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不同植物生长调节剂对绵枣儿组织培养再生的影响



全 文 : [收稿日期] 2013-09-25;2014-02-13修回
 [作者简介] 郑志明(1992-),男,本科,从事植物生物技术研究。E-mail:106593920@qq.com
 *通讯作者:孙骏威(1978-),男,硕士、高级实验师,硕士生导师,从事植物逆境生理生化与生态研究。E-mail:juvile@cjlu.edu.cn
[文章编号]1001-3601(2014)03-0130-0027-04
不同植物生长调节剂对绵枣儿组织培养再生的影响
郑志明1,孙骏威1*,陈 珍2
(1.中国计量学院 生命科学学院,浙江 杭州310018;2.台州学院 生命科学学院,浙江 临海317000)
  [摘 要]为建立绵枣儿的离体快繁体系,以绵枣儿无菌苗为材料,利用组织培养方法研究不同外植体
和不同植物生长调节剂对绵枣儿组织培养再生的影响。结果表明:下胚轴为不定芽诱导的最佳外植体;TDZ
和6-BA对不定芽的诱导有着协同作用,但 TDZ的效果优于6-BA,1/2MS+TDZ 0.3mg/L+6-BA
3.0mg/L为最佳不定芽诱导培养基;6-BA和IAA对不定芽的增殖有协同作用,但6-BA侧重提高增殖率,
而IAA侧重提高不定芽的质量,1/2MS+6-BA 2.0mg/L+IAA 1.0mg/L为不定芽增殖的最佳培养基;
NAA显著促进不定芽的生根,而IAA可促进组培苗的生长,1/4MS+NAA 0.1mg/L+IAA0.5mg/L为
最佳生根培养基。
[关键词]绵枣儿;植物生长调节剂;外植体;再生体系
[中图分类号]S567.9 [文献标识码]A
Efects of Plant Growth Regulators on in vitro Plant
Regeneration of Scilasciloides
ZHENG Zhiming1,SUN Junwei 1*,CHEN Zhen2
(1.College of Life Sciences,China Jiliang University,Hangzhou,Zhejiang310018;2.School of Life Sciences,
Taizhou University,Linhai,Zhejiang317000,China)
  Abstract:To establish invitrorapid propagation system for S.scilloides,the effects of different
explants and plant growth regulator treatments on in vitro plant regeneration of S.scilloides were
investigated through tissue culture methods using seedlings derived from sterile germination as material.
The results showed that hypocotyls was the best explants.There was a synergistic effect between TDZ and
6-BA on adventitious buds induction,whereas the effect of TDZ was better than that of 6-BA,so the best
medium for adventitious buds was 1/2MS+TDZ 0.3mg/L+6-BA 3.0mg/L.Though there was a
synergistic effect between IAA and 6-BA on adventitious buds proliferation,6-BA laid particular emphasis
on improvement of proliferation rate and IAA laid particular emphasis on increase of growth quality,so the
best medium for adventitious buds proliferation was 1/2MS+6-BA 2.0mg/L+IAA 1.0mg/L.NAA
promoted the rooting of adventitious buds significantly,whereas IAA improved the growth of shoots,and
the best rooting medium was 1/4MS+NAA 0.1mg/L+IAA 0.5mg/L.
