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老虎须的组织培养与植株再生



全 文 :① 基金项目: 厦门市科技创新资金计划项目(NO .3502Z20102006)。
收稿日期: 2010-11-27。 责任编辑/凌青根; 编辑部 E-mail: rdnk@163.com。
② 张文珠(1974~), 女, 福建三明人, 助理研究员; 研究方向: 生物技术; E-mail: zhwzh2002@163.com。
Vol.30, No.12
2010年12月 热 带 农 业 科 学
CHINESE JOURNAL OF TROPICAL AGRICULTURE
第30卷第12期
Dec. 2010
老虎须(Tacca chantrieri Andre)又名箭根薯、
蒟蒻薯, 为蒟蒻薯科多年生草本植物, 产于湖南南
部、 广东、 广西、 云南。 国外分布于越南、 老挝、
柬埔寨、 泰国、 新加坡、 马来西亚等地[1]。 生长于
海拔170~1300m的热带雨林林下、 水边、 山谷阴
湿处[2]。 由于其花形奇异, 有细长线状小苞片下
垂, 故有老虎须之称, 可供观赏。 其根状茎入药,
味苦、 性凉, 具清热解毒、 理气止痛、 凉血散瘀的
功效, 用于治疗胃肠溃疡、 肠炎、 痢疾、 肝炎、 高
血压病、 消化不良、 疟疾、 肺炎、 疮疡肿毒、 烫
伤、 烧伤等[3]。 目前由于人为, 生境遭到严重破
坏, 居群日渐缩小, 植株数量不断减少, 为濒危
种, 被列为国家三级保护植物[4]。 老虎须自然繁殖
主要靠种子, 其发芽率很低, 难以满足市场需求。
采用组培技术进行种苗的繁殖, 使这类濒危的种群
得以扩大, 从而在保护珍稀植物资源的基础上使其
得到合理的开发和利用。 目前国内外关于老虎须的
组培研究已有报道, 以老虎须的种子、 茎尖、 叶
柄、 无菌苗的叶片为外植体材料进行组培研究, 而
以老虎须茎段为外植体进行组培研究未见报道[5-9]。
本文以盆栽健壮老虎须植株的茎段为外植体进
行愈伤组织诱导和分化、 芽增殖、 无菌苗生根的研
究, 筛选出老虎须组培各阶段的最适培养基, 建立
无性繁殖系, 为老虎须植物资源开发利用奠定理论
和技术基础, 为老虎须种苗的规模化生产提供科学
依据和借鉴。
老虎须的组织培养与植株再生①
张文珠② 林炳英 林德钦
(厦门华侨亚热带植物引种园/国家农作物国外引种隔离检疫基地 福建厦门 361002)
摘 要 以老虎须茎段为试验材料, 采用不同激素组合对其进行愈伤组织诱导和分化、 芽增殖与生根研究。 结
果表明: 老虎须茎段愈伤组织诱导和分化的最适培养基分别为 MS+6-BA1.0mg/L+KT3.0mg/L+NAA0.5mg/L
和 MS+6-BA1.0mg/L+KT1.0mg/L+NAA0.5mg/L; 芽增殖的最适培养基为 MS+6-BA2.0mg/L+IAA0.2mg/L;
生根的最适培养基为 1/2MS+IBA0.5mg/L。
关键词 老虎须 ; 茎段 ; 组织培养 ; 植株再生
分类号 S682.39; Q943.1
Tissue Culture and Plant Regeneration of Tacca chantrieri Andre
ZHANG Wenzhu LIN Bingying LIN Deqin
(National Plant Introduction Quarantine Base(Xiamen)/Xiamen Overseas Chinese
Subtropical Plant Introduction Garden, Xiamen, Fujian 361002)
Abstract The callus induction and differentiation of Tacca chantrieri Andre and their shoots proliferation
and rooting were studied using Tacca chantrieri Andre stems as the test material. The results showed that
the best media for callus induction and differentiation of Tacca chantrieri Andre stem were MS+6-BA 1.0
mg/L+KT 3.0 mg/L+NAA 0.5 mg/L and MS+6-BA 1.0 mg/L+KT 1.0 mg/+NAA 0.5 mg/L
respectively; the best medium for shoots proliferation was MS+6-BA 2.0 mg/L+IAA 0.2 mg/L; the best
medium for rooting was 1/2 MS+IBA 0.5 mg/L.
