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芦竹愈伤组织诱导及再生体系的建立



全 文 :1332-1341
7 /2016
草 业 科 学
PRATACULTURAL SCIENCE
第 33 卷第 7 期
Vol. 33,No. 7
http:cykx. lzu. edu. cm
DOI:10. 11829 / j. issn. 1001-0629. 2015-0720
阳宴清,王咏,朱美兰,卢运海.芦竹愈伤组织诱导及再生体系的建立.草业科学,2016,33(7) :1332-1341.
Yang Y Q,Wang Y,Zhu M L,Lu Y H. A study on callus induction and plant regeneration in giant reed (Arundo donax). Pratacultural Sci-
ence,2016,33(7) :
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毥毥

1332-1341.
植物
生产层 芦竹愈伤组织诱导及再生体系的建立
阳宴清1,王 咏1,2,朱美兰1,2,卢运海1
(1.福建农林大学作物科学学院,福建 福州 350002;2.国家菌草工程技术研究中心,福建 福州 350002)
摘要:本研究首先对芦竹(Arundo donax)的侧枝茎尖及带腋芽幼茎段进行了根诱导并产生无菌苗,然后对芦竹的幼叶
段、无菌苗叶段、根段、无菌苗茎段、带腋芽幼茎段 5 种外植体进行了愈伤组织的诱导试验,建立从愈伤组织到再生植株
的培养体系。结果表明,MS + 0. 2 mg·L -1 NAA + 1. 0 mg·L -1 KT既可以促进侧枝茎尖及带腋芽幼茎段根系的发育,
也能促进二者芽的生长,从而产生无菌苗。在 MS + 1. 0 mg·L -12,4-D + 0. 1 mg·L -1KT培养基上,幼叶段和无菌苗叶
段都没能产生愈伤,少数根段产生了愈伤但量很少,多数的无菌苗茎段都能产生愈伤但量相对较少;而带腋芽幼茎段则
可以在腋芽基座部位诱导出大量的愈伤组织,经过继代增殖可形成质地松软的乳白色愈伤,放置于 MS + 0. 5 mg·L -1
KT + 1. 0 mg·L -16-BA培养基上可同时分化出大量的根和芽来,显示了芦竹的愈伤组织具有很强的分化和再生能力,
也表明在芦竹上可以通过愈伤组织的诱导、分化及植株再生这一技术体系来大大提高其繁殖系数。本研究可以为优良
芦竹品种的快繁以及在芦竹上开展现代生物技术的研究和应用提供初步的技术基础。
关键词:芦竹;带腋芽幼茎段;愈伤组织诱导;植株再生;快繁
中图分类号:Q945. 39 文献标志码:A 文章编号:1001-0629(2016)7-1332-10*
A study on callus induction and plant regeneration in giant reed (Arundo donax)
Yang Yan-qing1,Wang Yong1,2,Zhu Mei-lan1,2,Lu Yun-hai1
(1. College of Crop Science,Fujian Agriculture and Forestry University,Fuzhou 350002,China;
2. China National Engineering Research Center of JUNCAO Technology,Fuzhou 350002,China)
Abstract:In this study,the aseptic seedlings of giant reed (Arundo donax)were firstly obtained from lateral shoot tips
and young stem segments with axillary buds by root and bud induction on the MS medium with 0. 2 mg·L -1 NAA +1.
0 mg·L -1 KT. Then,five types of explants,including root segments,leaf segments,leaf segments of aseptic seed-
lings,stem segments of aseptic seedlings,stem segments with axillary buds,were examined for their callus inducing ca-
pacity on the MS medium with 1. 0 mg mg·L -12,4-D +0. 1 mg·L -1 KT. The results indicated that,no callus was in-
duced from leaf segments as well as leaf segments of aseptic seedlings,only a small quantity of calli were induced from
root segments but in rare cases,a low quantity of calli were induced from stem segments of aseptic seedlings in majority
cases,and a large quantity of calli were induced in the base of axillary buds of stem segments. After 1 ~ 2 rounds of re-
culture on the same medium,the calli (with an improved quality as well as an increased quantity)were transferred on
the MS medium with 0. 5 mg·L -1 KT + 1. 0 mg·L -1 6-BA,on which both shoots and roots were simultaneously in-
duced with a large quantity,indicating a high capacity of callus differentiation and high propagation coefficient by plant
regeneration in giant reed. This study provides a technical support for the application of biotechnology in giant reed
breeding and propagation.
