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白蔹的组织培养及无性系建立的研究



全 文 :Study on the Tissue Culture and Establishment of
asexual system of Ampelopsis japonica
BAN Yyao ZHANG Yi-Zhong ZHANG Chao SUN
Hui-Chao JIANGChang-Yang*
(College of Life Science, Liaoning Normal University, Dalian
116029,Liaoning,China)
Abstract:Thecondition needed in callusinduction, dif-
ferention ofaxillarybud, cuttingand transplantation Ampelop-
sisjaponicaBungehavebeenstudied,andasexualsystemwere
established. The results show that the optimum medium for
granulecallusinductionofyoungstemwas1/2MS+IAA0.4mg·
L-1.The optimum medium for differentiation stem was MS+
GA30.5 mg.L-1+BA0.8 mg·L-1+NAA0.1 mg·L-1. 1/2MS+
IAA0.2 mg·L-1was suitable for rooting, regeneration. With
cinderwasusedasseedingmatrixs.Filedplantingshowthatthe
tubespoutgrewwellwithrootsflourishing.
Key words:Ampelopsisjaponica;Callus;asexualsystem
白蔹(Ampelopsisjaponica)又叫五爪藤、鹅抱蛋、猫儿
卵、箭猪腰,属于葡萄科蛇葡萄属多年落叶藤本植物,生长
于山坡林下[1-2],在我国的东北、华 、华南等地均有分
布[3]。白蔹全草和块状膨大根可入药,具有清热解毒、消肿
止疼、散结生肌等功效,能治烫伤、冻伤、血痢、肠风、痈肿、
疔疮等疾病,也可作为农药 [3-4];根茎含淀粉,可酿酒
[4-5]。由于白蔹具有重要的经济价值,近年来人们对其进
行大肆采挖,使野生白蔹的分布量迅速减少。现在在辽宁
南部地区,现在已经很难采挖到野生的白蔹。为了满足人
们的需要,有的农民准备对白蔹进行人工栽培,但由于白
蔹只能结出很少的种子,人工采集到的种子非常有限,无
法满足种植的需要。为此我们对白蔹进行了组织培养的研
究,以期满足人们栽培对种苗的需求,并对这种野生植物
进行保护。虽然目前已有葡萄科植物组织培养的报道
[6-13],但迄今未见白蔹组织培养及无性系建立研究的报
道。
1 材料与方法
1.1 材料及灭菌
于5月下旬,将大连郊区山坡上生长旺盛的白蔹当
年生嫩枝采回到实验室后,剪成长4cm左右的茎段,放入
250ml磨口广口瓶中,用自来水冲洗20min左右,再用
0.05%安利溶液洗涤10min,再用自来水振荡洗涤至没有
泡沫时,将广口瓶移至超净工作台上,倒入70-75%乙醇振
荡灭菌约15-20s后倒出,迅速用无菌水洗涤2次,再向广
口瓶内注入约150ml左右0.05%HgCl2溶液,振荡灭菌16
min后,将灭菌液倒出,用无菌水振荡洗涤5次,即可获得
无菌材料。
1.2 培养条件
以MS、1/2MS为基本培养基,附加不同浓度6-BA、I-
AA、IBA、NAA、2,4-D 五种植物激素,以 MS 为基本培养
基,加蔗糖加30g.L-1;以1/2MS为基本培养基,加蔗糖
15g.L-1;培养基的胨力强度180g.cm2 [14]。培养温度为
20~28℃,光照2000~4000lx,10-12 .d-1。培养基的pH
为7.0-7.2。
1.3 试验方法
1.3.1不同激素对腋芽生长培养的影响
将无菌嫩枝切成长 0.4cm 左右的具有腋芽的茎段,
接种到以 1/2MS 为基本培养基,附加浓度分别为 0mg·
