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膀胱果种子离体萌发与植株再生



全 文 : 收稿日期:2011-04-21
基金项目:四川省科技基础条件平台专项—四川省植物资源共享平台建设项目(2060503)、2008 年四川省财政厅基本科研业务费项目
作者简介:余道平(1978-),女,四川内江人,硕士,助理研究员,从事植物繁育研究。


膀胱果种子离体萌发与植株再生
余道平 1,2,3,李策宏 2,谢孔平 1,2,张国珍 1,2,3,谷海燕 1,2,3,李世丽 1,2
(1.四川省自然资源科学研究院,四川 成都 610041;2.峨眉山生物资源实验站,四川 峨眉山 614201;3.四川省生物资
源保护与可持续利用实验室,四川 成都 610041)

摘 要:以膀胱果种子为外植体,通过对基本培养基、生长调节剂配比及移栽基质的筛选,初步建立其离体培
养再生体系。结果表明,MS 培养基是较适合膀胱果种子萌芽和幼苗生长的基本培养基;诱导下胚轴脱分化成
愈伤组织的较佳培养基配方为 MS + 2,4-D 0.5 mg/L + 6-BA 0.5 mg/L;顶芽增殖培养的最佳培养基为 MS + KT
2.0 mg/L + NAA 0.2 mg/L;芽苗生根的最佳培养基为 1/2MS + NAA 1.0 mg/L;以泥炭土作为移栽基质,成活率
达 70%,且幼苗生长健壮。
关键词:膀胱果; 种子;离体萌发;再生
Doi: 10.3969/j.issn.1009-7791.2011.03.010
中图分类号:Q943.1 文献标识码:A 文章编号:1009-7791(2011)03-0036-05

In Vitro Germination and Plantlet Regeneration from Seeds
of Staphylea holocarpa
YU Dao-ping1,2,3, LI Ce-hong2, XIE Kong-ping1,2, ZHANG Guo-zhen1,2,3, GU Hai-yan1,2,3, LI Shi-li1,2
(1.Sichuan Nature Resource Institute, Chengdu 610041, Sichuan China; 2.Emei Mountain Biotic Resource Experimental
Station,Emei Mountain 614201, Sichuan China; 3.Sichuan Provincial Laboratory for Biotic Resource Protection and
Sustainable Utilization, Chengdu 610041, Sichuan China)

Abstract:With seeds of Staphylea holocarpa as explants, its regeneration system cultured in vitro
was established preliminarily through screening basic medium, growth regulator proportion and
transplantation medium. The results showed that the MS medium was one suitable basic medium for
its seeds germination and seedlings growth, the medium MS + 2,4-D 0.5mg/L + 6-BA 0.5mg/L could
induce the hypocotyl dedifferentiating into callus, and MS + KT 2.0mg/L + NAA 0.2mg/L was the
optimum medium for its terminal bud proliferation, the best medium for rooting was 1/2MS + NAA
1.0mg/L. In addition, the peat soil could be taken as transplantation medium with the survival rate
70.0%, and seedlings grew healthily.
Key words: Staphylea holocarpa; seed; in vitro germination; regeneration

膀胱果(Staphylea holocarpa)系省沽油科省沽油属的落叶小乔木,我国特有植物。其花果美观(图
1、图2),树皮富含纤维,种子榨油供制肥皂、油漆等[1-3];果实和根具有润肺止咳、祛风除湿功能[4],
是一种极具开发利用价值的野生经济植物。但是,膀胱果种子种皮坚硬,自然状态下萌发率极低,野
外罕见实生苗。一些学者曾对同属的省沽油(Staphylea bumalda)的种子繁殖技术和组织培养进行诸多
研究[5-11],但有关膀胱果组织培养的研究未见报道。因此,本试验以膀胱果种子为外植体进行组织培养
试验,完成了愈伤组织诱导、顶芽增殖、芽苗生根和炼苗移栽等程序的研究,初步建立了膀胱果离体
培养再生技术体系,为其繁育、推广以及相关生物技术研究奠定基础。

