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滴水珠组织培养及快速繁殖的实验研究



全 文 :第 30 卷 第 12 期
2 0 1 2年 1 2 月
中 华 中 医 药 学 刊
CHINESE ARCHIVES OF TRADITIONAL CHINESE MEDICINE
Vol. 30 No. 12
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滴水珠组织培养及快速繁殖的实验研究
王玉娇,李伟平,叶温平,董靖靖,陈洋,陈宣光,蒋福升,丁志山
(浙江中医药大学,浙江 杭州 310053)
摘 要:目的:通过滴水珠组织培养及快速繁殖,解决滴水珠的资源匮乏问题。方法:以滴水珠的叶片及叶柄
为外植体,探索滴水珠愈伤组织诱导与增殖的最佳培养基,并对滴水珠愈伤组织的分化、生根诱导及组培苗的移
栽进行研究。结果:滴水珠在不同浓度 2,4 - D 与 6 - BA 或 KT 的培养基上可以较好地诱导出滴水珠的愈伤组
织,MS + 2. 0mg /L6 - BA + 0. 2mg /L 2,4 - D是滴水珠愈伤组织最佳诱导和增殖培养基;在含不同浓度 NAA 与 6
- BA的 MS培养基中,滴水珠能快速生长。结论:本研究初步建立了完整的滴水珠的组织培养体系,具有开发利
用潜力。
关键词:滴水珠;组织培养;激素
中图分类号:R222. 19 文献标识码:A 文章编号:1673 - 7717(2012)12 - 2710 - 04
Studied on Rapid Propagation Technology of Pinellia cordata N. E. Br
WANG Yu-jiao,LI Wei-ping,YE Wen-ping,DONG Jing-jing,CHEN Yang,
CHEN Xuan-guang,JIANG Fu-sheng,DING Zhi-shan
(Zhejiang Chinese Medical University,Hangzhou 310053,Zhejiang,China)
Abstract:Objective:To solve the lack of resources problem of Cordate Pinellia Tuber through tissue culture and rapid
propagation technology. Method:The leaves and leafstalk of Cordate Pinellia Tuber were used as explants to study the best
callus induction and proliferation cultures,then the callus cells differentiation,root induction and seedling transplantation
of Cordate Pinellia Tuber were studied. Results:It can induce callus successfully in the culture medium containing differ-
ent concentrations of 2,4 - D together with 6 - BA or KT. MS + 2. 0mg /L6 - BA + 0. 2mg /L 2,4 - D is best culture me-
dium of the callus. The medium containing different concentrations of NAA combined with different concentrations of 6 -
BA can make Cordate Pinellia Tuber grow quickly. Conclusion:It established a rapid propagation technology of Cordate
Pinellia Tuber in this study,and transplanted successfully.
Key words:Cordate Pinellia Tuber;tissue culture;hormone
收稿日期:2012 - 07 - 23
基金项目:浙 江 省 大 学 生 科 技 创 新 活 动 计 划 资 助 项 目
(2010R410058)
作者简介:王玉娇(1989 -) ,女,学士,研究方向:中药资源开发与
利用。
通讯作者:丁志山,男,教授,硕士研究生导师,博士,研究方向:中
药资源开发与利用。E-mail:zjtcmdzs@ 163. com。
滴水珠为天南星科植物滴水珠(Plnellia cordata N. B.
