全 文 ：第 6 3卷 第 4期
20 0 3年 8月
实 验 生 物 学 报
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36
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半 日花的组织培养及植株再生 (简报 )
李 晶 贾敬芬 “
(西北大学生命科学学院 ,
都建 国
西安 7 1 0 () 6 9 )
关键词 : 半 日花 组织培养 植株再生
半 日花 . 委忆;la lht 。 ,“ m s 刀明石 ir cu m 段h er knL )是半
日花科半日花属落叶小灌木 , 分布于新疆 、 甘肃和内
蒙古等荒漠地区海拔 10 0 米至 13 0 米山地 。 为亚
洲中部荒漠特有种和古地中海植物区系孑遗种 [’ 】,是
生长了 7 0 0 万年的远古植物 。 比具有 “ 活化石 ” 之称
的水杉和银杏还要早几千万年。 植物学家将它及与
之同龄的四合木 、 沙冬青和革苞菊等十几种植物统称
为 “古老残遗濒危植物 ” 。 故而在研究亚洲中部荒漠 ,
特别是研究我国荒漠植物区系的起源以及与地中海
植物区系的联系等方面有重要 的科学价值圈 。 近年
来 ,由于人为破坏 , 过度放牧 , 使其分布范围 日益缩
小 ,处于濒危状态 , 已被列为国家二级重点保护植
物 3[] 。 通过组织培养技术对它进行离体培养是挽救
这一古地中海残遗植物一种可能的手段 。 同时 由于
该植物具有极强的耐寒 、 耐旱等抗性 , 所以建立其组
织培养再生体系也是 以后利用这一遗传资源进行遗
传操作的重要的基础工作 。 到目前为止 ,仅有一篇从
半日花叶片诱导离体胚状体的报道叫 ,但未能获得再
生植株 。 本研究以半日花子叶为材料 ,通过器官发生
途径进行了愈伤组织诱导和植株分化的条件研究 , 成
功获得大量再生植株 。
实验材料的选取与培养
半 日花种子采 自中国科学院宁夏沙坡头沙漠植
物试验站 : ) 将种子用 自来水洗净后 ,在 70 % 乙醇中
浸泡 3 0 5 ,用 0 . 1% H g CI : 水溶液 (含少量吐温 80 )灭
菌 g m in ,再用无菌蒸馏水洗涤 5 次 。 将灭菌后 的种
子接种到附加 3 % 蔗糖不加外源激素的 M S 固体培
养基 [5 〕上 ,在温度为 25 ℃ 士 2℃和光强为 2 00 IX (每
日光照 12 h) 的条件下萌发产生无菌苗 。
将 12 天龄的半 日花无菌苗子叶切成约 0 . s c m
x o
.
s c m 的小块 , 接种在含 不同植物激素组合的
M S 培养基 (表 l) 上 。 同时试验了含 10 gm 几 N A A
和 O · Zm g几 6 一 B A 的 M S仁5〕 、 N 6 〔6〕 、 5B [ 7〕和 s H [ 8 }不
同基本培养基 (表 2) 对愈伤组织诱导 的影响 。 每种
培养基接 3 瓶 ,每瓶接 20 多个子叶切块 。 放在温度
为 2 5℃ 士2℃ 、光强为 80 lx 、 每 日光照 12 h 条件下
培养 ( 愈伤组织每 28 天转代一次 。 定期观察记录 ,
一月左右统计诱导频率 。
将在弱光下诱导的愈伤组织转移到表 3 所示不
同激素组合的 M S 培养基上 ,在温度为 25 ℃ 士 2℃ 、
光强为 2 0 0 0 lx 、 每 日光照 1 Zh 条件下诱导 苗的分
化 。 并比较不同激素组合对愈伤组织分化频率的影
响 。
, 、 , ,, 。 、 _ 分化有苗愈伤组织数 、 / , n t、 。
一
jJ
一 ’
!七拟午 一 接和魂万爵伤组织数 八 “ ,U 为
将再生苗直接从愈伤组织上取下来插人到含有
不同激素的生根培养基 (表 4) 上诱导根 的分化 。 同
时 比较了不同激素对半 日花再生苗的茎切段生根频
率的影响 。
生根频率 = 分化有根的茎切段数接种的茎切段数 x 10 0`沁
当再生苗基部分化并形成根系后 , 去掉三角瓶
的盖 ,炼苗 3 d 然后从瓶中取 出小植株 ,小心洗去
除着的琼脂培养基 ,在室温条件下进行砂土培养 。
不同激素组合及培养基类型对愈伤组织形成的
影响
以 M S 为基本培养基 , 不同激素组合对愈伤组
织 的诱导形成有着明显的差异 。 ’卜日花子叶切块在
表 1 所示各种激素组合条件下培养 2 0 天后看到 ,含
N A八 的 4 、 5 、 6 号培养基上诱导 的愈伤组织直径约
为 0 . 5 C n 飞 , 在与 0 . 2 m g / L 6 一 B A 配合使用 的情况
下 , 含 2 , 4 一D 的 l 、 2 号培养基上愈伤组织直径约为
0
.