Key words:giant reed;stem segments with buds;callus induction;plant regeneration;rapid propagation
Corresponding author:Lu Yun-hai E-mail:yunhai. lu@ fafu. edu. cn;yunhai. lu@ hotmail. fr
* 收稿日期:2015-12-17 接受日期:2016-02-24
基金项目:国家菌草工程技术研究中心攻关课题项目(JCGG14010)
第一作者:阳宴清(1985-) ,女,四川西充人,科研助理,学士,研究方向为植物生物技术。E-mail:604156945@ qq. com
通信作者:卢运海(1966-) ,男,河北永年人,教授,博士,研究方向为植物分子遗传及生物技术。
E-mail:yunhai. lu@ fafu. edu. cn或 yunhai. lu@ hotmail. fr
第 7 期 阳宴清 等:芦竹愈伤组织诱导及再生体系的建立
http:/ /cykx. lzu. edu. cn
芦竹(Arundo donax)属于禾本科芦竹属多年生草
本植物[1],原分布于热带及亚热带地区,在南非、厄立
特里亚、墨西哥、意大利、埃及、日本等国家以及在我国
的江苏、浙江、湖南、福建、台湾等地都有分布,多生长
于河流、湖泊岸边及道路两旁。其外形既像芦苇又像
竹子,丛生,一年内多次发笋,具有粗而多节的根状茎,
株高可达 2 ~ 6 m,喜欢潮热,但也耐低温、干旱,在我
国北方 - 28 ℃条件下也能够安全越冬,具有较强的耐
碱、抗旱性,比较适合在盐碱地种植[2-3]。芦竹含有丰
富的生物活性物质,其根茎为民间常用的中草药之
一[4-9];芦竹具有优良的纤维,产量可达 3 ~ 5
t·667 m -2,是一种优质高产的造纸原材料植物[10-14];
芦竹也可以作菌草用于香菇、木耳、灵芝等多种食用菌
栽培的优质培养料[1,15];芦竹长势雄伟壮观,姿态别
致,除做河岸、湖边等处观赏植物之外,还可以固坡护
堤、防沙固沙,是荒漠化地区恢复植被的优良草种[1];
越来越多的研究表明,芦竹对被重金属污染的土壤、湿
地及废水等具有净化、修复的功效,可以作为植物修复
技术应用中的重要植物资源之一[16-33];芦竹生物量
大,根系发达,适应性强等特点,使其成为当今重要的
能源植物之一[34-38]。
芦竹的常规繁殖方式为分蘖繁殖、扦插繁殖
等[39],但常规繁殖方式远不能满足大规模的园林建
设、生态建设以及大面积生产栽培对芦竹种苗的大量
需求。目前为止,有关芦竹快繁技术研究的报道很少。
花叶芦竹(A. donax var. versicolor)的幼芽在MS +4 ~ 6
mg·L -1 6-BA + 1 ~ 4 mg·L -1 IAA 培养基上进行微
繁殖,1 个芽经过 6 个月的培养平均增殖到 731 个芽,
即平均每个芽在每个月的繁殖速度为 3. 0 倍[40];芦竹
腋芽在 MS + 2 ~ 5 mg·L -1 6-BA + 0. 5 ~ 1 mg·L -1
IBA培养基上进行微繁殖,1 个腋芽半年后增殖到 562
个嫩芽[41-42];刘文竹和赵惠恩[43]在冉隆贤等[41-42]的技
术基础上,通过进一步优化所用激素浓度配方,使用
MS +7. 5 mg·L -1 6-BA + 1 mg·L -1 IBA 的培养基经
过 4 周的培养,将芦竹腋芽的增殖系数(增殖的芽数 /
外植体数量)提高到 13. 6[43];将芦竹的侧枝腋芽浸泡
在含有诱导激素(IAA + KT)的液态 MS 培养基中进行
静止培养,该技术可以将 1 个植株经过 4 个月的繁殖
增殖到 900 个植株[44]。
本研究以芦竹为试验材料,探讨芦竹的侧枝茎尖
和带腋芽幼茎的根诱导培养、不同芦竹外植体产生愈
伤组织的能力,以及愈伤组织诱导分化成植株的过程,
旨在为芦竹的愈伤组织诱导和植株再生体系的建立提
供试验依据,为提高芦竹优良品种的繁殖速度和系数
以及在芦竹上开展生物技术研究和应用提供初步的技
术基础。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
