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猬实休眠芽快速繁殖研究



全 文 :收稿日期:2014-03-20
基金项目:郑州市科技攻关项目(074SGYS33205-2)
作者简介:邓祖丽颖(1969-),女,河南郑州人,副教授,硕士,主要从事生物技术方面的研究。E-mail:13938289841@139.com
猬实休眠芽快速繁殖研究
邓祖丽颖
(郑州幼儿师范高等专科学校,河南 郑州450000)
摘要:以珍稀植物猬实的休眠芽为外植体进行快速繁殖研究。结果表明,诱导丛生芽的最适培
养基为 MS+2.00mg/L 6-BA+0.10mg/L NAA;增殖培养最适培养基为 MS+2.00mg/L 6-
BA+0.05mg/L NAA;生根培养最适培养基为1/2MS+0.20mg/L NAA+0.30mg/L IBA+
0.01mg/L 2,4-D;生根苗移栽温室45d成活率达100%。
关键词:珍稀植物;猬实;休眠芽;离体培养;快速繁殖
中图分类号:S685.99  文献标志码:A  文章编号:1004-3268(2014)10-0099-04
Study on Rapid Propagation of Dormant Bud of
Kolkwitzia amabilis
DENGZU Li-ying
(Zhengzhou Kindergarten Normal Colege,Zhengzhou 450000,China)
Abstract:The rapid propagation system of dormant bud of endangered plant Kolkwitzia amabilis
was studied.The results showed that the optimum medium for multiple shoots induction was MS+
2.00mg/L 6-BA+0.10mg/L NAA;the optimum medium for shoot multiplication was MS+
2.00mg/L 6-BA+0.05mg/L NAA;the optimum medium for rooting cultivation was 1/2MS+
0.20mg/L NAA+0.30mg/L IBA+0.01mg/L 2,4-D;the survival rate reached 100% after
rooted shoots transferred to greenhouse for 45days.
Key words:endangered plant;Kolkwitzia amabilis;dormant bud;in vitro cultivation;rapid
propagation
  猬实(Kolkwitzia amabilis Graebn)是忍冬科
单属单种植物,也是我国三级稀有濒危物种[1]。其
树干丛生,植株紧凑,株丛姿态优美;花序紧簇,花色
艳丽,开花期正值初夏,盛开时繁花似锦;子房下位,
果实密被毛刺,形如刺猬,也因此得名猬实,是一种
极具观赏花、果价值的灌木,可用于草坪、角隅、山石
旁、亭廊附近列植或丛植,也可盆栽欣赏或作切花,
同时,猬实耐寒、耐旱、耐贫瘠土壤,对生态环境要求
不严,是一种优良的园林植物,也因此被欧美广为引
种,誉为美丽的灌木。
猬实是华北植物区系古老的残遗成分,也是
忍冬科残遗属种,起源于古北大陆南部,远在第三
纪以前即已形成和发展,成为分类上孤立、形态上
特殊的种类,因此它对于研究植物区系、古地理和
忍冬科系统发育具有较高的科学价值。猬实自然
分布于我国的山西、陕西、甘肃、河南、湖北、安徽
等地,近年来,猬实种群逐渐减少,种群退化。研
究发现,猬实种子结实率低,种子质量低劣,有性
生殖困难,是造成该物种濒危的重要原因之一。
猬实的果实有坚硬的果皮包被,胚乳中含有萌发
抑制物质,休眠特性独特,种子结实率低,有活力
的种子不足全部果实的12%,种子的平均发芽率
只有33%左右[2]。猬实在自然分布区内未见实生
苗,主要依靠根蘖繁殖,因此猬实植株间变异小,
后代与亲本具有极高相似性,竞争力下降[3]。调
查发现,猬实所处群落为旱生的灌丛或疏林带,群
落组成简单,物种多样性较低,其所处群落处于演
替的初级阶段,稳定性较差[4]。而目前猬实主要
 河南农业科学,2014,43(10):99-102
 Journal of Henan Agricultural Sciences
靠播种、扦插、分株和压条繁殖[5-6]。由于猬实的
果实有坚硬的果皮包被,休眠特性独特[7],再加上
结实率低,播种繁殖具有很大的局限性,而扦插、
分株和压条也存在季节性限制、周期长及繁殖系
数低等缺点,因此,建立猬实的离体培养及再生体
系对猬实的种群繁育和园林绿化具有重大意义。