Key words:Scilla scilloides;plant growth regulator;explants;regeneration system
  绵枣儿(Scilla scilloides)为百合科绵枣儿属的
宿根多年生草本植物,生于山坡、草地、路边和林缘,
分布于东北、华北、华中、华东及台湾、四川和云南等
地。其鳞茎或全草入药。中药名为石枣儿、天蒜、地
兰、山大蒜和地枣等。其性寒,味苦、甘,有小毒,具
活血止痛、解毒消肿、强心利尿之功效,主治跌打损
伤、筋骨疼痛、疮痈肿痛、乳痈和心脏病水肿等症。
药理分析发现,具强心、利尿和兴奋子宫等作用[1]。
除了药用外,因其生长快、病虫害少、花期长和花色
艳丽等,亦用于园林花坛、花境和鲜切花[2]。绵枣儿
的繁殖多采用播种和分球繁殖,有发芽率低、繁殖速
度慢和易感染病毒等缺点,不利于其大规模繁殖。
而组织培养技术正好可克服这些缺点,从而减少感
病率,并可实现其快速和大规模繁殖。但绵枣儿组
织培养快速繁殖方面的研究报道文献较少[2-3],且均
以叶片为外植体,繁殖倍数仅3~4倍[2],相对较低。
笔者以种子萌发的无菌苗为材料,通过设计比较不
同植物生长调节剂的组合,寻求最佳外植体和植物
生长调节剂组合,建立的离体快繁体系,为实现绵枣
儿的快速大量繁殖提供依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
新收获的绵枣儿种子先用75%酒精浸泡消毒
1~2min后,无菌水冲洗3次,随后用0.2% HgCl2
溶液浸泡消毒20min,无菌水冲洗3~5次以清除
残余的 HgCl2后,接种于大量元素减半的 MS基本
培养基(简称1/2MS培养基,下同)上,培养基中蔗
糖浓度为3%,琼脂浓度为0.7%,pH 5.8~6.0,下
同。先进行暗培养,温度为(25±1)℃,萌动发芽后
培养条件为 14h 光/10h 暗,光照强度 30~
40μmol/(m
2·s),下同。接种15d后种子萌芽,后
 贵州农业科学 2014,42(3):27~30
 Guizhou Agricultural Sciences
形成无菌苗。待苗长至6~7cm后,分子叶、上胚
轴、下胚轴和根等部分切下,进行以下试验。试验设
置3个重复,每个重复以10瓶计,每瓶接种不同材
料各4个。
1.2 试验方法
1.2.1 外植体选择的试验 将子叶、上胚轴、下胚
轴和根等外植体切成0.5mm长的小段,平放于添
加有TDZ 0.3+6-BA 2mg/L的1/2MS培养基上,
观察和记录,25d时统计丛生芽诱导率和不定芽
数。
1.2.2 植物生长调节剂诱导不定芽的试验 根据
1.2.1方法得到的最佳外植体,分别设置3个浓度梯
度的6-BA(0.3mg/L、1.0mg/L和3.0mg/L)和TDZ
(0.1mg/L、0.3mg/L和1.0mg/L)组合,添加到
1/2MS培养基上。按1.2.1的接种方法,接入外植
体。观察和记录,25d时统计丛生芽诱导率和不定芽
数。
1.2.3 植物生长调节剂对不定芽增殖的试验 将
1.2.2方法筛选到的最适培养基培养得到丛生芽切
成2 个 芽/块,接 入 由 3 个 浓 度 梯 度 的 6-BA
(0.5mg/L、1.0 mg/L 和 2.0 mg/L)和 IAA
(0.5mg/L、1.0mg/L和2.0mg/L)正交组合的
1/2MS培养基上。平时观察和记录,25d时统计增殖
倍数和生长情况。
1.2.4 植物生长调节剂生根和移栽的试验 将
1.2.3方法筛选到的最适培养基培养得到丛生芽切
开,分成单株,分别接种于添加有3个浓度梯度的
IAA(0.2mg/L、0.5mg/L和1.5mg/L)和 NAA
(0.05mg/L、0.1mg/L、0.2mg/L)正交组合的
1/4MS培养基上,平时观察和记录,25d时统计生
根率及组培苗生长情况。1/4基本培养基为1/2MS
的各元素均减半,不添加肌醇,蔗糖2%,琼脂的添
加量和pH 维持不变。得到生根苗继续培养一周
后,微开培养瓶瓶盖进行炼苗,1d后取出洗净根部
附着的培养基再移入室温土中培养,土为小粉土,注
意保持湿度,7d后统计成活率,随后带土移入大田
栽培。
2 结果与分析
2.1 不同外植体对不定芽诱导的影响
由表1可看出,不同外植体在不定芽的分化上
有不同的表现,根完全不能诱导不定芽的分化,子
表1 不同绵枣儿外植体的不定芽诱导效果
  Table 1 Adventitious buds induction in S.scilloides
plants with different explant material
序号
No.
