全 文 : 收稿日期:2006-03-27
作者简介:苗永美(1976-),女 ,硕士 ,讲师 ,从事园林植物 、中药材等生物技术的教学和研究。
桃叶杜鹃组织培养技术研究
苗永美 1, 2 ,王永清 1 ,庄 平3 ,简 兴2
(1.四川农业大学林学园艺学院 ,雅安 625014;2.安徽科技学院生命科学学院 ,凤阳 233100;
3.中科院华西亚高山植物园 ,都江堰 611830)
摘 要:选用桃叶杜鹃试管苗的芽苗 、叶片进行离体培养 , 通过正交试验设计并结合方差分析 、多重比较从中选出了不同
中间繁殖体的最佳培养基配方。试验结果表明:改良 MS和 6-BA及 KT不适合桃叶杜鹃的组织培养 , 相对较低浓度的
TDZ却能诱导植株分化 , 建立起桃叶杜鹃的离体培养体系 , 达到保护名贵杜鹃的种质资源 ,加速繁殖的目的。
关键词:杜鹃;组织培养;TDZ;活性炭
中图分类号:S685.21;Q813.12 文献标识码:A 文章编号:1008-9632(2006)06-0029-03
桃叶杜鹃(RhododendronanneFranch)是常绿乔木 ,非
常珍贵且观赏价值极高。此杜鹃分布区域窄 ,仅在云南、西
藏的某些地区有所发现 [ 1] 。桃叶杜鹃的种子极小 ,发芽条
件高 ,因此靠播种较难繁殖 [ 2] 。杜鹃花是典型的喜酸性植
物 ,由于自然界缺乏耐碱杜鹃种质资源 ,因而很难通过常规
杂交育种方法获得耐碱品种 ,又由于目前对杜鹃花的耐碱
机理尚不清楚 ,因此利用基因工程方法培育耐碱品种也很
难实现 ,这些原因都会限制了桃叶杜鹃的开发和利用。通
过组织培养可实现桃叶杜鹃的快速繁殖 ,保护了名贵杜鹃
种质资源;另外在组培中 ,植物细胞经诱导或非诱导发生的
体细胞无性系变异具有较高的频率 ,可通过有目的的筛选
耐碱突变体 ,为杜鹃花耐碱育种提供种质资源。[ 3]
1 材料与方法
1.1 试验材料
桃叶杜鹃的种子(采自云南腾冲 )无菌发芽得试管
苗 ,然后取试管苗的芽苗 、叶片进行培养。
1.2 试验方法
1.2.1 试验地点 四川农业大学生物技术脱毒中心 ,时
间:2003年 3月 ~ 2004年 5月。
1.2.2 材料的消毒 种子先用无菌水浸泡 2h, 再用
0.1%升汞消毒 20min,无菌水洗 4 ~ 5次。用滤纸吸干水
分用于接种。
1.2.3 培养方法 (1)种子接种在 Read+1mg/LGA3培
养基上 ,无菌发芽得试管苗。 (2)将芽苗接种到 Read培
养基附加不同浓度的 6 -BA、KT、TDZ和 NAA,筛选出最
佳细胞分裂素。 (3)芽苗和叶片培养 ,用三因素 (用培养
基 、TDZ分别和 IBA、NAA组合)三水平进行正交方案设
计。壮苗生根培养用 Read作为基本培养基。蔗糖 30g/
L,琼脂粉 5g/L,叶片先暗培养两周再光培养 ,每处理接种
40左右个材料 ,重复 3次。
1.2.4 培养条件 培养温度为 (25 ±2)℃,每天光照
12h,光照强度 2000 1x±。将每个处理的 3次重复试验结
果用 SPSSforwindows11.0分析软件进行方差分析和多
重比较。
2 结果与分析
2.1 细胞分裂素对杜鹃生长的影响
表 1 不同细胞分裂素对桃叶杜鹃生长的影响
Table1 EfectofdiferentcytokininonthegrowthofRhododendron
激素组合
hormonecombination
长势及增殖
growingtrendandmultiplication
6-BA2.00+NAA0.05 只进行少量的伸长生长 ,未增殖
KT2.00+NAA0.05 只进行少量的伸长生长 ,未增殖
6-BA1.00+KT1.00+NAA0.05 只进行少量的伸长生长 ,未增殖
TDZ0.20+NAA0.05 大部分苗的腋芽萌发 ,长势好
注:激素单位均为mg/L,下同
6-BA、KT不是桃叶杜鹃增殖的最佳细胞分裂素 ,而低
浓度的 TDZ却能使桃叶杜鹃发生一定的增殖 ,所以本试验
选用 TDZ作为培养桃叶杜鹃的最佳细胞分裂素。
2.2 芽苗的继代增殖培养
培养一周时 ,发现有材料顶芽萌动 、腋芽萌发 ,基部开
始膨大 ,但是有的材料出现死亡现象;20d左右腋芽及膨
大的基部逐渐分化出不定芽。将三因素三水平对桃叶杜
