全 文 :第 11卷 第 1期 大 连 民 族 学 院 学 报 Vol.11, No.1
2009年 1月 JournalofDalianNationalitiesUniversity January2009
文章编号:1009-315X(2009)01-0013-04
雨久花的组织培养及无性系的建立*
邹翠霞 ,王黎波 ,李永德 ,吴 军
(辽宁师范大学 生命科学学院 ,辽宁 大连 116029)
摘 要:为满足人工栽培对雨久花种苗的大量需求 ,以组织培养及无性系建立的方法进行了雨久花快速
繁殖的研究。试验以雨久花的嫩茎为材料 ,进行了愈伤组织的诱导 、分化 、不定芽生根 、试管苗移栽与移
植的研究。结果证明 , MS+BA0.6mg· L-1 +2, 4-D1.2 mg· L-1是诱导嫩茎形成具有分化能力愈伤
组织的理想培养基 , 1/2MS+Ag(N03)20.6 mg· L-1是诱导愈伤组织分化的理想培养基 , 1/3MS+IAA
0.5 mg· L-1是试管苗生根培养的理想培养基。试管苗在温室中移栽成活率可达 98 %以上 , 移植于池
塘边后试管苗生长旺盛。建立起的雨久花无性系可作为人工栽培的种苗。
关键词:雨久花;组织培养;无性系;快速繁殖
中图分类号:S688.4;Q943.1 文献标志码:A
TissueCultureofMonochoriakorsakowiiRegeletMaack
andItsCloneEstablishment
ZOUCui-Xia, WANGLi-Bo, LIYong-De, WUJun
(CollegeofLifeScience, LiaoningNormalUniversity, DalianLiaoning116029, China)
Abstract:InordertomeettheincreasingdemandformoreseedlingsofMonochoriakorsakowi
RegeletMaackinpractice, rapidpropagationwascariedoutbytissuecultureandcloneestab-
lishment.TheyoungstemofMonochoriakorsakowiRegeletMaackwasusedastheexperimen-
talmaterialforcalusinduction, diferentiation, rootingfromuncertainbudsandtransplanting
oftesttubeseedlings.Theresultsshowedthatthemostfavorablemediumforinducingthe
youngstemtoformcalusisMS+BA0.6mg· L-1 +2, 4-D1.2 mg· L-1 , themostfavora-
blemediumforcalusdiferentiation1/2MS+Ag(N03)2 0.6mg·L-1 , themostfavorableme-
diumforrootgrowth1/3MS+IAA0.5mg· L-1.Thesurvivalratioforplantlettransplantingin
greenhouseismorethan98%.Theplantletstransplantedintheedgeofpondgrowvigorously.
TheclonesofMonochoriakorsakowicanbeusedasseedlingsincultivation.
Keywords:Monochoriakorsakowi;tissueculture;clone;rapidpropagation
雨 久花 (Monochoriakorsakowi Regelet
