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中华石蝴蝶组织培养及试管开花诱导



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  不同浓度NaCl胁迫下,北海道黄杨愈伤组织中游离脯氨
酸的含量见图3。北海道黄杨愈伤组织中游离脯氨酸的含量
随盐浓度升高呈现先比较平缓后急剧上升趋势,在无盐及低
浓度盐胁迫的情况下,愈伤组织内的游离脯氨酸含量均较低,
随着培养基中NaCl浓度升高,脯氨酸含量变化呈急剧上升趋
势,在盐浓度相对较高(1.0%)时游离辅基酸含量最高,达
184.2μg/g。
3 讨论
在诱导叶片愈伤组织阶段,2,4-D1.5mg/L、6-BA
0.5mg/L+NAA0.2mg/L这2个激素配比对愈伤组织的诱
导效果最好,诱导率最高。在试验中发现在叶片培养前期诱
导出愈伤组织量很低的叶片,在转移到 6-BA0.5mg/L+
NAA0.2mg/L的培养基中进行2次培养后,会促进叶片四周
切口处愈伤组织的形成,诱导出愈伤组织厚度为 1.0~
1.5cm。在愈伤组织增殖培养中,愈伤组织增殖生长启动时
间比较晚,15d左右开始启动,而在 30d时出现褐化现象;
0.5mg/L2,4-D对愈伤组织增殖效果最好。
在加入不同浓度 NaCl的培养基中进行愈伤组织培养,
NaCl浓度为0.2%时愈伤组织长势没有受到太大影响,当
NaCl含量上升到0.4%以上时,愈伤组织生长量出现明显的
下降趋势,褐化现象逐渐严重,游离脯氨酸含量增加。因此,
在后续研究中可选用大于0.4%的浓度作为耐盐细胞的诱变
与筛选的NaCl浓度。
参考文献:
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(10):44.
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[3]周和平,张立新,禹 锋,等.我国盐碱地改良技术综述及展望
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王一诺,李 翠,肖 冬,等.中华石蝴蝶组织培养及试管开花诱导[J].江苏农业科学,2016,44(12):98-100.
doi:10.15889/j.issn.1002-1302.2016.12.027
中华石蝴蝶组织培养及试管开花诱导
王一诺,李 翠,肖 冬,李林轩,韦 莹,王晓峰,韦坤华
(广西壮族自治区药用植物园/广西药用资源保护与遗传改良重点实验室,广西南宁530023)
  摘要:以中华石蝴蝶(PetrocosmeasinensisOliv.)的幼嫩叶片为外植体,以MS为基本培养基,研究植物生长调节剂
多因素组合对中华石蝴蝶继代增殖和生根培养的影响,并诱导获得的无菌苗在试管中开花。结果显示,不同的生长调
节剂配比对中华石蝴蝶继代培养和生根培养的影响不同,MS+1.0mg/L6-BA+0.2mg/LNAA+0.1mg/LIAA利
于芽继代增殖,MS+0.5mg/LIBA+0.1mg/LNAA+1.0g/L活性炭适于诱导生根获得再生植株,MS+0.2mg/L
6-BA+0.2mg/LNAA利于试管苗开花,持续继代可抑制中华石蝴蝶的试管开花。
  关键词:中华石蝴蝶;组织培养;继代增殖;生根培养;试管开花
  中图分类号:S682.1+90.4+3  文献标志码:A  文章编号:1002-1302(2016)12-0098-03
收稿日期:2015-10-15
基金项目:广西科学研究与技术开发计划(编号:桂科重1355001-
3-4、桂科重14125008-2-21);广西壮族自治区卫生厅中医药科
