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东北点地梅下胚轴再生体系的建立



全 文 :山西农业科学2012,40(11):1136-1138, 90 Journal of Shanxi Agricultural Sciences
东北点地梅下胚轴再生体系的建立
吴丽巍,杨 阔,陶 双,杨文新,姜长阳
(辽宁师范大学生命科学学院,辽宁大连116081)
摘 要:为保存野生资源和满足需要,以东北点地梅的下胚轴为材料,采用组织培养的方法进行了愈伤组织
诱导与分化、不定芽生根、试管苗的生根、生根继代及移栽和定植的研究。结果表明,MS+ZT0.2mg/L+
6-BA0.1mg/L+2,4-D2.1mg/L是下胚轴愈伤组织诱导培养的理想培养基;MS+NAA0.1mg/L+ZT0.6mg/L
是愈伤组织分化培养和不定芽分化继代增殖培养的理想培养基;用10mg/L的IAA溶液对不定芽处理24h,
将不定芽接种到 1/2 MS培养基上生根是不定芽生根培养的理想方法。在温室中试管苗移栽成活率为
94.1%,定植成活率为98.5%,定植成活的试管苗保持了野生东北点地梅的生物性状。
关键词:东北点地梅;组织培养;再生体系;下胚轴
中图分类号:S567.21文献标识码:A 文章编号:1002-2481( 012)11-1136-04
Establishment of Regeneration Clone from Hypocotyl of Androsace filiformia
WULi-wei,YANGKuo,TAOShuang,YANGWen-xin,JIANGChang-yang
(CollegeofLifeScience, aoningNormalUniversity,D ian116081,China)
Abstract:Topreservethewild resourcesand meettheneedsofpeople, with the method oftissue culture, hypocotylofAn-
drosace filiformia wereused asmaterialtodotheresearch on callus inducementand differentiation, rootingofadventitious buds,
rootingand rootingmultiplication oftube seedlings, transplantation oftube seedlings and stable planting. The results showed that
theidealmediumforcallusinduction fromhypocotylwasMS+ZT0.2 mg/L+6-BA0.1 mg/L+2,4-D2.1 mg/L;MS+NAA0.1
mg/L+ZT0.6mg/Lwasthebestmediumforcallusdifferentiation and adventitiousbudsdifferentiationsmultiplication;cultivated
inthemedium1/2MSaftertheadventitiousbudsdisposed24hwithIAA10mg/Lwasthebestmethod forrootingofadventitious
buds.Thetransplantingsurvivalrateoftubeseedlingswas94.1%and stableplantingsurvivalratewas98.5%in thegreenhouse,
thetubeseedlingssurvivaledretainedallbiologicalcharacteristicsofthewildAndrosace filiformia.
Key words:Androsace filiformia;tissueculture;clone;hypocotyl
收稿日期:2012-09-01
基金项目:辽宁省普通高等教育本科教学改革研究项目(201203041-4);辽宁省大学生创新创业训练项目(201203015011)
作者简介:吴丽巍(1991-),女,辽宁本溪人,在校学生,研究方向:植物组织培养。姜长阳为通讯作者。
doi:10.3969/j.issn.1002-2481.2012.11.04
东北点地梅(Androsace filiformia)又称丝点
地梅,属于报春花科点地梅属一年生草本植物。
生长于河边、路旁、林下、荒地、湿地等环境中,主
要分布在我国的东北、内蒙古等地区,其中,在辽
宁省主要分布在沈阳、鞍山、凤城、新宾、西丰、开
原、长海和桓仁等市县[1-2]。由于点地梅类植物含
有黄酮类药用成分[3],使东北点地梅作为中草药
使用具有清热解毒、消肿止疼等功效,能治扁桃
体炎、咽喉炎、口腔炎、急性结膜炎和跌打损伤等
疾病[2]。近年来,辽宁地区家禽养殖专业户发现,
把东北点地梅干粉作为饲料添加剂使用,能明显
地降低家禽的发病率,提高经济效益。于是,很多
