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侧金盏花组织培养及无性系建立的研究



全 文 :侧金盏花组织培养及无性系建立的研究
李欢,肖筝,王本全,李铁松,姜长阳※
(辽宁师范大学生命科学学院,辽宁 大连 116029)
摘要:以生长旺盛的侧金盏花嫩茎腋芽为材料,进行了芽的生长、分化及试管苗的生根、移栽、扦插和移植研究,建立起侧金盏花
的无性系。结果证明:1/2MS+IAA 0.5mg/L+ NAA 0.1mg/L是芽生长培养的理想培养基;MS+BA 0.8mg/L+NAA 0.3mg/L是生长芽分
化培养和不定芽继代培养的理想培养基;1/2MS+NAA 0.1 mg/L+IAA 0.4 mg/L是不定芽生根培养和生根继代培养的理想培养基;
炉灰渣是试管苗移栽和扦插的理想基质。试管苗移植后长势整齐、旺盛,各种生物学性状均与野生植株一致。
关键词:侧金盏花;组织培养;无性系
图分类号:S567.2;Q35.3 文献标识码:A
Tissue Culture and Establishment of Asexual Line for Adonis amurensis
LI Huan,XIAO Zheng,WANG Ben-quan,LI Tie-song,JIANG Chang-yang※
(College of Life Science,Liaoning Normal University,Dalian 116029,China)
Abstract:A study on growth,differentiation,rooting and transplanting of axillary buds were studied and establishment of asexual sys-
tem of Adonis amurensis was also conducted. The results indicated that the ideal media for development of growing point was
1/2MS+IAA0.5mg·L-1+NAA 0.1mg·L-1. The best medium for differentiation was MS+6-BA0.8mg·L-1+NAA0.3mg·L-1. The medium
of 1/2MS+NAA0.1mg·L-1+IAA0.4mg·L-1 was suitable for rooting. The cinder was the ideal matrix for plantlet culture with vigorous
and variant characters.
Key words:Adonis amurensis;tissue culture;clone
收稿日期:2009- 10- 07
基金项目:辽宁师范大学教学改革项目(20090108)
作者简介:李欢(1989-),男,辽宁阜新人,从事植物组织培养研究。
※通讯作者:姜长阳(1953-),E- mail:changyangjiang@126.com.
侧金盏花(Adonis amurensis)又叫冰凉花、顶冰花、
早春花、冰里花、福寿草,属毛茛科侧金盏花属多年生
草本植物[1]。侧金盏花多单株或群生于针阔混交林、阔
叶林、林缘、山坡、路旁及灌丛中,喜肥沃、湿润、腐殖质
较多的土壤。其植株矮小,高为 5~15cm,最高也不过
30cm,在俄罗斯、日本、朝鲜及我国的东北地区有分布。
侧金盏花全草有毒,根的毒性大,含有强心甙索马林、
加拿大麻甙、铃兰甙等成分[2]。作为中药使用侧金盏花
具有强心、利尿、镇静和减慢心律等功效,能治急性和
慢性心功能不全、心脏代偿机能不全、心房纤维颤抖、
充血性心力衰竭等疾病[3]。由于侧金盏花春天能顶冰开
花,使其具有重要的观赏价值。现在已经进行人工栽
培,但由于侧金盏花结出的种子很少,无法满足人工栽
培的需要。于是有人就从山上采挖野生植株作为种苗。
由于侧金盏花具有重要的药用价值,人们的滥采乱挖
使极其有限的侧金盏花野生资源遭到了严重的破坏。
现在,辽宁南部地区的野生侧金盏花几近绝迹。为了保
护这种野生植物,满足人们栽培和药用的需求,本试验
特 产 研 究Special Wild Economic Animal and Plant Research
文章编号:1001- 4721(2010)01- 0022- 04
