全 文 : 第50卷2014年第4期 西 北 师 范 大 学 学 报 (自然科学版)
Vol.50 2014 No.4 Journal of Northwest Normal University(Natural Science)
收稿日期:2013-11-25;修改稿收到日期:2014-03-30
基金项目:国家自然科学青年科学基金资助项目(31300521);高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20133603120001);
江西省教育厅青年基金资助项目(GJJ13253);江西农业大学青年科学基金资助项目(QN201103)
作者简介:邹娜 (1982—),女,河南南阳人,博士.主要研究方向为园林植物生物技术及栽培生理.
E-mail:nzouyy@126.com
千日红组织培养及试管开花研究
邹 娜1,邓光华1,苏 燕2,喻苏琴1,涂淑萍1,张宵娟1
(1.江西农业大学 园林与艺术学院,江西 南昌 330045;
2.江西农业大学 农学院,江西 南昌 330045)
摘要:以千日红种子为外植体,获得无菌苗,并采用正交试验设计方法进行无菌苗的增殖、生根壮苗培养和试管开花
诱导.无菌苗最佳增殖培养基为:MS+1.0mg·L-1 BA+0.5mg·L-1 NAA,培养28d,增殖系数为3.1,苗高可达
3.3cm;最佳生根培养基为:1/2MS+0.5mg·L-1 IBA+30g·L-1蔗糖+0.5g·L-1活性炭,并以透气膜为封口材料;
无菌苗接种于改良 MS+5.0mg·L-1 PP333+40g·L-1蔗糖+7g·L-1亚精胺,平均开花率达11.11%.采用组织培养
方法获得无菌苗,并诱导其在试管内开花,可为其优良品种的快速繁殖和开发利用提供技术支持.
关键词:千日红;组织培养;试管开花;正交设计
中图分类号:Q 813.1+3 文献标志码:A 文章编号:1001-988Ⅹ(2014)04-0071-08
Tissue culture and in vitro flowering of Gomphrena globosa
ZOU-Na1,DENG Guang-hua1,SU-Yan2,YU Su-qin1,TU Shu-ping2,ZHANG Xiao-juan1
(1.Colege of Landscape and Art,Jiangxi Agricultural University,Nanchang 330045,Jiangxi,China;
2.Colege of Agriculture,Jiangxi Agricultural University,Nanchang 330045,Jiangxi,China)
Abstract:Seeds of Gomphrena globosa are acted as experimental materials to get aseptic seedling and then
used for multiplication,rooting and flowering in vitro by orthogonal design.Results show that the
optimal multiplication medium is:MS+1.0mg·L-1 BA+0.5mg·L-1 NAA,after 28days of culture,
the multiplication coefficient is 3.1and the average seedling height reach to 3.3cm.The optimized
medium for rooting is 1/2MS+0.5mg·L-1 IBA+30g·L-1 sucrose+0.5g·L-1 activate charcoal with
breathable film as sealing materials.The medium for flowering is modified MS+5mg·L-1 PP333+40g·
L-1 sucrose+7mg·L-1 spermidine,with the average flowering rate is 11.11%.Aseptic seedling is
obtained by tissue culture and then induced in vitro flowering,which is useful to provide technical support
for the development and utilization of Gomphrena globosa by rapid propagation.
Key words:Gomphrena globosa;tissue culture;in-vitro flowering;orthogonal design
千日红(Gomphrena globosa)别名火球花、红
光球、千年红等,是苋科千日红属一年生草本花
卉.千日红植株低矮,花繁色浓,不仅是配置秋季
花坛、种植钵和花镜的好材料,且干后花朵群集一
株,宛如繁星点点灿烂多姿;同时又因其花期长,
花色与花形经久不变,所以又是作鲜切花的良好材
料,而且其花序及全草皆可入药,具有清肝、散
结、止咳和定喘之效[1].此外,从千日红花序中
提取的千日红色素还是一种优质的食用天然色素资
源[2],现在千日红也可作为花茶饮用.由此可见,
千日红是天生的干燥花,同时也是风味绝佳的花草
茶,具有较高的观赏、药用和食用价值.
千日红多用种子繁殖,由于其体积太小,采收
不易,即使采收到的种子再进行播种繁殖也很难保
17
西 北 师 范 大 学 学 报 (自然科学版) 第50卷
Journal of Northwest Normal University(Natural Science) Vol.50
证其具有母株原有的优良性状[3],而且露地播种
繁殖还具有明显的季节限制.应用现代组织培养技
术不仅可以在一定程度上解决这些问题,在短期内
进行扩增繁殖获得大量的千日红无菌苗,还有利于
进一步提高千日红的经济价值.
