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不同培养条件对互叶白千层丛生芽增殖的影响



全 文 :不同培养条件对互叶白千层丛生芽增殖的影响
樊吉尤1,莫昭展2* ,杨 福2,李志娟2
(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与生物技术二级学院,广西玉林 537000)
摘要 [目的]研究互叶白千层丛生芽增殖的最优条件。[方法]研究不同基本培养基、碳源及其质量浓度、激素组合对互叶白千层丛生
芽增殖的影响。[结果]MS为较好的基本培养基,白糖为较适碳源,白糖的适宜浓度为40 g /L,较好的激素组合是6-BA 0. 8 mg /L +2,4-
D 0. 01 mg /L。[结论]丛生芽的增殖效果与基本培养基有关;一定浓度范围内,增殖倍数随着碳源浓度的增大而增大;低浓度的 2,4-D
更有利于丛生芽的增殖,配合较低浓度的 6-BA效果更好。
关键词 互叶白千层;丛生芽;增殖
中图分类号 S79 文献标识码 A 文章编号 0517 -6611(2011)24 -14705 -03
The Influence of Different Culture Conditions on the Multiple Shoot Multiplication of Melaleuca leucadendron
FAN Ji-you et al (Life Science and Biotechnology Secondary College of Yulin normal College,Yulin,Guangxi 537000)
Abstract [Objective]The aim was to find better culture conditions on multiple shoot multiplication for Melaleuca leucadendron. [Method]
The impact of different basic medium,different carbon source and concentration ,different hormone combination on multiple shoot multiplica-
tion was studied. [Result]The results showed that MS was better basic medium,40 g /L white suger was better carbon source ,6-BA 0. 8 mg /
L + 2,4-D0. 01 mg /L was better hormone combination.[Conclusion]Multiple shoot multiplication effect related to basic medium. In a certain
concentration range,the proliferation times increased with the increase of carbon concentration. Low concentration 2,4-D with low concentra-
tion 6-BA was beneficial to multiple shoot multiplication.
Key words Melaleuca leucadendron;Multiple shoot;Proliferation
基金项目 广西科技攻关项目(桂科攻 0992011-13) ;广西青年科学基
金项目(桂科青 0832099) ;玉林市科技攻关项目(玉市科
[2007]89)。
作者简介 樊吉尤(1973 - ) ,男,广西马山人,工程师,从事林业管理研
究。* 通讯作者,教授,博士,主要从事植物种质资源利用
的教学与研究工作,E-mail:mzz19741028@ 163. com。
收稿日期 2011-05-16
互叶白千层(Melaleuca leucadendron)是桃金娘科(Myrta-
ceae)白千层属(Melaleue)的一种多年生常绿小灌木,原产地
位于澳大利亚东部的昆士兰州和新南威尔士州的北部沿海
一带,当地称为茶树[1]。具有速生、树干直、萌发强等特点,
定植后可以多次收获,主要是利用嫩枝、叶中富含互叶白千
层油,具有令人愉快的肉豆蔻香味,是一种天然的抗菌剂,芳
香剂,防腐剂[2 -3],广泛应用于医药、化妆品、日用化工等行
业[6 -8]。目前国内对互叶白千层的研究主要集中在引种、播
种、扦插及其精油的提取和化学成分的分析方面[9],而对互
叶白千层组织培养再生植株的研究较少,增殖系数都不
高[1,6 -8]。互叶白千层与松属植物同为针叶树种,如湿地松、
黑松,普通的无菌茎段扦插培养繁殖系数较低,而采用丛生
芽或不定芽增殖途径时,大大提高了增殖系数,郑丹等[9]、何
月秋等[10]对松属植物丛生芽增殖的研究均取得较高的增殖