Maack)属于雨久花科雨久花属一年生水生草本
植物[ 1-2] 。该植物的全株可供水池栽培观赏 [ 3] ,
亦可做家畜和家禽的饲料 。另外 ,该植物也是一
味中药 , 具有清热解毒 、定喘 、去湿 、消肿的功
效 [ 3-4] 。近年来 ,作为观赏和动物饲料用途对雨
久花的需求量不断增加。辽宁南部地区有人试图
在河边 、池塘等浅水区栽种该植物 ,但由于其在北
方只能形成很少的种子 ,且难以收集到成熟的种
子而影响了其栽种效果。
近几年 ,我国学者对多种水生植物的组织培
养 、快速繁殖及无性系进行了研究 。如顾福根等
用带节的茎段对轮叶狐尾藻(Myriophylumverticil-
latumL)进行了组织培养及快速繁殖的研究[ 5] ,
李洪林等则进行了眼子菜(Potamogetonmalaianus
Miq.)的组织培养研究[ 6] , 1997年李学宝等对凤
眼莲(EichhorniacrassipesSolm)进行了组织培养
研究[ 7] ,但迄今未见雨久花属植物组织培养及无
* 收稿日期:2008-04-10
作者简介:邹翠霞(1973-), 女 ,辽宁葫芦岛人 , 实验师 ,主要从事植物组织培养研究。
DOI :10.13744/j.cnki.cn21-1431/g4.2009.01.004
14 大 连 民 族 学 院 学 报 第 11卷
性系研究的报道 。本文对雨久花进行了组织培养
及无性系建立的研究 ,以期获得较多的种苗 ,满足
人们对其栽培的需要 。
1 材料与方法
1.1 材料及灭菌
于夏季 7-8月份 ,将在池塘浅水区生长非常
旺盛的雨久花挖出 ,全株用自来水洗涤冲净 ,将其
根部置于 0.002 %的 HgCl2溶液中杀菌 24 h,然
后将其嫩茎剪下 ,置于 250 mL的磨口广口瓶中 ,
用自来水冲洗 20 min左右 ,用 0.05 %安利洗涤
液振荡洗涤 15 min,移至超净工作台上进行操作。
将经上述处理的植株嫩茎用无菌水洗涤至无泡沫
后加入 70%乙醇灭菌约 10s,迅速用无菌水洗涤
1次 ,再用 0.05% HgCl2溶液振荡灭菌 11min,最
后用无菌水洗涤 5次 。在无菌条件下 ,将植株嫩
茎切成约 0.2 cm的茎块 ,接种到相应的固体培养
基上 ,进行培养和观察 。
1.2 培养条件
培养基以 1/2MS和 1 /3MS为基本培养基 ,附
加不同浓度的细胞分裂素和生长素。以 1 /2MS
为基本培养基时 ,加蔗糖 15g· L-1;以 1/3MS为
基本培养基时 ,加蔗糖 10 g·L-1。培养基胨力强
度为 180 g· cm-2[ 8] , pH为 5.8 ~ 6.0,培养温度
为 18 ~ 26 ℃, 光照 12 h· d-1 ,光照度 2 000 ~
4 000 lx。
1.3 试验方法
1.3.1 激素对愈伤组织诱导的影响
在超净工作台上 ,将长 0.2cm左右的嫩茎接
种到装有以 MS为基本培养基和附加不同浓度的
BA、2, 4-D、IBA培养基的三角瓶中 ,进行愈伤组
织的诱导 ,每种培养基接种 50块 ,每个三角瓶中
接种 5块 。接种培养 60 d后进行观察和统计。
将诱导培养的愈伤组织接种到相同的培养基上 ,
在培养条件不变的情况下进行继代培养。统计每
代培养所需时间。连续培养 8代 ,观察继代培养
的愈伤组织的生长状况。
1.3.2 激素对愈伤组织分化培养的影响
将上述继代培养的愈伤组织用无菌镊子分散
成颗粒状后 ,接种到附加不同浓度的 BA(0, 0.2,
0.4, 0.6, 0.8 mg· L-1)、IAA(0, 0.1, 0.4 mg·
L-1)和 NAA(0, 0.1, 0.4mg· L-1)的 1 /2MS+Ag
(N03)2 0.6 mg· L-1培养基上。每个处理接种外