本研究用到的 8 个芦竹品种为绿洲 1 号、2 号、3
号、4 号、5 号、6 号、7 号和 8 号,由福建农林大学国家
菌草工程技术研究中心提供。每个品种有 3 ~ 5 个丛
生株群,种植在福建农林大学校内试验地。2014 年秋
季在一年生植株上采集不同的供试材料。
本研究共用幼叶段、无菌苗叶段、根段、无菌苗茎
段、带腋芽幼茎段和侧枝茎尖 6 种外植体材料。1)幼
叶段外植体:选芦竹侧枝顶尖部位尚未展开的幼嫩叶
片,切成 1 ~ 1. 5 cm 长的叶段;2)无菌苗叶段外植体:
先将带腋芽幼茎段在 MS-1 培养基上诱导出无菌苗,
然后将获得的无菌苗嫩叶片切成 1 ~ 1. 5 cm 长的叶
段;3)根段外植体:将成熟芦竹主茎切成含腋芽茎段,
室温下浸泡在水中 1 周,在腋芽处产生白色根须,用剪
刀剪下,切成 2 ~ 3 cm 长的根段;4)无菌苗茎段外植
体:将预先获得的无菌苗幼茎切成 1. 5 ~ 2 cm 长的茎
段;5)带腋芽幼茎段外植体:在成熟芦竹植株上选取
直径在 3 ~ 5 mm 的侧枝,将叶片和叶鞘剥去,用剪刀
剪成 1. 5 ~ 2 cm 长的含有腋芽的茎段;6)侧枝茎尖外
植体:选直径在 3 ~ 5 mm的侧枝,剪取其顶尖部位,剥
去外围叶片和叶鞘,留 2 ~ 3 cm长含有 1 ~ 2 个节的茎
尖。
1. 2 试验方法
1. 2. 1 外植体材料消毒处理 将剪切好的外植体材
料(不包括无菌苗叶段和茎段外植体)先用无菌水浸
泡 1 ~ 2 h,再冲洗两次。然后放入超净工作台,70%酒
精消毒 30 s,无菌水冲洗 3 次,2%次氯酸钠处理 15
min,无菌水冲洗 3 次,置于无菌滤纸上吸干水分,接种
到相应培养基上进行培养。
1. 2. 2 培养基 MS-1:MS 基本培养基 + 0. 2
mg·L -1 NAA + 1. 0 mg·L -1 KT;MS-2:MS 基本培养
基 + 1. 0 mg·L -1 2,4-D + 0. 1 mg·L -1 KT;MS-3:MS
基本培养基 + 0. 5 mg·L -1 KT + 1. 0 mg·L -16-BA。
MS基本培养基含蔗糖 30 g·L -1、琼脂 8 g·L -1,pH
5. 8,加入适量激素比例后,分装到直径 6 cm、高 9 cm
的专用玻璃瓶内(25 mL·瓶 - 1) ,121 ℃高压灭菌 20
min,室温下凝固,4 ℃冰箱中保存备用。
1. 2. 3 侧枝茎尖和带腋芽幼茎段的根诱导及无菌苗
的产生 将消毒后的侧枝茎尖外植体和带腋芽幼茎段
外植体以芽尖向上方向垂直插入 MS-1 培养基中,两
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种外植体各接种 40 瓶,每个芦竹品种接种 5 瓶,每瓶
接种 1 个侧枝茎尖外植体或 4 个带腋芽幼茎段外植
体,进行根诱导培养,30 ~ 40 d 后进行继培或移栽到
土壤中。
1. 2. 4 愈伤组织的诱导及增殖 将上述幼叶段、无菌
苗叶段、根段、无菌苗茎段和带腋芽幼茎段 5 种不同芦
竹外植体分别接种到 MS-2 培养基上进行愈伤组织诱
导培养,每种外植体接种 40 瓶,每个品种接种 5 瓶,每
瓶内接种 4 个外植体。带腋芽幼茎段外植体,1 /2 为
垂直腋芽尖向上方向插入培养基中,另外 1 /2 为水平
且部分嵌入培养基中放置。培养 30 ~ 40 d 后,将诱导
出的愈伤组织切块转接到新的 MS-2 培养基上进行继
代培养,继培 30 ~ 40 d后新获得的愈伤组织可以进一
步被切块转接到新的 MS-2 培养基上进行继代增殖培
养。
1. 2. 5 愈伤组织的分化及植株再生 将经过至少 1
次继代培养增殖出的愈伤组织切块转接到 MS-3 培养
基上进行分化培养,直接诱导出根和芽。
1. 2. 6 培养条件 本研究使用由江南仪器厂生产的
光照培养箱(RXZ-280D) ,除了愈伤组织继培和增殖条
件为暗培养外,其余试验皆在光照强度为 6 000 lx,光
照时间为 12 h·d -1的条件下进行,培养温度为 28 ℃。
1. 2. 7 组培苗的驯化和移栽 由侧枝茎尖和带腋芽
幼茎段根诱导以及愈伤组织诱导分化产生的组培苗,
在确定移栽前,先拧松瓶盖 1 d,再打开瓶盖 2 d 进行