3 c m
, 在 2 , 4 一 D 浓度达 到 4m g l/ J 的 3 号培养基
上 ,愈伤组织直径仅为 0 . 2 cn 飞。 说明对半 日花来说 ,
N入入与 6 一HA 组合比 2 , 4 一D 与 6一 B A 组合更易诱导
本文 2 002 年 12 月 19 日收到 。 2 ()(一3 年 5 月 6 日接受
* 本研究为国家 自然科学基金项 目 ( 3() 0 7 0 36 6) 资助
“ 通讯联系人 _
4期 半日花的组织培养及植株再生
愈伤组织 。 高浓度 2, 4 一 D 对愈伤组织的诱导还有一
定抑制作用 。 在一般情况下 , 2 , 4一 D 对大多数植物
愈伤组织的诱导是必须的 , 与低浓度细胞分裂素配
合使用时可促进愈伤组织 的形成 。 但也有植物组织
愈伤组织的形成只对特殊的生长素类物质有要求 ,
有时甚 至需要较高的浓度 。 如 H , ke r 等在甜菜
(价友 : 二 ul ga ir ; )愈伤组织诱导 中用 了高浓度 ( 10 一
25 -gnr L/ ) IA A
, 而用 2 , 4 一D 在高于 l gm 几 时 , 即表
现出明显 的抑制作用 [”】。 可见不 同植物在愈伤组
织启动期要求的生长素类物质不尽相同 。
表 1 不同激素组合对愈伤组织形成和生长状态的影响 `
T a b le 1 E fe
e t o f d i fe er
n t Ph y to h o r n 1 0 n e e om b i
n a t ion o n f
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序号
N
o
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植物激素 (m g几 )
P h y t o h o m lo n e
4
一
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(m g L/ ) (
n l g L/ ) ) ( m g L/ )
接种的外植体块数 形成愈伤组织的外植体块数 愈伤组织形成频率 愈伤组织生长状态
No
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e x p la n t s e x p l肌飞5 o f Fonr 飞a t i o n fr e q u e n e y e a llu si n oc u la t e d f o rl l l i眼 c a llu S 盯 e a llus ( % )
1 1 0
2 2 0
3 4 0
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5 0 10
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黑褐色
黑褐色
黑褐色
淡黄色
淡黄色
淡黄色
46
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’ 基本培养基 : M S + 3 % 蔗糖 + + 0 . 7% 琼脂 , pH = 5 . 8 一 6 . 2 。
关
aB as l m
e d l u m : M S + 3%
s u e
ors
e + 0
.
7 % a g ar
,
pH = 5
.
8 一 6
.
2
.
不同激素成分及组合对愈伤组织的诱导率也不
同 (表 1 ) 。 N A A 与 6 一 B A 组合的 M S 培养基上愈伤
组织诱导率明显高于 2 , 4 一。 与 6 - 13A 的组合 , 在 10
gm 几 N A A 与 0 . 2m g几 6 一 B A 组合时 , 愈伤组织诱
导率达到 9 1 . 30 % 。
不同激素对愈伤组织形成的状态也有明显的影
响 (表 l ) 。 2 , 4 一 D 与 6 一 BA 组合 ( l 、 2 和 3 号 ) 诱
导的愈伤组织为黑褐色 , 生长非常缓慢 ; N A A 与
6
一
13A 组合 ( 4 、 5 和 6 号 ) 诱导的愈伤组织为淡黄
色 , 生长较快 。 说明 2 , 4 一 D 、 N凡气对半 日花作用
结果并不相同 , 可能是它们对细胞分裂素合成相关
基因促进强度的不同造成表达上的差异 。 这在枣
类占’ 。 , 、 石刁柏万” ,的愈伤组织 中也发现类似的情
况 。
本研究还试验了附加 相同激素组合 ( 10 m g几
N A A和 0 . Zm g几 6一 BA )的不同基本培养基对半 日
花愈伤组织诱导率的影 响 。 从表 2 可 以看出 , 在
M S 培养基上 , 愈伤组织诱导率明显高于 N 6 、残 和
SH 培养基 , 可达到 91 . 89 % 。 说明与 N 6 、 B S 和 S H
培养基相 比 , M S 培养基更有利于 半日花愈伤组织
的诱导 。 据此 , 本研究选择 了附加 10 m g几 N A A 、
o
.