2011,40(3):36-40.
Subtropical Plant Science
第 3 期 余道平,等:膀胱果种子离体萌发与植株再生 ﹒37﹒
1 材料与方法
1.1 材料
膀胱果果实于2009年8月中旬, 采自四川省峨眉山洪椿坪—九老洞(海拔1 120~1 750 m)分布区。
果实采摘后及时带回实验室,手工剥取种子备用。
1.2 方法
1.2.1 种子处理与灭菌 种子用无菌水浸泡1 d,在超净工作台下剥除坚硬种皮,用75%酒精浸泡10 s,
无菌水冲洗一遍,再用0.1%升汞水浸泡消毒5 min,最后用无菌水冲洗3~4次,置接种盘上备用。
1.2.2 培养基筛选及培养 种子萌发的基本培养基采用1/2MS、MS、White,每处理重复3次。种子萌发
以胚根突破种皮2 mm计为萌发。
愈伤组织诱导:待膀胱果幼苗长至3~4 cm高后,将顶芽、下胚轴两部分切开;下胚轴切成0.5 cm
小段,按每瓶2~3根接入相应设计的培养基内;基本培养基为MS,添加不同浓度的2,4-D和6-BA,共9
个处理,每处理重复 3 次;顶芽增殖培养:基本培养基为MS,生长调节剂为KT、NAA,采用完全组
合设计,共8个处理,每处理重复2次。生根与壮苗培养:当芽苗生长至3~5 cm时,即从基部切割置于
MS(不添加生长调节剂)中进行壮苗培养,待植株健壮形成完全叶后,转接在以1/2MS为基本培养基、
添加不同浓度NAA的生根培养基中,每处理重复2次。
以上培养基均附加琼脂5 g/L,蔗糖35 g/L,pH 5.8~6.0,121 ℃高压灭菌15 min。培养温度为
(25±2)℃,光照强度1 500~2 000 lx,光照时间12 h/d。
1.2.3 试管苗移栽及管理 当试管苗长至6~8 cm时,把培养瓶移到自然室温下炼苗一周 ,然后用镊子
轻轻地将小苗取出,放在水中清洗根部的培养基,种植于泥炭土和河沙两种基质中。移苗后立即淋透
定根水,之后视基质干湿情况进行浇水,两个月后统计移栽成活率、总叶片数和株高。
2 结果与分析
2.1 不同基本培养基对种子萌发和幼苗生长的影响
膀胱果种子接种5 d后,种子陆续开始萌发,培养30 d后,记录种子萌发数,并观察幼苗生长情况,
结果见表1。从表1可以看出:在三种基本培养基上均能诱导种子萌发、出苗,但其种子萌发率、萌发
速度、幼苗的生长速度及幼苗形态等有所差异。在MS、1/2MS基本培养基上,种子萌发较快,分别在
第5天、第6天开始萌发,且萌发率较高,分别为90.7%、86.2%;而在1/2MS基本培养基中,膀胱果幼
苗的长势比MS基本培养基的差;在White基本培养基中,种子在第9天才开始萌发,萌发率最低,且幼
苗长势较差。从White基本培养基与MS、1/2MS基本培养基的主要成分及浓度进行对比表明,White基
本培养基的无机盐浓度很低,因此膀胱果种子在White培养基中萌发率低、幼苗长势弱。根据这三种基
本培养基对膀胱果种子发芽的试验观察及统计结果可以认为,MS培养基作为膀胱果种子萌芽的基本培
养基最为适宜,不仅萌发率高,且幼苗生长健壮(图3~图5)。
表1 不同的基本培养基对膀胱果种子萌发的影响
2.2 愈伤组织诱导
将下胚轴接种于不同浓度2,4-D、6-BA的9种培养基上,5 d后部分下胚轴的切口处开始膨大并出现
白色瘤状突起,随后形成愈伤组织,25 d后统计愈伤组织诱导率和愈伤组织生长情况(表2)。由表2可
种子萌发情况 接种30 d后幼苗生长情况 基本培养基 样本数(粒) 开始萌发时间(d) 萌芽率(%) 苗高度(cm) 生长势
MS 108 5 90.7a 5.2a 根芽齐全,苗粗壮,叶色浓绿
1/2MS 116 6 86.2b 4.8ab 根芽齐全,根较长、叶色淡绿
White 112 9 66.1c 4.5b 根细长、苗细弱,叶色淡绿
注:样本数=接种的种子数-污染数;萌芽率=萌发粒数/样本数×100%。不同小写字母表示差异达显著水平(P=0.05),表3~表5同。
第 40 卷 ﹒38﹒
知,在未添加2,4-D的培养基中,下胚轴不能诱导愈伤组织;在添加2,4-D的培养基中都能诱导出愈伤组
