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长柄紫果槭愈伤组织培养研究



全 文 :书江西农业学报 2013,25(7) :34 ~ 36
Acta Agriculturae Jiangxi
长柄紫果槭愈伤组织培养研究
彭玉辅1,2,管帮富1,2* ,俞燕芳2,彭火辉1,2,彭 华1,2,陈华玲1,2
收稿日期:2013 - 03 - 14
基金项目:科技部农业成果转化资金项目(2012GB2C500236)。
作者简介:彭玉辅(1984─) ,男,江西九江人,研究实习员,硕士,主要从事植物组织培养研究工作。* 通讯作者:管帮富。
(1. 江西金乔园林有限公司,江西 南昌 330203;2. 江西省蚕桑茶叶研究所,江西 南昌 330203)
摘 要:对长柄紫果槭的嫩茎、叶柄和叶片进行愈伤组织的诱导研究,结果表明各个外植体诱导愈伤组织的难易程度
为嫩茎 >叶柄 >叶片; 6 月份采摘的外植体分化能力强,褐化少,染菌率低,最适合诱导愈伤组织; MS + 6 - BA 1. 0 mg /L +
NAA 0. 3 mg /L组合诱导愈伤组织诱导率为 63%,诱导出的愈伤组织结构致密; MS + 6 - BA 1. 0 mg /L + NAA 0. 2 mg /L + KT
1. 0 mg /L组合的继代培养基,增殖系数达到 2. 9。
关键词:长柄紫果槭; 愈伤组织; 外植体; 组织培养
中图分类号:Q813. 1 文献标志码:A 文章编号:1001 - 8581( 2013) 07 - 0034 - 03
Research on Callus Culture of Acer cordatum var. subtrinervium
PENG Yu - fu1,2,GUAN Bang - fu1,2* ,YU Yan - fang2,PENG Huo - hui1,2,PENG Hua1,2,CHEN Hua - ling1,2
( 1. Jinqiao Gardens Limited Company in Jiangxi Province,Nanchang 330203,China;
2. Jiangxi Sericulture and Tea Research Institute,Nanchang 330203,China)
Abstract: In this experiment,various explants ( tender stem,leafstalk and leaf) derived from Acer cordatum var. subtrinervium
were used to induce callus. The results showed that the tender stem was the best ( easiest) explant for the inducement of callus,fol-
lowed by leafstalk and leaf. The explants picked in June had strong differentiation ability,less browning and low polluted rate,and
were most suitable for the callus inducement. The inducement rate of callus in MS + 6 - BA 1. 0 mg /L + NAA 0. 3 mg /L was 63%,
and the induced callus had dense structure. In the subculture medium combination MS + 6 - BA 1. 0 mg /L + NAA 0. 2 mg /L + KT
1. 0 mg /L,the proliferation coefficient reached 2. 9.
