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豆梨低玻璃化组培快繁技术



全 文 :李晓刚,王宏伟,杨青松,等. 豆梨低玻璃化组培快繁技术[J]. 江苏农业科学,2012,40(12) :54 - 56.
豆梨低玻璃化组培快繁技术
李晓刚,王宏伟,杨青松,蔺 经,王中华,盛宝龙,李 慧,王 宏,常有宏
(江苏省农业科学院园艺研究所,江苏南京 210014)
摘要:以豆梨的茎段为外植体进行离体繁殖体系研究,探讨 4 种基本培养基(MS、AS、NN69、WPM)及6 - BA、NAA
不同配比对豆梨组织培养增殖率的影响。试验结果表明,豆梨组培苗的适宜增殖培养基为 MS + 6 - BA 0. 6 mg /L +
NAA 0. 2 mg /L;适宜的培养方式为,在MS + 6 - BA 0. 6 mg /L + NAA 0. 2 mg /L培养基上继代 2 次后转到空白培养基继
代培养 1 次;适宜生根培养基为 1 /2MS + IBA 1. 5 mg /L。
关键词:豆梨;组织培养;快繁技术;玻璃化
中图分类号:S661. 204 + . 3 文献标志码:A 文章编号:1002 - 1302(2012)12 - 0054 - 02
收稿日期:2012 - 10 - 11
基金项目:江苏省自然科学基金(编号:BK2011674)。
作者简介:李晓刚(1976—) ,男,江苏睢宁人,博士研究生,副研究员,
主要从事果树栽培生理研究。Tel: (025)84390224;E - mail:
xiaogangli8@ yahoo. com. cn。
砧木是果树嫁接的重要基础,与果树的生产密切相关。
优良砧木的筛选具有调节树势、延长结果年限甚至调节果实
品质等作用。梨在生产中均采用嫁接繁殖,我国梨生产中以
杜梨和豆梨作为沙梨的主要砧木。豆梨是蔷薇科梨属植物,
根深而发达、耐瘠薄、抗旱、耐涝、较耐盐碱、抗腐烂病,与中国
梨嫁接亲和力强,是南方梨的主要砧木之一。本试验以豆梨
为材料,建立了豆梨的离体快繁体系,为建立豆梨的离体再生
和遗传转化研究提供了依据。
1 材料与方法
1. 1 材料
豆梨:取自江苏省农业科学院园艺研究所梨种质资源圃。
1. 2 方法
1. 2. 1 初代培养 取豆梨春梢,去叶片,用流水冲洗 1 ~ 2 h,
剪取 3 ~ 4 cm带芽茎段,在超净工作台上进行外植体消毒,先
以 75%乙醇消毒 30 s,再用 0. 1%氯化汞消毒 5 min,无菌水
漂洗 4 ~ 5 次,接种到初代培养基(MS)上进行培养。
1. 2. 2 增殖培养 (1)不同激素配比对增殖的影响。以 MS
培养基为基本培养,添加不同浓度的 6 - BA、NAA,选生长一
致的芽接种到相应培养基上进行培养,每处理接种 30 个芽,
重复 3 次,每 4 周继代 1 次,继代 3 次后,统计芽的增殖情况。
(2)基本培养基的筛选。初代培养后,选生长一致的芽,接种
于 4 种基本培养基(MS、AS、NN69、WPM)上,添加 6 - BA
0. 6 mg /L + NAA 0. 2 mg /L,筛选适宜的基本培养基,每处理
接种 30 个芽,重复 3 次。4 周后统计芽的生长情况。(3)不
同培养方式对增殖的影响。研究以下 2 种培养方式对增殖的
影响。处理 1:在 MS + 0. 6 mg /L 6 - BA + 0. 2 mg /L NAA 培
养基上连续继代 2 次,每 4 周继代 1 次,重复 2 次,统计芽的
生长情况。处理 2:在 MS +0. 6 mg /L 6 - BA +0. 2 mg /L NAA
培养基上继代 1 次后转到空白培养基继代培养 1 次,再转到