试管开花是指用组织培养的方法,使植物的开
花过程在培养容器中完成[4].研究试管开花不仅
可以为研究植物的花芽分化提供一个良好的实验系
统,还可为了解植物成花转变即由营养生长向生殖
发育的转变,提供良好的实验材料;同时,试管花
具有一定的观赏价值,也可作为旅游商品进行开
发[3,4],而目前对千日红试管开花的研究较少.正
交试验设计,是利用一套已有的规格化的正交表来
安排多因素试验,并对试验结果进行统计分析,找
出较优试验方案的一种科学方法[5].通过运用正
交试验表还可以处理多个试验指标,各种指标同时
分析,综合考虑获得最佳效果,因此是目前最流
行、效果相当好的方法[6].本文以优良千日红F1
代种子为外植体,在获得无菌苗的基础上,采用正
交试验设计方法研究不同培养基对其增殖、生根壮
苗及开花诱导的影响,筛选千日红组织培养及试管
开花诱导最佳培养基,以期为相关研究和应用提供
一定的参考和技术支持.
1 材料与方法
1.1 材料
千日红种子购自北京市芳萱苑种子有限公司.
1.2 方法
1.2.1 种子的灭菌消毒 千日红种子在自来水下
浸泡冲洗30min,转入超净工作台,用75%酒精
浸泡10~30s,再用0.1%升汞添加吐温20的消
毒液剧烈振荡灭菌8min,无菌水清洗5次,滤纸
吸干表面水分,接种到 MS基本培养基表面并放置
于培养室进行种子萌发(图1:A).
1.2.2 继代增殖培养 当无菌苗长到2cm以上时,取
其顶端1cm接种到以L8(4×24)正交设计方法配置的各
继代增殖培养基中.研究基本培养基(MS,1/2MS)、
细胞分裂素BA浓度(0.5,1.0,2.0,3.0mg·L-1)、生长
素 NAA 浓 度 (0.1,0.5 mg·L-1)及 多 效 唑
(2.0mg·L-1 PP333)对千日红试管苗增殖培养的影响.
1.2.3 生根壮苗培养 当试管苗长到2cm以上
时,取顶端2cm接种到以L8(27)正交试验设计方
法配置的各生根壮苗培养基中.研究基本培养基
(MS,1/2MS)、0.5mg·L-1不同种类生长素种类
(NAA,IBA)、蔗糖含量(30,15g·L-1)、活性炭
(0,0.5g·L-1)和封口材料(透气封口膜、塑料瓶
盖)对千日红无菌苗生根的影响.
1.2.4 开花诱导培养 当生根培养基中无菌苗长
到2cm以上时,取顶端2cm接种到以L4(23)正
交试验设计方法配置的各开花诱导培养基中.研究
基本 培 养 基 (改 良 MS,MS)、蔗 糖 含 量 (40,
20g·L-1)及多效唑(0,5g·L-1)对千日红试管苗生
长和试管开花诱导的影响.
1.3 培养条件
培养室温度(25±1)℃、光照时间12h·d-1,
光照强度为2 000lux.开花处理每培养基中添加
7mg·L-1亚精胺,如无特殊说明各培养基均添加
琼脂6.5g·L-1,蔗糖20g·L-1,pH 5.8,121℃
高压灭菌20min.
1.4 实验观察与数据处理
增殖、生根及开花诱导阶段的试验数据分别在
接种之后的第35,21和60d进行测量.增殖系数
=增殖后无菌苗数/接种无菌苗总数,生根率=生
根无菌苗数/接种无菌苗总数×100%,根长>1cm
(%)为根长大于1cm的无菌苗占生根苗的比例,
根数>5(%)为生根数大于5的无菌苗占生根苗的
比例.开花率=开花无菌苗数/接种无菌苗总数×
100%.每处理分别接种20~30个外植体,各试验
至少设2次重复.试验测得数据采用统计软件
DPS7.05进行方差分析,多重比较采用Duncan新
复极差检验.