Key words: Acer cordatum var. subtrinervium; Callus; Explant; Tissue culture
长柄紫果槭(Acer cordatum var. subtrinervium)为槭
树科槭树属,与原种的区别:叶柄较长,长达 1. 5 ~ 3. 5
cm,叶片比较长而狭窄,基部生出的一对侧脉常较短,
翅果较大,长 2. 5 ~ 3. 0 cm。张开成钝角,果期 9 月,是
优良的园林观赏树种。
国内外对长柄紫果槭的种质资源、生长发育规律
及繁殖技术有很少的报道。目前仅有对复叶槭[1]、白
皮槭[2]和红翅槭[3]等少量槭树品种愈伤组织研究报
道,然而利用长柄紫果槭外植体组织快繁技术研究未
见报道,该试验以江西地区长柄紫果槭作为外植体,对
其组织培养过程茎段、叶柄和叶的诱导愈伤组织、增殖
和诱导生芽等技术进行了研究,为我国园林植物栽培、
育种及应用提供理论基础,这对指导我国园林树种的
栽培及应用都具有重大意义,且应用前景广阔。
1 材料与方法
1. 1 试验材料 以长柄紫果槭的嫩枝、叶柄和嫩叶为
外植体培育长柄紫果槭愈伤组织,外植体采摘自江西
金乔园林有限公司景观植物研究所苗圃。
1. 2 试验方法
1. 2. 1 不同时间采摘外植体 为了减少长柄紫果槭
外植体在培养过程中出现的褐化和染菌等问题,分别
采摘 4、6、8 和 10 月份的长柄紫果槭嫩茎、叶柄和叶片
等外植体。为培育出高效的愈伤组织提供参考。
1. 2. 2 外植体消毒 将采摘的外植体剪成小块或小
片,用自来水冲洗 3 h,在无菌操作下用 75%酒精中浸
泡 45 s,在浸泡过程中不断地用镊子搅动外植体,浸泡
完成后用无菌水冲洗 3 次,每次 1 min;然后用 0. 1%升
汞溶液灭菌 10 min,同样间断地用镊子搅动外植体,灭
菌完毕后用无菌水冲洗 3 次,每次 1 min,即获得无菌
材料。然后将外植体用无菌滤纸吸干水分,分别将嫩
茎、叶柄两端切除,留下 0. 5 cm 左右的小段作为外植
体,以备接种;叶片也要切除边缘叶片,切成 0. 5 cm ×
0. 5 cm的小片段作为外植体,以备接种。
1. 2. 3 愈伤组织的诱导 以 MS 和 B5 培养基作为基
本培养基,蔗糖 30 g /L,琼脂 9 g /L,pH为 5. 8 ~ 6. 0,附
加 6 - BA、NAA、KT不同浓度的植物激素,每个处理 30
瓶,每瓶接种 1 个外植体,放到培养室中进行培养。培
养条件均为:光照 2500 lx,培养温度设置在 25 ℃,光照
时间为 12 h /d。接种后进行比较,选出长柄紫果槭外
植体愈伤组织诱导率最高的培养基。每天观察,发现
污染培养基及时取出。30 d后计算每瓶中愈伤组织的
生长情况。
2 结果与分析
2. 1 不同时间选择的外植体对褐化、分化和染菌的影
响 分别采摘 4、6、8 和 10 月份的外植体培育的长柄
紫果槭愈伤组织结果表明,在 6 月份采摘的外植体分
化能力强,褐化少,染菌率低,最适合诱导愈伤组织。
2. 2 不同激素浓度组合对不同外植体愈伤组织诱导
的影响 为了确定诱导长柄紫果槭愈伤组织的最适外
植体,分别以叶柄、叶片和嫩茎为培养物,采用 MS为基
本培养基,不同激素浓度组合为诱导培养基进行愈伤
组织诱导。由表 1 可以看出,不同的外植体诱导愈伤
组织的诱导率存在差异,嫩茎诱导愈伤组织最高诱导
率为 43%;叶柄诱导愈伤组织最高诱导率为 12%;叶
片诱导愈伤组织最高诱导率为 7%。因此,外植体诱导
愈伤组织的难易程度为嫩茎 >叶柄 >叶片。诱导嫩茎
最适激素组合为 MS +6 - BA 0. 5 mg /L + NAA 0. 1 mg /
L。嫩茎诱导愈伤组织最适 NAA 浓度在 0. 1 ~ 0. 5 之
间,嫩茎诱导愈伤组织最适 KT浓度在 0. 5 ~ 2. 0 之间。
表 1 不同激素浓度组合对不同外植体
愈伤组织诱导的影响 %
激素组合
外植体
类型
x的浓度