技专项(编号:GZPT1234);南宁市科学研究与技术开发计划(编
号:20133032-4)。
作者简介:王一诺(1984—),女,广西梧州人,硕士,研究实习员,从事
药用植物组织培养方面的研究。Tel:(0771)5602850;E-mail:
yyzwyyinuo@sina.com。
通信作者:韦坤华,博士,副研究员,主要从事药用植物生物技术研
究。E-mail:divinekh@163.com。
  中华石蝴蝶(PetrocosmeasinensisOliv.)为苦苣苔科石蝴
蝶属多年生草本植物,产于云南北部、四川和湖北西部,生于
低山阴处的石上。目前,苦苣苔科(Gesneriaceae)植物在全世
界约有140属2000余种,中国有58属(其中 28属特产中
国)463种,从辽宁到海南均有分布,多数属、种分布于云南、
广西、广东等省(区)热带及亚热带石灰岩的陡崖上[1]。苦苣
苔植物很多品种花色艳丽,极具观赏价值。此外,芒毛苣苔
属、非洲紫苣苔属、大岩桐属,中国产的吊石苣苔、蚂蟥七、牛
耳朵等具有药用价值[2]。由于许多苦苣苔科植物分布区域
狭窄,对生长条件要求苛刻,加上民间的过度采挖,使许多苦
苣苔科植物的野生资源濒临绝种[3]。
中华石蝴蝶不仅花色美丽,可作为观赏花卉,同时也是一
种中药材,以全草入药,具有清热解表、健脾和胃等功效,可用
于治疗感冒、小儿疳积等症状[4]。本研究通过对中华石蝴蝶
—89— 江苏农业科学 2016年第44卷第12期
网络出版时间:2017-01-09 15:35:46
网络出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/32.1214.S.20170109.1535.009.html
组织培养的技术研究,探索行之有效的中华石蝴蝶繁殖技术
并通过仿生栽培,可以对其野生资源进行有效保护。试管开
花是利用组织培养技术使组培植物在离体环境下开花的一种
现象,不受季节的限制,可以通过控制相应的条件,让组培植
物进入开花时期[5]。中华石蝴蝶的试管开花可为人们对鲜
花日益增长的需求提供广阔的市场。因此,利用植物组织培
养技术对中华石蝴蝶进行培养并对其试管开花作初步探究,
研究其开花机制,具有重要的现实意义和应用价值。本研究
在中华石蝴蝶组织培养的基础上,进行无菌苗的试管开花诱
导,可为研究其花期生理和调控提供基础资料。
1 材料与方法
1.1 材料
中华石蝴蝶采取广西壮族自治区药用植物园科研基地内
健壮无病害的植株,选取其幼嫩的叶片为外植体。
1.2 外植体消毒
将采回的外植体在流水下缓慢冲洗,并用软毛刷轻轻擦
拭去除表面的污垢,放入烧杯中,用适量浓度洗洁精溶液浸泡
15min后,再用流水冲洗10min。将材料移至超净工作台上,
用75%乙醇表面消毒15s后用无菌水冲洗2次,再用0.1%
氯化汞溶液浸泡8min,最后用无菌水浸泡冲洗5次,将氯化
汞溶液彻底洗出。在无菌器皿中将外植体与消毒液接触的伤
口切除,接种于诱导培养基中,以诱导出的丛生芽作为试验
材料。
1.3 继代增殖
取无菌中华石蝴蝶丛生芽,接入添加不同浓度植物生长
调节剂6-BA、NAA、IAA的MS+30g/L蔗糖+4.0g/L琼脂
的培养基中,调节培养基的 pH值为5.8,设置其培养条件为
平均光照度 1500~2200lx,光照时间 12d/h,培养温度
(25±3)℃,考察不同培养配方对中华石蝴蝶继代的影响。
1.4 生根培养
挑取继代培养得到的增殖苗,单切丛生芽为单芽,接入添
加不同浓度的植物生长调节剂 6-BA、NAA的 MS+蔗糖
30g/L+琼脂4.0g/L培养基中,另一部分接入添加1mg/L