2 结果与分析
2.1 不同因素对千日红增殖及生长的影响
在进行千日红增殖培养过程中,除了关注增殖
系数外,还观测了试管苗的苗高和叶片数.对增殖
系数进行极差分析得到结果(RA′排序):PP333>基
本培养基>BA浓度>空白列(BA与NAA的交互作
用)>NAA浓度,说明PP333对千日红无菌苗增殖系
数影响作用最强,其次是基本培养基和BA浓度,
而BA与NAA的交互作用以及NAA浓度对千日红
增殖系数影响较小.从各因素不同水平来看,培养
基中不添加PP333对千日红增殖效果更好,基本培养
基以MS对千日红的增殖效果优于1/2MS,BA浓度
以1mg·L-1效果最好,其增殖系数分别比0.5,2.0和
3.0mg·L-1BA时提高21.80%,33.98%和12.93%,
NAA浓度以0.1mmol·L-1稍优于0.5mmol·L-1,
相应的增殖系数提高6.82%(图1:A,B).
27
2014年第4期 邹 娜等:千日红组织培养及试管开花研究
2014 No.4 Tissue culture and in vitro flowering of Gomphrena globosa
A.千日红种子萌发;B.无菌苗增殖;C.生根壮苗培养;D.试管开花
A.Seed germination of Gomphrena globosa;B.Proliferated axilary bud;C.Rooting of the adventitious buds of
Gomphrena globosa;D.flowering of Gomphrena globosain vitro
图1 千日红组织培养及试管开花诱导
Fig 1 Tissue culture and in vitro flowering of Gomphrena globosa
采用同样的方法,分析不同因素水平对千日红
苗高和叶片数的影响.对苗高的极差而言,基本培
养基>BA浓度=PP333>空白列(BA与NAA的交
互作用)>NAA浓度(RB′排序);而从叶片数极差
来看,基本培养基>BA浓度>PP333>NAA浓度
>空白列(BA 与 NAA 的交互作用)(RC′排序).
这些结果表明基本培养基是影响千日红无菌苗苗高
生长和增加叶片数的最主要的因素,其次是BA和
PP333,而NAA以及BA与NAA间的交互作用对
千日红苗高和叶片数生长影响较小.从各因素不同
水平来看,基本培养基以MS优于1/2MS,BA浓
度以1.0mg·L-1对千日红无菌苗生长效果最好,
培养基中不添加PP333时无菌苗高度及生长量更大,
在含有0.1mmol·L-1 NAA培养基中的千日红无
菌苗叶片稍多,但平均株高不及0.5mmol·L-1
NAA培养基中的千日红(表1).
表1 千日红增殖生长试验组合及结果L8(4×24)
Tab 1 Treatment combination and experiment result of the proliferation and growth of Gomphrena globosa
处理号
Code
adjusted range RC′
BA/
(mg·L-1)
NAA/
(mg·L-1)
空白列
Interaction
column
基本培养基
Basic
medium
PP333
浓度/
(mg·L-1)
增殖系数
Multiplication
coefficient
苗高
Seedling
height
叶片数
Leaf numbers
苗的长势
Seedling
growth
potential
1 0.5 0.1 1.0 MS 0.0 2.55ab 2.78ab 7.92ab ####
2 0.5 0.5 2.0 1/2MS 2.0 1.78b 2.20b 5.67b ###
3 1.0 0.1 1.0 1/2MS 2.0 2.18ab 2.15b 8.38ab ##
4 1.0 0.5 2.0 MS 0.0 3.09a 3.31a 10.48a #####
5 2.0 0.1 2.0 MS 2.0 2.14ab 2.55ab 8.76ab ####
6 2.0 0.5 1.0 1/2MS 0.0 1.79b 2.13b 7.54ab ###
7 3.0 0.1 2.0 1/2MS 0.0 2.52ab 2.02b 9.10a ###
8 3.0 0.5 1.0 MS 2.0 2.14ab 2.41ab 8.32ab ####
极差RA
range RA
0.67 0.15 0.22 0.41 0.43
调整RA′
adjusted range RA′
0.42 0.21 0.31 0.59 0.61
极差RB
range RB
0.52 0.14 0.15 0.64 0.23
调整RB′
adjusted range RB′
0.33 0.19 0.21 0.91 0.33
极差RC
range RC
2.64 0.54 0.46 1.20 0.98
调整RC′
adjusted range RC′
1.68 0.76 0.66 1.70 1.39
37
西 北 师 范 大 学 学 报 (自然科学版) 第50卷
Journal of Northwest Normal University(Natural Science) Vol.50
A,B,C分别为增殖系数、苗高和叶片数;R为各因素水平极差;R′为调整后的极差;#表示苗生长势,#越多表示幼
苗生长越好.同列数字后不同字母,表明差异显著.下同.