Key words Tacca chantrieri Andre ; stems; tissue culture ; plant regeneration
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张文珠 等 老虎须的组织培养与植株再生
1 材料与方法
1. 1 材料
供试材料为老虎须(Tacca chantrieri Andre)盆
栽健康植株。
1. 2 方法
1. 2. 1 无菌材料的获得
挑选健康无病虫害的老虎须植株 , 去除叶
片后切成 4 cm长茎段, 用清水洗掉表面的泥土,
用洗涤水擦洗后用自来水冲洗 1~2 h, 在超净
台上先用 70%的酒精溶液表面消毒 30 s, 无菌水
冲洗 1次, 剥去叶柄, 再用 0.1%升汞溶液消毒
12 min, 无菌水冲洗 3~5次后 , 用无菌滤纸吸
干表面明水, 将茎段切成 0.2~0.4 cm长的供试
材料, 接种到 MS培养基上预培养, 10 d后统计
污染情况。
1. 2. 2 愈伤组织诱导和分化培养基
挑出预培养中未污染的外植体进行愈伤组织诱
导和分化培养, 每瓶 1个外植体, 每个处理接种
20瓶。 试验重复3次。 所用的培养基采用高燕等[7]
的诱导培养基 MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.5 mg/L,
并添加不同浓度的 KT(见表 1)。 每培养 30d更换
一次新鲜培养基, 并观察记录外植体愈伤组织的诱
导和分化情况。
1. 2. 3 芽的增殖培养
切取抽出一片叶的单芽为芽增殖材料, 接种
到不同浓度激素组合的培养基(见表2)上进行芽的
增殖诱导, 每瓶 1个芽, 每个处理接种 10瓶, 试
验重复3次。 60d后观察记录芽增殖情况。
1. 2. 4 生根培养
生根培养基采用: ① MS, ② MS+IBA 0.5mg/L。
将已抽出 2~3片叶、 生长健壮的无根苗接种于生
根培养基进行生根培养, 每瓶3个无根苗, 每个处
理接种20瓶。 培养25d后, 观察记录生根情况。
1. 2. 5 炼苗移栽
生根培养 30d后, 植株长至 3~5cm高、 有
3~4片叶时, 拧松培养瓶盖, 放置于荫棚内, 3~
5d后揭开培养瓶盖炼苗 3d, 然后小心取出幼苗,
洗净附着在根上的培养基, 用 0.1%多菌灵水溶液
浸泡10~15min, 移栽在椰糠∶珍珠岩=2∶1的混
合基质中, 浇足定根水, 加盖薄膜保湿(将塑料薄膜
的两侧下部剪开数个直径1cm大小的圆孔, 以便于通风), 遮
荫80%。
1. 2. 6 培养条件
以上培养基均含 3%蔗糖 , 0.7%琼脂 , pH
5.7~5.9; 培养室温度(25±2)℃, 光照强度 30~
50μmol/(m2.s), 光照时间12h/d。
1. 2. 7 统计方法
实验数据用 SPSS13.0软件 One-Way ANOVA分
析后, 再进行LSD法检验。
2 结果与分析
2. 1 无菌材料的获得率
老虎须茎段经 70%酒精和 0.1%升汞消毒后 ,
接种到 MS培养基上预培养, 10 d后的污染率为
43%~52%。
2. 2 不同培养基对愈伤组织诱导和分化的影响
在诱导培养基上培养60d后,老虎须茎段外植体
开始膨大,长出浅黄绿色、 团粒状的愈伤组织, 90d
后统计愈伤组织的诱导情况, 135d统计愈伤组织分
化情况。 从表1可以看出, 愈伤组织诱导率随着KT
浓度的增加而提高, 故培养基MS+6-BA1.0mg/L+KT
3.0mg/L+NAA 0.5mg/L为最适的愈伤组织诱导培养
基。 同组培养基对愈伤组织的分化效果, 当KT浓度为
3.0mg/L时, 分化率为23.3%, 而KT浓度为1.0mg/L
时的分化率最高, 为46.7%, 差异显著, 表明高浓度的
KT对愈伤组织的分化反而起抑制作用。 比较各试验结
果, 培养基 MS+6-BA1.0 mg/L+KT1.0 mg/L+NAA
0.5mg/L为最适的诱导愈伤组织分化培养基。
2. 3 芽增殖培养
说明: ⑴ 表中数据愈伤诱导率=出愈伤的茎段数 /接种的总
茎段数×100%, 分化率=分化的愈伤组织数 /出愈伤的茎段
数×100%; ⑵ 大、 小写字母分别表示在 0.01 和 0.05 水平上
的差异显著, 表 2同。
KT浓度/(mg·L-1) 愈伤诱导率/% 分化率/%
0.0 (18.3±2 9)Bc(8.3±14.4)Bc
0.5 (21.6±2.9)Bc(27.7±2.9)Ab
1.0 (50.0±0.0)Ab(46.7±5.8)Aa
2.0 (56.7±2.9)Aa(32.3±4.6)Ab