0 0. 1 0. 5 1. 0 1. 5 2. 0
6 - BA 0. 5 mg /L 嫩茎 5 43 33 30 24 25
+ NAA x 叶柄 3 12 6 5 6 4
叶片 2 4 7 5 2 3
6 - BA 0. 5 mg /L 嫩茎 6 20 33 28 21 22
+ KT x 叶柄 4 11 5 4 6 5
叶片 2 5 6 4 3 3
NAA 0. 1 mg /L 嫩茎 4 20 30 27 26 28
+ KT x 叶柄 2 10 8 7 6 8
叶片 3 4 6 5 4 5
注:表中 x的浓度单位为 mg /L。
2. 3 不同激素配比对愈伤组织诱导的影响 在确定
合适的外植体后,需选择合适的激素配比,找出形成愈
伤组织的最适培养基。以嫩茎为外植体,以 6 - BA 0. 5
mg /L + NAA 0. 1 mg /L 为对照,分别以 MS 和 B5 为基
础培养基,设计了 6 - BA、NAA 两种激素,3 个水平试
验,结果如表 2、表 3。
综合分析,与 B5 基本培养基相比,MS 基本培养基
更易诱导愈伤组织,MS + 6 - BA 1. 0 mg /L + NAA 0. 3
mg /L组合诱导愈伤组织最佳,愈伤组织的结构致密,
呈绿色或浅绿色。当 6 - BA浓度为 1. 0 mg /L时,随着
NAA浓度的增加,愈伤组织膨胀速度减慢,愈伤组织诱
导率降低。试验观察发现,嫩茎接种到培养基的第 3
天,有部分嫩茎附近的培养基呈黑褐色,此时应当及时
将嫩茎接种到新的培养基中,避免褐化死亡。培养至 5
d左右,愈伤组织会在嫩茎的两端出现,并且渐渐变大。
随着愈伤组织的膨大,愈伤组织的周边会慢慢变成黑
褐色,说明该愈伤组织需要及时转入新的培养基中。
表 2 以MS为培养基不同激素配比对茎段
愈伤组织的诱导情况
序号
激素配比 /(mg /L)
6 - BA NAA
调查茎
段 /块
愈伤组
织 /块
愈伤组织
诱导率 /%
1(CK) 0. 5 0. 1 30 14. 0 46. 0
2 0. 5 0. 3 30 16. 0 53. 0
3 0. 5 0. 6 30 12. 0 40. 0
4 0. 5 1. 2 30 11. 0 36. 0
5 1. 0 0. 3 30 19. 0 63. 0
6 1. 0 0. 6 30 16. 0 53. 0
7 1. 0 1. 2 30 12. 0 40. 0
8 1. 5 0. 3 30 9. 0 30. 0
9 1. 5 0. 6 30 10. 0 33. 0
10 1. 5 1. 2 30 7. 0 23. 0
平均 30 12. 6 41. 7
表 3 以 B5 为培养基不同激素配比对
茎段愈伤组织的诱导情况
外植体
激素配比 /(mg /L)
6 - BA NAA
调查茎
段 /块
愈伤组
织 /块
愈伤组织
诱导率 /%
1(CK) 0. 5 0. 1 30 12. 0 40. 0
2 0. 5 0. 3 30 13. 0 43. 0
3 0. 5 0. 6 30 9. 0 30. 0
4 0. 5 1. 2 30 10. 0 33. 0
5 1. 0 0. 3 30 8. 0 26. 0
6 1. 0 0. 6 30 8. 0 26. 0
7 1. 0 1. 2 30 7. 0 23. 0
8 1. 5 0. 3 30 15. 0 50. 0
9 1. 5 0. 6 30 12. 0 40. 0
10 1. 5 1. 2 30 9. 0 30. 0
平均 30 10. 3 34. 1
2. 4 长柄紫果槭愈伤组织的继代培养 由表 4 表明,
以 MS + 6 - BA 1. 0 mg /L + NAA 0. 2 mg /L + KT 1. 0
mg /L组合的培养基,增殖系数最大可达到 2. 9,该培养
基为最适增殖愈伤组织的培养基。
表 4 长柄紫果槭愈伤组织的继代培养情况
继代培养基
用于继
代愈伤
质量 / g
继代后成
活愈伤
质量 / g
