变为嫩绿色 . 以上结果说明:2.5 mg/L的 2,4-D是根芽段愈伤组织生长培养的理想生长素浓度 . 也
就是说适宜的辣蓼铁线莲根芽愈伤组织生长的培养基是 1/2 MS+琼脂 4.5 g/L+蔗糖 40 g/L+ZT 0.3 mg /L+
2,4-D 2.5 mg/L .
王玉敏:辣蓼铁线莲根芽愈伤组织试管苗培养研究 373- -
第 32卷 第 3期河 南 科 学
表 1 不同浓度 2,4-D对根芽段愈伤组织生长培养的影响
Tab.1 The influence of different concentration of 2,4-D for root buds’callus cultivation
注:+为长势一般;++为长势较好;+++为长势旺盛 .
2.2 浓度不同的细胞分裂素对愈伤组织块分化生长的影响
培养至 68 d时统计观察,其结果证明:在加入了不同浓度的 KT和 6-BA和无细胞分裂素的培养基上,
培养的愈伤组织块都不分化 . 而在加入了不同浓度 ZT的培养基上,有的培养愈伤组织块能分化(见表 2).
由表 2可见,在附加浓度分别为 0.9 mg/L的 LZT培养基上,分化愈伤组织块数、分化率、分化生长的无根芽
个数均为最高,并且分化无根芽长势旺 . 观察还显示,在含这种浓度的 ZT的培养基上,在无光时就可见开
始分化,当转到光照条件下培养到 5 d时,就可见培养的愈伤组织块上部生长出高约 0.2 cm的无根芽 . 之
后,随着无根芽的生长,又会在其无根芽的下部生长出多个无根芽,由于其基部连在一起,外观上为一丛无根
芽 . 培养到 68 d时,每块愈伤组织就会生长出由 3~11个、高 0.8~2.1 cm无根芽组成的丛生状无根芽 . 以上
培养结果说明:0.9 mg/L的 ZT是愈伤组织生长培养的理想细胞分裂素浓度 . 也就是说适宜的辣蓼铁线莲愈
伤组织分化培养基的培养基是MS+NAA 0.1 mg/L+AgNO3 0.4 mg/L+琼脂 4.8 g/L+蔗糖 3.0%+ZT 0.8 mg/L .
表 2 不同浓度 ZT对块状愈伤组织分化生长的影响
Tab.2 The influence of different concentration of ZT on massive callus differential growth
注:-为不生长;+为长势一般;++为长势旺盛 .
2.3 不同生根剂对无根芽生根培养的影响
在浓度不同生根剂的培养基上,培养到 35 d时详细观察统计,3次试验的结果基本一致,在含不同浓度
ABT2号、2,4-D和 IBA 3种生根剂的培养基上,培养的无根芽不生根或者基本不生根,而在含浓度不同 IAA
培养基上有的生根效果较好(见表 3,3次试验的平均结果). 由表 3显示,在含低质量浓度 0.1 mg/L IAA和
含高浓度 3.0 mg/L IAA的培养基上,培养的无根芽不生根;而在为 0.6,1.2,1.8,2.4 mg/L IAA的 4种培养基
上,均可生根生长为试管苗 . 其中在质量浓度为 1.2 mg/L的培养基上培养基上所统计观察的生根率、试管
苗平均生根数、试管苗平均高度和长势 4项指标均为最好 . 除了上述指标外,在 IAA质量浓度为 1.2 mg/L
的培养基上培养的试管苗还具有生根早、根均为白色等性状 . 以上结果说明,IAA质量浓度为 1.2 mg/L的
生根剂是无根芽生根培养的理想生根剂浓度 . 也就是说,适宜的辣蓼铁线莲无根芽生根培养的培养基是
White+蔗糖 12 g/L+琼脂 5 g/L+IAA 1.2 mg/L .
2,4-D/
(mg·L-1)
培养根芽
段个数
生长愈伤组
根芽段个数
生长率/% 每个根芽段生长愈伤
组织平均重量/g
愈伤组织
外观长势
0.5 150 46 30.7 0.3 +
1.0 150 61 40.7 0.7 +
1.5 150 99 66.0 1.4 +
2.0 150 114 76.0 1.5 ++
2.5 150 143 95.3 1.9 +++
3.0 150 106 70.6 1.3 ++
ZT/(mg·L-1) 培养愈伤
组织块数
分化出无根芽
愈伤组织块数
分化
率/%
平均分化无
根芽个数/块 无根芽长势
0 180 0 0 0 -
0.3 180 97 53.9 2.6 +
0.6 180 115 63.9 4.6 ++
0.9 180 158 87.8 5.8 ++
2.1 180 0 0 0 -
1.2 180 56 31.1 2.0 +
1.5 180 45 25.0 1.4 +
1.8 180 0 0 0 -
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2014年 3月
表 3 浓度不同 IAA对无根芽生根培养的影响
Tab.3 The influence of different concentration of IAA on cultivation of seedlings’rooting
注:IAA单位为 mg/L;试管苗平均高度单位为 cm;-为不生长;+为长势一般;++为长势旺盛 .
2.4 生根苗的移栽与定植
温室内 2次移栽的 320株试管苗,移栽后 35 d统计,共成活 287株,成活率为 89.7% .
对 284株定植 48 d后统计观察,成活了 279株,成活率为 98.2% . 定植苗翌年 8月初开花,9月中旬结
果,外观上生长旺盛,能保持野生辣蓼铁线莲全部植物学性状 .
3 讨论
在这一研究中,定植的试管苗完全保持野生辣蓼铁线莲植物学性状 . 这证明,通过根芽段的愈伤组织
技术所获得的试管苗是辣蓼铁线莲野生资源保存的一条有效途径 .
在前人的愈伤组织分化研究中,很多分化培养基都加入了 6-BA或 KT[5-6,11-12],但在本研究的根芽愈伤组
织分化试验中,出现了在加入了浓度各异的细胞分裂素 6-BA和 KT的培养基上愈伤组织不分化的现象 . 产
生这种现象是由于以下原因引起的:一是不同的植物基因型不同,不同的基因型使其在遗传上决定离体培养
的愈伤组织分化所需要的细胞分裂素不同;二是不同的实验室,培养环境和培养技术也必然存在着很多差
异,由此也会导致愈伤组织分化培养中对细胞分裂素需求的种类差异 .
参考文献:
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(编辑 郑壮丽)
IAA/
(mg·L-1)
培养无根
芽个数
生根生长为
试管苗株数
生根率
率/%
平均每株试管
苗生根条数
0.1 120 0 0 0
0.6 120 38 31.7 1.8
1.2 120 115 96.7 5.4
1.8 120 98 81.7 3.9
2.4 120 26 21.7 2.4
3.0 120 0 0 0
试管苗平
均高度
0
0.5
1.4
1.1
0.7
0
试管苗长势
-
+
++
+
+
-
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