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乙酰丁香酮对组培芦竹不定芽诱导和生长的影响



全 文 :乙酰丁香酮对组培芦竹不定芽诱导和生长的影响
周莉凡,吴茜茜,张丽娜,汤慧琴,韩志萍,杨志红* (湖州师范学院,浙江湖州 313000)
摘要 [目的]研究组培条件下乙酰丁香酮(AS)对芦竹不定芽诱导和生长的影响,为芦竹农杆菌介导转基因过程中 AS的使用提供依
据。[方法]将芦竹外植体预培养 3 d后接种到添加 100、250、500、1 000、2 500、5 000 μmol /L AS的培养基中培养,以不添加 AS为对照,
观察芦竹的不定芽诱导数及不定芽的高度。[结果]AS在一定的浓度下对芦竹外植体不定芽的诱导和生长都有影响。培养基中添加
1 000 ~ 2 500 μmol /L AS,对芦竹的生长有显著的促进作用;添加 AS对芦竹不定芽的诱导有抑制作用,浓度范围 1 000 ~5 000 μmol /L与
100 ~500 μmol /L相比,对芦竹不定芽诱导的抑制作用显著增强。[结论]AS浓度为 100 ~500 μmol /L为芦竹转基因过程中可以使用的
合适浓度。
关键词 芦竹;乙酰丁香酮;不定芽
中图分类号 Q949. 71 + 4. 2 文献标识码 A 文章编号 0517 -6611(2012)07 -03865 -02
Effect of Acetosyringone on Adventitious Buds Induction and Growth of Arundo donax Linn.
ZHOU Li-fan et al (Huzhou Teachers College,Huzhou,Zhejiang 313000)
Abstract [Objective]To study the effect of acetosyringone (AS)on the adventitious buds induction and growth of Arundo donax linn.,so
as to provide references for the application of AS to Agrobacterium-mediated genetic transformation. [Method]Explants of Arundo donax linn.
were pre-cultured for 3 days and then transferred to the media added with 100,250,500,1 000,2 500 and 5 000 of acetosyringone,the me-
dium without adding AS was taken as control to observe the different number and height of induced adventitious buds. [Result]AS had impact
on the adventitious buds induction and growth of Arundo donax linn. In 1 000 - 2 500 μmol /L acetosyringone containing medium,the growth
of adventitious bud was accelerated. For adventitious buds,AS had inhibiting effect. Compared with 100 - 500 μmol /L,1 000 - 5 000
μmol /L had stronger inhibiting influence. [Conclusion]100 - 500 μmol /L AS was suitable for Arundo donax linn. in transformation.
Key words Arundo donax Linn.;Acetosyringone;Adventitious buds
基金项目 浙江省钱江人才计划项目(2009R10016) ;浙江省自然科学
基金项目(Y5110067) ;国家自然科学基金项目(31070451)。
作者简介 周莉凡(1990 -) ,女,浙江诸暨人,本科生,专业:生物技术。
* 通讯作者,讲师,E-mail:yangzhihong@ hutc. zj. cn。
收稿日期 2011-11-03
芦竹(Arundo donax Linn.) ,又称荻芦竹、江苇,是禾本科
(Poaceae)芦竹属(Arundo)的一种多年生常绿高大丛生的草
本植物,外形既像芦苇又似竹,既耐寒耐热又耐涝耐旱,在贫
瘠土壤或受污染的湿地中也可生根发芽并长成高大植株。
芦竹在我国分布广泛,北起辽宁,南至广西均有芦竹生长,主
要分布于江苏、浙江、湖南、华南、西南等地区[1 -2]。种植芦
竹能起到固土护堤,改善、美化和保护湿地生态环境的
作用[3]。
水体富营养化是我国近年来面临的一个比较严重的环
境问题。污染水体的植物修复技术作为一项绿色污染治理
措施,经过多年的研究已经取得很大进展,为污染水体的修
复做出了重要的贡献,但该技术仍有许多不完善的地方[4]。
若能利用现代生物技术将芦竹改造成为一种超级污染修复
植物,将对污染治理起到更好的效果。在农杆菌介导的植物
基因工程中乙酰丁香酮(Acetosyringone,AS)是一种经常使用
的化学物质[5 -6]。AS 是一种酚类化合物,可诱发农杆菌内
