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互叶白千层组织培养初步研究



全 文 :收稿日期:2011-08-11; 修订日期:2012-06-01
基金项目:广西壮族自治区科技攻关项目(No. 0992011 - 13) ;
广西壮族自治区青年科学基金项目(No. 0832099) ;
广西壮族自治区玉林市科技攻关项目(No.[2007]89)
作者简介:蒋 林(1970-) ,男(汉族) ,广西博白人,现任广西国营六肆林
场工程师,学士学位,主要从事林业管理工作.
* 通讯作者简介:莫昭展(1974-) ,男(壮族) ,广西博白人,现任广西师范
学院生命科学与生物技术二级学院教授,博士学位,主要从事植物资源开
发利用的教学与研究工作.
互叶白千层组织培养初步研究
蒋 林1,莫昭展2* ,李志娟1
(1.广西国营六万林场,广西 兴业 537800;
2.玉林师范学院生命科学与生物技术二级学院,广西 玉林 537000)
摘要:该文研究不同基本培养基、不同激素组合及不同培养方式对互叶白千层无菌苗生长的影响。结果表明木本改良
MS基本培养基适合无菌苗生长,不同的植物部分生长对激素浓度的要求不同,在液体培养的条件下比固体培养的条件
无菌苗生长较好。
关键词:互叶白千层; 培养基; 激素浓度; 培养条件
DOI标识:doi:10. 3969 / j. issn. 1008-0805. 2012. 10. 098
中图分类号:S567 文献标识码:B 文章编号:1008-0805(2012)10-2606-02
互叶白千层 Melaleuca alternifolia 系桃金娘科(Myrtaceae)白
千层(Melateuca)属植物,俗称茶树(Tea tree)。互叶白千层原产
于澳大利亚东部沿海一带及北方领地的北部等地区[1]。自上世
纪 80 年代后,在我国、印度和东南亚一些国家地区也开始引种
互叶白千层。于 1993 年起我国的广东、广西、云南等地先后成
功引种互叶白千层。从互叶白千层新鲜的嫩枝叶中提取到无色
至淡黄色透明油状液体,具有令人愉快的豆蔻气味,商品名叫茶
树油(Tea tree oil) ,是公认的优良天然芳香剂、抗菌剂、防腐剂,
自 20 世纪 80 年代后,植物源杀菌剂日益受到人们的重视[2]。张
燕君等研究表明互叶白千层精油对金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球
菌、乙型溶血性链球菌、大肠杆菌、绿脓杆菌和白色念珠菌等具有
较强的抗菌性能,是一种优良的天然抗菌剂[3,4]。
目前对互叶白千层的研究主要集中在繁殖、精油的提取和化
学成分分析等方面,在繁殖方面研究较多的是扦插繁殖,有关互
叶白千层组织培养的文献还较少[5 ~ 8]。随着互叶白千层茶树油
广泛的应用和需求量的不断扩大,互叶白千层的种植面积也会不
断地扩大。但由于互叶白千层种子十分细小,近似粉末,每克约
5 ~ 6 万粒,多败育,发芽率仅 10%,而且产量低,难以满足生产的
需要[9,10],而且种间差异大,使得优良种苗匮乏,制约精油生产量
的提高[11],通过组织培养可以为生产提供大量的优质苗以及保
持优良品种,满足大规模的生产需要。
1 材料
实验材料选用互叶白千层无菌苗,无菌苗来源于玉林师范学
院植物组织培养室用种子在无菌条件下萌发,并进行继代培养所
得到的第三代无菌苗,无菌苗浓绿,茎粗,生长情况良好。
2 方法
2. 1 培养条件 光照时间 12 h /d,光照强度 1 000 ~ 1 600Lx,温
度(25 ± 1)℃,固体培养加琼脂 6. 0 g /L,液体培养不加琼脂,糖
30 g /L,碳粉 0. 8 g /L。
2. 2 基本培养基的筛选 选取相同条件下生长良好的无菌苗,剪
成 1. 5 ~ 2. 0 cm长的茎段,每种培养基 6 瓶,每瓶接种 4 个茎段,
以木本改良 MS、1 /2 木本改良 MS(大量元素减半,下同)、木本改
良 MS(不加核黄素)、MS 、1 /2MS为基本培养基,固体培养 60d,
观察无菌苗的生长情况。
2. 3 激素配比的筛选 选取相同条件下生长良好的无菌苗,剪成
1. 5 ~ 2. 0cm长的茎段,每种培养基 6 瓶,每瓶接种 4 个茎段,以
