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羊踯躅高效植株再生技术



全 文 :园林绿化 Garden &Landscaping
PRACTICAL FORESTRY TECHNOLOGY  41 








 






羊踯躅高效植株再生技术*
顾地周 陆 爽 巴春影 李媛媛
(通化师范学院生物系 吉林 通化 134002)
[摘要] 本研究以羊踯躅新生嫩茎段为外植体,应用均匀设计
法对影响羊踯躅腋芽萌发、伸长、生长同时生根的各主要因素
及其水平的作用进行了实验探讨。结果表明,最适合羊踯躅嫩
茎段腋芽萌发、伸长、生长同时生根的培养基为:1/4DR+
ZT0.06mg/L+NAA0.02mg/L +GA31.00mg/L。以再生
植株茎节为材料进行快繁的结果表明,在28d的培养周期内,
每段增殖倍数平均达5以上,植株再生率达97.3%。再生植株
的炼苗栽培成活率达99.0%以上。成功建立了高效植株再生
体系,所建立的高效植株再生体系可以满足羊踯躅工厂化育苗
的需要。
[关键词] 羊踯躅 植株再生 均匀设计
羊踯躅[Rhododendron molle(Blume)G.Don]
又名闹羊花、黄杜鹃、黄色映山红。隶属杜鹃花科杜
鹃花属羊踯躅亚属落叶灌木。主要分布江苏、浙江、
江西、福建、湖南、湖北、河南,四川、贵州等地的山坡、
石缝、灌木丛中。是珍稀濒危药用植物,羊踯躅花中
含毒性成分木毒素和石楠素,叶含黄酮类、杜鹃花毒
素、煤地衣酸甲酯。有镇痛、驱风、除湿、麻醉功效,可
治风湿顽痹,伤折疼痛,皮肤顽癣等症。对粮食害虫、
蔬菜害虫有一定的防治效果,可用于开发植物源农
药。是有待开发的优良的园林绿化树种,可引种驯化
成为露地栽培的园艺观赏植物,是杜鹃育种的重要种
质资源。羊踯躅种子萌发率较低,石登红进行了扦插
和种子发芽研究,扦插生根率最高达46.3%,在低温
条件下处理羊踯躅种子后,再经培养皿法进行种子萌
发后转移至基质(腐质土)里萌发,尽管提高种子的萌
发率和出苗率[1-2],但种子细小难采集、步骤复杂,可
操作性差,且种子苗生长缓慢,距开花结果的时间较
长。杨春江和孙绍芳采取压条和扦插繁殖,最高成活
率分别达85%和28%[3]。可见,羊踯躅种子和压条、
扦插等常规繁殖存在步骤复杂、可操作性差和生根率
低等缺点。2006年顾宏辉等报道利用当年生茎尖或
茎段通过腋芽茎段增殖后,再进行生根的组织培养繁
*吉林省科技厅资助项目(200705C05)
作者简介:顾地周(1973-),讲师,主要从事珍稀濒危、观赏和药用
植物研究。
殖并获得成功,但增殖周期较长,需要两步才能完
成[4],并未建立高效的植株再生体系。而本研究以羊
踯躅嫩茎段为材料,直接筛选影响嫩茎段生根的激素
种类及其适宜浓度,并确定具体的生根培养基,然后
进一步在生根培养基的基础上探索节增殖的高效植
株再生体系,以开创一步成苗技术,提高增殖系数。
目前,与其同属的其他种植物离体培养研究已有报
道[5-9],但通过本方法进行繁殖的研究在国内外尚未
见报道。
1 材料与方法
1.1 外植体材料的来源和处理
羊踯躅枝条由江苏省农业科学研究院提供,将枝
条茎尖剪除后在实验室内水培促其腋芽萌发。待腋
芽萌发长至3.00cm后将嫩枝剪下,在超净工作台上
用体积分数75%酒精涮洗10s,再用3.0%次氯酸钠
(质量浓度)溶液浸泡10min,无菌水冲洗8次,无菌
滤纸吸干表面水分后作为外植体备用。
1.2 羊踯躅嫩茎的生根和高效植株再生
以DR为基本培养基[10],将1.1中处理好的嫩枝
切割成含有腋芽的茎段接种到培养基1/2DR+NAA
0.04mg/L+GA3 1.50mg/L中再次进行腋芽萌发
和伸长生长培养(培养条件为温度26℃、光照强度
1 200lx、光照周期10h/d),待腋芽长至3.00cm时切
下并切割成1叶1段,接种到附加不同浓度的玉米素
ZT、吲哚乙酸IAA和萘乙酸NAA(由预试验确定各