Br.)的干燥块茎,性温,味辛,有小毒,具有解毒消肿,散瘀
止痛等功效,在临床上广泛用于治疗头痛,恶性肿瘤、神经
痛,胃病,腹痛等疾病,此外,滴水珠在治疗毒蛇咬伤方面尤
其有独特的优势,对各种毒蛇如蝮蛇、五步蛇、竹叶青、眼镜
蛇等咬伤,滴水珠都有极好的疗效。但是,滴水珠目前主要
靠野生采挖,而且滴水珠对生长环境要求较高,这在一定程
度上造成了滴水珠资源非常短缺。人工栽培时,采用大块
茎出售,珠芽、小块茎育苗,用种量大,成本高。小块茎无性
繁殖易使滴水珠产量降低,品质退化,使滴水珠的栽培生产
受到限制。利用组织培养建立滴水珠无性快速繁殖系统,
可提高其繁殖系数,同时可防止品种退化问题。药用植物
组织培养是解决中药材资源短缺的重要措施,具有不受地
区、季节与气候限制,便于工厂化生产等优势[1]。通过检
索国内外文献,很少发现有关滴水珠组培快繁相关的报道,
故本实验对滴水珠组培快繁体系进行了初步的研究,以便
为解决滴水珠的资源问题提供借鉴。
1 实验材料和试剂
1. 1 实验相关材料 6 -苄氨基嘌呤(6 - BA) (BR,上海
伯奥生物科技有限公司,批号:080212) ;2,4 -二氯苯氧乙
酸(2,4 - D) (CP,上海试四赫维化工有限公司,批号:
080414) ;6 -糠氨基嘌呤(KT) (BR,中国医药(集团)上海
0172
DOI:10.13193/j.archtcm.2012.12.120.wangyj.002
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化学试剂公司,批号:F20020202) ;赤霉素(BR,上海伯奥生
物科技有限公司,批号:051021) ;1 -萘乙酸(NAA) (CP,中
国医药(集团)上海化学试剂公司,批号:F20020528) ;钼酸
钠 AR合肥科华精细化工研究所批号 090911;乙二胺四乙
酸二钠(AR,广东光华化工厂有限公司批号 20080322) ;氢
氧化钠(AR,杭州萧山化学试剂厂,批号:20101015) ;硝酸
铵(AR,天津市大茂化学试剂厂,批号:20100318) ;硫酸镁
(AR,上海试四赫维化工有限公司,批号:090510) ;磷酸氢
二钾 (AR,天津市永大化学试剂有限公司,批号:
Y020101209)。
实验用滴水珠采自浙江建德洞山,经浙江中医药大学
中药学博士丁志山教授鉴定为天南星科植物滴水珠(Plnel-
lia cordata N. B. Br.)。
1. 2 实验相关仪器设备 LDZX - 75KBS立式压力蒸汽灭
菌器(上海申安医疗器械厂) ;SW - CJ - 2FD 超净工作台
(苏州安泰空气技术有限公司) ;DK - S24 电热恒温水浴锅
(上海森信实验仪器有限公司) ;LDZ5 - 2 低速自动平衡离
心机(北京医用离心机厂) ;AR2130 电子精密天平(Ohaus
Corp. Pine Brook,NJ,USA) ;D180C 自动双重纯水蒸馏器
(上海申胜生物技术有限公司)。
2 实验方法步骤
2. 1 基本培养基的配置 本实验所用的基本培养基为 MS
培养基,含 0. 4%琼脂和 3%的蔗糖。按照下表所列配方在
MS培养基中加入不同的植物生长调节剂。用 1mg·L -1
NaOH调节 pH =5. 8。将培养基倒入玻璃培养管中,每管倒
10mL左右的培养基。115℃灭菌 25min,在黑暗阴凉处放置。
表 1 培养基组成
编号 1 2 3 4 5 6
A 0. 2mg /L2,4 - D 0. 1mg /L6 - BA 0. 2mg /L6 - BA 0. 5mg /L6 - BA 1. 0mg /L6 - BA 1. 5mg /L6 - BA 2. 0mg /L6 - BA
B 0. 5mg /L2,4 - D 0. 2mg /LKT 0. 5mg /LKT 1. 0mg /L KT 1. 5mg /LKT 2. 0mg /LKT 3. 0mg /LKT
C 1. 0mg /L KT 0. 2mg /L2,4 - D 0. 5mg /L2,4 - D 1. 0mg /L2,4 - D 1. 5mg /L2,4 - D 2. 0mg /L2,4 - D 3. 0mg /L2,4 - D