织,但诱导出的愈伤组织生长情况明显不同,在6-BA浓度一定时,随着2,4-D浓度的升高,愈伤组织诱
导率先升高后降低,当2,4-D用量在1.0~2.0 mg/L时,愈伤组织生长较慢,且致密、坚硬。当2,4-D浓度
固定时,随6-BA浓度的升高,愈伤组织诱导率亦是先升后降,且愈伤组织的生长势由慢变快。由表2
可见,2,4-D和6-BA用量均在1 mg/L以下时,出愈率较高,愈伤组织质地疏松,生长速度较快。综合
愈伤组织的诱导率和生长情况可以认为:MS + 2,4-D 0.5 mg/L + 6-BA 0.5 mg/L作为诱导培养基效果最
佳,可迅速获得大量质地优良的愈伤组织(图6)。
表2 不同生长调节剂浓度及配比对愈伤组织诱导的影响
生长调节剂组合及浓度(mg/L) 培养基
编号 2,4-D 6-BA
下胚轴段数
(条)
愈伤组织诱导率
(%)
愈伤组织生长情况
1 0 0.5 20 0 /
2 0.5 0 34 94.1 淡黄色、疏松、生长较慢
3 0.5 0.5 31 100 淡绿色、疏松、生长最快
4 0.5 1.0 35 85.7 淡绿色、疏松、生长较快
5 0.5 2.0 33 72.7 淡绿色、疏松、生长较快
6 1.0 0.5 28 96.4 淡黄色、致密、生长较慢
7 1.0 1.0 28 89.3 淡绿色、致密、生长较慢
8 2.0 0.5 32 87.5 淡黄色、致密且坚硬,生长缓慢
9 2.0 1.0 35 85.7 淡黄色、致密且坚硬、生长缓慢
2.3 顶芽增殖培养
顶芽转入增殖培养基中一周后开始迅速生长,10 d 后发现在顶芽切口处长出 1~2 个小白点,再经
过一周培养转变成绿色小芽,40 d 后生成较多丛生芽(图 7),50 d 后观察记录不同生长调节剂组合对
顶芽增殖的影响(表 3)。方差分析表明,KT 和 NAA 对顶芽增殖系数的影响显著,说明一定浓度的
KT 和 NAA 对顶芽增殖系数的影响较大。对 KT、NAA 各水平进行多重比较(见表 4),在 KT 各水
平间,随着 KT 浓度的升高,增殖系数先升后降,浓度为 2.0 mg/L 时的增殖系数显著高于 0.5、1.0 mg/L;
但是,当 KT 浓度达 3.0 mg/L,对芽的增殖、生长产生了抑制作用。综合考虑,以 KT 2.0 mg/L 最适宜。
总体上看,NAA 浓度为 0.2 mg/L 时的增殖系数显著高于 0.5 mg/L;NAA 浓度过高,基部会产生大量
的愈伤组织,不利于芽的增殖和芽苗生长。因此,从本试验结果可以得出,以 MS + KT 2.0 mg/L + NAA
0.2 mg/L(即 14 号培养基)作为顶芽增殖的培养基,其增殖系数最高且芽苗生长健壮。
表3 生长调节剂组合对芽增殖培养的影响
2.4 生根培养 表 4 KT、NAA 各水平的多重比较
芽苗接入生根培养基 15 d 后,有的芽苗基部开始
出现少量白色愈伤组织;25 d 时根开始长出(图 8),
35 d 统计生根率,结果见表 5。表 5 显示,不同浓度
NAA 对生根率的影响显著,其生根率随着 NAA 浓度
生长调节剂组合及浓度(mg/L) 培养基
编号 KT NAA
芽接种数
(个)
产生新芽及
原芽总数(个)
增殖
系数 芽苗生长情况
10 0.5 0.2 20 48 2.40d 叶淡绿色,芽苗生长较慢
11 0.5 0.5 21 43 2.05e 切口愈伤组织较多,芽苗矮小
12 1.0 0.2 22 68 3.09c 叶深绿且舒展好,芽苗生长中等
13 1.0 0.5 23 64 2.78c 切口愈伤组织较多,叶淡绿色
14 2.0 0.2 21 87 4.14a 叶深绿、舒展好,芽生长快且苗健壮
15 2.0 0.5 21 68 3.24c 切口有少量愈伤组织,叶卷
16 3.0 0.2 20 76 3.80b 叶卷曲、淡绿色,苗矮小
17 3.0 0.5 21 62 2.95c 叶卷曲、淡绿色,苗细弱
KT(mg/L) 增殖 系数 NAA(mg/L)
增殖
系数