A,B and C indicate the multiplication coefficient,seedling height and leaf numbers respectively;R is range between each
factor level;R′is adjusted range;#shows seedling growth potential,the more indicates the seedling growth the better.
Different letters in the same line indicate significant difference at P<0.05.The same below.
方差分析结果表明,除了基本培养基对苗高有
极显著影响外,其他各因素对千日红增殖系数、苗
高和叶片数的影响都没有达到显著水平(表2).增
殖系数最高的为处理4,各个处理间的多重比较结
果表明,其与处理2和6之间的差异达到显著水
平,并且从苗高和叶片数来看,最好的也是处理
4,其苗高与2,3,6,7间的差异达到显著水平,叶
片数与处理2间的差异达到极显著水平(表1).因
此,综合各主要因素水平的最优组合和方差分析及
多重比较结果,筛选出在千日红增殖培养过程中较
佳配方:MS+1.0mg·L-1 BA+0.5mg·L-1
NAA,该处理中的无菌苗增殖系数最好,幼苗生
长势最旺(图1:B).
表2 千日红增殖及生长各影响因素方差分析
Tab 2 Variance analysis of various influence factors on multiplication and growth of Gomphrena globosa
变异来源
Source
增殖系数 Multiplication coefficient 苗高Seedling height 叶片数Leaf numbers
平方和
Sum of
squares
自由度
df
均方
Mean
square
F值
平方和
Sum of
squares
自由度
df
均方
Mean
square
F值
平方和
Sum of
squares
自由度
df
均方
Mean
square
F值
BA 1.44 3 0.48 1.51 0.90 3 0.30 1.36 22.41 3 7.47 2.51
NAA 0.13 1 0.13 0.42 0.11 1 0.11 0.50 1.72 1 1.72 0.58
空白列
Interaction column
0.28 1 0.28 0.89 0.14 1 0.14 0.62 1.29 1 1.29 0.43
基本培养基
Basic medium
1.02 1 1.02 3.22 2.45 1 2.45 11.10** 8.63 1 8.63 2.90
PP333 1.10 1 1.10 3.46 0.32 1 0.32 5.74 1 5.74 1.93
误差 Error 5.07 16 0.32 3.53 16 0.22 47.62 16 2.98
*P<0.05差异显著,**P<0.001差异极显著.下同.
*P<0.05indicate significant difference,**P<0.01indicate significant difference.The same below.
2.2 生根壮苗培养
千日红无菌苗转移到生根培养中之后10天左
右有部分无菌苗已开始生根,第21d不同处理间
的生根效果明显不同,其中生根率最高的为处理7
(表3).表3结果表明,处理7与其他7个处理间
的生根率差异均达到显著水平;根长较长的分别为
处理5,7,3,且与处理2,6,8间的差异达到显著水
平;平均根数较多的为处理3,7,分别与处理2,6
和8间的差异达到显著水平.因此,综合生根率、
根长和平均根数等各指标,处理7为千日红无菌苗
最佳生根培养基:1/2MS+0.5mg·L-1 IBA+
30g·L-1蔗糖+0.5g·L-1活性炭.
生根率极差分析结果:蔗糖>封口材料>基本
培养基>激素种类>活性炭(RA′排序),说明影响
千日红生根率的主要因素为蔗糖、封口材料和基本
培养基,而激素种类和活性炭的作用相对较弱(表
3).从各因素不同水平来看,30g·L-1蔗糖比
15g·L-1蔗糖的生根效果好,以透气膜为封口材料
比塑料瓶盖好,以1/2MS为基本培养基比 MS生
根效果更好.
对根长和平均根数的极差分析结果:蔗糖>基
本培养基>活性炭>封口材料>激素(RB′排序)和
蔗糖>基本培养基>激素种类>活性炭>封口材料
(RC′排序).由此说明,蔗糖和基本培养基是对千
日红无菌苗根长和平均根数影响最为重要的两因
素,其次为活性炭、激素种类和封口材料.从各因
素不同水平来看,30g·L-1蔗糖比15g·L-1蔗糖
对根生长更好,以1/2MS为基本培养基千日红无
菌苗根数更多更长,添加 0.5g·L-1活性炭、
0.5mg·L-1 NAA和以透气膜为封口材料对千日
红无菌苗生根效果较好(图1:C).