D 0. 5mg /L 6 - BA 0. 1mg /L NAA 0. 2mg /LNAA 0. 5mg /LNAA 1. 0mg /LNAA
E 1. 0mg /L 6 - BA 0. 1mg /L NAA 0. 2mg /LNAA 0. 5mg /LNAA 1. 0mg /LNAA
F 0. 5mg /L NAA 0. 1mg /L6 - BA 0. 5mg /L6 - BA 1. 0mg /L6 - BA 1. 5mg /L6 - BA 2. 0mg /L6 - BA 3. 0mg /L6 - BA
2. 2 外植体的消毒与接种 取野生的建德产滴水珠,先用
自来水洗去滴水珠上的泥土,再用洗衣粉水浸泡 30min,然
后用自来水冲洗 20min。外植体冲洗干净后,进行消毒处
理。消毒方法:先用 75%酒精消毒 30s,用无菌水冲洗 2
次,再用 0. 1%升汞消毒 10min,再用无菌水冲洗 5 ~ 6 次。
取出后放在含有无菌滤纸的平皿中,吸收多余水分。
将已消毒的滴水珠的嫩叶片切成 1cm × 1cm、新鲜叶柄
切成长 1cm左右,接种于各种培养基中。黑暗培养 3 天后,
给以光照。光照周期为每 24h给以光照时间 1h(光照强度
135μE·m -2 s - 1) ,培养温度为(25 ± 1)℃。每个试验均平
行做 30 个样本,其中叶柄 15 个样本,叶片 15 个样本。
2. 3 愈伤组织诱导与增殖及滴水珠生长的影响 在培养
30 天后用以下的公式计算愈伤组织的诱导效率:
F = EE0
× 100%
其中:F表示愈伤组织的诱导效率,E 表示诱导出的愈
伤组织的数目,E0表示未诱导出的愈伤组织的数目。
在培养 30 天后,称取这 3 种培养条件愈伤组织的鲜重
(每组 30 个)。称重之后,将愈伤组织移到新的培养基中。
在相同的培养条件下继续培养 12 天后再次称重。按以下
公式计算滴水珠愈伤组织的增重率。
增重率 = W2 - W1W1 × ch100%
其中 W2 为最后一次滴水珠重量,W1 为前一次滴水珠
重量。
2. 4 愈伤组织的分化 将所诱导的滴水珠愈伤组织转移
到 MS + 1. 0mg·L -1 6 - BA + 0. 5mg·L -1 NAA 的培养基
中,培养一段时间,观察愈伤组织的分化情况。
2. 5 滴水珠生根壮苗及移栽 将滴水珠试管苗转移至 1 /
2MS + NAA0. 25mg·L -1培养基中培养 20 ~ 30 天,当试管
苗长出健壮根后,将培养苗拿出培养室,打开培养盖,炼苗
2 ~ 3 天后取出小苗,洗去附着在苗上的培养基,将其移栽
到合适的介质上,共移栽 35 株,2 周后统计其成活情况。
2. 6 数据统计 以上各实验结果以平均值 ±标准差(珋x ±
s)表示,采用 SPSS 13. 0 统计软件对数据进行处理分析。
组间均数比较采用一维方差分析,P < 0. 05 认为差异有显
著性意义,P < 0. 01 认为差异具有及显著性意义。
3 实验结果
3. 1 不同激素对滴水珠愈伤组织诱导率的影响 实验研
究结果发现,不同激素组合和不同激素浓度对滴水珠愈伤
组织诱导情况具有显著的影响(表 1)。2,4 - D 是滴水珠
愈伤组织诱导最关键的激素之一,在含 2,4 - D 与 6 - BA
或者 KT的培养基中,可以成功诱导出滴水珠愈伤组织。
在 MS + 0. 2mg·L -12,4 - D +不同浓度 6 - BA 的培养基
中,当 6 - BA浓度为 0. 1mg·L -1时没有一个样本出现愈
伤组织,随着 6 - BA 浓度的增加,滴水珠愈伤组织诱导率
逐渐增加,当 6 - BA 浓度为2. 0 mg· L -1时,诱导率达
100%。在 MS + 0. 5mg·L -12,4 - D +不同浓度 KT激动素
的培养基中,随 KT 浓度升高,愈伤组织诱导率也随之升
高,在 KT浓度为 1. 0 ~ 3. 0mg·L -1范围内,滴水珠愈伤组
织诱导率均达到 100%。固定 KT,考察 2,4 - D 对滴水珠
愈伤组织诱导率结果表明,诱导率与 2,4 - D 浓度呈正相
关,而 2,4 - D 浓度在 1. 0 ~ 3. 0mg·L -1之间诱导率达
