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叶底红组织培养和快速繁殖条件的优化



全 文 :蔡坤秀,陈振东,林宗铿,等.叶底红组织培养和快速繁殖条件的优化 [J].福建农业学报,2012,27 (6):621-625.
CAI K-X,CHEN Z-D,LIN Z-K,et al.Optimization of Culture and Rapid Propagation for Phyllagathis fordii [J].Fujian Journal of
Agricultural Sciences,2012,27 (6):621-625.
叶底红组织培养和快速繁殖条件的优化
蔡坤秀,陈振东,林宗铿,林秀香,郑少缘
(福建省热带作物科学研究所,福建 漳州 363001)
收稿日期:2012-04-06初稿;2012-04-27修改稿
作者简介:蔡坤秀 (1976-),女,助理研究员,主要从事园艺植物组织培养的研究与应用
通讯作者:陈振东 (1966-),男,高级农艺师,主要从事园林花卉引种栽培研究与推广
基金项目:福建省科技计划重点项目 (2004N012)
摘 要:应用正交试验方法研究6-BA,NAA及KT等3个因子对叶底红组培苗增殖系数的影响,同时考查了
IBA、NAA和活性炭等3个因子对叶底红组培苗生根培养的影响,试验均按正交表L9 (34)形成三因素、三水
平的不同配比。结果表明:适宜叶底红增殖的培养基为 MS+6-BA 1.2mg·L-1+NAA 0.4mg·L-1+KT 0.1
mg·L-1,平均增殖系数3.62;适于生根的培养基为1/2MS+IBA 0.5mg·L-1+活性炭1.0g·L-1。以泥炭土
和珍珠岩 (2∶1)作为移栽基质,移栽成活率可达90%以上。
关键词:叶底红;组织培养;快速繁殖;正交试验
中图分类号:S 682 文献标识码:A
Optimization of Culture and Rapid Propagation for Phyllagathis fordi
CAI Kun-xiu,CHEN Zhen-dong,LIN Zong-keng,LIN Xiu-xiang,ZHENG Shao-yuan
(Fujian Institute of Tropical Crops,Zhangzhou,Fujian 363001,China)
Abstract:Effects of hormones and activated carbon in medium on the proliferation and rooting of Phyllagathis
fordii were studied for the culture optimization.Plant tissues from aseptic seedlings were used as the explants for
the orthogonal design experiment[L9 (34)].The result showed that(a)MS supplemented with 6-BA 1.2
mg·L-1+NAA 0.4mg·L-1+KT 0.1mg·L-1 was appropriate for the proliferation;(b)1/2MS supplemented
with IBA 0.5mg·L-1+activated carbon 1.0g·L-1 was suitable for rooting;and(c)the survival rate were
greater than 90% when the plantlets were transplanted to a soil medium containing 2/3peat and 1/3perlite.
Key words:Phyllagathis fordii;tissue culture;rapid propagation;orthogonal experiment
    叶 底 红 Phyllagathis fordii (Hance)
C.Chen,别名野海棠 (《中国高等植物图鉴》)、叶
下红、大毛蛇、血还魂、沙崩草、还魂红、假紫苏
等,原产中国,分布浙江、江西、广西、广东、福
