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外植体和培养因子对剑麻不定芽诱导及植株再生的影响



全 文 :剑麻是我国热区重要的纤维作物, 目前我国剑
麻种植面积有 3万多 hm2[1], 主要分布在广东、 广
西和海南。 近50a来, H.11648麻作为唯一的当家
品种, 虽然高产但易感斑马纹病和茎腐病, 近年来
还暴发有紫色卷叶病[2], 严重制约我国剑麻产业的
发展。
剑麻的常规育苗一般采用母株钻心、 腋芽、 珠
芽或地下茎繁殖种苗, 这些传统的育苗方法具有繁
外植体和培养因子对剑麻不定芽诱导
及植株再生的影响①
刘巧莲 1)② 朱 军 1) 高建明 1)
张世清 1) 陈河龙 1) 郑金龙 2) 易克贤 1,2)③
(1 中国热带农业科学院热带生物技术研究所/
农业部热带作物生物学与遗传资源利用重点实验室 海南海口 571101;
2 中国热带农业科学院环境与植物保护研究所 海南海口 571737)
摘 要 以剑麻 H.11648为材料, 研究不同外植体、 培养基和激素对不定芽诱导及生根的影响。 试验结果表明,
以珠芽苗茎尖为最佳快繁材料, 最佳消毒时间 25min, 最适合的基本培养基为 SH; 最佳分化培养基为 SH+NAA
0.05mg/L+6-BA4mg/L, 芽的分化率达到 85%, 同时可做增殖培养基, 增殖平均倍数为 18。 分化芽在 MS和 SH
两种培养基中添加 NAA0.1mg/L+6-BA0.1mg/L中均可生根, 生根率为 95%。
关键词 H.11648麻 ; 快繁 ; MS; SH
分类号 S563.8
Effects of Explants and Cultural Factors on Induction of Adventitious Shoots
and Plant Regeneration of Sisal
LIU Qiaolian1) Zhu Jun1) GAO Jianming1)
ZHANG Shiqing1) CHEN Helong1) ZHENG Jinlong2) YI Kexian1,2)
(1 Institute of Tropical Bioscience and Biotechnology / Ministry of Agriculture Key Laboratory of
Biology and Genetic Resources of Tropical Crops, CATAS, Haikou, Hainan 571101;
2 Institute of Environment and Plant Protection, CATAS, Haikou, Hainan 571737)
Abstract The effects of explants and cultural factors on induction of adventitious shoots and plant
regeneration of sisal H.11648 was studied. The results showed that the best explant for rapid propagation
was stem tip of bead bud seedling, the suitable sterilization time was 25 min, and the most suitable basic
culture medium was SH. The best medium for differentiation and proliferation was SH + NAA0.05 mg/L
+ 6-BA4 mg/L, bud differentiation rate reached 85%, and proliferation average was 18. Root could well
developed in MS (SH)+NAA0.1 mg/L + 6-BA0.1 mg/L and rooting rate was up to 95%.