活性炭的上述培养基中生根,设置其平均培养条件为光照度
1500~2200lx,光照时间12d/h,培养温度(25±3)℃,考察
不同培养基配方对中华石蝴蝶生根率的影响。
1.5 植物生长调节剂对中华石蝴蝶诱导开花的影响
选取继代增殖的无菌苗,接种到MS培养基以及添加6-
BA、NAA的MS培养基上,每种培养基中含有30g/L蔗糖、
4.0g/L琼脂,培养条件为平均光照度1500~2200lx,光照
时间12d/h,培养温度(25±3)℃,在培养期间观察植物的生
长情况并记录试验结果。
1.6 继代培养对中华石蝴蝶试管开花的影响
设计1组继代试验,中华石蝴蝶试管苗每40d转接至继
代培养基中继代培养1次,比较连续继代、只继代1次对中华
石蝴蝶试管开花的影响。
2 结果与分析
2.1 继代增殖
切取诱导出的芽,将其接种在不同外源激素配比的继代
增殖培养基中,每天观察接入芽发生的微小变化,大概10d
后开始有新芽出现,一段时间后芽苗的数量慢慢增多,于60d
后统计芽的增殖系数。表 1表明,MS+1.0mg/L6-BA+
02mg/LNAA+0.1mg/LIAA培养基中华石蝴蝶的长势最
好,增殖倍数高,芽粗壮,叶色翠绿,部分出现幼根但比较弱。
从试验结果可以看出,中华石蝴蝶的增殖率会受到6-BA含
量的影响,在0~1.0mg/L范围内,在低含量时芽的生长速度
相对较慢;随着6-BA含量的增大,芽的增殖倍数不断增大,
有效芽苗的数量也不断增加;但当 6-BA含量大于
1.0mg/L,达到1.5mg/L时,芽苗相对长势比较弱,部分出现
玻璃化现象,有效的芽苗数量减少,表明6-BA含量过高反
而抑制了中华石蝴蝶的生长。较好的芽苗生长情况见图1。
表1 不同培养基对中华石蝴蝶继代的影响
编号 6-BA含量(mg/L)
IAA含量
(mg/L)
NAA含量
(mg/L)
增殖
倍数 芽形态特征
1 0.5 0.1 0.1 4.8 细,长势较慢
2 0.5 0.2 0.2 6.2 粗,芽黄绿色
3 0.5 0.4 0.4 4.4 细,绿色
4 1.0 0.1 0.2 7.8 粗壮,翠绿色
5 1.0 0.2 0.4 7.1 较粗,绿色
6 1.0 0.4 0.1 5.5 粗,黄绿色
7 1.5 0.1 0.4 5.1 粗,绿色
8 1.5 0.2 0.1 4.7 细,绿色
9 1.5 0.4 0.2 4.8 细,出现玻璃化
2.2 生根培养
将继代培养得到的增殖苗单切丛生芽为单芽接入不同植
物生长调节剂含量的生根培养基中,一部分接入添加
1.0mg/L活性炭的上述培养基中。表2结果表明,中华石蝴
蝶在上述培养基中均能生根,但在 MS+0.5mg/LIBA+
0.1mg/LNAA+1.0g/L活性炭培养基上生根效果最好,植
株长势较好,平均的生根数为18条/株,平均根长3.62cm,
生根率达到100%,生根苗相对粗壮,利于试管苗的移栽。其
中IBA影响苗的生长,当培养基中只添加 IBA时生根数较
少,根较细、弱,质量不好。NAA、活性炭对生根有促进作用,
两者同时配合使用时,生根效果最好(图2),但 NAA含量过
高,对生根也会产生抑制作用。
2.3 不同植物生长调节剂对中华石蝴蝶试管开花的影响
以MS培养基为空白对照,剪取长势良好的中华石蝴蝶
无菌试管苗,接种于研究试管开花的培养基中,比较在基本培
养基中添加6-BA、NAA激素对中华石蝴蝶试管开花的影
—99—江苏农业科学 2016年第44卷第12期
表2 不同培养基对生根的影响
编号 IBA含量(mg/L)
NAA含量
(mg/L)
活性炭含量
(mg/L)
接种数
(个)
平均每株生
根数(条)
平均根长
(cm)
1 0.1 0.0 0.0 20 3 1.76
2 0.1 0.1 0.0 20 8 2.11