建、贵州、香港,为野牡丹科锦香草属常绿直立亚
灌木状草本植物,全株可供药用,具有通经活血、
清热燥湿、化积消食等功效[1-2]。叶底红株型低矮
小巧,叶背及花瓣均呈紫红色,植株密披红棕色柔
毛和长腺毛,形态优美,色泽艳丽,是盆栽的佳
品,适宜作室内盆栽观赏,又有家庭保健功能,极
具市场开发前景。但在叶底红的栽培与引种驯化过
程中,受常规种子播种所需的时间较长、种子发芽
成活率极低等因素的影响,难于满足生产需求,组
织培养可大大提高繁殖效率,为进一步开展相关研
究提供技术和材料保障[3-4]。
在野牡丹科植物中,组织培养技术的应用研究
开展较晚,2000~2004年马国华等[5-7]对野牡丹、
多花野牡丹、毛稔、地稔和银毛野牡丹建立了有效
的芽繁殖体系和植株再生体系,之后相继报道了铺
地锦、紫毛野牡丹等的组培快繁研究[8-12]。本研
究旨在探索和建立叶底红组培技术优化体系,以期
为叶底红种质资源的保护和应用开发利用提供技术
和方法。
福建农业学报27(6):621~625,2012
Fujian Journal of Agricultural Sciences
文章编号:1008-0384 (2012)06-621-05
1 材料与方法
1.1 外植体的培养
选取饱满的叶底红成熟种子,在洗洁精水中浸
泡20min,自来水冲洗30min,于超净工作台上
用70%酒精表面消毒30s,置于0.1%升汞中浸泡
12min,无菌水冲洗5次,用接种刀剥除种壳,将
种子播种于不添加激素的1/2MS培养基中培养成
无菌苗,备用。
1.2 增殖培养基筛选
从无菌苗继代培养后获得的丛生芽中切取高为
1cm左右的芽作为增殖材料。用L9 (34)正交设
计[13],选择6-BA、NAA、KT 3因素的3种浓度
水平,根据增殖系数分析不同因素、不同水平的差
异显著性,对效果显著的因子进行多重比较。基本
培养基为 MS,蔗糖30.0g·L-1。每处理接种50
个材料,3次重复。培养基添加组合成分见表1。
调查从1个芽上产生的新芽数即增殖系数 (有效芽
高≥1cm)[14]。
表1 增殖培养正交试验因素水平表L9(34)
Table 1 Factors and levels of orthogonal design L9(34)for
proliferation experiment
水平
(培养基代号)
因素
A:6-BA/
(mg·L-1)
B:NAA/
(mg·L-1)
C:KT/
(mg·L-1)
M1 0.4  0.0  0.0
M2 0.4  0.2  0.1
M3 0.4  0.4  0.2
M4 0.8  0.0  0.1
M5 0.8  0.2  0.2
M6 0.8  0.4  0.0
M7 1.2  0.0  0.2
M8 1.2  0.2  0.0
M9 1.2  0.4  0.1
1.3 生根培养基的筛选
在组织培养丛生芽中切取高为2cm的芽进行
生根培养。采用 L9 (34)正交设计,观察IBA、
NAA、活性炭等3个因素对生根的影响,基本培
养基为1/2MS,分别添加蔗糖30g·L-1。每处理
接种50个材料,3次重复。培养基添加组合成分
见表2。培养60d后调查生根情况,包括根数、根
长、苗高等,将不同配方培养出的生根苗分开移栽
于相同的基质中,管理方法一致,1个月后调查移
栽成活率。
表2 生根培养正交试验因素水平表L9(34)
Table 2 Factors and levels of orthogonal design L9(34)for
rooting experiment
水平
(培养基代号)
因素
A:IBA/
(mg·L-1)
B:NAA/
(mg·L-1)
C:活性炭/
(g·L-1)
R1 0.0 0.0 0.0
R2 0.0  0.1  1.0
R3 0.0  0.3  2.0
R4 0.3  0.0  1.0
R5 0.3  0.1  2.0
R6 0.3  0.3  0.0
R7 0.5  0.0  2.0
R8 0.5  0.1  0.0
R9 0.5  0.3  1.0
1.4 培养条件
接种后的材料放在温度为25±2℃的培养室中
培养,光照强度为1 500lx,每日光照12h。
1.5 数据分析
试验数据采用DPS统计分析软件进行分析。
2 结果与分析
2.1 植物生长调节剂对叶底红增殖的影响