鹃增殖的影响列于表 2。培养中发现在改良 MS培养基上
桃叶杜鹃生长不好 ,甚至有的芽苗死亡 ,在 Read培养基上
表现最好。 IBA和 NAA、TDZ皆是桃叶杜鹃增殖的显著因
素 ,所试浓度范围内 , NAA比 IBA好 ,当 NAA是 0.05mg/L
时 ,各项指标都达到最大 ,并且随着 TDZ浓度的升高 ,两
个指标先增大后降低 ,当 TDZ是 0.30mg/L时达最大;说
明过低和过高浓度的 TDZ不利于桃叶杜鹃的增殖培养。
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JOURNALOFBIOLOGY
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表 2 桃叶杜鹃在继代增殖中三因素多重比较
Table2 Multiplecomparisonsoffactorsinsub-cultureofRhododendron
因素
Factors
水平
Level
增殖倍数
Reprodutiontimes
平均株分化芽数
Numberofshootspermicrocuting
培养基
改良 MS 1.62Bc 1.65Bb
Read 2.63Aa 2.14Aa
WPM 2.00Bb 1.83Bb
TDZ
0.20 2.17 1.73Bb
0.30 2.17 2.06Aa
0.40 1.92 1.83ABb
IBA
0.01 1.70Bb 1.70Bb
0.05 1.97Bb 1.81Bb
0.10 2.58Aa 2.11Aa
培养基
改良 MS 2.00Bc 1.52Bb
Read 3.50Aa 2.91Aa
WPM 2.39Bb 1.83Bb
TDZ
0.20 2.68Bb 1.75Bb
0.30 3.22Aa 2.50Aa
0.40 1.99Cc 2.09ABab
NAA
0.01 1.68Cc 1.37Bb
0.05 3.36Aa 2.59Aa
0.10 2.85Bb 2.38Aa
注:小写字母表示在 0.05水平上显著 ,大写字母表示在 0.01水平
上显著 ,字母相同者表示水平间不显著(下同)
2.3 叶片培养
表 3 桃叶杜鹃叶片愈伤组织诱导中的因素多重比较
Table3 Multiplecomparisonsoffactorsincalusinductionofleaves
因素
Factors
水平
Level
诱导率(%)
Inductionrate
平均每块质量(mg)
Weightofperpiece
培养基
改良 MS 30.28Bb 10.17Bc
Read 47.22Aa 29.34Aa
WPM 38.06ABb 18.57Bb
TDZ
0.50 29.44Bb 9.57Bb
1.00 66.11Aa 24.79Aa
1.50 35.83Bb 23.72Aa
IBA
0.10 40.83 21.62
0.20 39.17 15.32
0.40 51.39 21.13
培养基
改良 MS 16.67Bc 4.33Bb
Read 74.17Ab 38.00Aa
WPM 87.78Aa 36.57Aa
TDZ
0.50 43.62Bb 15.32Bb
1.00 83.33Aa 43.88Aa
1.50 51.67Bb 19.70Bb
NAA
0.10 51.67Bb 23.85
0.20 72.50Aa 26.29
0.40 54.45Bb 28.76
经过两周暗培养 ,发现大部分叶片皱缩 ,叶脉膨大 ,有
的叶块切口处及叶柄处产生少量愈伤组织。一个月时部分
叶片在切口处和叶柄端有绿色小芽产生 ,杜鹃的愈伤组织
再分化不是很成功 ,没有得到理想的结果。两个月时统计
愈伤组织的诱导率 、平均每块愈伤组织质量(mg)、出芽率、
平均每叶出芽数并进行方差分析多重比较见(表 3、表 4)。
WPM是叶片培养的最佳培养基 ,另外两种培养基不
是很好。从表 3、表 4看出 ,在所试浓度范围内 ,对桃叶杜
鹃愈伤组织的诱导及其生长 , NAA比 IBA要好 ,但是 IBA
比 NAA更适合桃叶杜鹃叶片不定芽的诱导。不论哪种激
素组合 ,桃叶杜鹃愈伤组织的诱导率及质量随着 TDZ、
NAA浓度的增大先升高后降低 , TDZ1.0mg/L、NAA
0.2mg/L时最高。试验结果还表明 ,在 TDZ1.50mg/L、
