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重瓣长寿花叶片组织培养及植株再生的研究



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重瓣长寿花(Kalanchoe blossfeldiana),又名矮生
伽蓝菜、圣诞伽蓝菜、寿星花,为景天科伽蓝菜属肉质
草本,原产非洲马达加斯加,是近年来推出的新品种
[1]。该花株型紧凑、矮小,花团锦簇,花色艳丽,花瓣层
次重叠而分明,叶质肥厚,长椭圆状匙形,叶缘有锯齿,
深绿,有光泽,自然花期长,是一种优良室内观叶观花
花卉,具有广阔的发展前景[2-3]。重瓣长寿花不结籽,可
用扦插方法进行繁殖,但速度较慢,易受季节影响,而
组织培养的方法不受天气、季节的影响,且繁殖速度
快,是一种重要的育苗手段[4-5]。目前还未见任何有关
重瓣长寿花组培繁殖方法的报道。
笔者通过不同的培养基筛选比较,总结了一套较
为完善的组培繁殖程序,为国内工厂化生产重瓣长寿
花组培苗提供一些有用的数据,以满足国内生产需要。
1 材料与方法
1.1 供试材料
供试品种为紫红色重瓣长寿花,取自学院生物园
艺实训基地,该基地材料从北京普华永隆园林科技有
限公司购进。2007年2月—2009年8月在山西林业职
基金项目:山西林业职业技术学院科研资助基金“重瓣长寿花快速繁殖技术与花期调控”(2008B03)。
第一作者简介:段鹏慧,女,1970年出生,主要从事花卉育种与组织培养工作,通信地址:030009山西太原市滨河东路北段78#、山西林业职业技术学
院园艺系。Tel:0351-3438483,E-mail:dphljx@sina.com。
收稿日期:2009-09-01,修回日期:2009-10-13。
重瓣长寿花叶片组织培养及植株再生的研究
段鹏慧,李兴泽
(山西林业职业技术学院园艺系,太原 030009)
摘 要:通过研究重瓣长寿花的组培方法,为其工厂化生产提供依据。以重瓣长寿花幼嫩叶片为试材,
筛选各个培养阶段的培养基配方,研究重瓣长寿花的快速繁殖技术。结果表明,0.1%升汞灭菌 4 min,
外植体污染率为12.5%,死亡率2.5%,效果最佳;愈伤组织诱导培养基以MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.1~
0.3 mg/L最佳,诱导率达 95.8%以上;不定芽分化和增殖的最适培养基为 1/2MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA
0.1 mg/L,增殖倍数为12.2;生根培养基用1/2MS+NAA 0.5 mg/L最好。将泥炭土:蛭石=1:1混合后作为
试管苗的移栽基质,幼苗成活率达99%。
关键词:重瓣长寿花;组织培养;愈伤组织
中图分类号:S682.1+9 文献标识码:A 论文编号:2009-1778
Study on the Callus Induction and Plantlet Regeneration from
the Leaves of Kalanchoe blossfeldiana
Duan Penghui, Li Xingze
(Shanxi Forestry Vocational Technical College, Taiyuan 030009)
Abstract: The research aimed to provide basis for large-scale production of Kalanchoe blossfeldiana. The
young leaves culture and the rapid propagation of Kalanchoe blossfeldiana were carried out and media for
various culture stages were selected. The result showed explant sterilized in 0.1% aqueous mercuric chloride
for 4 min has best effect, with the contamination rate 12.5%, and the death rate 2.5%. The best inducement
culture medium was MS + 6-BA 1.0 mg/L + NAA 0.1-0.3 mg/L,and the frequency of callus induction was
95.8%. The suitable culture medium for bud differentiation and proliferation was 1/2MS + 6-BA1.0 mg/L +
NAA0.1 mg/L increased 12.2 times. The plantlets are transplanted into nutrient matrix with 99% survival ratio.