本研究以猬实休眠芽为外植体,通过休眠芽的诱
导形成丛生芽,建立离体培养及再生体系,以期为
猬实的快速繁殖和工厂化育苗提供技术支持。
1 材料和方法
1.1 植物材料
取猬实秋季落叶枝条,剪取下部直径为0.3~
0.8cm的茎段,放于自来水管下冲洗4~5h,去除
表面污垢,然后在超静工作台上用体积分数为75%
的酒精浸泡2min,用无菌水冲洗3~5次,用质量
分数为1‰的 HgCl2 溶液浸泡12min,再用无菌水
冲洗3~5次后备用。
1.2 诱导培养
将消毒后的茎段剪切为带节小段,每段含有1个
休眠芽,接种于诱导培养基中,诱导培养基为 MS添
加2.00mg/L的6-BA与0.50、1.00mg/L 2,4-D或
0.05、0.10mg/L NAA,进行休眠芽的启动诱导培
养。培养30d时观察结果,统计丛生芽或愈伤组织
的诱导率,由诱导的丛生芽数量和接种总数计算诱
导系数。诱导率=诱导产生丛生芽或愈伤组织的外
植体数量/接种的外植体数量×100%。诱导系
数=诱导产生丛生芽数量/接种的外植体数量。
1.3 增殖培养
将诱导的丛生芽分株,接种于添加不同浓度的
6-BA与NAA的 MS培养基中,进行增殖培养,于
培养30d统计不定芽数量,计算增殖倍数。增殖倍
数=不定芽数量/接种芽数量。
1.4 生根培养
将高8~10cm的不定芽分别接种于1/2MS培
养基中,培养基中添加不同浓度的IBA、NAA或者
2,4-D,进行生根培养,于培养21d和42d统计生
根数量及生根长度,并计算生根率。生根率=生根
苗数量/接种芽数量×100%。
1.5 培养条件
所有培养条件均为温度(25±2)℃,光照强度
2 500lx,光照时间12h/d;所用培养基添加蔗糖
3g/L、琼脂8g/L,pH值5.8±0.1。
2 结果与分析
2.1 休眠芽的诱导培养
在 MS基本培养基中,不同的激素组合对猬实休
眠芽有不同的诱导效果。从表1可以看出,添加6-BA
和 NAA的组合能够诱导休眠芽形成丛生芽,2.00
mg/L 6-BA+0.10mg/L NAA 组合诱导率高达
100%,每个休眠芽平均诱导丛生芽为4.5个(图1);
2.00mg/L 6-BA+0.05mg/L NAA组合休眠芽形成
丛生芽的诱导率为85.05%,每个休眠芽平均诱导丛
生芽为3.8个;而6-BA+2,4-D组合不能诱导丛生芽
的发生,而只是在茎段切口处有少量黄绿色愈伤组
织,2.00mg/L 6-BA+0.50mg/L 2,4-D组合的愈伤
组 织 诱 导 率 为 35.23%,在 2.00 mg/L
6-BA浓度条件下,较高的2,4-D浓度可提高愈伤组
织 的 诱 导 率,2.00 mg/L 6-BA +1.00 mg/L
2,4-D组合愈伤组织的诱导率为50.46%。
表1 不同培养基对猬实休眠芽诱导丛生芽的影响
培养基 生长情况 诱导率/% 诱导系数
MS+2.00mg/L 6-BA+0.50mg/L 2,4-D 无丛生芽,有少量愈伤组织 35.23  0
MS+2.00mg/L 6-BA+1.00mg/L 2,4-D 无丛生芽,有少量愈伤组织 50.46  0
MS+2.00mg/L 6-BA+0.05mg/L NAA 无愈伤组织,有丛生芽 85.05  3.8
MS+2.00mg/L 6-BA+0.10mg/L NAA 无愈伤组织,有丛生芽 100  4.5
图1 猬实休眠芽诱导出的丛生芽
2.2 不定芽的增殖培养
在丛生芽生长到2cm左右时,切去茎段两端死
亡的部分外植体,并将丛生芽切割为单芽,接种到增
殖培养基中。结果表明(表2),6-BA能够促进猬实不
定芽的增殖,MS+2.00mg/L 6-BA培养基中不定芽
增殖倍数为3.40,同时NAA对6-BA的增殖效果具
有明显的增强作用,MS+2.00mg/L 6-BA+0.05
mg/L NAA培养基中不定芽的增殖倍数为8.22(图
001 河南农业科学 第43卷 
2);而当降低6-BA的浓度,增加NAA的浓度时,增
殖倍数明显下降,MS+1.00mg/L 6-BA+0.10mg/L
NAA培养基中不定芽的增殖倍数为6.43;当6-BA
和NAA的浓度继续减少,MS+0.50mg/L 6-BA+
0.05mg/L NAA培养基中猬实不定芽没有增殖。
表2 不同培养基对猬实不定芽增殖的影响
培养基 增殖倍数
MS+2.00mg/L 6-BA  3.40
MS+2.00mg/L 6-BA+0.05mg/L NAA  8.22
MS+1.00mg/L 6-BA+0.10mg/L NAA  6.43
MS+0.50mg/L 6-BA+0.05mg/L NAA  0
图2 猬实不定芽的增殖培养
2.3 不定芽的生根培养
将株高6~8cm的不定芽分株,接种于3种生根
培养基中,观察发现(表3),1/2MS+0.20mg/L IBA
培养基在一定程度上能够促进猬实不定芽生根,培养