系数。为解决互叶白千层繁殖速度较慢、繁殖系数较低的现
状,笔者对已从无菌苗诱导形成的丛生芽进行增殖研究,寻
找更好的增殖培养条件,为互叶白千层的工厂化组培苗生产
提供科学依据。
1 材料与方法
1. 1 材料 材料来源于玉林师范学院植物组织培养室诱导
的丛生芽,基本培养基筛选和碳源及浓度筛选试验用材料为
2次继代后的丛生芽,不同激素组合试验用材料为前 2步培
养出来的丛生芽。选取的丛生芽均生长均匀、紧密适合、无
变异情况、长势好、叶绿色。
1. 2 方法
1. 2. 1 基本培养基的筛选。以 MS、1 /2MS(全部减半)、MS
(加核黄素)、木本改良 MS、木本改良 MS(不加核黄素)5 种
作为基本培养基,白糖30 g /L,琼脂6. 0 g /L,pH 5. 6。将丛生
芽切成直径 1. 0 ~1. 5 cm的芽团接种于各种培养基中,每个
编号重复 8次,每 30 d记录 1次,统计 60 d后丛生芽的生长
情况及增殖倍数。
1. 2. 2 碳源及浓度的筛选。碳源的筛选是以 MS作为基本
培养基,添加 6-BA 1. 0 mg /L和 2,4-D 0. 1 mg /L,研究在相同
浓度(30 g /L)下葡萄糖、蔗糖、白糖对丛生芽增殖的影响。
筛选出较适碳源后,对其进行较适浓度(20、30、40、50 g /L)的
筛选。培养基中琼脂 6. 0 g /L,pH 5. 6。将丛生芽切成直径
1. 0 ~1. 5 cm的芽团接种于各种培养基中,每个编号重复 8
次,每 30 d记录 1次,统计 60 d后丛生芽的生长情况及增殖
倍数。
1. 2. 3 不同激素组合的筛选。以 MS作为基本培养基,白糖
40 g /L,琼脂 6. 0 g /L,pH 5. 6。将 6-BA(0. 1、0. 8、1. 0、2. 0
mg /L)和 2,4-D(0. 01、0. 10、1. 00 mg /L)组合进行试验,每瓶
接种 2 ~ 3 个丛生芽团,每个编号重复 8 次,每 30 d 记录 1
次,统计 60 d后丛生芽的生长情况及增殖倍数。
1. 3 培养条件 光周期为 12 h /d,光照强度为 1 500 ~
3 000 lx,温度为(25 ± 1)℃。
2 结果与分析
2. 1 基本培养基对互叶白千层丛生芽增殖的影响 基本
培养基对互叶白千层丛生芽增殖的影响见表 1。由表 1 可
知,当 MS的大量元素、微量元素、铁盐、有机物都减半时,
丛生芽的增殖倍数从 16. 650 迅速下降至 4. 886。在 MS中
添加核黄素和木本改良 MS 中添加核黄素,丛生芽都有较
高的增殖倍数,且相差不大。但与增殖倍数最高的 MS 相
比,差异显著。木本改良 MS(不加核黄素)的增殖倍数最
低,为 3. 884。这说明核黄素配合不同的基本培养基时对互
叶白千层丛生芽增殖的影响不同。长势最佳的是以 MS 作
为基本培养基的丛生芽。
安徽农业科学,Journal of Anhui Agri. Sci. 2011,39(24):14705 - 14707 责任编辑 李占东 责任校对 况玲玲
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2011.24.217
2. 2 碳源种类及浓度对互叶白千层丛生芽增殖的影响 丛
生芽的增殖倍数除与无机物、有机物含量有关外,还与碳源
的种类及浓度有关。碳源种类对丛生芽增殖的影响见表 2。
由表 2可知,3种碳源培养基中丛生芽增殖倍数都达 16. 5倍
以上,三者之间差异不显著。其中以添加葡萄糖的培养基中
丛生芽增殖倍数较高,为 16. 741倍,但考虑到葡萄糖的价格比
白糖高好多倍,从工厂化生产来看在取得很好的快繁结果时应
尽量降低生产成本,因此选取白糖作为较适的碳源。
表 1 基本培养基对互叶白千层丛生芽增殖的影响
Table 1 The impact of basic medium on the multiple shoot multiplication of M. leucadendron g
培养基
Medium
原重
Original weight
增殖后总重量
Total weight after multiplication
增重
Weight increment
增殖倍数
Multiplicationtimes
长势
Growth vigour
MS 0. 428 7. 126 6. 698 16. 650 + + +
1 /2MS(全部减半) 0. 500 2. 443 1. 943 4. 886 +
MS(加核黄素) 0. 541 6. 428 5. 887 11. 882 + +
木本改良 MS(加核黄素) 0. 492 5. 782 5. 290 11. 752 + +
木本改良 MS(不加核黄素) 0. 473 1. 837 1. 364 3. 884 +
注:+ + +表示丛生芽长势最好,+ +表示丛生芽长势一般,+表示丛生芽长势较差。
Note:+ + + stands for the growth vigour is best;+ + stands for just so so;+ stands for poor.