3 0.1 0.1 1.0 20 10 2.89
4 0.5 0.0 0.0 20 4 2.67
5 0.5 0.1 0.0 20 15 3.04
6 0.5 0.1 1.0 20 18 3.62
7 1.0 0.0 0.0 20 4 2.73
8 1.0 0.5 0.0 20 11 3.01
9 1.0 0.5 1.0 20 16 3.41
响。表3表明,中华石蝴蝶在不添加任何激素的 MS培养基
中能够正常生长,但不能进行试管内开花,培养一段时间后,
试管苗会出现黄化的现象;在MS培养基中分别添加激素6-
BA、NAA,试管内开花率明显高于对照培养基 MS,在只添加
激素6-BA的基本培养基中,花序比较纤细、幼弱,而当同时
添加2种激素时,中华石蝴蝶试管开花率最高,花开得更大、
更伸展,花色相对艳丽(图3)。结果说明,6-BA、NAA激素
配合使用,对中华石蝴蝶的试管开花有促进作用。
表3 激素对中华石蝴蝶试管开花的影响
编号 MS 6-BA含量(mg/L)
NAA含量
(mg/L)
接种数
(个)
开花率
(%)
1 MS 0.0 0.0 20 0
2 MS 0.2 0.0 20 5
3 MS 0.0 0.2 20 7
4 MS 0.2 0.2 20 10
2.4 继代培养对中华石蝴蝶试管开花的影响
设计1组试验,比较不同继代培养次数对中华石蝴蝶试
管开花的影响。分别剪取中华石蝴蝶持续继代、只继代1次
的无菌试管苗,接种在利于试管开花的 MS+0.2mg/L
6-BA+0.2mg/LNAA培养基中,连续培养3个月,观察并
记录试验结果。结果显示,减少继代培养的次数利于试管开
花,继代1次的中华石蝴蝶的开花率明显高于持续继代的,表
明持续继代会抑制中华石蝴蝶的试管开花。
3 讨论与结论
在组织培养的过程中,培养基中不同生长调节剂的配比
是诱导植物产生芽、根的关键因素[6]。不同的植物在组织培
养中所需要激素的种类和含量是不同的,同大多数苦苣苔科
植物一样,培养基中细胞分裂素、生长素的含量和配比对中华
石蝴蝶组织培养中芽的增殖和生根起着决定性的作用。
6-BA是目前使用广泛的细胞分裂素,其含量在合适的范围
内才有利于植物的生长,过高会抑制植物生长而出现玻璃化,
过低则不利于芽苗增殖。IAA是促进细胞分裂和生长的内源
性激素,在中华石蝴蝶的组织培养过程中,添加6-BA的同
时配合NAA、IAA使用,并使其达到合适的比例,才能达到较
为理想的效果。在本试验中,中华石蝴蝶的继代增殖在MS+
10mg/L6-BA+0.2mg/LNAA+0.1mg/LIAA培养基中
较好,增殖倍数高,芽苗粗壮且颜色翠绿。在培养基中添加活
性炭可有效防止褐变,提供生根的暗环境,降低培养基中的盐
离子浓度或吸附利于生根的物质[7]。中华石蝴蝶在添加活
性炭的MS+0.5mg/LIBA+0.1mg/LNAA+1.0g/L活性
炭培养基中生根率达到100%。
中华石蝴蝶在MS培养基中可以生长但不能进行试管开
花,说明激素是中华石蝴蝶开花所需要的条件,在培养基中加
入6-BA可以促进开花,因为植物在开花分化时,细胞分裂
素是必不可少的[8]。当培养基中只添加单一的激素时,诱导
试管开花率相对都比较低,在试验中发现,6-BA配合使用
一定量的生长激素 NAA时能使试管开花率提高。这也进一
步说明细胞分裂素与生长素的组合使用可产生更利于中华石
蝴蝶试管开花的交互作用效果。本试验成功诱导了中华石蝴
蝶试管开花,但开花率仍需要进一步提高,关于其开花的调控
机制尚须深入研究。
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—001— 江苏农业科学 2016年第44卷第12期