对添加不同激素水平正交设计的组合进行极差
和方差分析,得出的结果见表3。极差分析显示,
6-BA因子是对试验结果影响最大的因素,KT次
之;方差分析结果也表明6-BA对芽的增殖作用有
极显著影响,同时 NAA、KT的影响效果也达到
极显著。由结果可以看出,随6-BA、NAA浓度的
增加,增殖系数也相应提高;而 KT浓度在0~
0.1mg·L-1间二者呈正比关系,而浓度达到0.2
mg·L-1时增殖系数反而下降。试验过程中 M1、
M2、M3、M4、M5、M6、M7、M8、M9均可诱导
分化出不定芽,但增殖系数存在极显著差异。M8
和 M9上不定芽诱导数最多,增殖系数分别达到
3.62、3.40。各种培养基上芽的长势也存在差别,
在 M8、M9上长势最好,芽高2.5cm以上的分别
达到38%和42%,其他培养基均在20%以下;且
在这2个培养基上长出的芽粗壮,叶面宽最大可达
1.2cm,叶面浓绿带绒毛、叶背紫红色,能正常表
现出叶底红原有的性状 (图1-a)。
由极差分析和方差分析得出最佳的激素配比组
226 福建农业学报 第27卷
合是A3B3C2,这恰与该次正交试验中增殖系数最
高的9号处理相同。因此,叶底红增殖培养基的最
佳激素配比为6-BA 1.2 mg·L-1 +NAA 0.4
mg·L-1 +KT 0.1 mg·L-1,平均增殖系数
3.62。
2.2 不同添加物对叶底红生根壮苗的影响
生根培养方差分析结果 (表4)显示,叶底红
不定芽在 R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、
R9这9个培养基上都有根的生长,但各处理在根
数、根长、苗高、移栽成活率这4个观察指标均存
在极显著差异。在R1、R2、R3上长出的根又细又
短,苗细弱,叶色淡绿,移栽成活率明显低于其他
培养基的生根苗;R7、R8、R9上的生根苗健壮,
根粗且二级根较多,叶片能表现出叶底红原有的性
状 (叶面浓绿带有绒毛,叶背紫红色) (图1-b、
c),移栽成活率都在90%以上,特别是R7、R9的
生根苗移栽成活率分别达到95%、94%。
极差分析结果 (表4)表明,IBA对试验结果
影响最大,由R值大小比较各因子的主次顺序是:
IBA>活性炭>NAA。由此认为,IBA是影响叶
底红生根壮苗的关键因子。
由试验结果分析并结合实际应用,筛选出叶底
红生根壮苗最佳的处理组合为 A3B1C2,即IAB
0.5mg·L-1+活性炭1.0g·L-1。
2.3 试管苗的炼苗和移栽
将生根好的试管苗在温室内先炼苗7d,然后
逐渐旋松瓶盖炼苗2d后,将生根试管苗移出,用
清水洗净根部培养基,用0.1%多菌灵浸泡2~5
min,移栽至装有泥炭土和珍珠岩 (2∶1)混合基
质的苗盘内,浇足定根水,初期用小拱棚覆盖薄膜
7~14d保湿,
图1 叶底红组织培养和生根培养结果
Fig.1  Resuts of tissue culture and rooting culture of
Phyllagathis fordi
注:a-增殖;b-生根瓶苗;c-生根苗
表3 增殖培养正交试验设计与极差分析结果
Table 3 Results of proliferation orthogonal experiment and range analysis
试验号
因 素
A  B  C
平均增殖
系 数
芽长势
1  1  1  1  1.48C 弱小,叶偏黄,无绒毛
2  1  2  2  1.80C 弱小,叶淡绿,无绒毛
3  1  3  3  1.56C 弱小,叶偏黄,无绒毛
4  2  1  2  2.52B 较粗壮,叶较绿,有绒毛,叶背微紫色
5  2  2  3  1.79C 弱小,叶淡绿,无绒毛
6  2  3  1  2.72B 较粗壮,叶较绿,有绒毛,叶背微紫色
7  3  1  3  2.56B 较粗壮,叶较绿,有绒毛,叶背微紫色
8  3  2  1  3.40A 粗壮,叶深绿,绒毛粗,叶背紫红色
9  3  3  2  3.62A 粗壮,叶深绿,绒毛粗,叶背紫红色
K1 1.61  2.19  2.53
K2 2.34  2.33  2.65
K3 3.19  2.63  1.97
R  1.58  0.45  0.68
SS  11.25  0.94  2.41
df  2  2  2