MS + 0. 6 mg /L 6 - BA +0. 2 mg /L NAA 上继代 2 次,每 4 周
继代 1 次,重复 2 次,统计芽的生长情况。
1. 2. 3 生根培养基的筛选 以 1 /2MS为生根培养基本培养
基,添加蔗糖 20 g /L 和不同浓度的 IBA(0. 5、1. 0、1. 5、
2. 0 mg /L)。以生长势一致、高约 3 cm的植株为生根材料,共
4 个处理,每处理 30 株苗,重复 2 次,30 d后统计生根情况。
以上所有培养基,灭菌前均附加蔗糖(生根培养基20 g /L、
增殖和继代培养基 30 g /L)和 5. 0 g /L 琼脂粉,pH 值 5. 8,在
121 ℃下高压灭菌 20min。培养条件为温度(24 ± 2)℃,光周
期 12 h /d,光照强度约为 2 500 lx。
1. 2. 4 数据处理 数据用 DPS软件进行差异显著性分析。
2 结果与分析
2. 1 不同激素配比对增殖的影响
由表 1 可见,随 6 - BA和 NAA 浓度升高,初代增殖培养
增殖系数呈逐步增高趋势,最高为处理 8(0. 9 mg /L 6 - BA +
0. 2 mg /L NAA) ,增殖系数达 7. 8。6 - BA 在 0. 9 mg /L 浓度
下,NAA浓度进一步升高,增殖系数又呈下降趋势。随着继代次
数的增加,增殖系数呈下降趋势,并且 6 - BA 浓度越高,下降越
明显,处理 8 继代 2 代和 3 代增殖系数分别为 2. 6 和 2. 2,比
1 代分别下降了 66. 67%和 71. 79%。连续继代培养下,处理
5(0. 6 mg /L 6 - BA +0. 2 mg /L NAA)增殖系数虽然较初代培
养有所下降,但是仍达 4. 8 和 3. 8,高于其他各处理。
从玻璃化苗比例来看,采用低浓度 6 - BA的处理,在初代
增殖培养中均没有玻璃化苗出现,在6 - BA达到0. 9 mg /L时,
有 0. 2% ~1. 3%的玻璃化苗出现。在 2次和 3次继代培养中,
玻璃化苗比例大幅提高,且激素浓度越高,玻璃化苗比例提高
越大,尤其 3次继代培养后,处理 8、处理 9 玻璃化苗比例高达
65. 8%、79. 5%。6 - BA 在 0. 3 mg /L 水平下,直到 3 次继代,
才有不足 2%的玻璃化苗出现。表明高浓度的激素水平,虽然
有利于初次增殖培养,获得较高增殖系数;但在连续继代培养
中又容易导致增殖系数的降低和大量玻璃化苗的出现。
2. 2 基本培养基对增殖的影响
不同培养基对豆梨增殖存在显著影响(表 2)。从增殖 1
代结果来看,在 AS 培养基上,豆梨的增殖系数最高,显著高
于NN69和WPM培养基的增殖系数,比NN69和WPM培养
—45— 江苏农业科学 2012 年第 40 卷第 12 期
DOI:10.15889/j.issn.1002-1302.2012.12.116
表 1 不同激素配比对豆梨组培苗增殖的影响
处理
6 - BA
(mg /L)
NAA
(mg /L)
继代 1 代 继代 2 代 继代 3 代
增殖系数 玻璃化率(%) 增殖系数 玻璃化率(%) 增殖系数 玻璃化率(%)
1 0. 3 0 2. 1 0 1. 5 0 1. 6 1. 3
2 0. 3 0. 2 3. 5 0 3. 6 0 3. 2 1. 1
3 0. 3 0. 5 3. 6 0 2. 9 0 2. 7 1. 4
4 0. 6 0 3. 6 0 3. 1 0. 6 2. 8 6. 5
5 0. 6 0. 2 5. 4 0 4. 8 1. 2 3. 8 11. 8
6 0. 6 0. 5 5. 0 0 2. 9 6. 2 2. 2 24. 9
