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贵州特有爬竹的组织培养研究



全 文 :收稿日期:2011 - 12 - 30;修回日期:2012 - 03 - 02
基金项目:贵阳市农业攻关项目[(2008)筑科农合同字第 43 号]
作者简介:孟文艺(1986 -) ,女,重庆渝北人,硕士研究生。研究方向:野生植物资源保护与利用。
* 通讯作者:苟光前。E - mail:ggqian106@ 163. com
贵州特有爬竹的组织培养研究*
孟文艺1,苟光前2* ,何林健1,马玉栋2
(1. 贵州大学 林学院,贵州 贵阳 550025;2. 贵州大学 竹类研究所,贵州 贵阳 550025)
摘 要:以无菌苗率和优良芽率为主要指标,通过对比不同基本培养基和 6 - BA 浓度的试验,以探索爬竹侧芽适
宜的消毒方法和诱导培养基。结果表明,爬竹侧芽适宜的消毒方法为:75%酒精处理 1 min后再用 0. 1%升汞处理
8 ~10 min,无菌苗率可达 75%左右;采用 3 /5MS基本培养基时优良芽率最高,显著优于 MS、3 /4 MS及 1 /4 MS;在不
同激素组合下,6 - BA浓度为 2 mg /L时优良芽率最高,当 6 - BA浓度高于 2 mg /L时,优良芽率呈显著性减小。
关键词:爬竹;组织培养;萌芽率;优良芽率
中图分类号:S722. 3 + 7 文献标识码:A 文章编号:1008 - 0457(2012)02 - 0116 - 03
爬竹 Drepanostachyum scandens为藤本状竹类,
是贵州省特有竹种[1],其分布范围极为狭窄,2007
年进入世界自然保护联盟(IUCN)受威胁物种红色
名录,等级为极危,急需进行保护和扩大种群。扩
大种群需大量竹苗,采用常规的分篼繁殖、埋秆埋
节等方法,存在母竹利用率低,对原有竹林资源和
当地生态环境破坏较大等诸多缺陷[2]。而组织培
养育苗具有生长快、效率高、周期短、遗传稳定、不
破坏资源及成本低等优点[3]。王光萍等[4 - 5]以爬
竹竹秆上新萌发未展叶的嫩芽作外植体进行组织
培养,成功地诱导增殖和生根,但诱导率较低(仅
30%左右) ,不利于大量快速育苗。本试验以爬竹
枝条上的休眠芽为外植体,通过筛选爬竹侧芽萌发
生长的适宜培养基,进行以芽繁芽的组织培养快
繁,旨在为扩大种群提供一种切实有效的方法。
1 材料与方法
1. 1 材料
爬竹 Drepanostachyum scandens 采自贵州省林
科院竹种园。由贵州大学苟光前教授鉴定。
1. 2 方法
1. 2. 1 外植体消毒方法比较 剪取生长健壮的爬
竹枝条,有箨的小心除去枝箨,用枝剪剪成约 2 cm
的带芽节段,再用洗洁精洗去表面灰尘等污染物,
然后用流水冲洗 5 ~ 6 h。预处理完成后,将茎段置
于超净工作台上消毒处理(表 1)。将各消毒处理
后的茎段接种到培养基(3 /4 MS)上,每个处理接
10 个外植体,3 次重复,20 d 后统计污染率和成活
率以探寻适宜的消毒方法,培养条件为温度 25℃
~28℃,光照时间 12 h /d,光照强度 1 200 lx。
表 1 外植体不同的消毒处理方法
Tab. 1 Disinfection treatment of explants
处理号 75%酒精消毒时间(s) 0. 1%HgCl2 消毒时间(min)
1
2
3
4
5
30
30
60
60
60
6
10
6
8
10
1. 2. 2 基本培养基的筛选 试验设计见表 2。每
处理接种 10 个外植体,重复 4 次,20 d 后统计萌芽
率,记录生长状况,以优良芽率判断培养基的优劣。
表 2 基本培养基的筛选
Tab. 2 Screening of the basic medium
处理号 基本培养基 6 - BA(mg /L) NAA(mg /L)
1
2
3
4
MS
3 /4MS
1 /2MS
1 /4MS
2
2
2
2
0. 1
0. 1
0. 1
0. 1
1. 2. 3 细胞分裂素 6 - BA 浓度的筛选 在上一
山 地农业生物学报 31(2) :116 ~ 118,2012
Journal of Mountain Agriculture and Biology
步试验筛选出的基本培养基中添加不同浓度的
6 - BA以筛选适宜爬竹侧芽诱导的浓度,试验设计
见表 3,每处理接 10 个外植体,重复 3 次,20 d后统
计萌芽率、生长状况及优良芽率。
表 3 细胞分裂素 6 - BA浓度的筛选
Tab. 3 Screening of the cytokinin 6-BA concentration
处理号 基本培养基 6 - BA(mg /L) NAA(mg /L)
1
2
3
4
5
由表 2 试验得出 2
3
4
5
6
0. 1
0. 1
0. 1
0. 1
0. 1
1. 3 数据处理
所有试验数据均用 Excel 统计处理,用
SPSS17. 0 软件进行显著性分析。
2 结果与分析
2. 1 适宜消毒方法的筛选
从表 4 可见,在处理 5 的作用下爬竹侧芽外植