IBA0.20mg/L时 ,桃叶杜鹃叶片的出芽率和平均每叶出
芽数都达最高 ,低浓度的 TDZ和高浓度的生长素不能诱
导出不定芽。
表 4 桃叶杜鹃叶片不定芽诱导中的因素多重比较
Table4 Muhiplecomparisonsoffactorsinadventitiousshootsinductionofleaves
因素
Factors
水平
Level
出芽率(%)
Regenerationrate
平均每叶出芽数
Numberofshootsperleaf
培养基
改良MS 13.89 0.50
Read 10.83 0.33
WPM 25.83 0.83
TDZ
0.50 0.00Bb 0.00b
1.00 13.89ABb 0.50ab
1.50 36.67Aa 1.167a
IBZ
0.10 10.83b 0.33ABb
0.20 39.72a 1.33Aa
0.40 0.00b 0.00Bb
培养基
改良MS 12.50 0.33
Read 0.00 0.00
WPM 12.22 0.50
TDZ
0.50 0.00 0.00
1.00 12.50 0.33
1.50 12.22 0.50
NAA
0.10 0.00Bb 0.00Bb
0.20 24.72Aa 0.83Aa
0.40 0.00Bb 0.00Bb
表 5 壮苗培养中的因素多重比较
Table5 Multiplecomparisonsoffactorsinstrengtheningculture
因素
Factors
水平
Level
平均每芽新长出的叶数
Averagenewleavespershoot
TDZ
0.00 2.03Aa
0.10 2.34Aa
0.20 1.27Bb
IBA
0.10 1.67Bb
0.20 1.75Bb
0.40 2.23Aa
AC
0.10% 1.70Bb
0.20% 2.56Aa
0.40% 1.40Bb
TDZ
0.00 1.75Bc
0.10 2.19Bb
0.20 3.08Aa
NAA
0.10 2.36ab
0.20 2.58a
0.40 2.09b
AC
0.10% 2.96Aa
0.20% 1.98Bb
0.40% 2.08Bb
2.4 壮苗培养
在 TDZ-IBA组合中 ,过高浓度的 TDZ不利于桃叶杜
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鹃新叶的展开。随着 IBA浓度升高 ,新展叶数也增多 ,而
随着 AC量的增加 ,新展叶数先增多后减少 ,这可能与高
浓度的 AC的吸附力太强有关。在 TDZ-NAA中 ,随着
TDZ浓度提高 ,展叶数也增多;过低过高浓度的 NAA不利
于苗的生长 , NAA0.2mg/L时最好;高浓度的 AC不利于
桃叶杜鹃的生长 , 0.10%AC壮苗效果最佳。
2.5 生根培养
培养 20d时 ,发现在没加 AC的处理上 ,根较多但苗
弱发黄弯曲 ,在含有过高浓度的 AC的处理上没有根生
出 , 35d统计生根率和平均生根数并将分析结果列于表 6。
通过四因素对桃叶杜鹃生根进行考察 ,发现两种生长素和
AC是生根的主要因子 ,蔗糖(10 ~ 30g/L)则不是。IBA生
根效果比 NAA好 ,生根率与平均根数都随着 IBA、NAA浓
度的升高先增大后降低 , IBA1.00mg/L, NAA0.50mg/L
时 ,生根率和平均根数达最高。不加 AC时生根情况最
差 ,加 AC的三个水平相互之间差异不是很明显 , 但
0.20%的 AC,生根率和平均根数最高。
表 6 桃叶杜鹃生根主效因子的多重比较
Table6 Multiplecomparisonsofprimaryfactorsinrooting
因素
Factors
水平
Level
生根率(%)
Rootingrate
平均根数
Averagenumberofroots
IBA
0.25 32.13Bc 2.37Bc
0.50 50.13Aab 3.19Aab
1.00 59.38Aa 3.55Aa
1.50 46.50Ab 2.93ABb
NAA
0.25 43.50b 2.95b
0.50 56.50a 3.48a
1.00 40.63b 2.67b
1.50 47.50ab 2.93b