0.5 2.25c
1.0 2.94bc 0.2 3.36a
2.0 3.69a
3.0 3.38ab 0.5 2.76b
第 3 期 余道平,等:膀胱果种子离体萌发与植株再生 ﹒39﹒
的增加呈现先升后降的趋势;NAA 浓度为 1.0 mg/L 时的生根率(76%)及平均生根数均最高,显著高
于其他三个处理;当 NAA 浓度达 1.5~2.0 mg/L 时,芽苗生根效果不好,培养苗的少量叶出现枯黄现
象,其原因可能是培养苗的基部切口和根的表面愈伤组织较多,影响培养苗对营养的吸收。由此得出,
适宜芽苗生根的培养基为 1/2MS + NAA 1.0 mg/L。
表5 不同浓度NAA对生根诱导的影响
NAA(mg/L) 接种苗数(个) 生根苗数(个) 生根率(%) 生根数(条/株) 根的情况
0.5 25 14 56bc 3.5b 白色,无愈伤组织
1.0 25 19 76a 4.2a 白色,无愈伤组织
1.5 25 15 60b 3.0c 黄白色,有少量愈伤组织
2.0 25 12 48c 2.8c 黄白色,有较多愈伤组织
2.5 组培苗移栽
不同基质对组培苗移栽的影响试验结果见表 6。从表 6 可见,泥炭土基质处理的膀胱果组培苗成活
率、总叶片数及株高均比沙土的高,苗生长较壮,叶片颜色深绿且有光泽。
3 讨 论
膀胱果种子存在休眠现象,其坚硬而厚实的种皮是阻碍种子萌发的重要原因,通过酸蚀和层积处
理可显著提高发芽率[12]。本试验为了提高萌发率,将种皮咬破后取出种仁进行萌发试验,使萌发率明
显提高。在植物组织培养时,选择合适的基本培养基对植物的生长至关重要[13-14],在本试验的 3 种基
本培养基中,膀胱果种子在 MS 培养基上萌发率最高,且幼苗生长健壮;而在 1/2MS、White 培养基上
萌发较慢、萌发率低,幼苗长势弱,可能是 MS 培养基含无机盐离子浓度较高,而膀胱果种子萌发和
幼苗生长可能更适于在盐分含量较高的培养基上生长。本试验还发现,用无菌播种的方法获得的材料
进行愈伤组织和丛生芽的诱导可操作性强,且不受污染的影响,大大提高了诱导率和增殖率。
生长调节剂对愈伤组织的诱导、顶芽的增殖培养及生根培养起重要作用。本试验中采用了2,4-D、
6-BA、KT和NAA四种生长调节剂组合,发现以MS + 2,4-D 0.5 mg/L + 6-BA 0.5 mg/L作为诱导培养基,
可迅速获得大量优质的愈伤组织,2,4-D在诱导愈伤组织过程中起了决定性的作用,在不加2,4-D的培养
基中,根本就无愈伤组织形成,2,4-D浓度在0.2~0.5 mg/L范围较佳,浓度过高会抑制愈伤组织生长。
MS + KT 2.0 mg/L + NAA 0.2 mg/L为顶芽的最佳增殖培养基,在诸多植物组培中,诱导产生的不定芽
数目随细胞分裂素浓度的提高而增加[15-16];本实验中也可以看出,产生的新芽数随着KT浓度的提高而
显著增加;但是当KT为3.0 mg/L时,外植体上虽也诱导出丛生芽,但芽的增殖倍数反而降低,同时有
大量的愈伤组织发生。生根培养中NAA浓度为1.0 mg/L时有利于根的诱导,浓度过高芽苗基部会产生
大量的愈伤组织,从而抑制了根的形成。在本试验中发现愈伤组织很难分化成芽,即使是有芽分化,
所形成的苗也会呈现出畸形、质脆、矮小等状态,因此,如何提高分化成苗率、减少畸形苗的发生还
有待于进一步研究。
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表 6 不同基质对试管苗移栽的影响
基质 移栽数(株) 成活率(%) 叶片数(片/株) 株高(cm)
泥炭土 50 70.0 9.14 15.5
沙土 50 58.0 5.93 11.2
第 40 卷 ﹒40﹒
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图1 膀胱果的花 图2 膀胱果的果实








图3 膀胱果种子 图4 种子萌发 图5 幼苗形成

图6 下胚轴诱导的愈伤组织 图7 顶芽的增殖培养 图8 生根培养