22
DOI:10.16720/j.cnki.tcyj.2010.01.002
对侧金盏花进行了组织培养及无性系建立的研究。虽
然目前已多有毛茛科植物组织培养研究的报道[4],但迄
今未见侧金盏花组织培养及无性系建立研究的报道。
1 材料与方法
1.1 材料及灭菌
5月上旬,将花朵已经凋落、生长非常旺盛的植
株,洗去根部泥土,用 0.025%HgCl2处理 24h,自来水
洗净;去掉叶片,剪成长 4~5cm的有芽茎段,放入
250mL的广口瓶中,自来水振荡洗涤 3次。0.05%安利
洗涤剂振荡洗涤 20min,蒸馏水漂洗。无菌条件下加
70%~75%酒精灭菌 20s左右,迅速倒入无菌水,洗涤 2
次。0.05% HgCl2振荡灭菌 12min,无菌水振荡洗涤 5
次[5],即获得无菌材料。
1.2 培养条件
培养基以 B5、N6、White、MS、1/2MS、1/3MS和 1/4MS
为基本培养基,附加不同浓度的细胞分裂素 BA和生长
素 IAA、IBA、NAA、2,4- D。以 N6、MS为基本培养基时,
加蔗糖 30g/L;以 B5、1/2MS为基本培养基时,加蔗糖
15g/L;以 1/3MS和 1/4MS为基本培养基时,加蔗糖
10g/L。培养基胨力强度为 180g/cm2[6],pH5.8~6.0,培养
温度 20℃,光照时间 12h/d,光照强度约 2 500 lx。
2 结果及分析
2.1 不同培养基对芽生长的影响
将无菌茎段切成长 0.3cm左右的有芽茎段,接种
到 B5、N6、White、MS、1/2MS、1/3MS基本培养基上,附加
浓度为 IAA 0.5mg/L+ NAA 0.1g/L的生长素,在光照和
暗培养的条件下进行芽的生长培养。共进行 4次重复
试验,每次重复试验接种 100个芽。
观察表明,接种 10d时,在以 1/2MS、1/3MS为基本
培养基上,接种培养的芽开始萌动生长;接种 40d时,
在暗培养条件下,以 1/2MS为基本培养基上芽生长率
达到了 91%(最高),茎粗约 0.2cm,平均生长高度为
4.1cm,生长芽为黄色,长势好。4次重复观察统计的试
验结果基本一致。上述试验说明,1/2MS+ IAA 0.5+
NAA 0.1mg/L是侧金盏花芽生长培养的理想培养基。
2.2 不同生长素对生长芽分化的影响
将在 1/2MS IAA 0.5mg/L + NAA 0.1mg/L培养基上
暗培养的生长芽切成至少具有 2个生长点、长约 1cm
的茎段,接种到MS+6- BA 0.8mg/L基本培养基上,附加
不同浓度生长素 IBA、NAA,进行生长芽的分化培养。
生长芽分化培养进行 4次重复试验,每次试验继代培
养 4代,每种培养基接种 100个材料。
观察表明,接种后 12d,在附加不同浓度 NAA的
培养基上接种培养的生长芽开始分化形成不定芽。接
种 50d时观察统计,在附加不同浓度 IBA的培养基上,
培养芽不能分化;而在附加不同浓度生长素 NAA的培
养基上,培养的生长芽均有不同程度的分化。尤其是在
附加浓度为 0.3mg/L NAA培养基上,不仅分化率达到
95%,而且每个培养芽分化不定芽数为 6.6个。观察表
明,接种在附加浓度 0.3mg/L NAA分化培养基上,培养
到 12d时,大部分培养芽开始分化形成不定芽。伴随着
不定芽的生长,在其基部又分化出多个不定芽;培养到
50d时,1个培养芽分化出 5~9个高 0.5cm以上的丛生
不定芽,见图 1。将 0.5cm以上丛生不定芽从基部剪下
形成单个不定芽后,接种到相同培养基上,进行不定芽
的分化继代培养。经过 45d的继代培养,1个继代培养
的不定芽可分化出 6.8个高 0.5cm以上、呈丛生状的不
定芽。4次重复试验的继代培养结果基本一致。这说明
MS+- BA 0.8mg/L +NAA 0.3mg/L这一培养基是侧金盏
花生长芽分化培养和不定芽继代培养的理想培养基。
见表 1、图 1。
2.3 不同生长素对不定芽生根和生根继代培养的影响
将在MS+BA 0.8mg/L+NAA 0.3mg/L培养基上继代
培养的高在 0.5cm 以上的不定芽剪下,接种到
表 1 不同浓度生长素对生长芽分化的影响
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.1
0.3
0.6
0.9
1.0
1.2
0
0
0
0
0
0
0
82
95
59
44
9
0
0
0