激素 的 浓 度 范 围 分 别 为 ZT0.01~0.05 mg/L、
IAA0.10~0.30mg/L和NAA0.05~0.20mg/L)的
1/4DR培养基上进行生根培养,加入蔗糖15g/L,琼脂
7.5g/L,调节pH值为5.4,茎段在温度(20±2)℃、光
照强度800lx、光照周期8h/d条件下培养。为了提
高羊踯躅茎段的生根速度和生根率,采用均匀设计
法[11-12],选用U10(103)均匀表,每个处理接种茎段数
为10,重复3次取平均值,筛选最适合羊踯躅茎段生
根的玉米素、吲哚乙酸和萘乙酸浓度配比。培养35d
统计生根率。
采取节增殖方式对羊踯躅进行高效快繁[13-14],待
DOI:10.13456/j.cnki.lykt.2013.04.012
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生根的苗伸长至3.00cm以上时,在超净工作台上打
开培养瓶,将生根的苗留1或2叶剪下苗干,并切割成
1或2叶1段转接到附加GA31.00mg/L的生根培养
基中,进行腋芽萌发伸长同时生根培养,统计并计算
每瓶中每段茎节的增殖倍数和周期。
1.3 羊踯躅再生植株的炼苗移栽
待再生植株生出5~7条带有侧根的不定根,且
苗高达2.00~3.00cm 时,从培养瓶中取出再生植
株,在含有5mg/L高锰酸钾溶液中洗去根部残留的
琼脂,然后植入经150倍液的杀毒矾消毒过的草炭
土、河砂和腐烂松针(4∶1∶2)的混合基质中,用透光
好的塑料薄膜覆盖以保湿保温,相对湿度保持在
75%,温度控制在(21±2)℃,每天自然光照14h,每
天中午适当通风换气,每天早晚喷洒清水各1次。
1.4 数据处理与分析
通通过均匀设计法进行试验设计,数据经分析处
理后摸索出各主要因素对嫩茎段生根的影响,再经过
进一步验证实验筛选影响茎段生根的主要因素的适
宜浓度,确定生根培养基。在生根培养基的基础上探
索一步成苗的最佳培养基。均匀设计软件采用 Uni-
form Design 3.0V。
2 结果与分析
2.1 1/4DR 培养基中不同质量浓度 ZT、IAA 和
NAAA配比对羊踯躅嫩茎段生根的影响
表1 影响羊踯躅嫩茎段生根因素的的
U10(103)均匀设计试验安排与结果
处理号
因素(mg/L)
ZTX1 IAAX2 NAAX3
生根率/%
1  0.01  0.30  0.10  82.0
2  0.02  0.30  0.15  82.4
3  0.03  0.25  0.20  85.5
4  0.04  0.25  0.15  88.3
5  0.05  0.20  0.10  95.9
6  0.05  0.20  0.15  94.3
7  0.04  0.15  0.20  87.6
8  0.03  0.15  0.05  87.3
9  0.02  0.10  0.05  85.4
10  0.01  0.10  0.20  77.0
实验所得数据(表1)经均匀设计软件分析处理后
可得回归方程Y=79.6+360X1-28.2X3,显著性水平
α=0.05,样本容量N=10,复相关系数R=0.980 0,检
验值Ft=85.00,临界值F(0.05,2,7)=4.737,检验值Ft
>临界值F(0.05,2,7),说明回归方程显著。对各方程项
进行显著性检验可知:仅X1 和X3 方程项对Y影响均
显著,说明IAA对生根率 Y影响不显著。根据回归
方程求出Y的最优组合为:X1=0.05,X3=0.05,在此
组合基础上求得最优解:y=96.2,计算优化值区间估
计为Y=96.2±2.99,即93.21%~99.19%。通过表
3试验结果和回归分析结果可知,X1 和X3 方程项对
回归的贡献值和贡献率分别为:U1=257,U1/U=
94.5%;U3=24.0,U3/U=8.82%,说明ZT对再生
芽苗生根率 Y的贡献远远大于 NAA,因ZT与生根
率呈正相关,NAA与生根率呈负相关。避免ZT质量
浓度在0.05mg/L以上和 NAA在0.05mg/L以下