植体 100个愈伤组织颗粒。在光照条件下进行分
化培养 。观察愈伤组织的分化情况 , 60 d时统计
分化芽数量 ,计算分化率。试验重复 5次 。
1.3.3 试管苗的生根培养
将上述诱导分化培养的高于 0.5 cm的不定
芽 ,从基部剪下后接种到附加不同浓度的 NAA
(0.1, 0.5, 1.0 mg·L-1)、IAA(0.1, 0.5, 1.0 mg·
L-1)的 1/3 MS培养基上进行生根培养。每个处
理接种 50个外植体。试验重复 4次 ,观察生根培
养情况。
2 结果与分析
2.1 激素对愈伤组织诱导的影响
不同浓度的激素对嫩茎愈伤组织诱导的影响
见表 1。
表 1 不同浓度激素对嫩茎愈伤组织诱导的影响
BA/(mg· L-1) 2, 4-D/(mg· L-1) IBA/(mg· L-1) 诱导愈伤组织数 愈伤组织诱导率 /% 长势
0 0 0 0 0
0.2 0 0 0 0
0.6 0 0 0 0
1.0 0 0 0 0
1.4 0 0 0 0
0 0.4 0 27 54 +
0.2 0.8 0 44 88 ++
0.6 1.2 0 50 100 ++
1.0 1.6 0 36 72 ++
1.4 2.0 0 35 70 +
0 0 0.4 0 0
0.2 0 0.8 0 0
0.6 0 1.2 0 0
1.0 0 1.6 0 0
1.4 0 2.0 0 0
注:+为长势一般;++为长势良好。
第 1期 邹翠霞 ,等:雨久花的组织培养及无性系的建立 15
由表 1可见 ,不用激素 2, 4 -D的培养基上
不能诱导嫩茎形成愈伤组织;不同浓度的 BA与
浓度分别为 0.4, 0.8 , 1.2, 1.6, 2.0mg· L-1的 2,
4-D配合使用时 ,大多数茎段能诱导形成愈伤组
织 ,但诱导的愈伤组织生长速度及外部形态差异
较大 ,其中浓度为 0.6 mg· L-1的 BA与浓度为
1.2mg·L-1的 2, 4-D配合使用时 ,不仅愈伤组
织的诱导率达到了 100 %,而且愈伤组织的生长
速度快 ,外观呈淡绿色的颗粒状 ,且质地较为疏
松 。因此 ,这种愈伤组织是具有分化能力的愈伤
组织[ 9] 。在此培养基上诱导形成的愈伤组织在
同一培养基上连续继代培养 8代 ,仍具有分化能
力和形成愈伤组织 ,而且愈伤组织培养周期缩短
为 45d,每个继代周期繁殖系数为 36。这说明 ,
MS+BA0.6mg· L-1 +2, 4-D1.2 mg· L-1是
诱导雨久花嫩茎形成具有分化能力愈伤组织的理
想培养基。
2.2 激素对愈伤组织分化培养的影响
不同浓度的激素对愈伤组织分化的影响见
表 2。
表 2 不同浓度激素对愈伤组织分化的影响
BA/
(mg· L-1)
NAA/
(mg· L-1)
IBA/
(mg· L-1)
IAA/
(mg· L-1) 分化数 分化率 /% 分化芽数 /块 分化苗长势
0 0 0 0 96 96 6.8 ++
0 0.6 0 0 0 0 0
0 1.2 0 0 0 0 0
0 0 0.6 0 0 0 0
0 0 1.2 0 0 0 0
0 0 0 0.6 0 0 0
0 0 0 1.2 0 0 0
0.1 0 0 0 91 91 5.7 +
0.1 0.6 0 0 0 0 0
0.1 1.2 0 0 0 0 0
0.1 0 0.6 0 13 0 0
0.1 0 1.2 0 9 0 0
0.1 0 0 0.6 0 0 0
0.1 0 0 1.2 0 0 0
0.5 0 0 0 47 47 6.1 +
0.5 0.6 0 0 0 0 0
0.5 1.2 0 0 0 0 0
0.5 0 0.6 0 0 0 0
0.5 0 1.2 0 0 0 0
0.5 0 0 0.6 0 0 0
0.5 0 0 1.2 0 0 0
注:+为长势一般;++为长势良好。