Zm g几 6 一B A 和 3 % 蔗糖的 M S 培养基为半 日花
愈伤组织诱导和继代的培养基 。 在此继代培养基
上 ,每 2 8 天转代 1 次 , 愈伤组织生长正常 (图版 工 ,
图 l ) 。
表 2 不同基本培养基对愈伤组织形成的影响 ’
T a b le 2 E f f e c t o f d i f l’e代n t b韶 a l m e d ia o n e a l lus fo nr l a t 10 n
接种的外植体块数
N
o
.
o f
形成愈伤组织的外植体块数
No
.
<) f e x p la l飞t s
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2r l汉。一la t e d
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愈伤组织形成频率 ( % )
F r e q 日 e n e y o f
e a llu s fo mr
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(% )
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8 1
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3 3
77
.
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` 各培养基附加成分 : 10 m g几 N A A + 0 . Zm g几 6 一 BA
+ 3 %蔗糖 十 0 . 7%琼脂 , pH = 5 . 8 一 6 2
爷
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u m : 10 m g-l/
N A A + 0 Zm g几 6 一 B A + 3 % s u eosr e + 0 . 7伙) a群 r , p H 二 5 、 8
一 6
.
2
.
不 同激素组合对苗分化的影响
用表 1 中 4 、 5 、 6 号培养基上诱导并继代培养二
次的淡黄色愈伤组织作为分化的起始材料 , 转至不
同激素组合的 M S 培养基 (表 3 )上 。 培养 10 天后 ,
几乎所有的愈伤组织表面均呈淡绿色 ,下 面呈紫红
色 。 2 5 天后 , 淡绿色愈伤组织上出现少许绿芽 (图
版 工, 图 2) 。 3 0 天后 ,绿芽大量出现 : 从表 3 可 以
看 出 , 6 一 13A 与 N A A 组合比 K T 与 N A 了、 组合更利
于芽 的分化 , 尤其 在 Zmg 几 6 一 B A 和 0 . Z m g几
N A A 组合时 , 芽分化率最高可达 到 85 . 71 % 。 分
化芽在此相 同培养基上转代 2 次后形成约 3 c m 高
的小苗 。
李 晶 贾敬芬 郝建国 3 6卷
不同愈伤组织状态对苗的分化有着极大的影
响 。 实验中发现 , 表 1 所示 1 、 2 、 3 号激素组合的培
养基得到的深褐色愈伤组织在表 3 所列的各种激素
组合的培养基上均未能够分化出芽 。 说明 2 , 4 一 D 与
6
一
B A 组合诱导 的愈伤组织在本实验条件下没有分
化能力 。
表 3 不同激素组合对愈伤组织分化的影响 `
T a b le 3 E f fe c t o f d ife enr
t P h yt o h o m
o ne e om b i
n a ti o n o n d i fe er
n t i a ti o n o f
c a l lus
芳
序 号
N o
植物激素( m g几 )
Ph y t o h o mr
o z l e
6刁3A K T N J勺、
( m g L/ ) (nst L/ ) ( m g / L )
接种愈伤组织块数
N
。 、 o f e a ll邵 es
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分化愈伤组织块数
N o
.
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芽的分化率 ( % )
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’ 基本培养基 : M S 一于 3 % 蔗糖 + 0 . 7% 琼脂 , pH = 5 . 8 一 6 . 2 。
关 山 sa l n 飞e d i um : M S + 3 % s u e哪 e + 0 . 7 % a g ar , P H = 5 . 8 一 6 . 2 .