外植体材料
Explants
不定芽诱导率/%
Adventitious
shoot induction
不定芽数/个
Number of
adventitious buds
1 子叶 46.7±3.1b 4.65±0.11b
2 上胚轴 31.3±5.0c 3.04±0.06c
3 下胚轴 88.0±5.3a 5.30±0.15a
4 根 0d 0d
叶、上胚轴和下胚轴均可诱导不定芽的分化,但以下
胚轴的诱导率和不定芽数为最高,而且显著高于子
叶和上胚轴。其中,不定芽诱导率下胚轴甚至比子
叶高出接近90%,比上胚轴高出170%;不定芽数下
胚轴比子叶高出14%,比上胚轴高出均>70%(表
1)。同时,据观察,外植体切口处有类似愈伤组织的
绿色物质形成,但仔细分辨为小芽点,同时也有少量
愈伤组织存在。
2.2 不同植物生长调节剂对不定芽诱导的影响
通过1.2.1筛选到下胚轴作为最佳外植体,最
佳植物生长调节剂配比结果表明(表2),随着TDZ
浓度的升高,不同浓度TDZ的处理间表现出非常显
著的差异,如在6-BA 0.3mg/L的相同条件下,
TDZ 1.0mg/L的不定芽诱导率和不定芽数比TDZ
0.3mg/L的分别高出15%和22%,TDZ 0.3mg/L
的又比TDZ 0.1mg/L的分别高出60%和17%;随
着6-BA浓度的升高,不定芽诱导率和不定芽数也
明显升高,但是升高的幅度较 TDZ处理低。相同
TDZ处理下,不同浓度的6-BA处理有时并不显著,
如TDZ 0.1mg/L的相同条件下,6-BA1.0mg/L
和3.0mg/L的不定芽诱导率和不定芽数差异并不
显著(表2)。观察发现,在TDZ 1.0mg/L的处理
条件下,不定芽表现出差的生长势,故从综合来看,
选择TDZ 0.3mg/L+6-BA 3.0mg/L培养的不定
芽作为进一步试验的材料。
2.3 不同植物生长调节剂对不定芽增殖的影响
由表3可知,不同浓度的6-BA处理间增殖率
均表现出显著差异,表现为6-BA浓度越高,增殖率
越高,但6-BA对于不定芽的生长并无明显影响;随
着IAA浓度的升高,增殖率也明显升高,但并不显
著,如 6-BA0.5 mg/L 的 相 同 条 件 下,IAA
0.5mg/L和1.0mg/L无显著差异,IAA 1.0mg/L
和2.0mg/L间也无差异差异,但是IAA对于不定
表2 不同植物生长调节剂对绵枣儿不定芽的诱导效果
  Table 2 Adventitious buds induction in S.scilloides plants with different plant growth regulator combinations
TDZ浓度/(mg/L)
TDZ concentration
6-BA浓度/(mg/L)
6-BA concentration
不定芽诱导率/%
Adventitious bud induction
不定芽数/个
Number of adventitious buds
0.1  0.3  44.7±4.2e 4.07±0.05f
0.1  1.0  50.7±3.1de  4.23±0.08e
0.1  3.0  56.2±3.1d 4.37±0.09e
0.3  0.3  72.7±3.1c 4.75±0.10d
0.3  1.0  82.0±4.0b 4.98±0.16d
0.3  3.0  92.7±1.2a 5.60±0.04c
1.0  0.3  83.3±3.1b 5.78±0.02b
1.0  1.0  91.3±1.2a 5.82±0.03b
1.0  3.0  92.7±3.1a 5.76±0.06a
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表3 不同植物生长调节剂对绵枣儿不定芽的增殖效果
  Table 3 Adventitious buds proliferation in S.scilloides plants with different plant growth regulators
6-BA浓度/(mg/L)
6-BA concentration
IAA浓度/(mg/L)
IAA concentration
增殖率/倍
Proliferation rate
生长情况
Growth status
0.5  0.5  3.80±0.15f 生长慢,叶小且黄
0.5  1.0  3.93±0.10ef 生长较快,叶较大且较绿
0.5  2.0  4.13±0.13e 生长快,叶大且绿
1.0  0.5  4.92±0.18d 生长较慢,叶较小且较黄
1.0  1.0  5.27±0.18d 生长较快,叶较大且较绿
1.0  2.0  5.70±0.15c 生长快,叶大且绿
2.0  0.5  6.48±0.25b 生长较快,叶较大且较绿
2.0  1.0  6.83±0.18ab 生长快,叶大且较绿
2.0  2.0  6.92±0.08a 生长快,叶大且绿
芽的生长却有明显影响,表现为高浓度的IAA促进
了不定芽的生长,体现为生长速度加快,叶子变大且变
绿(表3)。但是在平时观察中发现,当IAA 2.0mg/L
处理时,叶子容易出现水渍状玻璃化现象。故综合考
虑增殖率和生长情况,6-BA 2.0mg/L+IAA 1.0mg/L
表现最佳。
2.4 不同植物生长调节剂对生根及移栽的影响