MS  5.63  0.47  1.20
F  148.47  12.42  31.77
差异显著性 ** ** **
326第6期 蔡坤秀等:叶底红组织培养和快速繁殖条件的优化
表4 生根培养正交试验设计与极差分析结果
Table 4 Results of rooting orthogonal experiment and range analysis
试验号
因 素
A  B  C
平均
根数
平均根长
/cm
平均苗高
/cm
移栽成活率
/%
根长势
1  1  1  1  8.60  1.71  4.62  58 根细弱
2  1  2  2  8.65  1.66  4.71  61 根细弱
3  1  3  3  8.90  2.86  4.59  62 根细弱
4  2  1  2  18.33  3.63  5.53  83 根较粗壮
5  2  2  3  21.4  4.14  4.69  86 根较粗壮
6  2  3  1  17.37  3.21  4.65  82 根较粗壮
7  3  1  3  20.03  4.99  5.60  95 根粗壮,长势旺
8  3  2  1  18.27  4.01  5.15  91 根粗壮
9  3  3  2  19.4  4.25  5.91  94 根粗壮,长势旺
根数 K1 8.71  15.99  14.41
K2 18.30  15.70  15.46
K3 19.57  14.89  16.71
R  10.85  1.10  2.30
根长 K1 2.07  3.44  2.97
K2 3.66  3.27  3.18
K3 4.41  3.44  3.99
R  2.34  0.17  1.02
苗高 K1 4.64  5.26  4.81
K2 4.96  4.85  5.38
K3 5.56  5.05  4.97
R  0.92  0.41  0.58
3 讨 论
前人研究表明同科野牡丹、铺地锦、多花野牡
丹、毛稔、地稔、银毛野牡丹和紫毛野牡丹等野牡
丹科等7个种均适用 MS基本培养基,且6-BA与
NAA按一定的配比使用对野牡丹科各种芽有较理
想的 增 殖 效 果,6-BA 适 用 浓 度 为 0.1~5.0
mg·L-1,NAA浓度为0.01~1.0mg·L-1[5-12]。
本研究结果表明:6-BA是叶底红增殖的关键因子,
与NAA 的最佳浓度分别为1.2mg·L-1、0.4
mg·L-1,与前人研究结果一致;本研究还发现,
配合使用0.1mg·L-1 KT对叶底红的增殖系数有
显著的促进作用,6-BA、NAA和 KT 3种生长调
节剂配合使用效果更佳。
不定根的形成是组织培养过程中一个非常关键
环节,它直接影响到组培苗移栽成活率的高低,关
系到组织培养成败[15]。叶底红与上述几种同科的
植物一样,生根都比较容易。在增殖培养过程中,
有些芽长至3cm以上在芽节会有根的形成,但根
细弱、每个芽节只有1~2条根,这样的生根芽直
接进行移栽无法成活。同时,在移栽过程中,移栽
成活率与苗的粗壮程度及根数成正比关系。因此,
要生产出可移栽的生根苗,生根培养这个环节是必
不可少的。添加0.5mg·L-1IBA既能生产出粗壮
的生根苗,活性炭对叶底红生根培养具有重要的作
用。活性炭在植物组织培养特别是生根培养的积极
作用:一是提供了黑暗条件,二是吸附并排除培养
基中的有害物质[16]。在组织培养过程中,一般是
植物自身产生了有害物质,培养基才会出现褐化现
象[17]。在叶底红的组织培养过程中,很少发现褐
化现象,因此可能是叶底红生根培养过程需要黑暗
条件,而活性炭提供黑暗条件,所以对生根起到促
进的作用。
叶底红组培苗叶片较大,在炼苗和移栽过程中
很容易因失水而萎蔫,直接影响到移栽成活率。因
此,在炼苗时采用逐渐旋松而不去掉瓶盖,让组培
苗对外界环境的温湿度有一个逐渐适应的过程;移
栽后覆盖薄膜7~14d,并每天叶面喷雾,以减少
426 福建农业学报 第27卷
叶片水分蒸发,提高移栽成活率;以泥炭土和珍珠
岩 (2∶1)作为移栽基质,移栽成活率可达90%
以上。
参考文献:
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(责任编辑:黄爱萍)
526第6期 蔡坤秀等:叶底红组织培养和快速繁殖条件的优化