不同因素对千日红试管苗生根各指标影响的方
差分析结果表明(表4):蔗糖对千日红生根率具有
显著影响,而且对千日红根长和平均根数影响达到
极显著水平,其他因素则对千日红生根没有显著性
影响.
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2014年第4期 邹 娜等:千日红组织培养及试管开花研究
2014 No.4 Tissue culture and in vitro flowering of Gomphrena globosa
表3 千日红试管苗生根试验组合及结果L8(27)
Tab 3 Treatment combination and experiment result of Gomphrena globosa rooting
处理号
Code
植物生长
调节剂
PGR/
(0.5mg·L-1)
基本培
养基
Basic
medium
蔗糖
Sugar/
(g·L-1)
活性炭
AC/
(g·L-1)
封口材料
Seal
生根率/
%
Percentage
of rooting
根长>1cm/
%
Length of roots
根数>5/
%
Root numbers
1 NAA MS 30.0 0.0 膜 52.50b 67.42ab 62.88ab
2 NAA MS 15 0.5 盖 13.50c 22.22b 16.66bc
3 NAA 1/2MS 30 0.5 盖 29.15bc 84.37a 84.37a
4 NAA 1/2MS 15 0.0 膜 33.35bc 76.92ab 36.54abc
5 IBA MS 30 0.0 盖 41.10b 100.00a 51.66abc
6 IBA MS 15 0.5 膜 14.00c 16.66b 8.33c
7 IBA 1/2MS 30 0.5 膜 78.35a 98.15a 71.29a
8 IBA 1/2MS 15 0.0 盖 27.50bc 21.87b 15.62bc
极差RA
range RA
8.11 11.81 28.19 4.86 16.74
调整RA′
adjustedrange RA′
11.52 16.77 40.03 6.90 23.77
极差RB
range RB
3.56 18.75 53.07 11.20 7.67
调整RB′
adjusted range RB′
5.06 26.63 75.35 15.91 10.90
极差RC
range RC
13.39 17.07 48.26 3.49 2.68
调整RC′
adjustedrange RC′
19.01 24.24 68.53 4.96 3.81
A,B,C分别为生根率、根长和平均根数.
A,B and C indicate percentage of rooting,length of roots and root numbers respecctively.
表4 千日红生根各影响因素方差分析
Tab 4 Variance analysis of different factors on rooting of Gomphrena globosa
变异来源
Source
生根率Percentage of rooting 根长Length of roots 根数Root numbers
平方和
Sum of
squares
自由度
df
均方
Mean
square
F值
F
平方和
Sum of
squares
自由度
df
均方
Mean
square
F值
F
平方和
Sum of
squares
自由度
df
均方
Mean
square
F值
F
植物生长调节剂
PGR 263.25 1 263.25 0.45 50.80 1 50.80 0.10 716.63 1 716.63 1.93
基本培养基
Basic medium
558.14 1 558.14 0.95 1 406.81 1 1 406.81 2.77 1 165.88 1 1 165.88 3.14
蔗糖
Sugar
3 178.14 1 3 178.14 5.42* 11 264.10 1 11 264.10 22.19**9 317.08 1 9 317.08 25.06**
活性炭
AC 94.58 1 94.58 0.16 502.09 1 502.09 0.98 48.72 1 48.72 0.13
封口材料
Seal 1 120.58 1 1 120.58 1.92 235.55 1 235.55 0.46 28.73 1 28.72 0.08
误差
Error 4 691.26 8 586.41 4 061.11 8 507.64 2 974.52 8 371.82
2.3 试管开花诱导
接种后的第60d,发现仅有处理2中的部分无
菌苗在试管内开花,并且不同处理间无菌苗苗高存
在明显差异.表5结果表明,处理2与其他3个处
理间的开花率差异均达到显著性水平;无菌苗生长
较高的是处理1和处理3,并且与处理2和处理4间
的差异达到显著水平.因此,结合开花率及株型,
筛选获得处理2,即改良 MS+5mg·L-1 PP333+
40g·L-1蔗糖为千日红试管苗较佳开花诱导培养基.