表 2 碳源种类对互叶白千层丛生芽增殖的影响
Table 2 The impact of carbon source on the multiple shoot multiplica-
tion of M. leucadendron g
碳源种类
Carbon
sources
原重
Original
weight
增殖后总重量
Total weight after
multiplication
增重
Weight
increment
增殖倍数
Multiplicat-
ion times
葡萄糖 Glucose 0. 432 7. 232 6. 800 16. 741
白糖White sugar 0. 428 7. 126 6. 698 16. 650
蔗糖 Sucrose 0. 425 7. 029 6. 654 16. 539
由表 3可知,丛生芽增殖倍数随白糖浓度的增加先增大
后减小,当白糖浓度达到 40 g /L 时,增殖倍数达到最大
20. 459,白糖浓度继续增大时,增殖倍数反而下降。培养基
中过高的糖浓度导致渗透压升高而影响植物细胞的营养吸
收和水分渗透,因此在高浓度糖的环境中丛生芽的增殖倍数
会有所下降。
表 3 不同浓度白糖对互叶白千层丛生芽增殖的影响
Table 3 The impact of defferent concentration white sugar on the mul-
tiple shoot multiplication of M. leucadendron g
白糖浓度
White sugar
concentration
g /L
原重
Original
weight
增殖后总重量
Total weight after
multiplication
增重
Weight
increment
增殖倍数
Multiplicat-
iontimes
20 0. 467 5. 669 5. 202 12. 139
30 0. 428 7. 126 6. 698 16. 650
40 0. 394 8. 061 7. 667 20. 459
50 0. 430 6. 989 6. 559 16. 253
表 4 激素组合对丛生芽增殖的影响
Table 4 The impact of hormone combination on the multiple shoot
multiplication
编号
No.
6-BA
mg /L
2,4-D
mg /L
原重
Original
weight
g
增殖后总重量
Total weight after
multiplication
g
增殖倍数
Multiplicat-
ion times
1 0. 1 0. 01 0. 5 3. 017 6. 034
2 0. 1 0. 10 0. 5 2. 800 5. 600
3 0. 8 0. 01 0. 5 7. 440 14. 880
4 0. 8 0. 10 0. 5 6. 562 13. 124
5 0. 8 1. 00 0. 5 3. 815 7. 630
6 1. 0 0. 01 0. 6 8. 095 13. 492
7 1. 0 0. 10 0. 643 8. 188 12. 734
8 2. 0 0. 01 0. 578 5. 353 9. 261
9 2. 0 0. 10 0. 728 6. 753 9. 282
2. 3 不同激素组合对丛生芽增殖的影响 由表 4 可知,激
素 6-BA和 2,4-D组合对丛生芽增殖的影响较大。当 2,4-D
浓度(0. 01或0. 10 mg /L)不变时,丛生芽的增殖倍数随6-BA
浓度的增大先增大后减小。当 6-BA 为 0. 8 mg /L、2,4-D 为
0. 01 mg /L时,丛生芽的增殖倍数达到最大;而当 6-BA的浓