人于每年的5—6月大量地采收东北点地梅用作
家禽的饲料添加剂,这使本来分布和数量就很少
的东北点地梅遭到了严重的破坏,导致在辽宁过
去有东北点地梅分布的地区,现已几近绝迹。为
保护东北点地梅的野生资源、满足人们的需求,
研究者采用组织培养的方法,对东北点地梅进行
了再生体系建立的研究。虽然有关植物组织培养
方面的研究很多[4-8],并且对点地梅丛生芽繁殖技
术的研究也有报道[9],但迄今未见东北点地梅组
织培养和再生体系建立研究的报道。
本研究以东北点地梅有芽下胚轴为材料,采
用组织培养的方法,建立起下胚轴的再生体系。
1 材料和方法
1.1材料来源及灭菌
6月下旬,将生长于大连市长海县林下生长
1136· ·
吴丽巍等:东北点地梅下胚轴再生体系的建立
表 1 不同质量浓度 IAA,IBA 和 2,4-D 对下胚轴愈伤组织诱导培养的影响
愈伤组织块平均大小/cm
0
0.4
0.3
0
0
0
0
0
0
0
0
0.8
1.1
1.6
1.5
0.72
试管苗长势
-
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
+
++
++
+
+
诱导率/%
0
1.6
2.8
0
0
0
0
0
0
0
0
41.3
63.7
92.3
70.7
15.7
IAA/(mg/L)
0
0.7
1.4
2.1
2.8
3.5
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
IBA/(mg/L)
0
0
0
0
0
0
0.7
1.4
2.1
2.8
3.5
0
0
0
0
0
2,4-D/(mg/L)
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.7
1.4
2.1
2.8
3.5
注:++表示长势旺盛;+表示长势一般;-表示不生长。表2同。
由表1可知,在附加不同质量浓度IBA的培
养基上,不能诱导下胚轴生长出愈伤组织;在附
加不同质量浓度IAA的培养基上,下胚轴的愈
伤组织的诱导率也很低;而在附加不同质量浓度
2,4-D的培养基上,下胚轴愈伤组织的诱导率效
果较好。其中,在附加2.1mg/L的2,4-D培养基
上,愈伤组织的诱导生长效果最好。不仅3次重复
试验的平均诱导率达到了92.3%、半球状愈伤组
织直径为1.6cm,而且愈伤组织外观长势好。对培
养过程的观察还表明,在附加2.1mg/L的2,4-D
培养基上,培养到9d时就有约10%的培养材料
在下胚轴的下部切口处生长出直径约为0.1cm
的淡黄色愈伤组织。之后,伴随着愈伤组织诱导
率的增加,先生长的愈伤组织也不断地长大变
绿,并且半球状愈伤组织的表面也呈现出大小不
等的颗粒状。3次重复试验的结果基本一致。试
非常旺盛植株上的东北点地梅的种子采回实验
室,采用高迎秋等[10]研究东方蓼的灭菌方法进行
种子灭菌,可获得无菌种子。
1.2培养条件
培养条件参见文献[11]。
1.3试验方法
1.3.1下胚轴愈伤组织的诱导培养 将无菌种
子接种到1/2MS培养基上,当实生苗长出一片
真叶、下胚轴长0.5~0.9cm时,在近培养基处将
具有子叶和一片真叶的下胚轴剪下后,接种到以
MS+ZT0.2 mg/L+6-BA 0.1 mg/L为基本培养
基、附加不同质量浓度的IAA,IBA和2,4-D培
养基上,进行下胚轴愈伤组织的诱导培养试验。
试验重复3次,每处理接种100个材料。
1.3.2愈伤组织分化培养 把由下胚轴诱导培
养的愈伤组织分散成4~8个颗粒组成、直径约为
0.3cm的块状后,接种到以MS+NAA0.1mg/L
为基本培养基,附加不同浓度6-BA,ZT,KT的培
养基上,进行愈伤组织的分化培养试验。试验重
复3次,每处理接种100块愈伤组织。
1.3.3生根培养 向生长着继代增殖培养丛生
不定芽的培养瓶倒入7mL质量浓度为10mg/L
的IAA溶液,处理24h后,将不定芽从基部分割
为独立的不定芽,接种到1/2MS培养基上,进行
不定芽的生根培养。试验重复3次,第1次接种
200个不定芽,第2次接种400个不定芽,第3次
接种800个不定芽。
1.3.4试管苗移栽与定植 把3次生根培养的
试管苗长势较旺盛的植株从培养瓶中取出后,移
栽到铺着一层6~8cm厚干净河沙的温室苗床
上。在移栽后前10d(湿度保持90%左右、遮阴)
对成活率及长势进行观察统计。
把移栽成活并正常生长的1120株试管苗,
于5月上旬一次性定植到大连郊区水库上游的
草地上,按照野生条件任其生长。
2 结果及分析
2.1不同质量浓度 IAA,IBA和 2,4-D对下胚轴
愈伤组织诱导培养的影响
接种后56d观察统计,结果列于表1。
1137· ·
(下转第 1190 页)
山西农业科学2012年第40卷第11期
由表2可知,在附加不同质量浓度KT的培
养基上,愈伤组织不分化;在附加不同质量浓度
6-BA的培养基上,愈伤组织的分化效果较差;在
附加不同质量浓度ZT的培养基上,愈伤组织的
分化效果较好。其中,在附加0.6mg/LZT的培养
基上,不仅愈伤组织分化率最高,达到92%,平均
每块愈伤组织能分化生长出5.6个不定芽,而且
分化的不定芽长势较好。对分化培养的过程观察