Keywords H.11648 hybrid sisal ; rapid propagation ; MS ; SH
① 基金项目: 国家自然科学基金(No.31371679); 国家麻类产业技术体系建设专项资金(No.CARS-19-E17); 中央级公益性
科研院所基本科研业务专项资金(No.ITBB110213); 海南省自然科学基金(No.312052)。
收稿日期: 2013-12-28; 责任编辑/凌青根; 编辑部 E-mail: rdnk@163.com。
② 刘巧莲(1976~), 女, 大专, 实验员; E-mail: liuqiaolian2004@163.com。
③ 通讯作者: 易克贤(1964~), 男, 博士, 研究员, 博士生导师, 研究方向为分子抗性育种; E-mail: yikexian@21cn.com。
Vol.34, No.4
2014年4月 热 带 农 业 科 学
CHINESE JOURNAL OF TROPICAL AGRICULTURE
第34卷第4期
Apr. 2014
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刘巧莲 等 外植体和培养因子对剑麻不定芽诱导及植株再生的影响
图1 不同消毒时间对外植体接种污染的影响
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30
25
20
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10
5
0



/
%
珠芽
吸牙
18 20 22 25
处理时间/min
殖系数低、 费时费力、 易出现早花和品种退化现
象, 远不能满足生产发展对良种繁殖的需要[3]。 选
择优良母株和珠芽, 采用组织培养方法, 具有繁
殖系数高, 保持原品种特性, 避免种性分离, 种
苗不带病毒, 生长一致等优点, 可使种苗生产达
到规模化、 标准化和工厂化的目标。 本试验采用组
织培养技术, 开展剑麻无菌种苗的快速繁殖技术
研究, 为剑麻优良种苗的高效繁育与工厂化生产
提供技术支持。
1 材料与方法
1.1材料
材料来自海南省昌江县青坎农场麻田中, 品
种为 H.11648。 选取刚出土的健康无病虫害的吸
芽、 3~4个月具3~4片叶的珠芽作为外植体进行
试验。
1.2方法
1.2.1诱导芽
将选取的外植体用自来水冲洗干净, 凉干, 剥
去外叶, 留茎尖3cm, 于稀洗衣粉溶液中浸泡10min
后冲洗干净, 凉干待接种[4]。 在超净工作台上接种
时, 将材料用75%酒精消毒1~2min, 然后用0.1%
HgCl2溶液分别浸泡不同时间(18, 20, 22, 25min), 再
用无菌水冲洗 3~5次, 无菌滤纸吸干, 用锋利的
手术刀片小心剥去鞘, 留取芽茎尖 1cm左右, 把
芽茎尖平均纵切成块, 接种于以 MS、 SH为基本培
养基的诱导培养基中。
1.2.2培养基的筛选
分别以MS、 SH为基本培养基, 在其中添加不同
浓度的 NAA和 6BA、 蔗糖 30g/L、 卡拉胶 6.5g/L,
pH5.8~6.2, 培养温度(28±0.5)℃, 光照 12h/d,
光照强度1200lx左右, 出芽率=[外植体数(包括
单芽和丛芽)/接种的总外植体数]×100%, 出丛芽率=
(出丛芽的外植体/接种的总外植体数)×100%, 进行接
种试验, 寻找直接出芽效果最好的基本培养基。
1.2.3不定芽的增殖和生根
挑选长势较好的丛生芽, 于超净工作台上切去
顶端, 保留1.5cm左右的不定单芽, 将芽切下转入
分化培养基(MS、 SH为基本培养基)(表1、 2), 继续增殖
培养, 使其分化为丛生芽群, 通过丛生芽的大量分
化和不断继代增殖培养, 使芽的数量不断增殖。
当增殖芽高2~3cm时, 分株接种到生根培养
基中, 比较二者中芽生根快慢及生根率的高低, 从
而确定最佳的生根培养基。
1.2.4数据的处理与分析
数据以平均值表示 , 所得数据用统计软件
SAS9.0进行单因子方差分析, 以 P<0.05作为差
异显著水平。
2 结果与分析
2.1不同消毒时间对不同外植体接种污染的影响
从图1(P<0.05)可见, 0.1%HgCl2消毒时间在
25min效果最好, 其吸芽的污染率为 4%, 而珠芽
的污染率降至 1%。 说明外植体选材上选用珠芽,
消毒时间控制在25min效果是最好的。
2.2两种基本培养基对芽分化的影响
从图2、 3(P<0.05)可见, 以M8(MS+6-BA4mg/L+NAA
0.5 mg/L)培养基的分化率最高 。 在 M1、 M2、 M3、
S1、 S2、 S3六种培养基中, 可以直接出 1个正常
表2 NAA和6-BA在SH培养基的浓度组合 单位: mg/L
激素 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8