炼苗,然后取出幼苗用自来水洗掉根部的残余培养基,
最后移栽到土壤中,放置在适当环境下进行培养。
1. 2. 8 数据统计 根据观察数据计算出生根率、出愈
率和植株再生率。对因污染而无法统计结果的培养
瓶,进行补充试验和替换。
生根率 =(产生根的外植体个数 /根诱导接种的
外植体总数)× 100%;
出愈率 =(产生愈伤组织的外植体个数 /愈伤诱
导接种的外植体总数)× 100%;
植株再生率 =(再生出植株的愈伤块数 /植株诱
导接种的总愈伤块数)× 100%。
2 结果与分析
2. 1 侧枝茎尖和带腋芽幼茎段根诱导
芦竹的侧枝茎尖和带腋芽幼茎段两种外植体在
MS-1(MS + 0. 2 mg·L -1 NAA + 1. 0 mg·L -1 KT)培
养基上都可以被诱导出根系来,诱导率高达 100%(表
1)。芦竹的侧枝茎尖基部在 MS-1 培养基上培养 40 d
后被诱导出根的同时也可以产生新的幼芽(图 1A) ;
带腋芽幼茎段在根系被诱导的同时,其腋芽可以正常
发育(图 1B) ;由此产生的幼苗经炼苗驯化后,可以直
接移栽到土壤中,成活率达 100%(图 1C,D)。
2. 2 不同外植体愈伤组织的诱导及增殖
在 MS-2 培养基上进行愈伤组织诱导培养 30 d
后,芦竹的幼叶段未能被诱导出任何愈伤组织,且在培
养基上呈逐渐萎缩、死亡现象(图 2A) ;无菌苗的叶段
同样也没产生任何愈伤组织,但叶片状态保存相对完
表 1 8 个芦竹品种的两种外植体在 MS +0. 2 mg·L -1 NAA +1. 0 mg·L -1 KT培养基上的根诱导
Table 1 The rooting rates of 2 types of explants from 8 giant reed cultivares on the
MS medium with 0. 2 mg·L -1 NAA +1. 0 mg·L -1 KT
芦竹品种
Giant reed
cultivar
侧枝茎尖
Lateral shoot tips
接种外植体数
Number of inoculated explants
生根率
Rooting rate /%
带腋芽幼茎段
Young stem segments with axillary buds
接种外植体数
Number of inoculated explants
生根率
Rooting rate /%
绿洲 1 号 Lvzhou No. 1 5 100 20 100
绿洲 2 号 Lvzhou No. 2 5 100 20 100
绿洲 3 号 Lvzhou No. 3 5 100 20 100
绿洲 4 号 Lvzhou No. 4 5 100 20 100
绿洲 5 号 Lvzhou No. 5 5 100 20 100
绿洲 6 号 Lvzhou No. 6 5 100 20 100
绿洲 7 号 Lvzhou No. 7 5 100 20 100
绿洲 8 号 Lvzhou No. 8 5 100 20 100
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图 1 两种不同芦竹(芦竹 3 号)外植体在MS +0. 2 mg·L -1 NAA +1. 0 mg·L -1 KT培养基上的根诱导情况
Fig. 1 Rooting of 2 different types of giant reed (Luzhu No. 3)explants on the MS medium with 0. 2 mg·L -1 NAA +1. 0 mg·L -1 KT
注:A,侧枝茎尖(40 d) ;B,带腋芽幼茎段(40 d) ;C,产生的无菌苗移栽到土壤中的第 1 天;D,无菌苗在土壤中生长第 15 天。
Note:A,lateral shoot tips(40 d) ;B,young stem segments with axillary buds (40 d) ;C,transplanting of aseptic seedlings in soil (1 d) ;D,transplanting of
aseptic seedlings in soil (15 d).
