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马尾树愈伤组织的诱导与褐化控制研究



全 文 :马尾树(RhoipteleachilianthaDieisetHang.!Mazz.)起源
于第三世纪古老单型科,仅1属1种,其系统演化地位较为
特殊孤立,在分类学上具有重要意义[1-2]。它分布于我国贵
州、广西、云南三省区的狭窄区域,在越南也有分布。马尾树
为落叶乔木,枝为黑褐色或黄褐色,单数羽状复叶,互生,长
20~30cm,种子为卵形,褐色。种子萌发需要的生态条件较
为特殊,繁殖较困难,种群数量较少,分布局限[3]。但其树皮
和果实富含单宁,是良好的栲胶原料;木材坚实,有多种用
途;树皮和叶可入药[4];生长快,可作造林树种。因多遭砍伐,
其数量日趋减少,目前在分布区已少见母树,若不加以保护
将会陷于灭绝状态[2]。在1999年8月国务院颁布的《国家重
点保护野生植物名录(第1批)》中,马尾树被列入2级保护
物种。目前马尾树组织培养方面的研究尚未见报道。笔者
就马尾树愈伤组织的诱导和褐化控制进行了研究,为下一
步组织培养奠定基础,以期为保护和开发利用这一珍稀植
物资源提供科学的理论依据。
1 材料与方法
1.1 供试材料 马尾树采自贵州省都匀市斗篷山风景名
胜区胡广峡谷和马腰河峡谷。选择健壮植株的顶枝和侧枝,
剪取长5~8cm枝条,扦插于实验室内苗床上培养备用。
1.2 方法
1.2.1 取材。冬芽:健壮植株的顶芽和侧芽;春芽:为扦插枝
春天萌发出来的新芽;叶片:为幼嫩叶片。
1.2.2 外植体的消毒。冬芽:用流水冲洗0.5h,转至无菌室,
在超净工作台上先用75%酒精浸泡20s,再用无菌水冲洗1
次,然后用0.1%HgCl2浸泡8min,再用无菌水冲洗6~8次,
最后将消毒好的冬芽接种到培养基上进行培养;春芽和叶
片:除了不用75%酒精浸漂以外,其他与冬芽的处理相同[5]。
1.2.3 培养基。
1.2.3.1 抗褐化剂的试验设计。在MS+1.0mg/LIBA+2.0mg/L
6!BA的培养基上,试验设计附加物浓度见表1。
处理号
Treatment
No.
AC
g/L
VC
g/L
Na2S2O3
ml/L
褐化率Browningrate∥%
2 2.0 0 0 100 100 68.0
3 3.0 0 0 100 100 34.0
4 4.0 0 0 100 100 36.0
5 0 1.0 0 100 100 86.0
6 0 2.0 0 100 100 91.0
7 0 3.0 0 100 100 94.0
8 0 4.0 0 100 100 93.4
9 0 0 5 100 100 92.0
10 0 0 10 100 100 91.0
11 0 0 15 100 100 87.0
12 0 0 20 100 100 91.0
13 4.0 1.0 0 100 100 35.0
14 3.0 2.0 0 100 100 35.0
15 2.0 3.0 0 100 100 46.0
16 1.0 4.0 0 100 100 78.0
17 4.0 0 5 100 100 36.0
18 3.0 0 10 100 100 35.4
19 2.0 0 15 100 100 52.0
20 1.0 0 20 100 100 84.0
21 0 2.0 15 100 100 92.0
22 2.0 2.0 15 100 100 48.0
1 1.0 0 0 100 100 83.0
冬芽Winter
buds
春芽
Springbuds
嫩叶
Youngbuds
注:褐化率=褐化块数/供试外植体数×100%。
Note:Browningrate=Browningnumber/Testedexplants×100%.