NAA 0.1 0.2 0.05 0.05 0.1 0.05 0.1 0.05
6-BA 0.1 0.2 1 2 1.5 2 3 4
表1 NAA和6-BA在 MS培养基的浓度组合 单位: mg/L
激素 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8
NAA 0.1 0.2 0.05 0.05 0.1 0.05 0.5 0.5
6-BA 0.1 0.2 1 2 3.5 4 2 4
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2014年4月 第34卷第4期热带农业科学
图2 不同激素种类和浓度组合在
MS、 SH培养基中对不定芽的分化影响
100
90
80
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10
0



/
%
SH培养基
MS培养基
1 2 3 4 5 6 7 8
NNA和6-BA不同浓度组合
单芽, M4、 M5、 M6、 M7、 M8、 S4、 S5、 S6、 S7、 S8十
种培养基中均可直接出丛芽(图 4、 5)。 激素 NAA
的浓度在 0.5mg/L时, 分化率最高, 而且促使愈
伤组织的产生, 但在M7和M8培养基中继代到第4
代时出现玻璃化。
当在两种基本培养基MS和 SH中都添加6–BA
3.5mg/L+NAA 0.5 mg/L, 卡拉胶浓度 6.5g/L时,
其中的芽分化率是最好的(图 6), 而在 SH+6-BA
3.5mg/L+NAA 0.5 mg/L比 MS+6-BA3.5mg/L+NAA
0.5mg/L分化培养基中的分化率更高, 当降低 NAA
的浓度时, 无愈伤产生, 说明NAA的浓度是直接影
响愈伤生成的因素之一。
当丛芽分株接种到M1、 S1培养基20d左右时,
生根率达到 95%。 在激素 6-BA浓度低时, 会促进
不定芽根(图7)的生长。
3 讨论
本实验以剑麻珠芽和吸芽作为外植体, MS和
SH作为基本培养基, 在不同激素下进行组织培养
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SH培养基
MS培养基
1 2 3 4 5 6 7 8
NNA和6-BA不同浓度组合
图3 不同激素种类和浓度组合在
MS、 SH培养基中对不定芽的增殖影响
图4 外植体(吸芽)直接出丛芽
图5 外植体(珠芽)直接出丛芽
图6 分化芽增殖
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刘巧莲 等 外植体和培养因子对剑麻不定芽诱导及植株再生的影响
图7 生根培养
技术的研究, 采用以芽繁芽途经, 诱导出不定芽,
再对不定芽进行增殖培养, 诱导出丛芽, 为剑麻种
苗的快速繁殖提供了新的途径。
本试验结果表明, 可通过把外植体接种到激素
6-BA的浓度在1.5~4mg/L、 NAA0.1~0.5mg/L的
两种基本培养基中, 均可直接分化丛芽, 但从图
2、 3可以看出, 在编号为 M7、 M8、 S7和S8的培养
基, NAA的浓度高低可以直接影响到丛芽在培养基
生长, 出现玻璃化, 如果在继代次数增加的同时,
适当降低NAA的浓度, 可以减少丛芽玻璃化率。 在
编号为 S8的培养基中, 出芽率达到 85%, 和李愿
平等[5]报道的相比, 有所增加; 平均增殖倍数为
18, 显著高于吕玲玲等[6]报道的增殖倍数。 这说明
编号为 S8的培养基对剑麻的诱导与增殖都是比较
好的培养基。
图 1、 3的数据表明, 在两种基本培养中, 无
论从诱导芽、 丛芽分化还是增殖培养, SH培养基
与MS培养基在相同激素相同浓度的条件下, SH作
为基本培养基, 诱导率、 分化率, 增殖率都比 MS
高, 这说明 SH培养基更适合作为剑麻组织培养的
基本培养基。
参考文献
[1]黄 艳.世界剑麻生产现状未来展望[J].中国热带农
业, 2008(5): 25-27.
[2]高建明, 张世清, 陈河龙, 等.剑麻抗病育种研究回顾
与展望[J].热带作物学报, 2011, 32(10): 1977-1981.
[3]李永文, 刘新波.植物组织培养技术[M].北京大学出
版社, 2007.
[4]熊和平.麻类作物育种学[M].中国农业科学技术出版
社, 2008.
[5]李愿平, 尚文华, 揭 进,等.H.11648麻珠芽组织培
养技术研究[J].中国麻业, 2005, 27(4): 184-188.
[6]吕玲玲, 易克贤, 徐雪荣.H.11648麻高效再生体系的
建立[J].中国麻业, 2006, 28(2): 79-83.
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