由表 2可见 ,在单独使用 BA和不含任何激
素的培养基上愈伤组织可以分化。从愈伤组织的
分化率及分化不定芽的长势看 ,在 1/2MS+Ag
(N03)2 0.6 mg· L-1的培养基上 ,不仅颗粒状愈
伤组织的分化率达到了 96%,平均每块愈伤组织
的分化芽数达到 6.8个 ,而且分化不定芽长势好。
观察表明 ,在这一培养基上诱导分化的不定苗培
养到 60 d时呈嫩绿色丛生状 ,株高度几乎都在
0.5cm以上。重复试验也得到了相同的结果。
这说明 1 /2MS+Ag(N03)2 0.6 mg·L-1是诱导雨
久花愈伤组织分化的理想培养基。
2.3 试管苗的生根培养
试验结果表明 ,接种在 1 /3MS+IAA0.5mg·
L-1的培养基上的不定芽 ,经培养 10 d左右可形成
根原基 ,随后根系和植株迅速生长。当培养至 25d
时 , 98 %的不定苗可以生长为具有 5 ~ 8条根 、长
势旺盛 、根系呈绿色的试管苗。这说明 1/3MS+
IAA0.5 mg·L-1是雨久花试管苗生根培养的理想
培养基。
2.4 试管苗的移栽与移植
将生根试管苗移栽至由 1/2河沙 +1/2肥沃
园土配制成的混合基质温室苗床上 。在苗床保湿
度持近 100%、温度为 25 ~ 30℃和前 10d没有直
射光照射的条件下 , 20 d时开始成活生长。经过
4次重复试验 ,平均移栽成活率为 98.7%。
在温室中移栽成活的试管苗 ,一方面可以直
16 大 连 民 族 学 院 学 报 第 11卷
接用于观赏栽培 ,另一方面也可移植到池塘边上。
移植试验进行了 4次 ,共移植了 1 996株试管苗 ,
成活了 1 994株 ,移植成活率达 99.9%。移植的
试管苗 30 d后开始迅速生长 , 50d可收割作为猪
饲料。移植到池塘边的试管苗不仅保持了雨久花
的各种可见性状 ,而且在后期出现了生长非常旺
盛 、植株整齐 、根系比野生植株发达的特点 。
3 讨 论
本研究以雨久花的嫩茎为材料 ,进行了愈伤
组织诱导 、愈伤组织分化 、试管苗生根 、移栽的研
究 ,成功地建立起雨久花的无性系 。该研究不仅
可以为雨久花的人工栽培提供生长旺盛 、长势整
齐的种苗 ,而且也证明雨久花的非分生组织和细
胞也具有全能性 ,同时还为雨久花的转基因研究
奠定了技术基础 。
在愈伤组织的继代培养中 , 45 d的繁殖系数
为 36。按照这个速度 ,雨久花每年可以繁殖出
36
8(数千万)个后代。这种繁殖速度不仅可以满
足雨久花转基因等研究的需要 ,而且也能保证人
们栽培对大量种苗的需求 。
接种在含有不同浓度 NAA的 1/3MS培养基
上的不定芽不易生根 ,究其原因是虽然在生根培
养初期 NAA可以诱导形成根原基 , 但由于 NAA
的化学性质稳定 ,在随后培养基中 NAA的浓度不
变 ,较高浓度的 NAA必然对根的正常生长产生抑
制作用 。然而 ,在浓度为 0.5 mg· L-1的 IAA培
养基上培养 10 d左右 , IAA促进形成根原基后就
会迅速分解 ,避免了高浓度生长素对根生长的抑
制作用 ,因而使根部得到正常的生长 。
将雨久花试管苗移植到池塘边后 ,试管苗保
持了雨久花的各种可见性状 。这说明 ,通过嫩茎
组织培养的方法建立起的雨久花无性系能够保持
该植物的遗传特性。在试验中发现 ,移植苗在后
期出现了生长非常旺盛的特点 ,这可能与以下原
因有关:(1)用于研究的材料是选择长势最旺盛
的植株 ,材料本身就具有根系发达的遗传特性;
(2)在生根培养过程中 ,向培养基中加入了浓度
为 0.5mg· L-1的 IAA, IAA的后效作用也会促进
试管苗形成发达的根系。
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(责任编辑 邹永红)