表1 不同附加物抗褐化的试验设计及结果
Table1 Testdesignandresultsofanti!browningof
diferentadditives
马尾树愈伤组织的诱导与褐化控制研究
郭治友 (黔南民族师范学院生命科学系,民族生物资源研究所,贵州都匀558000)
摘要 [目的]为保护和开发利用马尾树资源提供科学的理论依据。[方法]以MS为基本培养基,用IBA和6!BA以及不同浓度配比的
抗褐化剂AC、VC和Na2S2O3诱导马尾树愈伤组织。[结果]在诱导过程中马尾树愈伤组织的褐化现象很突出,接种几小时后外植体周
围即出现褐化物质。以冬芽和春芽为外植体时,这些抗褐化剂均不起作用。以嫩叶为外植体时,抗褐化剂AC起显著作用。3种抗褐化
剂组合使用时,仅AC的作用显著,而 VC和Na2S2O3的作用不显著。仅在以嫩叶为外植体的培养中诱导出了愈伤组织。MS+IBA1.5
mg/L+6!BA2.5mg/L+AC3.0g/L最适于马尾树嫩叶愈伤组织的诱导。[结论]马尾树的嫩叶可用于诱导愈伤组织,这为马尾树的细胞
培养奠定了基础。
关键词 马尾树;褐化控制;愈伤组织诱导
中图分类号 S336 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2008)11-04429-02
ExperimentalStudyontheInductionandBrowningControlofRhoipteleachilianthaCalus
GUOZhi!you (DepartmentofLifeScienceandInstituteofNationalBiologicalResources,QiannanNormalColegeforNationalities,Duyun,
Guizhou558000)
Abstract [Objective]ThepurposewastosupplyscientificalytheoreticalbasisforprotectingandexploitingRhoipteleachilianthaDieiset
Hang!Mazzresources.[Method]WithMSasbasicmedia,IBA,6!BAandanti!browningagentsAC,VcandNa2S2O3withdiferentconcn.ratios
wereusedtoinduceR.chilianthacalus.[Result]ThebrowningphenomenonofR.chilianthacaluswasveryoutstandingintheinductioncourse
andthebrowningsubstanceappearedaroundtheexplantafterseveralhourssinceinoculation.Withwinterandspringbudsasexplants,these
anti!browningagentshadnoefect.Withtenderleavesasexplants,theanti!browningagentAChadsignificantefect.Whenthecombinationof
these3anti!browningagentswasused,onlytheefectofACwassignificantandthatofVCandNa2S2O3werenotsignificant.Onlyintheculture
withtenderleavesasexplants,thecaluswasinduced.MS+IBA1.5mg/L+6!BA2.5mg/L+AC3.0g/Lwasoptimumforthecalusinductionof
tenderleavesinR.chiliantha.[Conclusion]ThetenderleavesofR.chilianthacouldbeusedtoinducethecalus,whichlaidafoundationforthe
celcultureofR.chiliantha.
Keywords RhoipteleachilianthaDieisetHang!Mazz;Browningcontrol;Calusinduction
基金项目 黔南州科技局资助项目(2004NY04)。
作者简介 郭治友(1973-),男,贵州独山人,副教授,从事植物学的教
学与科研工作。
致 谢 孙刚强、李艳和吴红在试验中给予了大力协助,在此致谢!