100%。在不含 2,4 - D 的培养基中,即在不同浓度 6 - BA
和不同浓度 NAA组合的培养基中,滴水珠虽然可以形成愈
伤组织,但大部分快速分化,愈伤组织、分化植株相互混杂,
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见插页Ⅹ图 1 - c。
从愈伤组织形态和增殖速度看,2,4 - D 和 6 - BA 的
组合愈伤组织相对偏黄,致密,生长较快,见插页Ⅹ1 - a;2,
4 - D和 KT组合愈伤组织基本呈乳白(稍偏米黄)色,质地
疏松,生长迅速,见插页Ⅻ1 - b,初步判断 2,4 - D和 KT组
合能够获得较好的滴水珠愈伤组织。
滴水珠不同组织部位,即叶片和叶柄,在上述培养基中
的反应基本一致,但叶柄相对较易且较早形成愈伤组织;在
A,B以及 C组培养基中,滴水珠叶柄在培养 20 天左右开始
脱分化,在伤口处形成明显的半透明状愈伤组织团块,见插
页Ⅻ图 1 - d,而叶片则要晚 5 天左右,叶片首先变白,表面
开始形成一些透明状细胞层,见插页Ⅻ图 1 - e ~ g,相对而
言叶柄更适合用于滴水珠愈伤组织诱导。
表 1 不同激素对滴水珠愈伤组织诱导率的影响
组别 诱导率(%) 组别 诱导率(%) 组别 诱导率(%)
A1 0. 00 ± 0. 00a B1 30. 21 ± 3. 33a C1 35. 21 ± 4. 15a
A2 12. 17 ± 1. 21a B2 52. 87 ± 2. 78a C2 73. 76 ± 3. 17b
A3 22. 56 ± 4. 96a B3 100. 00 ± 0. 00c C3 100. 00 ± 0. 00c
A4 45. 13 ± 2. 63a B4 100. 00 ± 0. 00c C4 100. 00 ± 0. 00c
A5 75. 23 ± 2. 91b B5 100. 00 ± 0. 00c C5 100. 00 ± 0. 00c
A6 100. 00 ± 0. 00c B6 100. 00 ± 0. 00c C6 100. 00 ± 0. 00c
注:a = 0. 05。a表示各组之间 P < 0. 05,具有统计学差异;b和
c均表示在 b和 c组之间 P > 0. 05,与其他组相比 P < 0. 05,具有统
计学差异。
3. 2 不同激素对滴水珠增殖的影响 实验研究结果发
现,不同激素对滴水珠增殖具有显著的影响,见插页Ⅹ图
2。在 A、B与 C3 组培养基中,即 2,4 - D 与不同浓度 6 -
BA组合的培养基以及不同浓度 2,4 - D 与不同浓度 KT
组合的培养基中,滴水珠愈伤组织呈现明显不同的增殖速
度。固定 2,4 - D,愈伤组织增殖速度随 6 - BA 激素浓度
的增加而显著增加,与之实验研究结果发现,不同激素对
滴水珠增殖具有显著的影响,见插页Ⅹ图 2。在 A、B 与
C3 组培养基中,即 2,4 - D 与不同浓度 6 - BA 组合的培
养基以及不同浓度 2,4 - D与不同浓度 KT 组合的培养基
中,滴水珠愈伤组织呈现明显不同的增殖速度。固定 2,4
- D,愈伤组织增殖速度随 6 - BA激素浓度的增加而显著
增加,与之前愈伤组织诱导率趋势基本一致,并在 0. 2mg
·L -12,4 - D + 2. 0mg·L -16 - BA 的组合条件下生长速
度达到本实验条件下的最大值;相对而言 2,4 - D 和 KT
的激素组合对滴水珠愈伤组织增殖影响较为复杂。在固
定 2,4 - D为 0. 5mg·L -1条件下滴水珠愈伤组织增重率
随 KT浓度增加呈现两个“极端”浓度高中间低的“凹”线
性变化;而当固定 KT为 1. 0mg·L -1条件下,愈伤组织增
重率随 2,4 - D浓度增加呈现“峰”形曲线变化,即在1. 0
mg·L -1KT + 1. 0mg·L -12,4 - D组合条件下达到最大增
殖速率,该增值率仅次于前述 2,4 - D,6 - BA 最佳组合,
见插页Ⅹ图 2。比较各激素组合对愈伤组织诱导率和愈
伤组织增重率结果不难发现,0. 2mg·L -12,4 - D + 2. 0mg