AC
0.00 38.75b 2.70b
0.20% 57.13a 3.43a
0.40% 50.13ab 3.13ab
0.60% 42.13b 2.78b
3 讨论
桃叶杜鹃在 Anderson的改良 MS上不仅分化率低 ,且
材料有死亡现象 ,分析可能是 Anderson的改良 MS中高含
量的铁对植物不利。 6 -BA是组培中较常用的一种细胞
分裂素 ,能使大部分植物发生分化获得植株再生 ,然而对
有些植物来说却不合适 , Anderson最早观察到 , 6 -BA对
山杜鹃只能维持较低的嫩茎增殖 ,并常常表现出毒害 [ 4] ,
本研究中也出现了同样结果。范玉清认为 TDZ由于活性
较强 ,是用来培养较顽固的尤其是木本植物的一种较合适
的细胞分裂素 [ 5] 。发现桃叶杜鹃的芽苗在含有 2.00mg/L
的 6 -BA或 KT培养基上没有发生增殖 ,仅用 0.20mg/L
的 TDZ就能使芽苗发生一定的增殖 , 0.40mg/L的 TDZ却
抑制了增殖 ,这说明 TDZ是一种具有较高生物活性的物
质 ,较低浓度就具有强的细胞增殖作用。虽然 TDZ使桃
叶杜鹃发生较为理想的增殖 ,但是用 TDZ增殖出的小苗
如果仍放在原来培养基上继续培养 ,发现小苗不容易长
高 ,这同样在一杜鹃(R.`P.J.M.Hybrids )叶片不定芽培
养 [ 6]和香椿腋芽增殖 [ 7]中也发现类似现象发生 ,所以通
过降低 TDZ或不用 TDZ并附加一定浓度的 AC进行壮苗
培养。对于桃叶杜鹃愈伤组织的再分化需要进一步研究。
参考文献:
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[ 6] Preece.JE, ImelMR, Plantregenerationfromleafexplantsof
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StudyontechniquetissuecultureinRhododendronanneFranch
MIAOYong-mei1, 2 , WANGYong-qing1 , ZHUANGPing3 , JIANXing2
(1.ColegeofForestryandHorticulture, SichuanAgriculturalUniversity, Yaan625014, China;
2.ColegeofLifeScience, AnhuiScienceandTechnologyUniversity, Fengyang233100, China;
3.WestemChinaSub-alpArboretumChineseAcademyofSciences, Dujiangyan611830, China)
Abstract:TheshootsandleavesfromtubeseedlingsofR..anneFranchwereusedasexplants.Thebestmediumfor
diferentexplantsinvitroculturewaschosenbymeansoftheorthogonalexperimentdesign, analysisofvarianceandmulti-
plecomparisons.ThetestprovedthatamendedMS, 6-BAandKTdidnotsuitfortissuecultureofR.anneFranch.
RelativelylowconcentrationThidiazuroninducedplantdiferentiation.TheestablishedsystemcouldprotectrareRhodo-
dendronanditsfastpropagation.
Keywords:Rhododendron;tissueculture;thidiazuron;activatedcarbon
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第 23卷第 6期
2006年 12月
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