体的污染率最低,极显著优于其他处理(P <
0. 01) ;但在成活率方面,处理 4 的成活率最高,达
到 75. 08%,显著优于其他处理(P < 0. 05) ;处理 5
与处理 3 无显著性差异,分 别 为 68. 33% 和
65. 51%。故综合分析得出爬竹侧芽适宜的消毒方
法为 75%酒精 1min后再 0. 1%升汞消毒 8 ~10 min。
表 4 不同消毒方法对爬竹侧芽污染率的影响
Tab. 4 Effects of explant disinfection methods on
contamination rate of lateral bud of D. scandens
处理号 污染率(%) 成活率(%)
1
2
3
4
5
72. 22 eE
41. 11 dD
32. 22 cC
18. 78 bB
13. 08 aA
16. 87 dD
53. 94 cC
65. 51 bB
75. 08 aA
68. 33 bAB
注:表中同列不同小写字母表示在 P < 0. 05 的差异显著水平,不同
大写字母表示 P < 0. 01 的差异极显著水平。下表同。
2. 2 基本培养基的筛选
从表 5 可见,爬竹侧芽在供试的 4 种基本培养
基上,1 /2MS处理萌芽率最高,可达 83. 29%,显著
优于其他基本培养基(P < 0. 05) ,其他 3 种培养基
间差异不显著;但在优良芽率方面,1 /2MS 与3 /4
MS无显著差异,分别为 48. 99%和 38. 22%。就供
试的 4 种基本培养基而言,1 /2MS 优于其他 3 种。
而 3 /4MS优良芽占萌发芽的比例明显大于1 /2MS,
由此可推想在两者之间可能存在更适宜爬竹侧芽
诱导的基本培养基。
表 5 不同基本培养基对爬竹侧芽诱导率的影响
Tab. 5 Effects of basic medium on induction
rate of D. scandens lateral bud
基本培
养基
萌芽率
(%)
主要生
长情况
优良芽率
(%)
MS
3 /4MS
1 /2MS
1 /4MS
39. 96 bB
55. 91 bAB
83. 29 aA
54. 86 bAB
+
+ +
+ + +
+ +
4. 36 bC
38. 22 aAB
48. 99 aA
15. 22 bBC
注:“ + + +”表示芽长势很好,芽色翠绿且出芽多;“ + +”表示芽
长势良好,芽色翠绿且生长良好;“ +”表示芽长势较差,芽色黄白
且芽细弱;优良芽为前两类芽。下表同。
2. 3 爬竹侧芽诱导时 6 - BA浓度的筛选
根据表 5 所得结果选用 1 /2MS 为基本培养
基,按表 3 试验,结果见表 6。从表 6 可见,在 6 -
BA为 2 ~ 6 mg /L不同浓度处理下,爬竹侧芽的萌芽
率没有显著性差异,而优良芽率性却呈现极显著差
异(P < 0. 01) ,并随着 6 - BA 浓度的增大递减,当
6 - BA浓度为 2 mg /L时,优良芽率最高。
表 6 不同浓度的 6 - BA对爬竹侧芽诱导率的影响
Tab. 6 Effects of 6-BA concentration on
lateral bud formation of D. scandens
6 - BA
(mg /L)
萌芽率
(%)
主要生
长情况
优良芽
率(%)
2
3
4
5
6
76. 65 aA
74. 94 aA
73. 05 aA
73. 34 aA
72. 16 aA
+ + +
+ +
+ +
+
+
53. 50 aA
44. 80 bB
33. 86 cC
26. 62 dD
19. 98 eE
2. 4 爬竹侧芽诱导培养基配方优化
由表 5 可说明基本培养基在 1 /2MS 和 3 /4MS
之间可能存在更适宜爬竹侧芽诱导萌发的基本培
养基。因此,在此基础上作进一步试验,方法和结
果见表 7。从表 7 可知,在 1 /2MS和 3 /5MS的基本
培养基上爬竹侧芽的萌芽率没有显著性差异,但优
表 7 爬竹侧芽诱导配方的改进
Tab. 7 Tab. 7 The optimized formula for
lateral bud induction of D. scandens
基本
培养基
6 - BA
(mg /L)
NAA
(mg /L)
萌芽率
(%)
主要生
长情况
优良芽
率(%)
1 /2MS 2 0. 1 92. 54 aA + + + 72. 73 bB
3 /5MS 2 0. 1 93. 07 aA + + + 79. 14 aA
1 /2MS 3 0. 1 90. 53 aA + + + 62. 63 dC
3 /5MS 3 0. 1 91. 51 aA + + + 69. 26 cB
711第 2 期 孟文艺,等:贵州特有爬竹的组织培养研究
良芽率却差异显著。当 6 - BA 浓度一定时,优良
芽率随大量元素含量的增加(由 1 /2MS 提高到
3 /5MS)而增大;当大量元素含量一定时,优良芽率
随 6 - BA的浓度增大而减小,这与表 3 结论相吻