由表4可知,不同浓度的 NAA处理间在增殖
率均存在显著差异,表现为6-BA浓度越高,生根率
越高,根也变粗,不过移栽成活率体现出先升后降的
趋势;随着IAA浓度的升高,不同浓度的IAA处理
间在生根率上也表现出升高,但并不十分显著,如
NAA 0.05mg/L的相同条件下,IAA 0.2mg/L和
0.5 mg/L 间 无 显 著 差 异,IAA 0.5 mg/L 和
1.5mg/L间无显著差异;随着IAA浓度的升高,移
栽成活率表现出先升后降的趋势,但根变粗,叶变
绿。在较高浓度的NAA和IAA处理时,虽生根率
无下降,但根变粗,变短,而且移栽成活率下降。故
1/4MS+NAA0.1mg/L+IAA 0.5mg/L为最佳
生根培养基。
表4 不同植物生长调节剂下绵枣儿的生长状况
Table 4 Grouth status of S.scilloides plants with different plant growth regulators
NAA浓度/(mg/L)
NAA concentration
IAA浓度/(mg/L)
IAA concentration
生根率/%
Rooting rate
生长情况
Growth status
移栽成活率/%
Survival rate
0.05  0.2  78.3±5.8d 根细长,叶较绿 93.6±6.7ab
0.05  0.5  86.7±2.9cd 根较细长,叶较绿 96.2±3.3a
0.05  1.5  88.3±2.9bc 根较粗,叶绿 94.3±5.6a
0.1  0.2  91.7±2.9bc 根较粗,叶较绿 96.4±3.1a
0.1  0.5  96.7±2.9a 根较粗,叶绿 98.3±2.9a
0.1  1.5  98.3±2.9a 根较粗,叶绿 96.6±3.0a
0.2  0.2  98.3±2.9a 根粗且较短,叶绿 88.2±2.7b
0.2  0.5  95.0±5.0ab 根粗且较短,叶绿 85.8±3.6bc
0.2  1.5  96.7±2.9a 根粗且短,叶绿 79.4±4.6c
注:A为诱导、B为增殖、C为生根和D为移栽。
Note:A,induction;B,proliferation;C,rooting;D,transplantation.
图示 绵枣儿的离体快繁
Fig. The in vitro rapid propagation of S.scilloides
2.5 离体快繁体系的建立
在添加 TDZ 0.3mg/L+6-BA 3.0mg/L的
1/2MS中诱导不定芽的产生,转移到添加6-BA
2.0mg/L+IAA 1.0mg/L的1/2MS中增殖,切出
单个不定芽于添加NAA0.1mg/L+IAA0.5mg/L
的1/4MS中生根,后于小粉土中保湿保温移栽,成
活率可超过95%。建立了以绵枣儿无菌苗的下胚
轴为外植体的离体快繁体系,植株生长良好(图示)。
3 小结
本试验发现,绵枣儿无菌苗的下胚轴比子叶更
容易诱导出不定芽,这与植物组织培养技术的原理
是细胞的全能性,但是同一植物不同部位的器官组
织,形成完整植株的能力,会因其生理状态、再生功
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 郑志明 等 不同植物生长调节剂对绵枣儿组织培养再生的影响
 ZHENG Zhiming et al Effects of Plant Growth Regulators on in Vitro Plant Regeneration of Scilla scilloides
能和外源营养的加入不同而表现出差异[4]有关。有
一些研究认为,子叶比下胚轴更容易诱导出不定
芽[5-6],也有一些研究却报道下胚轴更容易[7-8],可见
不同的植物或品种,其表现也有差异。
TDZ是近几十年被逐渐应用到组织培养中的
一种新型植物生长调节剂,具有很强的细胞分裂素
活性,分别是6-BA和异戊烯腺嘌呤(Zip)的50倍、
1 000倍,并且已经被广泛应用于高效诱导不定芽的
研究[9-11],本试验也发现其对不定芽的诱导效果比
较6-BA好,但6-BA的存在可以促进这种作用,这
与聂王星和於丙军的结果相同[11]。因为TDZ具生
长素和细胞分裂素双重作用,在诱导不定芽时也产
生了少量愈伤组织。也正因为此,本试验中舍弃
TDZ用以增殖,改用6-BA和IAA的组合。结果表
明,IAA很好地促进了6-BA 的作用,这与孙骏威
等[12]的研究相一致。NAA和IAA同为生长素,也
经常用不定芽的生根诱导,本研究发现 NAA的效
果要优于IAA,NAA和IAA起着协同作用。
综上所述,本试验建立了以绵枣儿无菌苗的下
胚轴为外植体的离体快繁体系。在添加 TDZ
0.3mg/L+6-BA 3.0mg/L的1/2MS中诱导不定
芽的产生,转移到添加 6-BA 2.0 mg/L+IAA
1.0mg/L的1/2MS中增殖,切出单个不定芽于添
加NAA 0.1mg/L+IAA 0.5mg/L的1/4MS中
生根,后于小粉土中保湿保温移栽,成活率可超过
95%。
[参 考 文 献]
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(责任编辑:刘忠丽)
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