·L -16 - BA和 1. 0mg·L -1 KT + 1. 0mg·L -1 2,4 - D 两
种激素配比既是愈伤组织最佳诱导率也是愈伤组织最佳
增殖率组合,为此,基本可以确定,这两种激素配比是滴
水珠愈伤组织诱导和增殖的最佳激素组合。
图 2 不同激素对滴水珠愈伤组织增殖的影响
3. 3 滴水珠愈伤组织的分化 滴水珠愈伤组织的 MS +
1. 0mg·L -1 6 - BA + 0. 5mg·L -1 NAA 的培养基中培养
15 天左右开始分化,在培养 30 天后大部分分化,并形成
叶片、叶柄等器官,见插页Ⅻ图 3,之后长出完整的滴水珠
植株。
3. 4 滴水珠生根壮苗及移栽 生根壮苗后的滴水珠经炼
苗后,移至沙土上可正常生长,植株生长状态良好,见插
页Ⅻ图 4。在沙土中栽培一个月后,将正常生长的滴水珠
挖出观察,发现在根部可正常形成滴水珠的药用部位块
茎,见插页Ⅻ图 4。
4 讨 论
激素是植物组织培养中最关键的因素,往往影响到愈
伤组织诱导率的高低及愈伤组织的质地、形态、分化快慢
等。不同的植物生长物质种类和浓度配比对植物愈伤组
织的诱导有着明显影响[2]。大多数研究者采用 6 - BA、
KT、2,4 - D、NAA 等激素对滴水珠同科植物半夏愈伤组
织诱导情况进行了探讨[3]。前人的研究结果表明 2,4 - D
对半夏的愈伤组织诱导效果较好[4],这与本研究的结果
2,4 - D是滴水珠愈伤组织诱导最关键的激素之一的结果
是一致的。研究表明,2,4 - D 可以被植物体吸收并传导
至植物体的各个部位,在浓度较低时能有效刺激植物生
长,浓度过高则抑制植物生长,甚至使植物畸形发育致
死,可作为除草剂使用[5]。2,4 - D与其他激素配合,可以
启动植物细胞的脱分化过程,诱导外植体产生愈伤组织,
如配合适量的 6 - BA,则有利于促进愈伤组织的形成[6]。
本实验研究结果发现,当 2,4 - D配合 2. 0mg·L -1的 6 -
BA时,可以成功诱导出滴水珠愈伤组织,并且可以使滴水
珠愈伤组织快速增殖。当 2,4 - D 配合 KT 时,可达到很
好的愈伤组织诱导效果,所诱导的愈伤组织疏松,淡黄
色。这些研究很好地建立了滴水珠愈伤组织的诱导和增
殖体系。将滴水珠愈伤组织转移到含不同浓度 NAA 加不
同浓度 6 - BA的培养基中,可以快速分化,并长出滴水珠
植物,滴水珠植物经生根壮苗后可以成功在沙土中栽培。
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收稿日期:2012 - 07 - 15
基金项目:浙江省中医药科技计划项目(2010ZA097)
作者简介:杨国良(1979 -) ,甘肃人,主治医师,博士,研究方向:
肺癌、结直肠癌、胃癌、乳腺癌、卵巢癌等恶性中西医结
合治疗。
本实验很好地建立了滴水珠愈伤组织诱导、分化、植
株生长体系,可以很好地为滴水珠的快速繁殖提供参考,
为解决滴水珠的资源问题指明了方向。
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肺积方联合化疗对 Lewis肺癌移植小鼠免疫逃逸相关
细胞因子及 CD +4 CD
+
25 Treg 细胞的影响
杨国良1,张学进1,胡丹丹2
(1.杭州市红十字会医院肿瘤内科,浙江 杭州 310007;2.浙江中医药大学附属第三医院呼吸科,浙江 杭州 310005)
摘 要:目的:通过观察肺积方联合化疗对 Lewis肺癌移植小鼠肿瘤生长情况及脾脏 CD +4 CD
+
25 Treg 细胞、
IL - 2、IL - 4、IL - 10、TNF - β、IFN - r变化的影响,探讨肺积方联合化疗抗肺癌免疫逃逸的作用机制,为肺积
方的临床应用提供客观依据。方法:采用随机对照研究方法,将 64 只 Lewis 肺癌移植小鼠经随机分为对照组、
化疗组、肺积组、综合组(肺积方联合化疗) ,并分别以肺积方、肺积方联合 DDP、DDP 药物干预,观察小鼠瘤体
变化,并以 ELISA法检测小鼠外周血细胞因子 IL - 2、IL - 4、IL - 10、TNF - β、IFN - r 变化,以流式细胞术检测
小鼠脾脏 CD +4 CD
+