7 0. 9 0 5. 6 0 2. 1 12. 1 1. 6 46. 6
8 0. 9 0. 2 7. 8 0. 2 2. 6 16. 8 2. 2 65. 8
9 0. 9 0. 5 6. 2 1. 3 1. 9 29. 5 1. 2 79. 5
基分别高 35%、67%;在 MS 培养基上,1 代增殖系数为 5. 4,
与 AS培养基差异不显著。增殖第 2 代,在 AS 培养基上,增
殖系数同样较 1 代降低,为 4. 7,与 MS 和 NN69 培养基上增
殖系数差异不显著,但显著高于 WPM 上的增殖系数。从组
培苗玻璃化率来看,增殖 1 代均没有玻璃化苗出现,而增殖 2
代,不同培养基间差异显著,其中 AS 上最高,达 3. 8%,显著
高于 WPM和 MS的玻璃化率,MS培养基上玻璃化率最低,仅
为 1. 2%,显著低于其他 3 种培养基的玻璃化率。表明 4 种
培养基中,MS培养基的增殖系数较高、玻璃化率最低。
表 2 基本培养基对豆梨组培苗增殖的影响
培养基
增殖 1 代 增殖 2 代
增殖系数 玻璃化率(%) 增殖系数 玻璃化率(%)
MS 5. 4a 0 4. 8a 1. 2c
AS 5. 5a 0 4. 7a 3. 8a
NN69 4. 1b 0 3. 9ab 3. 4ab
WPM 3. 3c 0 3. 0b 2. 6b
注:同列中数据后不同的小写字母表示差异显著(P < 0. 05)。
表 3、表 4 同。
2. 3 不同培养方式对增殖的影响
不同培养方式对豆梨增殖快繁存在一定的差异(表 3)。
在增殖 1 代和 2 代时,两者增殖系数差异不显著;但增殖 3 代
时,交替培养处理 2 仍然保持 5. 3 的增殖系数,显著高于正常
培养处理 1 的增殖系数,高出 39. 5%。2 种培养方式均在增
殖第 2 代出现玻璃化苗,交替培养玻璃化率在增殖第 2 代和
第 3 代仅有 0. 2%、5. 1%,显著低于单一增殖培养的玻璃
化率。
表 3 不同培养方式对豆梨组培苗增殖的影响
处理
增殖 1 代 增殖 2 代 增殖 3 代
增殖
系数
玻璃化率
(%)
增殖
系数
玻璃化率
(%)
增殖
系数
玻璃化率
(%)
处理 1 5. 4a 0 4. 8a 1. 2a 3. 8b 11. 8a
处理 2 5. 4a 0 5. 2a 0. 2b 5. 3a 5. 1b
2. 4 生根培养
IBA对豆梨组培苗的生根效果优于 NAA。IBA 诱导培养
下,IBA浓度在 1. 5 mg /L时生根率达到最高,为 86. 7%,平均
生根条数也最多,为 4. 3 条,并且须根较多。随着 IBA浓度的
进一步增大,生根率有所下降,平均生根条数只有 2. 6 条。
NAA随着浓度的升高,诱导生根率也逐步升高,在 2. 0 mg /L
时最高,为 52. 2%,平均生根条数为 3. 9 条,根较短粗(表 4)。
表 4 不同浓度 IBA、NAA对豆梨组培苗生根的影响
浓度
IBA NAA
生根率(%) 平均生根数(条) 生根状态 生根率(%) 平均生根数(条) 生根状态
0. 5 19. 8c 2. 8b 主根细而短须根少 15. 4c 1. 4c 主根较粗短无须根
1. 0 26. 5bc 3. 1ab 主根较长且须根少 20. 1c 2. 3b 主根长而粗须根少
1. 5 56. 7a 4. 3a 须根较多 38. 8b 2. 8b 主须根均较粗
2. 0 40. 6ab 2. 6b 须根较多 52. 2a 3. 9a 须根较多短粗
3 讨论
植物在生长发育期间,体内激素处于动态变化的过程,植
物生长调节剂对生长可以起到一定的调节作用。不同种类和
浓度的生长调节剂,在不同梨品种上作用有显著的区别,选择
适宜的激素和浓度,才能达到较好的增殖效果[1]。本试验