木本改良 MS为基本培养基,实验设计如表 1 所示,固体培养 60
d,观察无菌苗生长情况。
表 1 激素配比正交实验表 L16(45)
因素 6 - BA(A) KT(B) NAA(C) 空白列 空白列
A1 1 1 1 1 1
A2 2 1 2 2 2
A3 3 1 3 3 3
A4 4 1 4 4 4
A5 1 2 2 3 4
A6 2 2 1 4 3
A7 3 2 4 1 2
A8 4 2 3 2 1
A9 1 3 3 4 2
A10 2 3 4 3 1
A11 3 3 1 2 4
A12 4 3 2 1 3
A13 1 4 4 2 3
A14 2 4 3 1 4
A15 3 4 2 4 1
A16 4 4 1 3 2
2. 4 不同培养方式的筛选 选取相同条件下生长良好的无菌苗,
剪成 1. 5 ~ 2. 0 cm长的茎段,每种培养基 6 瓶,每瓶接种 4 个茎
段,其他条件相同的情况下,采用固体和液体两种培养方式,培养
60 d,观察无菌苗生长情况。
3 结果
3. 1 不同基本培养基对无菌苗生长的影响 将无菌苗茎段接种
于不同的培养基上,经 60d后,无菌苗生长情况见表 2,在 5种基本
培养基中,木本改良 MS 培养基中无菌苗的增殖率明显高于其他
培养基(见图 1) ,增殖率高达 145%,1 /2 木本改良 MS 中的次之,
而 1 /2MS的则是最低的(见图 2) ,低至 81%。就无菌苗整体生长
情况而言,1 /2木本改良MS培养基中的生长最好,木本改良MS基
本培养基中的次之,在 MS 中的是生长最差的,芽短、叶黄、根细。
木本改良 MS和 1 /2木本改良MS、MS和 1 /2MS,大量元素减半,而
其他的相同,但他们的增殖率却不相同,这说明无菌苗的增殖与大
量元素的含量有关。大量元素含量高的,增殖率就大,含量低的,
增殖率就小。木本改良 MS和木本改良 MS(不加核黄素)两者的
增殖率不同,说明增殖率除了与大量元素的含量有关外,还与核黄
素含量有关。不同基本培养基培养获得的植株如图 1所示。
3. 2 激素配比对无菌苗芽长、茎粗、叶长的影响 6 - BA(A)、KT
(B)和 NAA(C)采用正交试验设计 L16(4
5) ,不同激素组合对芽
长、茎粗、叶长影响直观分析表 3 所示。因素的主次是以极差大
小来衡量的,极差大表明此因素对所测指标的影响大,即此因素
比较重要,极差小表明此因素对所测指标的影响小,即此因素是
次要的。由表 3 可知,激素对芽长、茎粗、叶长影响的主次关系不
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时珍国医国药 2012 年第 23 卷第 10 期 LISHIZHEN MEDICINE AND MATERIA MEDICA RESEARCH 2012 VOL. 23 NO. 10
同,对平均芽长的影响主次关系依次为 C、B、A,而对平均茎粗影
响的主要因素是 C,但 B、A对其影响效果相同,且 C 因素和 A、B
因素相差较小,对平均叶长影响最大的是 B,A 次之,C 的影响最
小。这说明激素对同一植物的不同部位影响效果不同。从表 2
试验结果可直观看出,A因素的 3 水平,B 因素的 2 水平,C 因素
的 4 水平对芽的伸长影响最大,优组合为 A3B2C4。A 因素的 3
水平,B因素的 2 水平,C因素的 1 水平对茎的增粗影响最大,优
组合为 A3B2C1。而 A因素的 2 水平,B 因素的 2 水平,C 因素的
1 水平对叶的伸长影响最大,优组合为 A2B2C1。
表 2 基本培养基对无菌苗生长的影响结果
基本培养基 株数 /株 芽数 /个
增殖率
(%)
平均芽长
/ cm 生长情况
木本改良 MS 20 29 145 4. 5 + + + +
1 /2 木本改良 MS 21 28 133. 3 3. 0 + + + + +
木本改良 MS
(不加核黄素)
23 23 100 2. 5 + + +
MS 21 20 95. 24 2. 0 + +
1 /2MS 21 19 81 2. 5 + + +
“ + + + + +”表示无菌苗生长情况优秀,“ + + + +”表示无菌苗生
长情况良好,“ + + +”表示无菌苗生长情况中等,“ + +”表示无菌苗生