Ti或 Ri质粒 DNA上 Vir区基因的活化和高效表达,现已被
广泛应用于农杆菌介导的遗传转化中[7]。因此笔者研究了
培养基中添加不同浓度的 AS对芦竹组培苗不定芽诱导和生
长的影响,试图找到最适合于芦竹转基因使用的 AS浓度,以
期为芦竹基因工程的顺利开展提供前期理论和数据支撑。
1 材料与方法
1. 1 材料 芦竹外植体来源于南太湖实生芦竹建立的组培
体系;AS,Solarbio公司。不定芽诱导培养基:MS + 6 - BA 5
mg /L + IBA 0. 5 mg /L +30 g /L蔗糖 +6 g /L琼脂,pH 5. 8。
1. 2 试验设计 浓度梯度设置为:称取 AS固体粉末用二甲
基亚砜溶解,在操净台上用滤膜过滤后,配置成 100、250、
500、1 000、2 500、5 000 μmol /L的 AS溶液。挑取大小,质地、
生长状况相近的芦竹组培无菌芽体为外植体,分别接种入添
加不同浓度 AS的培养基中进行培养。每个浓度接种 6个外
植体,设 4次重复,以不添加 AS为对照。培养温度 25 ℃,光
照强度 2 500 lx,光照时间 16 h /d。观察 AS浓度对外植体生
长的影响,30 d后统计不定芽的数目,长度及其生长状况。
1. 3 数据分析 使用 SPSS 11. 5 软件对数据进行单因素方
差分析。
2 结果与分析
2. 1 乙酰丁香酮对芦竹外植体不定芽诱导的影响 由图 1
中可以看出试验浓度范围内 AS 对芦竹外植体没有致死作
用,外植体呈现正常组培植株颜色,但培养基中添加不同浓
度的 AS对芦竹外植体不定芽的诱导有一定的影响。由表 2
可知,芦竹外植体在不添加 AS的培养基中,不定芽诱导数最
高,并与其他处理之间存在显著差异;AS 浓度在 100 ~ 500
μmol /L和 1 000 ~5 000 μmol /L这 2 个浓度范围之间比较,
不定芽的诱导数有显著差异,浓度范围 1 000 ~5 000 μmol /L
比浓度范围100 ~500 μmol /L对芦竹不定芽的诱导抑制作用
显著。但是,在这 2 组浓度范围之内相比,组内芦竹不定芽
诱导数差异不显著。由此可见,AS 对芦竹不定芽的诱导表
现为一定的抑制作用,随着浓度增高至一定范围,外植体不
定芽的诱导表现为抑制作用的增强。
2. 2 乙酰丁香酮对芦竹外植体不定芽生长的影响 由图 1
可以看出,芦竹不定芽在所有培养基中的生长情况整体表现
正常。由表 1可知,在浓度为 0 ~ 500 μmol /L范围内,AS对
安徽农业科学,Journal of Anhui Agri. Sci. 2012,40(7):3865 - 3866 责任编辑 刘赟 责任校对 李岩
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2012.07.213
芦竹不定芽高度的影响差异不显著;浓度达到 1 000 ~ 2 500
μmol /L时,与 0 ~500 μmol /L相比,芦竹不定芽高度显著增
加;1 000 μmol /L 与 2 500 μmol /L 2 个浓度相比,浓度在
2 500 μmol /L时,芽高显著增加;当浓度增加到5 000 μmol /L
时,AS对株高的影响和 0 ~ 500 μmol /L 浓度对比无显著差
异,但与 1 000 ~2 500 μmol /L相比有显著差异。由此可见,
AS对芦竹不定芽的生长影响表现为在一定浓度范围内
(1 000 μmol /L与 2 500 μmol /L)有一定的促进作用。
注:A.对照;B. 100 μmol /L AS;C. 250 μmol /L AS;D. 500 μmol /L AS;E. 1 000 μmol /L AS;F. 2 500 μmol /L AS;G. 5 000 μmol /L AS。
图 1 不同浓度乙酰丁香酮培养基中芦竹外植体生长状态
表 1 乙酰丁香酮对芦竹外植体不定芽诱导及生长的影响
AS浓度
μmol /L
不定芽
诱导数∥个
不定芽的生长
高度∥cm
一个月后的
生长状况
0(CK) 105. 8 a 25. 7 a 生长良好
100 90. 3 b 27. 2 a 生长良好
250 85. 0 b 26. 8 a 生长良好
500 80. 5 b 27. 1 a 生长良好
1 000 69. 8 c 34. 4 b 生长良好
2 500 65. 0 c 29. 7 c 生长良好
5 000 60. 0 c 25. 2 a 生长良好
注:数据后同列不同小写字母表示在 0. 05 水平上有显著差异(P <
0. 05)。
3 结论与讨论
农杆菌介导的植物基因工程是外源基因导入植物常用
的方法之一,乙酰丁香酮在转化中起着重要作用。该次研究
通过研究添加不同浓度 AS 的培养基中芦竹外植体培养情
况,得出芦竹对 AS在试验范围内有较强的耐受性。试验浓
度范围内,没有观察到芦竹受乙酰丁香酮影响出现死亡的现
象,且一定浓度的 AS对芦竹不定芽的诱导和生长有一定的
影响。综合比较认为,在芦竹转基因过程中,100 和 500
μmol /L的浓度可以作为芦竹转基因过程中 AS使用的候选
浓度。这个浓度范围和其他植物转基因研究报道中使用的
60 ~400 μmol /L AS 接近[8]。在芦竹转基因过程中,结合研
究农杆菌对芦竹生长的影响在候选浓度范围中进一步进行
筛选,最终得到最合适的芦竹转基因使用的 AS浓度,还有待
进一步研究。
参考文献
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6683 安徽农业科学 2012 年