中,6 - BA 是影响豆梨组培苗增殖率的主要因子,在一定浓
度范围内,随着浓度的升高,增殖系数增大,这与杨芳等的研
究结果[2]一致。杨芳等研究秋子梨外植体诱导分化过程中
发现,6 - BA 对茎段的分化增殖影响最大,6 - BA 浓度为
2. 0 mg /L比较适宜;而在继代培养中较高浓度的 6 - BA 易使
梨外植体玻璃化[2]。本试验还发现,添加生长素时 NAA 对豆
梨的增殖效果好于 IAA,适当的激素配比不但增殖系数高,而
且植株生长健壮。庄丽娟等研究欧李试管苗的增殖系数为
4. 99[3];孙新政等用钙果4 号欧李在改良MS +6 -BA 2. 0 mg/L +
NAA 0. 02 mg /L + GA3 0. 2 mg /L 上的增殖率远高于前者,达
11. 8,但经几次继代培养后有玻璃化现象产生,有效芽变少[4]。
本试验经筛选适宜的培养基为 MS + 6 - BA 0. 6 mg /L +
NAA 0. 2 mg /L,经继代几次后,最高增殖系数可达 7. 8。
植物材料不同,基本培养基的选择也不同。桃少数品种
如红花山桃和光核桃,在 LP培养基上的生长表现最好[5],一
( 下转第 56 页)
—55—李晓刚等:豆梨低玻璃化组培快繁技术
櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄
( 上接第 55 页)
般是在 MS培养基上表现更好;在梨和多数花卉品种如野鸢
尾、直立美人樱等均是在 MS 培养基上表现更好[6 - 8]。本试
验研究验证,MS培养基是豆梨适宜的培养基。
组织培养过程中,基本培养基和不同激素种类及其配比
是植物材料能否正常生长的主要影响因素。本试验发现,将
试验材料在筛选的适宜的增殖培养基上培养,随着继代次数
的增加,前几代增殖系数呈上升趋势,继代 4 次后,有明显玻
璃化现象出现,此时苗的长势弱,叶小而发黄,芽的增长点虽
多,但增殖效果差。本试验对材料采取不同的培养方式。将
材料在适宜增殖培养基上培养 1 代后转接到 MS 空白培养基
上培养 1 代,再接到增殖培养基上培养,交替更换培养基的培
养方式使材料既能保证很高的增殖率,同时有效防止了玻璃
化现象的发生。
梨组培苗通常存在生根难的问题,不同基因型材料生根
时,所用生长素种类、浓度不同。影响不定芽生根的生长调节
物质有 NAA、IAA、IBA 等,IBA 具有诱发根原茎形成的能力,
但对根生长不利,IBA对无性系砧木 GF43 诱导生根效果好于
IAA[9 - 10]。本试验研究结果表明,IBA 对豆梨的生根效果较
好,生根率高而且须根多,生长均匀,易于移栽。豆梨的适宜
生根培养基为 1 /2MS + IBA 1. 5mg /L,生根率达 56. 7%。
参考文献:
[1]许建兰,马瑞娟,俞明亮,等. Damas 1869 李组培繁殖技术研究
[J]. 果树学报,2008,25(5) :740 - 743.
[2]杨 芳,王 忆,许雪峰,等. 秋子梨叶片植株再生研究[J]. 中
国果树,2008(3) :13 - 17.
[3]庄丽娟,苏 福. 欧李试管苗的快繁[J]. 内蒙古农业大学学报,
2005,26(1) :16 - 19.
[4]孙新政,申顺先,李庆伟,等. 钙果 4 号欧李组织培养技术研究
[J]. 果树学报,2007,24(1) :80 - 83.
[5]李佳莹,俞明亮,马瑞娟,等. 三种桃砧木的离体快繁技术研究
[J]. 江苏农业学报,2009,25(3) :635 - 639.
[6]杨青松,蔺 经,李晓刚,等. 金水 2 号梨茎段增殖培养基的筛选
[J]. 江西农业学报,2008,20(2) :38 - 40.