好(图 2B) ;只有少数根段在经过 30 d 诱导培养后,在
根端部位被诱导出少量的愈伤组织,而其余绝大多数
试验根段没有产生任何愈伤组织,但保持存活状态
(图 2C)。无菌苗的茎段全部呈逐渐萎缩、死亡现象,
但有 2 /3 的无菌苗茎段的一端产生少量白色的愈伤组
织,而其余的 1 /3 未能产生愈伤组织(图 2D)。
带腋芽幼茎段外植体在 MS-2 培养基上,除去少
数茎段的腋芽在培养过程中未能发育外,其余带腋芽
茎段都被成功诱导出了愈伤组织。垂直插在 MS-2 培
养基中培养 10 d后,腋芽在生长的同时伴随着根的生
长,当根尖接触到培养基时被去分化从而形成愈伤组
织(图 2E) ;平放在 MS-2 培养基中的茎段的愈伤组织
被诱导 10 d后,由于直接和培养基接触,腋芽基部被
去分化、膨大从而发育成愈伤组织(图 2F) ;垂直插在
MS-2 培养基中培养 20 d 后,腋芽向上能正常发育成
幼苗,但在其基座部位不产生任何根须而是形成不断
膨大的乳白色愈伤组织(图 2G) ;继续培养 40 d 后,在
腋芽基座部位形成大量的、部分嵌入到培养基中的愈伤
组织(图 2H)。带腋芽幼茎段外植体,最初产生的愈伤
组织质地相对紧实,颜色呈黄褐色并带有少量的绿色。
将其切成小块,在 25 ℃暗光下进行继代增殖培养 30 d
后即可获得乳白色质地松软的愈伤组织(图 2I)。
愈伤诱导试验结果(表 2)表明:在本试验条件下,
芦竹带腋芽幼茎段最适合做外植体来生产愈伤组织,
出愈率高达 100%;无菌苗茎段外植体的出愈率为
55% ~65%;根段外植体的出愈率只有 0 ~ 10%;幼叶
段外植体和无菌苗叶段外植体的出愈率全部是 0。
2. 3 愈伤组织的分化及植株再生
将 8 个芦竹品种的带腋芽幼茎段外植体诱导产生
的愈伤组织经过继代增殖 1 ~ 2 次后切块放入 MS-3
(MS +0. 5 mg·L -1 KT + 1. 0 mg·L -1 6-BA)培养基
上进行分化培养,植株再生率高达 100%(表 3)。继
代增殖的愈伤组织质地疏松易碎(图 2I) ,在接种到分
化培养基上的 7 ~ 8 d开始出现绿色的斑点,14 d 时多
数绿色的斑点分化成嫩芽(图 3A) ,30 d 后分化出大
量的嫩芽(图 3B) ,同时也分化出了大量的多数为绿色
的根系(图 3C) ,由此产生的组培苗经炼苗驯化后,可
以直接移栽到土壤中,成活率达 100%(图 3D)。
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图 2 不同类型的芦竹(绿洲 3 号)外植体在MS +1. 0 mg·L -1 2,4-D +0. 1 mg·L -1 KT培养基上的愈伤组织诱导
Fig. 2 Callus induction of different types of giant reed (Lvzhou No. 3)explants on the
MS medium with 1. 0 mg·L -1 2,4-D +0. 1 mg·L -1 KT
注:A,幼叶段(30 d) ;B,无菌苗叶段(30 d) ;C,根段(30 d) ;D,无菌苗茎段(30 d) ;E,竖放的带腋芽幼茎段(10 d) ;F,平放的带腋芽幼茎段(10 d) ;G,
竖放的带腋芽幼茎段(20 d) ;H,平放的带腋芽幼茎段(40 d) ;I,由带腋芽幼茎段产生的愈伤组织的继代培养(30 d)。
Note:A,young leaf segments(30 d) ;B,young leaf segments of aseptic seedlings(30d) ;C,root segments(30 d) ;D,stem segments of aseptic seedlings(30
d) ;E,vertically placed stem segments with axillary buds (10 d) ;F,horizontally placed stem segments with axillary buds (10 d) ;G,vertically placed stem
segments with axillary buds(20 d) ;H,horizontally placed stem segments with axillary buds(10 d)transplanting of aseptic seedlings in soil(40 d) ;I,re-cul-
ture of calli induced from stem segments with axillary buds (30 d).