表明,附加0.6mg/LZT的培养基上,培养10d左
右可见在愈伤组织块的上面分化出不定芽点,随
后伴随着不定芽的不断生长,又会相继在先分化
的不定芽基部分化出多个不定芽,且分化的不定
芽呈丛生状。培养到60d时,丛生状不定芽就会
长成高1cm左右、外观生长旺盛的丛生不定芽。
把这种丛生不定芽从基部切割为独立的不
定芽后,接种到相同的培养基上进行不定芽分化
继代增殖培养。3次重复试验的结果证明,经过
50d的分化继代增殖培养,平均1个不定芽就会
分化继代增殖培养出4.6个不定芽,并且其外观
长势比由愈伤组织分化培养的不定芽更旺盛。试
验结果表明,MS+NAA0.1mg/L+ZT0.6mg/L是
东北点地梅愈伤组织分化培养和不定芽的分化
继代增殖培养的理想培养基。
2.3不定芽的生根培养
接种后 30 d统计,3次重复试验共接种的
1400个不定芽,生根株数为1285个,平均生根
率为91.8%。对生根培养过程的观察表明,接种
培养到8d时,绝大多数不定芽可发出新根,生
长为试管苗。之后,伴随着试管苗的生长和生根
率的增加,每株试管苗的根数也不断增加。培养
到30d时,平均每株试管苗会生长出6.7条白色
根,且叶片伸展、嫩绿,长势旺盛。试验结果表明,
用10mg/L的IAA溶液对不定芽处理24h,将不
定芽接种到1/2MS培养基上是东北点地梅不定
芽生根培养的理想方法。
2.4试管苗移栽与定植
3次共移栽1197株,成活了1126株,平均
成活率为94.1%。定植后30d统计,成活1103株,
成活率为98.5%。定植成活的试管苗外观生长旺
盛,7月上旬开花,并保持野生东北点地梅的植
物学性状。
3 讨论
本研究所定植的试管苗保持了东北点地梅
的植物学性状,表明本研究所建立的再生技术,
表 2 不同质量浓度 6-BA,ZT,KT 对愈伤组织分化培养的影响
平均分化不定芽个数/块
0
0
0
0
0
0
0
1.0
1.4
1.5
0
0
0
1.9
3.4
5.6
5.5
3.3
1.0
不定芽长势
-
-
-
-
-
-
-
+
+
+
-
-
-
+
++
++
+
+
+
分化率/%
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0
0
0
0
0
0
11
16
22
0
0
0
27
81
92
68
25
9
KT/(mg/L)
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
6-BA/(mg/L)
0
0
0
0
0
0
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
0
0
0
0
0
0
ZT/(mg/L)
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
验结果表明,MS+ZT0.2mg/L+6-BA0.1mg/L+
2,4-D2.1 mg/L是东北点地梅下胚轴愈伤组织
诱导培养的理想培养基。
2.2不同质量浓度 6-BA,ZT,KT对愈伤组织分
化培养的影响及不定芽的继代增殖培养
接种培养60d观察统计,结果列于表2。
1138· ·
(上接第 1138 页)
能够为东北点地梅野生资源的保护提供技术支
撑。同时表明,采用现代无性繁殖技术,能对植物
的种质资源进行保存。
在不定芽生根培养中,本研究采用10mg/L的
IAA溶液对不定芽处理24h,直接接种到1/2MS
培养基上生根的方法收到了较理想的效果,这与
IAA特性和试管苗自身的合成力有关。IAA是一
种植物自身合成的天然生长素,一定的质量浓度
具有促进生根的作用。但是,在不定芽生根培养
中,培养初期形成根原基时,需要较高质量浓度
的生长素,而根伸长生长所需要的生长素质量浓
度较低。而IAA这种天然生长素化学性质不稳
定,在光照条件下容易分解。所以,用10mg/L的
IAA溶液对不定芽处理,使其促进形成根原基。
之后,IAA的分解又有利于根原基的生长,促进
试管苗的生根。实际上试管苗根的生长需要较低
质量浓度的IAA,而在光照下培养的试管苗本身
合成的IAA也能满足根生长的需要。
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膜下滴灌处理的水分生产力、氮肥偏生产力
高于膜下沟灌处理,DIF+OM处理的水分生产
力最高,达到 FIF+OM处理的 1.6倍,DIF+
HOM+1/2S处理的氮肥偏生产力最高,是FIF+
OM处理的2.6倍。说明水肥是互补的,适当减少
灌溉量和施肥量,有利于提高水分生产力。当水
分条件相同时,适当增加施肥量能提高水分生
产力,而施氮量减少可以大幅度提高氮肥偏生产
力[15]。适当地控水和控肥可以提高土壤水分和肥
料的利用效率。
从经济效益来看,DIF+OM处理产值最高,
为32.25万元/hm2,相对净产值28.42万元/hm2,
比FIF+OM处理高将近6万元/hm2。说明膜下
滴灌低投入、高产出,同时提高了水肥资源的利
用率,减少了过度施肥给环境带来的压力。
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