3.0 (60.0±5.0)Aa(23.3±2.9)Ab
表 1 不同激素配比对外植体愈伤组织诱导与分化的影响
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2010年12月 第30卷第12期热带农业科学
切取抽出一片叶的单芽接种于4种不同增殖培
养基上诱导芽增殖。 当6-BA浓度为0.5mg/L和1.0
mg/L时, 芽的增殖数无显著差异。 6-BA浓度为2.0
mg/L时, 芽增殖数显著差异, 芽的增殖数随 6-BA
浓度的增加而增多; 当6-BA浓度为3.0mg/L时, 芽
的增殖数反而减少, 表明一定浓度的6-BA对芽的增
殖起促进作用, 高浓度 6-BA对芽的增殖起抑制作
用。 因此6-BA浓度以2.0mg/L为最佳。 故培养基
MS+6-BA2.0mg/L+IAA0.2mg/L为芽增殖最佳培养
基。 见表2。
在芽增殖过程中芽基部伴有愈伤组织产生(图1)。
2. 4 生根培养
将已长出 2~3片叶片、 生长健壮的无根试管
苗接种于生根培养基进行生根培养。 试验结果表
明: 培养25d后两种培养基生根率均为 100%, 但
根的长势不同。 在1/2MS的培养基中根较少, 1~
3条, 根较细且长, 有侧根 , 植株长高; 在 1/2
MS+IBA0.5 mg/L培养基中根的数量多, 4~7条,
根粗壮且短, 无侧根, 且植株生长健壮(图2)。
表明添加IBA有利于生根和植株的生长。 因此,
培养基1/2MS+IBA0.5mg/L为本试验的适宜生根培
养基。
2. 5 炼苗移栽
炼苗后移栽10d, 即可掀开薄膜, 以后每10d
喷施1/2MS大量元素营养液1次。 移栽25~40d,
植株长出新根, 移栽成活率为 70%~80%, 植株叶
片翠绿、 长势良好(图 3)。 移栽 3个月后植株高
10~12cm, 有5~7片叶, 植株健壮(图4)。
3 讨论
3. 1 外植体的消毒
本试验用盆栽老虎须的茎段为外植体, 污染率
较高。 由于老虎须的茎短、 材料易携带病菌, 外植
体消毒处理难度大, 应进一步试验研究外植体的消
毒处理方法, 以降低外植体的污染率, 提高建立无
菌系的成功率。
3. 2 培养周期
在诱导培养基上培养60d后,老虎须茎段外植
体开始膨大, 长出浅黄绿色、 团粒状的愈伤组织,
体积明显增大(图 5)。 115d后愈伤组织上开始分
化出红色小突起, 愈伤组织质地坚硬(图6)。 150d
后红色的小突起伸长为不定芽, 长 1.0~1.5 cm,
芽生长健壮但叶片未展开(图 7), 180d后, 不定
芽陆续抽出第1片叶(图8)。
34.0±1.0Bb 3.4±0 1Bb
32.0±2.0Bb 3.2±0 3Bb
53.0±2.0Aa5.3±0.1Aa
29.7±3.0Bb 3.0±0 2Bb
总芽数/个 平均芽数/个
10.0± Cc 1.0±0 Cc
MS+6-BA0.5+IAA 2
MS+6-BA1.0+IAA 2
MS+6-BA2.0+IAA 2
MS+6-BA3.0+IAA0 2
培养基/(mg·L-1)
MS
表 2 不同激素配比对芽增殖的影响
图 7 不定芽 图 8 不定芽叶片抽出
图 3 移栽成活的组培苗 图 4 移栽 3个月的生长情况
图 5 愈伤组织 图 6 分化出小芽眼的愈伤组织
图 1 芽增殖 图 2 生根苗
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张文珠 等 老虎须的组织培养与植株再生
由上述可知, 老虎须茎段从诱导出愈伤组织到
不定芽抽出第一片叶费时长, 愈伤组织的诱导难度
较大。 如何优化培养基和培养条件以缩短其诱导培
养时间是本试验中有待于进一研究和解决的问题。
3. 3 老虎须组培过程出现的其他问题
在诱导愈伤组织和分化的培养过程中, 发现部
分愈伤组织块分化出 1~2个不定芽后, 整个愈伤
块褐化最后死亡(图9); 有些愈伤分化出许多不定
芽, 但芽畸形卷曲, 不能正常抽出叶片, 属不可用
芽(图10)。
在芽增殖培养过程中观察到玻璃化现象, 表现
为叶片出现半透明状、 皱缩卷曲。 由于玻璃化植株
水渍状、 畸形, 吸收与光合作用功能不全, 因而分
化能力降低, 难以继代繁殖, 移栽后无法恢复正
常, 最终植株死亡。 解决老虎须组培过程中出现的
这些问题, 还有待于进一步研究探讨。
参考文献
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图 9 褐变死亡 图 10 畸形芽
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