3 讨论与结论
植物组织培养过程中可以通过使用不同类型、浓
度和不同配比的植物生长调节剂来调节外植体的分化
方向及器官发生。一般来讲,生长素和细胞分裂素的
比例影响着植物器官分化,比例高时,有利于根的分
化;比例低时,有利于芽的分化;比例适中时,则促进愈
伤组织的形成。本研究选用了含有 0. 2 mg·L -1NAA
+1. 0 mg·L -1 KT 的配比浓度的培养基来培养芦竹
侧枝茎尖以及带腋芽幼茎段,该配比浓度既可以促进
根系的发育,也能促进芽的生长;产生的无菌苗可以做
外植体材料用于新的组织培养,也可以移栽到土壤中
进行大田繁殖(图 1)。本研究在芦竹上首次将侧枝茎
尖诱导出根系培育成幼苗。未来研究可以在本研究的
基础上,同时参照叶保君和李春玲[40]、冉隆贤等[41-42]、
刘文竹和赵惠恩[43]在芦竹上的研究结果,通过试用不
同的调节剂及其浓度、比例,来寻找可以提高带腋芽茎
段的幼芽分化数的最佳培养基配方,提高芦竹通过带
腋芽茎段进行快繁的增殖系数。
外植体的选择是愈伤组织诱导和建立再生体系的
第一环节。本研究首次在芦竹上试用了根段、幼叶段、
无菌苗叶段、无菌苗茎段和带腋芽幼茎段 5 种不同芦
竹外植体,在含有1. 0 mg·L -1 2,4-D +0. 1 mg·L -1 KT
的培养基上进行愈伤组织诱导,幼叶段和无菌苗叶段都
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不能产生愈伤组织,根段在少数情况下可以产生少量的
愈伤组织,无菌苗茎段在多数情况下都可以产生愈伤组
织,但量相对较少,带腋芽幼茎段做外植体可以诱导出
大量的愈伤组织且可以通过继代培养进行增殖从而产
生大量的质地松软的乳白色愈伤组织。因此,芦竹带腋
芽幼茎段最适合做外植体来生产愈伤组织。此外,成熟
芦竹在去顶后可诱发生长出大量细的侧枝,这为芦竹愈
伤组织的生产提供外植体材料的保障。
表 2 5 种芦竹外植体在MS +1. 0 mg·L -1 2,4-D +0. 1 mg·L -1 KT培养基上的愈伤组织诱导
Table 2 The callus induction rates of 5 types of explants from 8 giant reed varieties on the
MS medium with 1. 0 mg·L -1 2,4-D +0. 1 mg·L -1 KT
外植体
Explant
指标
Parameter
芦竹品种 Giant reed cultivar
绿洲 1 号
Lvzhou No. 1
绿洲 2 号
Lvzhou No. 2
绿洲 3 号
Lvzhou No. 3
绿洲 4 号
Lvzhou No. 4
幼叶段
Leaf segments
接种外植体数
Number of inoculated explants
20 20 20 20
出愈率 Callus induction rate /% 0 0 0 0
无菌苗叶段
Leaf segments of
aseptic seedlings
接种外植体数
Number of inoculated explants
20 20 20 20
出愈率 Callus induction rate /% 0 0 0 0
根段
Root segments
接种外植体数
Number of inoculated explants
20 20 20 20
出愈率 Callus induction rate /% 5 0 10 5
无菌苗茎段
Stem segments of
aseptic seedlings
接种外植体数
Number of inoculated explants
20 20 20 20
出愈率 Callus induction rate /% 55 60 60 65
带腋芽幼茎段
Stem segments with
axillary buds
接种外植体数
Number of inoculated explants
20 20 20 20
出愈率 Callus induction rate /% 100 100 100 100
外植体
Explant
指标
Parameter
芦竹品种 Giant reed cultivar
绿洲 5 号
Lvzhou No. 5
绿洲 6 号
Lvzhou No. 6
绿洲 7 号
Lvzhou No. 7
绿洲 8 号
Lvzhou No. 8
幼叶段
Leaf segments
接种外植体数
Number of inoculated explants
20 20 20 20
出愈率 Callus induction rate /% 0 0 0 0
无菌苗叶段
Leaf segments of
aseptic seedlings
接种外植体数
Number of inoculated explants
20 20 20 20
出愈率 Callus induction rate /% 0 0 0 0
根段
Root segments
接种外植体数
Number of inoculated explants
20 20 20 20
出愈率 Callus induction rate /% 0 5 0 0
无菌苗茎段
Stem segments of