合。从表 7 还明显可知,组合 3 /5MS + 2 mg /L 6 -
BA +0. 1 mg /LNAA的优良芽率极显著优于其他组
合,更适宜爬竹侧芽的诱导。
3 讨 论
3. 1 以爬竹半木质化枝条上的休眠芽为外植体,
对外植体消毒处理方法、诱导基本培养基和激素组
合进行了筛选试验。试验得出爬竹侧芽适宜的消
毒方法为 75%酒精 1 min后 0. 1%升汞 8 ~ 10 min;
最适的诱导基本培养基为 3 /5MS;最适的 6 - BA
浓度为 2 mg /L。
3. 2 MS培养基中的大量元素含量对爬竹侧芽的
萌芽率影响显著。在试验的 4 种基本培养基上,爬
竹侧芽在 1 /2MS上的萌芽率达到了 83. 29%,而在
MS仅有 39. 96%,差异极显著。其中 MS 上的萌芽
率与之前报道的萌芽率约 30%相符[4]。在优良芽
率方面,1 /2MS基本培养基也极显著优于 MS,说明
低浓度的大量元素更适宜爬竹侧芽的萌发。通过
优化试验最终得出爬竹侧芽萌发适宜的基本培养
基为 3 /5MS,比已报道的其他丛生竹种对 MS 大量
元素的需求更低,这可能与爬竹本身生长环境及对
营养元素需求量不同有关,爬竹的这一与众不同的
特性有待进一步研究。
3. 3 6 - BA浓度的变化对爬竹侧芽的萌发率没有
显著性影响,但对优良芽率却产生了极显著差异。
当 6 - BA浓度由 2 mg /L逐步上升到 6 mg /L时,优
良芽率由 53. 50%降为了 19. 98%,呈极显著减小,
说明过高浓度的细胞分裂素对爬竹侧芽的萌发生
长产生了毒害作用。
3. 4 爬竹侧芽在相同培养基 1 /2MS + 2mg /L 6 -
BA + 0. 1 mg /L NAA 上的萌芽率差异较大,分别
为 83. 29%、76. 65%和 92. 54%,这可能是由于外
植体取材的时间不同(分别为 8 月、9 月和 10 月) ,
爬竹本身的生理变化,造成了如此差异,具体原因
待进一步研究。
参 考 文 献:
[1] 耿伯介,王正平 . 中国植物志:第九卷[M]. 北京:科学出版社,1996:374 - 376.
[2] 欧阳平,杨汉奇 . 我国丛生竹的培育技术及其发展方向[J]. 云南林业科技,2002(6) :74 - 77.
[3] 杨 南,李福秀,普晓兰,等 . 竹类植物育苗技术的研究进展[J]. 竹子研究汇刊,2008,27(3) :37 - 41.
[4] 王光萍,丁雨龙 . 几种观赏竹种组织培养的研究[J]. 竹子研究汇刊,2002,21(2) :5 - 9.
[5] 王光萍,丁雨龙,黄敏仁,等 . 观赏竹的试管快繁研究[J]. 林业科学,2005,41(5) :51 - 56.
[6] 张 敏,卢义山,蒋泽平,等 . 竹子组织培养研究现状与应用前景[J]. 江苏林业科技,2007,34(5) :40 - 45.
Tissue Culture of Particular and Critically Endangered Bamboo Species—Drepanostachyum
scandens in Guizhou Province*
MENG Wen-yi1,GOU Guang-qian2* ,HE Lin-jian1,MA Yu-dong2(1. Forestry College,Guizhou University,
Guiyang Guizhou 550025,China;2. Bamboo Research Institute,Guizhou University,Guiyang Guizhou
550025,China)
Abstract:The method for explant disinfection and the induction medium for lateral bud of Drepanostachyum
scandens were optimized in the present work. The results showed that the optimal explant disinfection was
75% alcohol for 1min,followed by 0. 1% HgCl2 for 6-8min,by which around 75% of fungi-free explants
might be gained. Among the tested basic medium,3 /5 MS gave the best effect for vigorous bud induction. 6-
BA contributed highly to bud induction,and 2mg /L was the best concentration for strong bud induction.
Key words:Drepanostachyum scandens;Tissue culture;Germination rate;Percentage of vigorous bud
811 山地农业生物学报 2012 年