有较高的生根率,又以ZT质量浓度为0.05、0.06、
0.07、0.08、0.09和0.10mg/L以及 NAA质量浓度
为0.00、0.01、0.02、0.03、0.04和0.05mg/L做了12个
处理的试验,重复3次。发现ZT质量浓度为0.06mg/L
和NAA质量浓度为0.02mg/L时芽苗生根率最高。
待外植体茎段上的腋芽长至2.00cm左右时(图1a),
按照1.2中的方法,将腋芽切下,切割成1叶1段转接
到附加ZT 0.06mg/L和NAA 0.02mg/L的1/4DR
培养基中验证,培养8d在靠近茎段基部切口的茎部
有微小颗粒出现,继续培养20d微小颗粒逐渐变形为
锥状,培养至27d锥状颗粒伸长为不定根,35d后可
形成3~5条不定根,并有侧根出现(图1b),生根率达
99.0%以上,在估计区间内,且比表2所列10个处理
的生根率均高。可见,羊踯躅再生芽苗生根的最佳培
养基为:1/4DR+ZT0.06mg/L+NAA0.02mg/L。
2.2 羊踯躅高效植株再生和炼苗
按照1.2中的方法,对生根培养基进行改良,即
为 1/4DR+ZT0.06 mg/L+ NAA0.02 mg/L +
GA31.00mg/L。以达腋芽快速萌发生长和生根同时
进行的目的。快繁的结果表明,经过28d的培养后,
每节段平均增殖 5 倍以上 (图 1c),植株再生率
达97.3%。
根据1.3中的方法,待苗高达到2.00cm以上时
进行移栽炼苗,羊踯躅再生植株经过炼苗后,10d可
揭去薄膜,成活率达99.0%以上(图1d)。
3 结论与讨论
本实验结果表明,在添加玉米素0.04mg/L和萘
乙酸0.02mg/L的1/4DR培养基中对羊踯躅嫩茎段
进行生根培养的结果表明,生根速度快,平均生根率
高达99.0%以上,吲哚乙酸对羊踯躅的生根影响不显
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a.嫩枝段腋芽试管内萌发生长培养;b.生根培养;c.植株再生;d.移栽。
图1 羊踯躅高效植株再生各阶段的形态
著。当萘乙酸低于0.02mg/L时,芽苗生根率仅为
45.0%,高于0.20mg/L时,芽苗基部膨胀并产生愈
伤组织,继续培养根从愈伤组织上产生,含有这样根
的苗在炼苗移栽时根随愈伤组织从苗基部脱落,成活
率极低,原因可能是根中和苗茎的疏导组织连接错位
导致的,Daniele等的研究也发现了这一缺点[15]。高
效快繁采取再生植株茎节增殖的方式,在生根培养基
中附加1.00mg/L的赤霉素有利于腋芽快速萌发和
生长[16],从而缩短了茎节的增殖周期,提高了增殖倍
数,王雯雯等开展的大字杜鹃快繁研究也报道了该方
面方法[17]。该方法成本低,简捷而可操作性强,可用
于工厂化育苗。
在羊踯躅再生芽苗生根过程中,通过显著性检验
可知,玉米素和萘乙酸两个因素对生根率影响显著,
而吲哚乙酸对生根率影响不显著,玉米素和萘乙酸对
生根的贡献率分别为94.5%和8.82%,表明玉米素对
再生芽苗的生根贡献远远大于萘乙酸,这说明羊踯躅
试管苗的生根对激素具有选择性,生根所需的生长素
主要依赖于萘乙酸,辅以适当浓度的玉米素有利于植
物细胞趋于根器官功能的分化,并且在羊踯躅生根中
玉米素起决定性作用。本实验结果同时说明了每种
植物对不同植物生长调节物质都具有不同程度的选
择性[18],这可能是由植物自身的基因型控制的,而基
因型不同又决定了细胞分裂、分化和器官重建所依赖
的植物生长调节物质种类及其浓度高低有所不同。
目前,国外有许多野生杜鹃优良品种已通过人工
繁殖并驯化为园艺栽培种。我国野生杜鹃品种众多,
但人工繁殖并开发利用极少。羊踯躅是我国珍稀野
生药用和园艺观赏的植物资源,至今未见推广应用。
本结果建立了羊踯躅高效植株再生体系。为羊踯躅
和其它野生杜鹃优良品种的开发利用和工厂化育苗
奠定基础和提供方法。
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