[7]毕晓颖,陈 晨,郑 阳,等. 野鸢尾的组织培养与快速繁殖[J].
植物生理学通讯,2009,45(10) :1007.
[8]杨军方,李大力,郑换男,等. 直立美人樱的组织培养与快速繁殖
[J]. 植物生理学通讯,2009,45(3) :275.
[9]张洪胜,牟云官,辛培刚. 苹果离体培养中试管苗玻璃化现象发
生机理的探讨[J]. 果树学报,1991,8(2) :71 - 74.
[10]Morini S. Effect of different light dark cycles on growth fruit tree
shoots cultured in vitro[J]. Advances in Horticulture Science,
1990,4(3) :163 - 166.
于 盱,梁呈元,刘 艳,等. 薄荷茎段不定芽离体诱导影响因素分析及植株再生体系的建立[J]. 江苏农业科学,2012,40(12) :56 - 59.
薄荷茎段不定芽离体诱导影响因素分析
及植株再生体系的建立
于 盱,梁呈元,刘 艳,王海棠,李维林
(江苏省中国科学院植物研究所,江苏南京 210014)
摘要:以薄荷(Mentha haplocalyx Briq.)茎段为外植体,研究激素种类与浓度、外植体位置和品种等因素对不定芽诱
导的影响,建立高再生率的薄荷离体培养植株再生体系,并确定 2 种抗生素的选择压。试验结果表明:激素种类和浓
度、外植体位置和品种对薄荷离体不定芽诱导率存在显著影响;适合薄荷离体不定芽再生最佳培养基为 MS培养基(添
加 3. 0 mg /L TDZ + 0. 2 mg /L IAA + 25%椰乳) ,最佳外植体为薄荷品种 73 - 8 的第 2 至第 4 节间茎段;潮霉素对薄荷 3
个品种73 - 8、68 - 7 和沪 - 39 的选择压分别为 4、3、2 mg /L,卡那霉素的选择压分别为 50、40、40 mg /L。
关键词:薄荷;茎段;不定芽;离体诱导;植株再生;抗生素筛选
中图分类号:S567. 235;Q943. 1 文献标志码:A 文章编号:1002 - 1302(2012)12 - 0056 - 04
收稿日期:2012 - 10 - 22
基金项目:江苏省农业科技自主创新资金[编号:CX(11)1021];江苏
省自然科学基金(编号:BK2009330、BK2010475)。
作者简介:于 盱(1984—) ,女,江苏南京人,博士研究生,主要从事
药用植物资源和育种研究。
通信作者:李维林,研究员,主要从事药用植物资源和天然产物化学
研究,E - mail:lwlcnbg@ cnbg. net;梁呈元,副研究员,主要从事药
用植物资源和育种研究,E - mail:liangcy618@ yahoo. com. cn。
薄荷(Mentha haplocalyx Briq.)为唇形科薄荷属(Men-
tha)多年生草本植物,其干燥地上部分入药,用于治疗风热感
冒、风温初起、头痛、目赤、喉痹、咽喉肿痛、口舌生疮、牙痛、荨
麻疹、风疹等[1 - 2]。薄荷茎、叶中富含挥发油,因此也被广泛
用于食品、化妆品、香料、烟草等工业生产。由于采用地下茎
无性繁殖为主要繁殖方式,长期栽培使各地薄荷生产出现严
重的品种退化、挥发油产量和质量下降等现象,使薄荷育种工
作显得极为重要与紧迫。
转基因育种是利用现代生物技术来培育转基因生物的育
种新技术,它通过将所需要的基因进行定位、分离克隆,并将
目的基因通过载体转移到目标生物中,使目的基因稳定表达,
并遗传给后代[3]。利用转基因技术培育薄荷优良新品种具
有目的基因来源广、可定向改变目标性状的优点。转基因的
方法包括基因枪法[4 - 5]、农杆菌介导法[6 - 7]、硅碳纤维漩涡介
—65— 江苏农业科学 2012 年第 40 卷第 12 期