表5开花率极差分析结果表明,基本培养基=
蔗糖=PP333(RA′排序),表明基本培养基、PP333
和蔗糖对千日红无菌苗开花具有同等重要影响,并
且分 别 以 改 良 MS、添 加 5 mg·L-1 PP333 和
40g·L-1蔗糖对诱导千日红无菌苗试管开花效果更好.
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西 北 师 范 大 学 学 报 (自然科学版) 第50卷
Journal of Northwest Normal University(Natural Science) Vol.50
从不同因素对苗高的影响来看(表5),PP333>
蔗糖>基本培养基(RB′排序),说明PP333的作用
最强,而基本培养基和蔗糖对苗高的影响不大.培
养基中添加5mg·L-1 PP333,千日红无菌苗生长更
矮壮.
不同因素的方差分析结果表明(表6):基本培
养基、蔗糖和PP333对千日红试管苗开花影响差异
均具有显著性.PP333对千日红试管苗苗高影响差
异达到极显著水平,而其他因素对千日红苗高没有
显著性影响.
表5 千日红试管开花试验组合及结果L4(23)
Tab 5 Treatment combination and experiment result of Gomphrena globosaflowering in vitro
处理
Code
基本培养基
Basic medium
PP333
mg·L-1
蔗糖
Sugar/(g·L-1)
开花率
Percentage of flowering
苗高
Height of seedlings
1 改良 MS 0.00 20.00 0.00b 7.11a
2 改良 MS 5.00 40.00 11.11a 2.89b
3 MS 0.00 40.00 0.00b 7.49a
4 MS 5.00 20.00 0.00b 2.79b
极差RA range RA 5.56 5.56 5.56
调整RA′adjusted range RA′ 5.58 5.58 5.58
极差RB range RB 0.14 4.46 0.24
调整RB′adjusted range RB′ 0.14 4.48 0.24
A,B分别为开花率、苗高.
A and B indicate percentage of flowering,height of seedlings respectively.
表6 千日红开花各影响因素方差分析
Tab 6 Variance analysis of different factors on flowering of Gomphrena globosa
变异来源
Source
开花率Percentage of flowering 苗高 Height of seedlings
平方和
Sum of squares
自由度
df
均方
Mean square
F值
F
平方和
Sum of squares
自由度
df
均方
Mean square
F值
F
基本培养基
Basic medium
92.57 1 92.57 15.97* 0.06 1 0.06 0.14
PP333 92.57 1 92.57 15.97* 59.63 1 59.63 138.78**
蔗糖Sugar 92.57 1 92.57 15.97* 0.18 1 0.18 0.41
误差 Error 46.37 8 5.80 3.44 8 0.43
3 讨论
本研究采用正交试验设计方法,进行千日红组
织培养过程中多种因素水平的设置和试验指标的研
究,并通过对试验数据的最优水平组合和方差分析
获得了增殖、生根和开花诱导等各培养阶段较佳培
养基配方,并对培养过程中的各影响因素如基本培
养基、PP333和蔗糖等进行了显著性分析(表2、表
4和表6).
就基本培养基而言,在千日红增殖培养阶段全
量的 MS培养基的生长效果较好,增殖系数、苗高
和叶片数分别比大量元素减半的1/2 MS提高
19.8%、30.2%和15.6%(表1);而在生根过程中
1/2MS比 MS更优,相应的可提高生根率36.4%
(表3);在开花诱导阶段,仅改良 MS(改变了 MS
培养基中NH+4/NO-3 配比)可诱导千日红在试管内
开花(表5).MS基本培养基的无机盐(硝酸盐、钾
盐、铵盐)含量高,属于高盐低水势的培养基,可
保证组织生长所需的矿质营养[7],从而使千日红
在增殖过程中有充足的营养供应而使各种指标生长
更优.1/2MS培养基更有利于千日红生根,这与
大多数植物采用1/2MS培养基进行生根培养的结
果一致[8,9],其主要原因可能是因为1/2MS基本
培养基中N的含量特别是NH+4 含量降低了.一般
认为,适量的NH+4 能显著促进植物生长,而高浓
度时对植物产生毒害作用,外源 NH+4 超过0.1~
0.5mmol·L-1,有些植物就可能 NH+4 中毒,表
现为抑制主根生长和侧根形成、叶子黄化,严重时
发生死亡,但不同物种间 NH+4 敏感程度差异较
大[10,11],而硝态氮作氮源诱导根系的生长效果更
理想[12].就培养基中氮源对试管开花的诱导影响
而言,许多报道认为减少 MS培养基中氮含量有利
于促进花芽形成,高水平的氮会抑制开花;在氮总
量不变的情况下,试管苗成花率随着硝态氮/铵态
67
2014年第4期 邹 娜等:千日红组织培养及试管开花研究
2014 No.4 Tissue culture and in vitro flowering of Gomphrena globosa
氮比值的增大而升高[13,14].所以,大多数培养基
配方和绝大多数植物组织培养所要求的 NH+4/
NO-3 比率较低,甚至不含NH+4 [15].