Key words: Kalanchoe blossfeldiana, tissue culture, callus
中国农学通报 2010,26(01):169-172
Chinese Agricultural Science Bulletin
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
业技术学院组培中心进行试验。
1.2 培养基
选用MS、1/2MS为基本培养基,在外植体的不同
培养阶段分别添加不同种类和不同浓度的植物激素及
其他附加物(蔗糖浓度为 2.5%,琼脂浓度为 0.7%),pH
5.5~6.0,121 ℃高温高压灭菌15~20 min。
1.3 外植体灭菌
取温室内生长良好的幼嫩叶片作为外植体。在洗
衣粉水中清洗 10 min后,除去叶片表面污物,流水中
冲洗 30 min;在无菌条件下,用 70%酒精浸泡 45 s,无
菌水冲洗 3次,再用 0.1%升汞溶液以 1,2,4,6,8 min
等不同时间进行表面灭菌,然后用无菌水冲洗5次,无
菌滤纸吸干表面水分,切成 1.5~2 cm2大小的小块,进
行接种。
1.4 培养条件
培养温度(25±2)℃,以日光灯为光源,光照时间
12~14 h,光照强度1200~1500 lx。
1.5 移栽基质 用富含有机质的泥炭土和蛭石(V:V=1:
1)作为移栽基质,所有基质均在1.06 kg/cm2蒸汽压力
条件下消毒30 min,然后装入穴盘中。
2 结果与分析
2.1 灭菌处理时间对外植体无菌体系建立的影响
表面灭菌剂处理时间不同,灭菌效果也不同。从表
1可以看出:随着升汞灭菌时间的延长,外植体的污染率
明显降低,但是外植体死亡率却大幅上升。通过对比表
明,0.1%升汞灭菌4 min的消毒条件下灭菌效果最佳,其
污染率为12.5%,死亡率也只有2.5%,既可以很好地起
到外植体灭菌作用,也不会造成外植体的大量损伤。
表1 0.1%升汞不同灭菌时间对外植体灭菌效果的影响
灭菌时间/min
1
2
4
6
8
外植体数/个
40
40
40
40
40
污染数/个
15
9
5
3
1
污染率/%
37.5
22.5
12.5
7.5
2.5
死亡数/个
0
0
1
4
6
死亡率/%
0
0
2.5
10.0
15.0
2.2 叶片愈伤组织的诱导
以MS为基本培养基,添加不同浓度 6-BA和 2,
4-D、NAA,共设计18个处理,每个处理接种30~50瓶,
每瓶接种一个外植体。接种后每天进行观察,并统计
产生愈伤组织的外植体数量,计算愈伤组织的诱导率,
确定适宜的激素配比。
接种 7天,叶片切口处出现褐化,经过 40~50天左
右,切口出现肿胀膨大现象,开始陆续出现淡绿色呈颗
粒状突起的愈伤组织(见表2)。
从表2中得知,6-BA用量为1.0 mg/L时,愈伤组织
诱导率明显高于同等条件下0.5 mg/L和2.0 mg/L水平
的诱导率;且生长素使用NAA时,更有利于重瓣长寿
表2 不同激素组合对外植体愈伤组织的诱导
激素组合
(6-BA+生长素)
生长素浓度/(mg/L)
接种数/个
出愈外植体数/个
诱导率/%
6-BA 0.5 mg/L
NAA
0.1
30
26
86.7
0.3
45
37
82.2
0.5
35
22
62.9
2,4-D
0.1
34
26
76.5
0.3
40
32
80.0
0.5
38
23
60.5
6-BA 1.0 mg/L
NAA
0.1
46
45
97.8
0.3
48
46
95.8
0.5
41
32
87.8
2,4-D
0.1
40
37
92.5
0.3
35
32
91.4
0.5
37
33
81.1
6-BA 1.5 mg/L
NAA
0.1
36
28
77.8
0.3
45
34
75.6
0.5
35
22
62.9
2,4-D
0.1
37
24
64.9
0.3
38
27
71.1
0.5
42
30
71.4
花叶片脱分化,效果比同一浓度 2,4-D好;观察还可
见,6-BA 1.0 mg/L下,NAA浓度为 0.1 mg/L和 0.3 mg/
L时,愈伤组织诱导率接近,分别为97.8%和95.8%,均
优于其他激素处理的效果。试验结果表明:6-BA 1.0
mg/L、NAA 0.1~0.3mg/L为适合重瓣长寿花叶片愈伤
组织诱导的最佳激素配比。
2.3 愈伤组织的分化和芽的增殖
将愈伤组织切成直径 1.5~2 cm左右的小块,分别
转接到不同的分化培养基中诱导不定芽的形成。共设
计 4个处理,每个处理接 8瓶,每瓶 3个愈伤组织切
块。每5天观察芽的分化情况,接种后30天进行芽增
殖数统计。
转接15天后发现愈伤组织明显增大,并开始形成
绿色芽点,逐渐分化不定芽,25~30天左右,每块愈伤
组织可分化出丛生芽苗,分化频率为100%。
由表 3可知,MS为基本培养基时,不定芽增殖较
快,但分化出的不定芽形态明显异常,芽苗弱小,叶片
小,部分芽苗出现玻璃化现象,不利于幼苗增殖及生
·· 170
根。1/2MS为基本培养基,6-BA为 1.5 mg/L时,不定
芽的繁殖系数可达 13.0,但芽苗生长势下降;当