3周时,生根率为100%,不定根约5.2条,长约
2.1cm,培养6周时,不定根数目没有增加,长度明显
增长至12cm;1/2MS+0.20mg/L NAA培养基没有
诱导生根,培养6周时生根率为0;而在1/2MS+
0.20mg/L NAA+0.30 mg/L IBA+0.01 mg/L
2,4-D培养中,生根率也为100%,培养3周时,不
定根为10.6条,长1.2cm;培养6周时,不定根数
目大大增加至40.3条,长度为10.8cm(图3)。表
明IBA具有促进猬实不定芽生根的功能,而 NAA
不具有此功能,当IBA配合低浓度的2,4-D时生
根效果更为明显。
将生根培养后得到的再生苗进行练苗,(25±2)℃
下生长3~5d;然后用流水洗去再生苗根部的培养
基,将其移栽到消毒的栽培基质(泥炭土∶蛭石=
2∶1)中培养,45d后成活率达100%。
表3 不同培养基对猬实不定芽生根的影响
培养基 生根率/%
根数/条
21d 42d
根长/cm
21d 42d
1/2MS+0.50mg/L IBA  100  5.2  5.4  2.1  12
1/2MS+0.20mg/L NAA  0  0  0  0  0
1/2MS+0.20mg/L NAA+0.30mg/L
IBA+0.01mg/L2,4-D
100  10.6  40.3  1.2  10.8
图3 猬实不定芽的生根培养
3 讨论
植物离体组织培养及再生技术已经成为一种快
速而简便的快速繁殖方法,目前已经广泛应用于濒
危物种、花卉、中药材等植物材料的大量获得[8-10]。
对于猬实这种濒危植物,其离体培养及再生体系方
面的研究甚少,扆铁梅等以猬实下胚轴为试验材料,
进行愈伤组织和器官分化研究,提出了6-BA 1~
3mg/L和NAA 0.1~0.2mg/L配合下能诱导猬实
下胚轴愈伤组织分化成芽;0.2mg/L NAA或IBA可
诱导无根苗生根[11],但并没有建立离体培养的快繁
体系。本研究利用猬实茎段上的休眠芽为外植体进
行离体培养,可以打破季节的限制,随时取得猬实的
离体器官,诱导产生大量丛生芽,再将丛生芽分株增
殖培养,直到形成丛生苗和生根苗,大大缩短了繁殖
周期,快速获得再生植株。
一般来说,植物的活动芽和休眠芽都受植物内
源激素的调控,在一定环境条件下,植物内源激素能
够精确调控和诱导芽的发育,形成单生腋芽,而当外
源激素打破植物内部的激素平衡,就会诱导芽形成丛
生芽。因此合适的激素组合及浓度配比对植物离体
培养非常重要。在本研究中发现,6-BA与2,4-D的
激素组合能够诱导愈伤组织的形成,而6-BA和NAA
的组合能够诱导休眠芽形成丛生芽;在2mg/L 6-BA
浓度条件下,较高的2,4-D浓度有利于愈伤组织的诱
导,而较高的NAA浓度有利于丛生芽的诱导;但是,
本试验中诱导的愈伤组织疏松、黄绿色,培养后很快
褐化死亡。在增殖培养中发现,6-BA对猬实不定芽
101 第10期 邓祖丽颖:猬实休眠芽快速繁殖研究
的增殖起重要作用,在一定的6-BA浓度条件下,添
加NAA能够促进增殖,而当6-BA浓度降低时,即
使增加NAA的浓度,其增殖倍数也下降。在生根
培养中,IBA具有一定的生根作用,而当配合一定浓
度的NAA和2,4-D时,对不定根的数量和长度都
有明显的促进作用。
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45-47.
(上接第98页)
4.7 花期调控
4.7.1 温度管理 保持昼温25~28℃左右、夜温
18~20℃、温差6~8℃进行低温诱导。当花梗长
到10cm左右时,适当增加温度,缩短蝴蝶兰孕育花
苞的时间。
4.7.2 光照管理 在蝴蝶兰花芽分化时期要保持
充足的光照(一般控制在20 000~25 000lx),否则
容易造成抽梗率降低,花梗增长缓慢,花期延迟。
4.7.3 湿度管理 在湿度较高的环境下,蝴蝶兰暴
露在外的根、茎、叶均可以吸收空气中的水分。所以
蝴蝶兰种植温室空气相对湿度一般控制在60%~
80%。浇水时不能喷洒到花朵上。
4.7.4 水肥管理 根据蝴蝶兰气生根的特性和根
系的向地性、向水性及向气性等特点,结合基质的保
肥、持水能力,充分利用基质中微管水的作用,科学
地进行蝴蝶兰的水肥管理。催花之前,换施高磷钾
肥,并辅以叶面肥 KH2PO4 喷施,以提高植株体内
C/N值,促进花芽分化和以后的花朵着色。花芽分
化结束后适当增加氮肥比例,花梗基本停止生长、第
1朵花即将开放时,停止施肥,靠体内的养分供应其
开花所需。
4.7.5 通风管理 蝴蝶兰植株的呼吸作用、光合作
用以及病虫害的防治都依赖于良好的通风管理。可
开启窗户、启动排风扇,或在室内安装循环风机。寒
冷的冬天,室内外温差较大,换气时不要将冷风直接
吹向植株,且风速尽量缓和。
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