0
0
0
0
0
4.8
6.6
4.1
3.6
1.8
0
-
-
-
-
-
-
-
++
++
++
+
+
-
分化率(%) 分化数(个)长势
浓度(mg/L)
IBA NAA
注:++为长势好;+为长势一般;- 为不生长
图 1 分化的丛生不定芽
第 1期 李欢,等:侧金盏花组织培养及无性系建立的研究 23
MS+NAA 0.1mg/L、1/2MS+ NAA 0.1mg/L和 White+NAA
0.1mg/L基本培养基上附加不同浓度 IAA生长素进行
生根培养,生根培养进行 5次重复试验,每种处理接种
100个材料。
观察表明,在以 1/2MS+NAA 0.1mg/L为基本培养
基的生根培养基上,接种 7d时可见形成根原基。接种
30d时,White+NAA 0.1mg/L为基本培养基难以诱导不
定芽生根;以MS+NAA 0.1mg/L为基本培养基的生根效
果也不理想;以 1/2 MS+NAA 0.1mg/L为基本培养基不
仅可诱导不定芽生根,并且在基本培养基中添加浓度
为 0.4mg/L的 IAA,不仅生根率为 93%、每株生根苗的
平均生根数为 6.1条,而且试管苗长势好。观察表明,在
添加浓度为 0.4mg/L的 IAA培养基上,接种 10d左右
大多数培养不定芽能形成可见根原基。随后,伴随着根
数的增加和根系的生长,逐渐生长成为旺盛的试管苗。
培养到 30d时,长成高 4~5cm、具有 4~9个叶片、茎粗
0.2cm左右生长旺盛的试管苗。将培养的生根试管苗剪
成具有 2个生长点、长 1cm以上的茎段接种到相同的
生根培养基上进行生根继代培养。经过 5次重复试验,
每次重复试验进行 5次生根继代培养的结果证明:经
过 30d的培养,每个生根培养的茎段,不仅可以培养生
长成为高 4~5cm、具有 4~9个叶片、茎粗 0.2cm左右生
长旺盛的试管苗,而且每代生根培养的繁殖系数达到
了 3.1。这说明 1/2MS+ NAA 0.1mg/L +IAA 0.4mg/L这一
培养基是侧金盏花不定芽生根培养和生根继代培养的
理想培养基。见表 2、图 2。
2.4 试管苗的移栽、扦插和移植
把 1/2MS+ NAA 0.1mg/L +IAA 0.4mg/L这一培养基
继代培养生长旺盛的生根试管苗的培养瓶瓶塞打开,
放在 5 000Lx左右的光照下炼苗 3d后,用镊子将试管
苗取出后洗净根部的培养基,移栽到上面铺着一层厚
7cm左右的炉灰渣的温室苗床上。移栽后的前 15天要
保持没有直射光、温度 20~28℃、湿度 95%左右的环境
条件。从第 16天开始,按照温室内的正常环境进行管
理。移栽试验进行了 5次,每次移栽的株数为 200株。
移栽后 30d观察统计证明:移栽成活率为 94%。把经过
炼苗的试管苗从培养瓶中取出后,剪成至少具有 2片
叶子、长 1.5~2cm的茎段后,把茎段的下部剪口插到浓
度为 70mg/L的 NAA溶液中处理 4min左右,再扦插到
与移栽相同的温室苗床的炉灰渣中,并保持与移栽相
同的环境条件。2年共进行了 4次扦插试验,每次扦插
200株。扦插后 30d观察统计证明:扦插成活率为 84%。
观察还表明,扦插的试管苗与移栽苗相比前期长
得较小。扦插 70d后,从外观和大小上就无法对扦插试
管苗和移栽试管苗进行区别。
把在温室中移栽、扦插成活的试管苗于 5月上旬、
中旬分 4次移植到山坡上定植。连续 2年的观察统计
证明:移植成活率近 99.5%;移植的试管苗与当年 4月
初播种的实生苗相比,具有生长旺盛、长势整齐、根系
发达等特点,其他生物学性状保持不变;移植试管苗从
第 2年 4月 10日左右开始开花,连续 3年的观察表
明,移植试管苗开花时间比野生实生苗早 7d左右。
3 讨论
本研究以侧金盏花的有芽嫩茎为材料,成功地建
立起侧金盏花的无性系。对侧金盏花不定芽进行分化
继代培养,45d的繁殖系数为 6.8。按照这个速度计算,
每个不定芽 1年能繁殖出 6.88个后代。用生根继代的
方法进行繁殖,30d的繁殖系数为 3.1。这说明用生根继
代的方法进行繁殖 1株试管苗 1年能繁殖出 3.112个
后代。上述说明,不论采用哪种方法进行繁殖,每年都
(下转第 28页)
图 2 生根试管苗
特 产 研 究 2010年第 1期
培养基
MS+NAA0.1mg/L
MS+NAA0.1mg/L+IAA 0.1mg/L
MS+NAA0.1mg/L+IAA 0.4mg/L
MS+NAA0.1mg/L+IAA 0.8mg/L