长情况一般。增殖率 =芽数 /株数 × 100%
图 1 木本改良 MS基本培养 图 2 1 /2MS基本培养基
(不加核黄素)
表 3 不同激素配比对芽长、茎粗、叶长影响直观分析
A B C 空白列 空白列
平均芽长 k1 3. 030 3. 205 2. 952 3. 155 3. 030
k2 3. 412 3. 277 3. 535 3. 190 3. 190
k3 3. 525 3. 125 2. 765 3. 420 3. 452
k4 2. 835 3. 195 3. 550 3. 038 3. 130
极差 R 0. 690 0. 152 0. 785 0. 382 0. 422
平均茎粗 k1 0. 595 0. 598 0. 642 0. 615 0. 590
k2 0. 552 0. 620 0. 613 0. 578 0. 595
k3 0. 622 0. 550 0. 538 0. 570 0. 628
k4 0. 590 0. 593 0. 568 0. 598 0. 548
极差 R 0. 070 0. 070 0. 104 0. 045 0. 080
平均叶长 k1 9. 245 8. 660 9. 628 10. 290 9. 152
k2 10. 535 10. 315 9. 287 9. 063 9. 495
k3 8. 487 9. 272 9. 468 9. 207 9. 463
k4 9. 627 9. 648 9. 513 9. 335 9. 785
极差 R 2. 048 1. 655 0. 341 1. 227 0. 633
3. 3 不同培养方式对无菌苗生长的影响 在相同的基本培养基、
激素、pH、培养条件的情况下,经 60 d培养后,无菌苗生长结果见
表 4。在基本培养基及所加激素相同的情况下,从表 6 可知,液
体培养的无菌苗芽长、茎粗都在 4. 0 cm、0. 70 mm以上,而固体培
养的苗芽长、茎粗集中在 4. 0 cm以下和 0. 60 mm左右,以叶长相
差最大,液体方式培养的都在 15 mm 以上,M1 中的甚至达到 17
mm以上,而固体方式培养的只有 M1 的长于 10 mm,M2 和M3 的
都在 10 mm以下,由此可看出液体培养是比较好的培养方式,培
养出的无菌苗株高、茎粗、叶长都较固体培养的高、粗、长。不同
培养方式获得的植株如图 3 ~ 4 所示。
4 结论与讨论
在 5 种基本培养基中,木本改良 MS培养基中互叶白千层无
菌苗的增殖率明显高于其他培养基,而 1 /2MS的则是最低的,这
表明木本改良 MS有利于无菌苗芽的萌发。木本改良 MS中的增
殖率大于 1 /2 木本改良 MS的,MS中的增殖率大于 1 /2MS的,这
说明大量元素含量高的,增殖率就大,含量低的,增殖率就小。加
入核黄素的培养基的增殖率要大于不加核黄素的,说明增殖率除
了与大量元素的含量有关外,还与核黄素的含量有关。植物体外
使用核黄素,可以促进许多生理代谢过程,减轻病害,促进植物生
长。1 /2 木本改良 MS中的苗生长最好,芽较长、叶绿、根壮,木本
改良 MS的次之,MS中的是生长最差的,芽短、叶黄、根细。
表 4 固体、液体对无菌苗生长的影响结果
编号
液体
芽长 /cm 茎粗 /mm 叶长 /mm
固体
芽长 /cm 茎粗 /mm 叶长 /mm
M1 4. 0 0. 71 17. 57 3. 75 0. 61 11. 38
M2 4. 33 0. 76 15. 41 3. 25 0. 54 9. 49
M3 4. 08 0. 70 16. 65 2. 67 0. 52 9. 63
图 3 固体培养
图 4 液体培养
适当的激素组合促进植物的生长,激素对植物不同部位影响
的主次关系不同。平均芽长、平均茎粗、平均叶长表现好的激素
组合分别是 A3B2C4、A3B2C1、A2B2C1。实验中主要考虑的是芽的
长度和茎粗,因而比较好的激素组合是 A3B2C4 或 A3B2C1。
在两种培养方式中,液体培养获得的互叶白千层无菌苗株
高、茎粗、叶长都较叶长都较固体培养的的高、粗、长。这说明液
体方式的培养比固体方式培养更适合互叶白千层瓶苗的生长。
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