aseptic seedlings
接种外植体数
Number of inoculated explants
20 20 20 20
出愈率 Callus induction rate /% 65 60 65 60
带腋芽幼茎段
Stem segments with
axillary buds
接种外植体数
Number of inoculated explants
20 20 20 20
出愈率 Callus induction rate /% 100 100 100 100
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草 业 科 学 第 33 卷
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表 3 来自 8 个不同芦竹品种的愈伤组织在 MS +0. 5 mg·L -1KT +1. 0 mg·L -16-BA培养基上的分化及植株再生
Table 3 The plant regeneration rates of calli derived from the stem segments with axillary buds of
8 giant reed cultivars on the MS medium with 0. 5 mg·L -1 KT +1. 0 mg·L -16-BA
指标
Parameter
芦竹品种 Giant reed cultivar
绿洲 1 号
Lvzhou
No. 1
绿洲 2 号
Lvzhou
No. 2
绿洲 3 号
Lvzhou
No. 3
绿洲 4 号
Lvzhou
No. 4
绿洲 5 号
Lvzhou
No. 5
绿洲 6 号
Lvzhou
No. 6
绿洲 7 号
Lvzhou
No. 7
绿洲 8 号
Lvzhou
No. 8
接种愈伤块数 Number of
inoculated callus pieces
8 8 8 8 8 8 8 8
植株再生率
Plant regeneration rate /%
100 100 100 100 100 100 100 100
图 3 芦竹(绿洲 3 号)愈伤组织在MS +0. 5 mg·L -1 KT +1. 0 mg·L -1 6-BA培养基上的分化及植株再生
Fig. 3 Plant regeneration of calli derived from the giant reed(Lvzhou No. 3)stem segments with
axillary buds on the MS medium with 0. 5 mg·L -1 KT +1. 0 mg·L -1 6-BA
注:A,愈伤组织经过 14 d诱导培养;B,愈伤组织经过 30 d诱导培养;C,愈伤组织经过 30 d诱导培养的根系发育情况;D,诱导出的再生苗撮移栽到土
壤中经 10 d生长。
Note:A,callus differentiation after 14d’s induction;B,simultaneous shoot and root induction (30 d) ;C,rooting after 30 d’s induction;D,transplanting of
regenerated plant clusters in soil (10 d).
将愈伤组织分化成植株幼苗是建立再生体系的关
键环节,也是最难的环节。一般来讲,单子叶植物比双
子叶植物要难以成功。本研究采用含有 0. 5 mg·L -1
KT + 1. 0 mg·L -1 6-BA的培养基,直接将芦竹的愈伤
组织分化出根和芽来,产生大量的幼苗,显示了单子叶
植物芦竹的愈伤组织具有很强的分化和再生能力。分
8331
第 7 期 阳宴清 等:芦竹愈伤组织诱导及再生体系的建立
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化出的幼苗撮可以很容易地在土壤中成活。因此,通
过芦竹的愈伤组织诱导、分化及植株再生体系可以大
大提高芦竹的繁殖系数。
本研究采用了 3 种培养基配方(MS-1、MS-2 和
MS-3) ,分别进行了生根、愈伤诱导及植株再生试验,
并获得了初步的结果。以后研究可以在此基础上,参
照其它植物上的成功实验方案[45-48],通过试用不同类
型的激素及不同浓度的激素,观察其对不同外植体诱
导生长的影响,针对不同培养目的和不同外植体,找出
最佳培养基配方,进一步完善芦竹的组织培养及快繁
技术。
随着国家对生态建设和环境保护的加强、菌草产
业的蓬勃发展,芦竹的应用价值将被进一步的认识和
挖掘,对芦竹的需求也将大大增多。芦竹在我国黄河
两岸的生态建设、西北地区的沙漠治理、东部沿海盐碱
地的绿化和治理等方面都可以发挥其重要作用。本研
究结果为优良芦竹品种的快繁以及在芦竹上开展现代
生物技术的研究和应用提供了初步的技术基础并展现
出了广阔的前景。
致谢:本研究中用到的植物材料是由福建农林大
学国家菌草工程技术研究中心的刘斌、林辉和吴金寿
等老师提供,在此一并表示感谢。
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