度继续增加,此时丛生芽的增殖倍数反而减小。这说明低浓
度的 6-BA促进细胞的分裂,而高浓度的 6-BA有抑制细胞分
裂的可能。当 6-BA 的浓度为 0. 8 mg /L 时,增殖倍数随着
2,4-D浓度的升高而降低,这是因为在较高浓度时 2,4-D 的
生理功能与低浓度时不同。当 6-BA、2,4-D分别为 0. 8、0. 01
mg /L时,丛生芽的增殖倍数达到最大 14. 88,且长势最好,芽
长均匀。
3 结论与讨论
(1)在 5种不同的基本培养基中,MS培养基的丛生芽增
殖倍数最高,MS加核黄素次之,1 /2MS最差,这表明 MS更有
利于丛生芽的增殖。在 MS 和 MS加核黄素中,不同之处是
核黄素的有无,而其他元素都相同,但增殖倍数不同,木本改
良 MS和木本改良 MS(不加核黄素)两者的丛生芽也证明了
这一点。MS中添加核黄素和木本改良MS中添加核黄素,丛
生芽都有较高的增殖倍数,且相差不大。但与增殖倍数最高
的 MS相比,差异显著。这说明核黄素配合不同的基本培养
基时对互叶白千层丛生芽增殖的影响不同。此外,在 1 /2MS
全部减半中,丛生芽的增殖倍数远小于MS的增殖倍数,这说
明丛生芽的增殖还与大量元素、微量元素、有机物、铁盐的含
量有关。
(2)在 3种不同的碳源中,葡萄糖为碳源时,丛生芽增殖
效果比蔗糖、白糖稍好,这可能是葡萄糖是单糖,更容易被植
物吸收,因而有利于丛生芽的增殖。但两者间差异不显著
性,从生产成本角度考虑,选择白糖作为碳源效果较好,更经
济、实惠。以白糖作为碳源研究不同质量浓度对丛生芽增殖
的影响,发现在一定浓度范围内,增殖倍数随碳源浓度的增
大而增大,当超过最适碳源浓度时,增殖倍数随浓度的增加
而减小,最适白糖质量浓度为 40 g /L。这与很多文献报道的
碳源及浓度对其他植物作用效果均有偏差,这是因为不同植
物对碳源以及浓度的要求不同,因此在组织培养时应根据实
际情况加以选择。
(3)激素浓度过高或过低都不利于丛生芽的增殖,适当的
激素浓度才能有效地促进丛生芽的增殖。不同激素种类组合
很大程度上也影响增殖情况。在激素组合试验中,发现激素浓
度对丛生芽增殖有极显著关系,低浓度的 2,4-D 更有利于丛生
60741 安徽农业科学 2011 年
芽的增殖,配合较低浓度的 6-BA效果更好,2因素最佳组合为
0. 01 mg /L 2,4-D +0. 8 mg /L 6-BA,增殖倍数达到最大。
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14 -17.
(上接第 14648页)
生理生化反应等有关,还受干旱胁迫时间、强度的影响,因
此,现有的大多数研究结果具有一定的局限性,特别是在干
旱胁迫下研究药用植物的高产优产使药用植物的抗旱性研
究变的更复杂。目前,提高药用植物的抗旱性仍是一个前景
广阔而又薄弱的领域。
近年来,我国不少中药材种植地区近年来频繁遭受干
旱,可以充分利用干旱胁迫技术对药用植物进行抗旱品种的
选育以及引种,有利于简化中药材种植的田间管理,减少中
药材种植成本。中药材的有效成分绝大部分属于植物次生
代谢产物,环境胁迫能刺激次生代谢,建议通过认识药用植
物的抗旱机制继续研究药用植物对干旱胁迫的生理生化特
性的响应机制,深入探索干旱对药用植物次生代谢的影响,
为选育药用植物抗性新品种和提高药用植物有效成分提供
较充分的理论依据。另外,近年来分子生物学的迅速发展为
药用植物的抗旱性研究开辟一条崭新途径,研究者可以充分
利用这些生物技术手段提高药用植物的抗旱性。
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7074139卷24期 樊吉尤等 不同培养条件对互叶白千层丛生芽增殖的影响