25 Treg细胞含量。结果:化疗组、肺积组、综合组瘤体、瘤重均小于对照组(P < 0. 05) ,肺积组
瘤体、瘤重大于化疗组(P < 0. 05) ,综合组瘤体、瘤重均小于化疗组和肺积组(P < 0. 01) ;综合组 IL - 2、IL - 4
水平明显高于其他 3 组(P < 0. 05) ,综合组 IL - 10、IFN - r、TNF - β 水平低于其他 3 组(P < 0. 05) ,肺积组 IL
- 2、IL - 4、TNF - β水平与化疗组比较无差异(P > 0. 05) ,肺积组 IL - 10、IFN - r水平高于化疗组(P < 0. 05) ;
对照组、化疗组、肺积组、综合组第 7 天脾脏 CD +4 CD
+
25 Treg细胞占 CD
+
4 T细胞比值无差异(P > 0. 05) ;第 14 天
对照组脾脏 CD +4 CD
+
25 Treg细胞占 CD4
+ T细胞比值仍明显高于其他 3 组(P < 0. 05) ;综合组第 14 天脾脏 CD +4
CD +25 Treg细胞占 CD
+
4 T细胞比值明显低于化疗组及肺积组(P < 0. 01) ;化疗组脾脏 CD
+
4 CD
+
25 Treg 细胞占
CD +4 T细胞比值低于肺积组(P < 0. 05)。结论:肺积方联合化疗具有抗 Lewis 肺癌移植小鼠肿瘤生长的作用,
此种作用与其下调 CD +4 CD
+
25 Treg细胞含量,上调 IL - 2、IL - 4,下调 IL - 10、TNF - β相关。
关键词:肺积方;免疫逃逸;肺癌
中图分类号:R285. 5 文献标识码:A 文章编号:1673 - 7717(2012)12 - 2713 - 04
Experimental Research on influence of Feiji Formula combined with
Chemotherapy on immune escape related factors and CD +4 CD
+
25
Treg Cells of Transplanted Lewis Lung Cancer in mice
YANG Guo-liang1,ZHANG Xue-jin1,HU Dan-dan2
(1. Oncology Department,Hangzhou Red Cross Hospital in Zhejiang Province,Hangzhou 310007,Zhejiang,China;
2. Respiratory Department,The Third Hospital of Zhejiang Chinese Medical University,Hangzhou 310005,Zhejiang,China)
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中 华 中 医 药 学 刊
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Vol. 30 No. 12
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滴水珠组培快繁的实验研究
(正文见 2710 - 2713 页)
a为 MS +0. 2 mg·L -12,4 - D + 2. 0 mg·L -16 - BA培养基中诱导的愈伤组织;b为 MS +1. 0 mg·L -12,4 - D + 1. 0 mg·L -1 KT
培养基中诱导的愈伤组织;c为 MS +0. 5 mg·L -16 - BA + 0. 5 mg·L -1NAA,有明显的愈伤形成,但有大量的植株分化;d为叶柄在 1.
0 mg·L -12,4 - D + 1. 0 mg·L -1KT培养基中接种 25d左右,可见明显愈伤组织团块;e为刚接种的叶片;f为接种 1. 0 mg·L -12,4 - D
+ 1. 0 mg·L -1KT培养基中 25d的叶片,开始脱分化变白;f为接种 30d后的叶片,叶绿素已基本脱去,愈伤组织明显形成。
图 1 滴水珠愈伤组织
图 3 愈伤组织分化结果
图 4 正常生长的滴水珠植株