根的分化和再生苗的移栽
将半日花再生苗直接从愈伤组织上取下来插人
到含有不同激素的生根培养基 (表 4) 上 。 培养 巧
天后 ,在含 0 . 2gm 几或 0 . s m g几 N A A 的 l 2/ M S 培
养基上苗分化出根 。 25 天后 即可形成发达 的根 系
(图版 I , 图 3 ) , 当 N A A 浓度达到 0 . 5 m g 几才 时 ,分
化频率最高达到 76 . 19 % 。 含 BI A 的 1 2/ M S 培养
基上苗在 25 天后也出现根 , 分化频率在 45 % 左右 。
而含 IA A 的 12/ M S 培养基上苗基部只出现膨大现
象 ,不能分化出根 。 说明含 0 . 5 m g几 N A A 的 1 2/
M S 培养基是半 日花分化苗产生根 的适合培养基 。
慈忠玲等在半日花组培中再生的苗不能形成发达的
根系 ,并推测不发达的根系可 能是导致其濒危的原
因之一 [“】 本研究表明 , 含 0 . Zm g几洲 或 0 . smg 几
N八A 的 12/ M S 培养基上再生苗可形成非常发达
的根系 。 所以 ,对 半日花濒危的原因还需要进一步
研究 。
根系发达的再生苗经炼苗后 已移栽成活 (图版
I
, 图 4 ) 。 成活率在 6 7 % 以上 }
表 4 不同激素组合对再生苗生根的影响 ’
T a l〕 le 4 E fe
e t o f d i f t’e r e n t P h对o h o r n l o cn o n or t of rm a t i on o f 代 ge ne r a t de s h o t s
芳
序号 oN .
植物激素 ( gm 几 ) P h yt o ho ~ n es
N A A ( n
l g I/
,
) I B A ( m gL/ ) IA A (
n l g I/
,
)
接种的苗数
N
o
.
o f s h叨 t s
in义 u la t e d
生根的苗数
N
( )
.
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1 r CK ) t s
根的分化率 ( `沁)
D i f加r e n t ia t ion
r a t e O f or
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1 0
.
2 0 0 18 13 7 2
.
22
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.
5 0 0 2 1 1 6 7 6
.
19
3 0 0
.
2 0 2 2 9 4 0
.
9 1
4 0 0
.
5 0 19 9 4 7
.
37
5 0 0 0
.
2 17 0 0
6 0 0 0
.
5 1 9 0 0
` 生根基本培养基 : 12/ M S 十 3% 蔗糖 十 0 . 7%琼脂 , pH 二 5 . 8 一 6 . 2 _ ,
“
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a sa l m ed ium fo
r 阴t in g : l 2/ M S + 3 % 、 u e比 e + 0 . 7 % a g o r , p H = 5 . 8 一 6 . 2
参 考 文 献
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r e q u i r enl
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一1
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理了〕 . o l l R。 , 5 0 : 1 5 1 一 1 58
.
仁8 」cS h e n k , R . & A . C . 曰 ld e bra n d t , 197 2 , M e d ium a n d
t e e h
n 一q u es 肠 r i n d u e t io n a n d 9 11〕 w t h o f om n oc t y l
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a n d d ; e o 、 y lde o n ou s p la n t e e ll e u l t itr 比
. 反 n , J . 伪 2 . , 5 0 :
19 9 一 2 04
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1力 r z do n , E d in b u ig h , M e ll洲” zrn e : B la e k w e ll 友 ie n t if -
i e P
u b lica t io n s
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12 一 13
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导和再生植株 。 西北植物学报 , 2 0 ( 3 ) : 3 64 一 36 9 。
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T I S S U E C U L T U R E A N D P L A N T R E G E N E R A T IO N O F
月E工里A N T HE 凡J U 压f S O N G A R I C 走爪 1 S C H R E N K 关
L l J i n g J IA J i n g f e n
关 关
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w e r e e u l t u r e d o n d i f f e r e n t m e d i a e o n t a i n i n g d i f fe r e n t p h y t o ho mr
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b e i n d u e e d e f f i e i e n t ly o n M S b a s a l me d i
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T i s s u e e u l t u er
.
P lan t er g
e n e r a t i o n
4 期 半日花的组织堵养及植株冉生 2 3 1
尸 Z“ nt ., 1 5 : 4 7 3 一 4 97 .
〔 6 〕朱至清 、王敬驹 、孙敬三 , 1975 , 通过氮源 比较试验建立
一种较好的水稻花药培养基 。 中国科学 ( B 辑 ) , 5 : 4 84
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仁7 ] “ 田 1 1腼 g , O 一 J . R . A , M i lle r & K . 场 im a , 19 68 , N u t r i e n t
r e q u i r enl
e n t s o f s u s p e n s jo n e u lt u r es o f os y b ae
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仁8 」cS h e n k , R . & A . C . 曰 ld e bra n d t , 197 2 , M e d ium a n d
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. 反 n , J . 伪 2 . , 5 0 :
19 9 一 2 04
.
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1力 r z do n , E d in b u ig h , M e ll洲” zrn e : B la e k w e ll 友 ie n t if -
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T I S S U E C U L T U R E A N D P L A N T R E G E N E R A T IO N O F
月E工里A N T HE 凡J U 压f S O N G A R I C 走爪 1 S C H R E N K 关
L l J i n g J IA J i n g f e n
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