MS+ NAA0.1mg/L+IAA 1.2mg/L
MS+ NAA0.1mg/L+IAA 1.6mg/L
1/2MS+NAA0.1mg/L
1/2MS+NAA0.1mg/L+IAA 0.1mg/L
1/2MS+NAA0.1mg/L+IAA 0.4mg/L
1/2MS+NAA0.1mg/L+IAA 0.8mg/L
1/2MS+ NAA0.1mg/L+IAA 1.2mg/L
1/2MS+ NAA0.1mg/L+IAA 1.6mg/L
White+NAA 0.1mg/L
White+NAA 0.1mg/L +IAA 0.1mg/L
White+NAA 0.1mg/L +IAA 0.4mg/L
White+NAA 0.1mg/L +IAA 0.8mg·L-1
White+NAA 0.1mg/L +IAA 1mg/L
White+NAA 0.1mg/L +IAA 1.6mg/L
表 2 不同生长素对生根的影响
生根率(%)
6
8
21
14
7
0
9
51
93
58
19
10
0
8
12
0
0
0
平均根数(条 /株)
1.0
1.5
2.1
2.1
1.0
0
1.3
4.4
6.1
2.8
2.5
1.6
0
1.1
2.1
0
0
0
长势
-
+
+
+
+
-
-
++
++
+
+
+
-
+
+
-
-
-
24
(上接第 24页)
能繁殖出大量的侧金盏花无性系后代。这不仅可以为
侧金盏花栽培提供大量的优质种苗,而且高效分化的
材料又为侧金盏花转基因研究提供了理想的材料。
在生根培养时,以White+NAA 0.1mg/L为基本培
养基难以诱导不定芽生根,这说明基本培养基对侧金
盏花不定芽生根具有一定的影响。而以 MS+NAA
0.1mg/L、1/2MS+NAA 0.1mg/L为基本培养基进行生根
培养,以MS+NAA 0.1mg/L为基本培养基的生根效果远
远不及 1/2MS+ NAA 0.1mg/L。这是由于以 MS+NAA
0.1mg/L为基本培养基不仅培养基的基本成分增加了 1
倍,而且蔗糖的浓度也增加了 15g/L,培养基的渗透压
大幅度增加,从而使培养初期诱导的根原基细胞质中
的液泡很难吸水进行伸长生长,由此出现以 MS+NAA
0.1mg/L为基本培养基的生根效果远远不及以 1/2MS+
NAA 0.1mg/L为基本培养基的现象。
将在温室中移栽成活的侧金盏花试管苗移植到山
坡上定植,移植成活的试管苗能保持侧金盏花的所有
生物性状的现象证明:通过组织培养的方法建立起的
侧金盏花无性系能够保持种质遗传特性,同时也说明
采用组织培养建立的无性系是侧金盏花种质保存、防
止灭绝的可行技术途径。定植后期的侧金盏花试管苗
出现了生长旺盛、长势整齐、根系发达的现象,这可能
与以下原因有关:一是研究材料是选择长势最旺盛的
植株,本身就具有生长旺盛、根系发达的遗传性;另一
方面是在生根培养过程中,培养基中加入的 NAA和 I-
AA后效作用也促进了侧金盏花植株和根系的生长。
参 考 文 献
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(上接第 21页)
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酸和脱落酸的含量与变化趋势是有一定的规律,对探
讨三角叶黄连花粉粒发育异常、不能形成种子的成因
提供了参考依据。
参 考 文 献
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3 小结
本试验通过对宽、窄叶型 2种茖葱进行不同程度
的摘叶处理,较为系统地研究了不同摘叶方式对茖葱
的品质指标影响。结果表明:随着摘叶程度的梯次加
剧,宽、窄叶型 2种茖葱各处理可溶性蛋白含量、可溶
性糖含量、还原性糖含量、VC含量均有所降低,纤维素
含量也呈梯次递减,而MDA含量却逐渐升高。根据可
食用部分重量、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、还原
性糖含量、VC含量及纤维素含量等诸多指标和因素确
定宽、窄叶型茖葱的最佳食用期为 5月中旬的前后 1
周为宜。而根据各处理的上述诸多指标和可持续利用
的因素,以摘 1叶为本试验最佳方法。
参 考 文 献
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特 产 研 究 2010年第 1期28