试验结果还表明,与基本培养基及BA浓度相
比,NAA浓度的变化对千日红无菌苗增殖及生长
的影响作用较小(表1和表2).而且,生长素种类
(NAA/IBA)的变化对千日红生根效果的影响程度
也不及蔗糖含量和基本培养基(表3).究其原因,
一方面可能是由于千日红无菌苗在增殖、生长及生
根过程中对培养基中的营养成分的变化较激素的改
变更敏感;另一方面也有可能是在试验过程中设置
的生长素的浓度梯度(0.1,0.5mmol·L-1)过小,培
养的时间过短,生长素对千日红的生长效应尚未充
分表现出来,或者千日红对生长素的适应范围较广.
近年来人们开始将 PP333应用于植物组织培
养中进行试管苗的生长和生根效应及开花诱
导等研究.本研究结果表明,在增殖培养过程中,
2.0mg·L-1PP333对试管苗节间长度有明显的抑制
作用,植株明显变矮,叶片数减少,叶柄基部变
粗,从而降低了千日红有效试管苗数量,增殖系数
较没有添加PP333的降低17.27%,苗高和叶片数
也分别减少8.98%和11.16%(表1).这与地被菊
(Dendrathema×Grandiflora cv Silver Cup)和大
花高代(Godetia grandiflora Lindl)试管苗对PP333
的生长响应相似[16,17].虽然对植株增殖生长表现
为抑制效应,培养基中添加5.0mg·L-1 PP333对千
日红试管苗开花诱导却具有明显的促进效应(表5,
表6),而且使植株矮化、增壮,提高了观赏价值
(图1D).PP333目前已广泛应用于万寿菊(Tagetes
erecta)和兰科的多种植物的试管开花诱导,如
Te-chato S等研究发现,PP333与石斛兰(Friedericks
Dendrobium orchid)花芽的诱导有关,而且PP333
与TDZ以适宜的浓度配比使用,可大大提高春石
斛(Dendrobium nobile)实生苗的花芽诱导率,促
进其开花[18,19],推测可能是其这些壮苗和调整株
型的作用为植物成花提供了相应的营养储备[20].
PP333作为植物生长延缓剂,在植物体内抑制内源
激素GA的生物合成,提高可溶性糖、淀粉、全氮
含量,增加C/N比值,从而提高成花率[21].
在实验过程中,蔗糖含量增加1倍,千日红无
菌苗生根率、根长和根数分别 增 加 127.6%、
154.2%和250.2%,开花率显著提高(表3、表5、
表6).有研究表明蔗糖不仅影响着培养物的生长
速度和生长量,还影响其代谢水平、次生代谢物的
合成以及细胞的形态和发生[22,23];并且糖对植物
开花诱导具有普遍性,一般在一定浓度范围内,开
花率随着糖浓度的提高而提高[24,25].在分子水平
上,模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)上的
研究表明高浓度的蔗糖通过延迟激活基因LEAFY
(LFY)的表达,进而延长植株的营养生长,增加叶
片数量,并且蔗糖还抑制FT 和SOC1/AGL20基
因的表达水平[26].
大量研究表明,在植物花芽分化过程中,多胺
及其前体物精氨酸水平会发生显著的变化,单独或
混合外施精胺(Spm)、腐胺(Put)与亚精胺(Spd)能
够促进花芽形成,增加花芽的数目[27].外源添加
亚精胺对石竹、铁皮石斛和秋菊 “神马”等成花诱
导有明显的影响[28].本研究结果表明亚精胺对千
日红成花诱导也具有显著促进作用(表5、表6).
但多胺对花芽分化的作用机理,目前还没有统一的
说法[29].虽然在试验过程中成功诱导出千日红试
管花,但其开花率仍很低,关于千日红开花影响因
素及调控机制尚在进一步深入研究中.
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(责任编辑 俞诗源)
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