收稿日期 2008!02!13
安徽农业科学,JournalofAnhuiAgri.Sci.2008,36(11):4429-4430 责任编辑 金琼琼 责任校对 马君叶
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2008.11.105
1.2.3.2 激素的试验设计。外植体为嫩叶,培养基为MS+AC
3.0g/L+琼脂7.5g/L+白糖30g/L,pH值为5.6~5.8,分别加入
不同浓度的IBA和6!BA,具体见表2。
1.2.4 培养条件。培养室温度为 26~28℃,光照时间为 12
h/d,光照强度约40μmol/(m2·s),湿度为100%。
2 结果与分析
2.1 不同抗褐化剂对马尾树愈伤组织诱导过程中褐化现
象的影响 接种后几小时即可见到外植体周围有褐化物质
产生(图1、2)。马尾树科和胡桃科有非常近的亲缘关系[6],在
代谢生理上可能较相似,所以该试验采用与核桃组织培
养相关的抗褐化剂[7-8],试验结果见表 1。由表 1可以看出:
①在外植体为冬芽和春芽时,这几种抗褐化剂均没有起到
作用;②在外植体为嫩叶时,起明显作用的抗褐化剂为AC;
③在3种抗褐化剂同时组合使用时,仅 AC起显著作用,VC
和 Na2S2O3作用不明显;④从 3种抗褐化剂的作用机理来
看,AC吸附而起到控制作用,而VC和Na2S2O3起氧化控制
作用[7-8]。说明吸附作用起主要作用,氧化作用不显著。可能
是冬芽和春芽诱导时产生的褐化物质极丰富而 AC无法完
全吸附,而嫩叶褐化物质产生量少,诱导出了愈伤组织(图
3)。VC和 Na2S2O3是强氧化剂,但在冬芽、春芽和叶的诱导
中都没有明显的作用,有2种可能:一是产生的褐化物质极
丰富,氧化剂浓度过低起不了控制作用;二是马尾树诱导
产生褐化机理与核桃等不同,强氧化剂对其作用不明显。
2.2 不同激素配比对马尾树愈伤组织诱导的影响 不同
激素配比是组织培养中对愈伤组织诱导和愈伤组织生长影
响最大的因素之一。由表 2可见,MS+1.5mg/LIBA+2.5mg/L
6!BA+3.0g/LAC最适于马尾树愈伤组织的诱导,诱导率达
66%。
3 讨论
(1)在马尾树愈伤组织的诱导过程中,褐化现象十分突
出,在以冬芽和春芽作为外植体培养时,均因褐化严重,几
天后变为黑色而死亡。在以嫩叶为外植体培养时,AC的吸
附作用起到了控制作用,而VC和Na2S2O3是没有起到明显
的作用。所以,马尾树与核桃褐化机理不同的可能性较大,
有待进一步研究。褐化现象的控制是马尾树愈伤组织诱导
成败的关键。
(2)马尾树嫩叶可诱导出愈伤组织,为马尾树细胞培
养、开发利用和保护这一珍稀植物资源奠定了基础。
参考文献
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社,2007:414-416.
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社,1989:57-58.
[3]杨礼旦.南宫林区马尾树的群落学特征[J].植物资源与环境学报,
2003,12(2):46-51.
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[5]郭治友,龙应霞,肖国学.钟萼木的组织培养和快速繁殖[J].植物生
理学通讯,2007,43(1):127.
[6]陈之瑞,汪小全.马尾树科的系统位置:来自 rbcL基因核苷序列的
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[8]唐利球,唐君海,陆祖正,等.金钱树愈伤组织的诱导及褐化防止[J].
广西热带农业科学,2003(3):12-13.
注:诱导率=诱导出现愈伤组织的块数/供试外植体块数×100%。
Note:Inductionrate=Calusnumberbyinduction/Testedexplant
number×100%.
序号
No.
6!BA
mg/L
IBA
mg/L
首先出现愈伤组织的时
间Initialappearance
timeofcalus∥d
诱导率
Inductionrate
%
1 2.0 0 21 33
2 2.5 0 15 51
3 3.0 0 11 47
4 3.5 0 9 43
5 4.0 0 7 36
6 1.5 2.5 30 18
7 2.0 2.0 25 31
8 2.5 1.5 10 66
9 3.0 1.0 11 49
10 3.5 0.5 9 27
11 4.0 0.25 8 32
表2 不同浓度激素组合对愈伤组织诱导的影响
Table2 Efectsofdiferentconcentrationofhormone
combinationoncalusinduction
图1 马尾树芽的褐化现象(加VC和Na2S2O3)
Fig.1 BrowningphenomenonofRhoipteleachilianthabuds
(addingVCandNa2S2O3)
图2 马尾树芽的褐化现象(加AC)
Fig.2 BrowningphenomenonofRhoipteleachilianthabuds
(addingAC)
图3 马尾树叶片诱导出的愈伤组织
Fig.3 LeafinducedcalusofRhoipteleachiliantha
安徽农业科学 2008年4430