组织
增殖
系数
MS +6 - BA 0. 5 + NAA 0. 1 + KT 0. 5 1. 0 2. 1 2. 1
MS + 6 - BA 0. 5 + NAA 0. 2 + KT 1. 0 1. 2 2. 2 1. 8
MS + 6 - BA 0. 5 + NAA 0. 2 + KT 2. 0 1. 3 1. 9 1. 4
MS + 6 - BA 1. 0 + NAA 0. 1 + KT 0. 5 1. 1 1. 8 1. 6
MS + 6 - BA 1. 0 + NAA 0. 2 + KT 1. 0 1. 1 3. 2 2. 9
MS + 6 - BA 1. 0 + NAA 0. 2 + KT 2. 0 1. 2 2. 2 1. 8
MS + 6 - BA 1. 5 + NAA 0. 1 + KT 0. 5 1. 0 2. 2 2. 2
MS + 6 - BA 1. 5 + NAA 0. 2 + KT 1. 0 1. 3 2. 0 1. 5
MS + 6 - BA 1. 5 + NAA 0. 2 + KT 2. 0 0. 9 1. 6 1. 7
537 期 彭玉辅等:长柄紫果槭愈伤组织培养研究
3 结论与讨论
从试验结果中可以得出:长柄紫果槭外植体诱导
愈伤组织的难易程度为幼嫩茎 >叶柄 >叶片,6 月份采
摘的外植体更易诱导愈伤组织;诱导愈伤组织的最佳
培养基配方:MS + 6 - BA 1. 0 mg /L + NAA 0. 3 mg /L,
愈伤组织诱导率为 63%;最佳继代增殖培养基的配方:
MS +6 - BA 1. 0 mg /L + NAA 0. 2 mg /L + 2,4 - D 1. 0
mg /L,增殖系数可达 2. 9。
目前,国内外已有许多植物组织培养的相关研究
报道,但新优景观树种长柄紫果槭组织培养的研究未
见报道。该研究以长柄紫果槭的叶片、嫩茎和叶柄为
材料,成功地建立起长柄紫果槭组织培养愈伤组织的
技术体系,为其快速繁殖提供技术参考。长柄紫果槭
种子繁殖和扦插成活率低,繁殖速度慢,利用组织培养
技术可以在短时间内得到大量整齐的、优质的小苗,且
不受外界条件的限制。虽然该试验在长柄紫果槭的愈
伤组织诱导上取得了一定的突破,但是如何将愈伤组
织诱导不定芽的问题还有待研究。
在植物组织培养过程中,外植体的褐化和染菌问
题是导致培养失败的主要原因,外植体的选择和处理
对褐化有较大影响。Chever 等分析了欧洲栗的酚类含
量的变化,结果表明,幼龄材料酚类化合物含量少,而
成龄材料比较多[4]。从试验来看,不同月份采摘的外
植体褐化程度不同,主要是材料本身的生理状态不同,
6 月份长柄紫果槭生长旺盛,酚类化合物含量少,所取
的外植体诱导愈伤组织褐化程度相对较低。采摘试材
的嫩茎容易诱导出愈伤组织,这可能与该部位的细胞
相对生命力比较强,存在着居间分生组织,细胞年轻化
有关系[5]。
不同树种,不同外植体培养所要求的基本培养基
均有差异。高国训研究发现,盐浓度过高会导致外植
体褐变[6]。培养基中的氮源除了供给培养物氮素营养
外,还原态氮还具有促进细胞分裂的作用,硝态氮具有
抑制细胞分裂的作用。Kaplnaa 认为,培养基中高浓度
NH4NO3 对植株再生是必需的,甚至能代替植物生长调
节剂[7]。
激素浓度、种类及不同组合对外植体的诱导和分
化起着重要的作用。当浓度过低时,生长缓慢;浓度过
高时,生长完全受抑制。研究发现,6 - BA 对愈伤组织
和芽的增殖效果比其他细胞分裂素的效果要好[8 - 9]。
据分析,BA诱导芽分化的机理是该激素使植物体的代
谢能力加强,进一步诱导组织内天然激素的产生,进而
通过天然激素诱导器官发生。现有许多植物在附加 6
- BA的培养基上得到了较多的再生不定芽,建立了较
为完善的组织培养再生体系[10 - 12]。
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( 责任编辑:许晶晶)
63 江 西 农 业 学 报 25 卷