6-BA1.0 mg/L时,不定芽的繁殖系数可达12.2,且芽苗
生长健壮。因此,愈伤组织不定芽分化的最适培养基
为 1/2MS + 6-BA 1.0 mg/L + NAA 0.1 mg/L。此外还
发现,6-BA对不定芽的增殖有明显促进作用[5-8],同一
基本培养基条件下,随着BA浓度的升高,不定芽增殖
系数显著增加。
2.4 根的诱导和完整植株的形成
当不定芽长到 2 cm高时,具有 3~4片叶时,将无
根芽苗单株切下,转接至MS+NAA 0.5 mg/L、1/2MS+
NAA 0.2 mg/L、1/2MS + NAA 0.5 mg/L、1/2MS + IBA
0.5 mg/L培养基中诱导生根。培养10天左右,陆续长
出根,25天后会发出多条白色不定根,详见表4。
表3 不同培养基诱导不定芽分化的比较
处理
1
2
3
4
5
6
培养基
MS + 6-BA0.5 + NAA0.1
MS + 6-BA1.0 + NAA0.1
1/2MS + 6-BA0.2 + NAA0.1
1/2MS + 6-BA0.5 + NAA0.1
1/2MS + 6-BA1.0 + NAA0.1
1/2MS + 6-BA1.5 + NAA0.1
芽增殖/个
163
283
99
174
292
312
增殖系数
6.8
11.8
4.13
7.25
12.2
13.0
芽苗生长势
茎细、叶片稍小、绿色
茎细弱弯曲、叶片小、浅绿
茎粗壮、叶片大、深绿
茎粗壮、叶片大、深绿
茎粗壮、叶片大、深绿
茎细、叶片稍小、绿色
表4 不同培养基诱导试管苗生根的情况
处理
1
2
3
4
培养基
MS + NAA0.5
1/2MS + NAA0.2
1/2MS + NAA0.5
1/2MS + IBA0.5
接种数/个
35
35
35
35
生根数/个
35
35
35
35
生根率/%
100
100
100
100
根生长状况
细弱、根短、3~4条、生根慢
略粗、根长、3~5条、生根快
粗壮、根长、6~8条、生根最快
粗壮、根长、4~7条、生根较快
试验结果表明,重瓣长寿花生根比较容易,其适应
性较宽,在4个处理中,生根率均达100%。对比发现,
在 1/2MS+NAA0.5 mg/L中,不定根生长健壮,发根较
多,生根最快。由此可知,最佳生根培养基为 1/2MS+
NAA0.5 mg/L。
2.5 试管苗的驯化与移栽
将生根试管苗从培养室取出,放到光照充足的炼
苗室内,3~5天后将瓶口打开继续炼苗 2~3天;然后取
出试管苗,洗净根部琼脂,移到泥炭土:蛭石=1:1的基
质中,起初7天保证每天给小苗喷雾2~3次,以保持较
高的空气湿度,移栽成活率可达99%以上。
3 讨论
(1)外植体灭菌是植物组织培养成功与否的关键
因素之一。通过 70%酒精 45 s和 0.1%升汞溶液 4 min
进行叶片表面交替灭菌,消毒效果显著,既可以达到灭
菌目的,又可以减少组织的损伤和死亡。值得注意的
是叶片成熟度不同,灭菌处理可能与该试验结果有一
定差别[9]。
(2)不同激素配比对重瓣长寿花叶片愈伤组织的
诱导、分化、增殖和生根有明显影响。试验结果表明,
重瓣长寿花在各阶段培养中对几种培养基都有一定的
适应性。NAA比同一浓度水平的2,4-D更易诱导愈伤
组织的发生;细胞分裂素浓度较高时,如 6-BA大于
1.5 mg/L,可以形成大量丛生芽苗,但以浓度低时,如
6-BA小于 1.0 mg/L,从生芽苗质量好;生长素浓度相
对高时,容易诱导根系产生。试验中还发现,带有完全
叶柄的叶片,在MS + 6-BA1.0 mg/L + NAA 0.1 mg/L
培养基中叶柄切口处可以不经过愈伤组织直接诱导出
不定芽,当NAA浓度超过 0.5 mg/L时,无法诱导出愈
伤组织或不定芽,而是大量生根,根长可达3~4 cm,由
此进一步证实了NAA对诱导生根有显著的促进作用。
(3)试管苗玻璃化是植物组织培养过程中所特有的
一种生理失调或生理病变,严重影响繁殖率的提高[10]。
激素浓度增加尤其是细胞分裂素浓度提高(或细胞分
裂素与生长素比例高),易导致玻璃化苗的产生[11]。在
愈伤组织分化、不定芽增殖过程中,通过提高 6-BA浓
度来追求较高的增殖率,可能会导致芽苗的玻璃化现
象,结果适得其反,因此,选择恰当的细胞分裂素及其
使用量在任何组培中都非常重要。生产过程中,应该
采取相应措施控制玻璃化的发生,如降低激素浓度、控
制温度、提高琼脂浓度和蔗糖浓度、改善瓶内通气状
况、加强光照等。
(4)重瓣长寿花以叶片作为外植体,来源充足,取
材方便,且不影响母本生长;重瓣长寿花茎段同样可以
段鹏慧等:重瓣长寿花叶片组织培养及植株再生的研究 ·· 171
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作为外植体取材的一个途径,但材料来源局限性大,繁
殖系数也远远比不上叶片繁殖系数高。因此,采用叶
片进行组织培养,可以大大提高重瓣长寿花繁殖系数,
降低生产成本,利于进行大规模的工厂化生产。
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