L-1、0.2mg·L-1、0.4 mg·L-1、0.6 mg·L-1、0.8 mg·L-1 和
1.0mg·L-1种的IAA、N A11种培养基上,进行腋芽的生
长培养,每种培养基接种100个腋芽,试验重复3次,前
20d进行暗培养,50d时观察生长情况,并统计生长芽数
量,计算芽的生长率。
1.3.2不同激素对芽分化培养的影响
将上述培养的生长芽,剪成具有2个生长点的茎段,
将其横半插到以MS+GA30.5mg.L-1为基本培养基,附加
不同浓度的BA、NAA、2,4-D的培养基上进行生长芽的分
化培养,每种培养基接种100个材料,分化培养试验重复
4次。培养50d时观察分化情况,统计分化芽数量,计算分
化率。
1.3.3不同激素对生根培养的影响
将上述继代分化培养高在1cm以上的分化芽从基部
剪下,接种到以1/2MS为基本培养基,附加不同浓度IBA、
IAA的生根培养基上进行生根培养。每种生根培养基接种
100个材料,试验重复3次,培养30d时观察生根情况,统
摘 要:本文研究以白蔹为材料,进行了腋芽的生长、生长芽的分化和生根、试管苗移栽和扦插及移植于山坡栽
培所需要的条件,建立白蔹腋芽的无性系。结果证明:1/2MS+IAA0.4mg·L-1是腋芽生长培养的理想培养基;
MS+GA30.5mg.L-1+BA0.8mg·L-1+NAA0.1mg·L- 是生长芽分化培养的理想培养基;1/2MS+IAA0.2mg·L-1
是试管苗生根培养的理想培养基;河沙与炉灰渣是白蔹试管苗移栽和扦插的理想基质;移植的试管苗具有生
长旺盛、须根增加1倍左右、秋末落叶晚5-7d的特点。
关键词:白蔹;愈伤组织;无性系
白蔹的组织培养及无性系建立的研究
卞瑶 张艺忠 张超 孙慧超 姜长阳*
(辽宁师范大学生命科学学院, 辽宁大连116029)
2009年第 11期 现代园艺 专题综述
輪輵訛
计生根株数,计算生根率。
1.3.4不同移栽、扦插基质对成活率的影响
3月中旬,将培养着生根苗培养瓶瓶塞打开,置于光
照4500Lx左右、25℃左右的条件下炼苗4d取出,洗去根
部培养基,移栽到上面铺着一层6-7cm厚园土、河沙、炉
灰渣和山皮土4种移栽基质的温室苗床上。移栽试验每种
处理200株试管苗,试验重复3次。将经过4d炼苗的试
管苗取出后,剪成长2cm左右、具有2个生长点茎段,再把
下部的1片叶子剪去,接着把下部切口插到60mg·L-1的
IAA溶液中处理4-5min后,再扦插到与移栽试验相同的4
种基质的温室苗床上。扦插试验每种处理200个试管苗茎
段,试验重复3次。移栽、扦插后前15d保持没有直射光、
温度20-28℃、湿度90%以上的环境条件。15d后按照正常
管理。移栽、扦插试验30d后观察生长情况,统计成活数
量,计算成活率。
1.3.5试管苗的移植试验
把在温室中移栽、扦插成活的试管苗于5月下旬移
植到生长着野生白蔹的山坡上,观察试管苗在野生的条件
下生长情况。移植试验共进行了3次,每次移植400株。
2 结果
2.1 不同激素对芽生长的影响
由表1可见,在没有附加激素的培养基上,腋芽不能
生长;在加附不同浓度NAA的培养基上,腋芽难以生长;
而在附加不同浓度IAA的培养基上,培养的腋芽能够生
长,尤其是在附加浓度为0.4mg·L-1的IAA培养基上,不
仅腋芽的生长率达到了86%,而且腋芽的长势较好。观察
还发现,把腋芽接种到附加浓度为0.4mg·L-1的IAA培
养基上暗培养10d左右,接种培养的腋芽就开始萌动生
长。随后,伴随着培养时间的延长,萌动生长芽逐渐生长为
黄色生长芽。把暗培养的黄色生长芽转到光照下后,生长
芽很快变绿,并不断生长。培养到50d时,培养的腋芽就会
生长为高3-4cm、具有5-7个叶片、茎粗0.15cm左右的生
长芽。3 次重复试验的结果基本一致。上述结果说明:
1/2MS+IAA0.4mg·L-1这一培养基是白蔹腋芽生长培养的
理想培养基。
表1不同激素对腋芽生长的影响
Tab.1 Thedifferentionofdifferentconcentration
plantgrowthsubstancesonbud
注:++为长势较好;+长势一般;-不生长。
2.2 不同激素对芽分化培养的影响
由表2可见,在不加激素、只加不同浓度的BA、不同
浓度的BA与不同浓度的2,4-D配合使用的培养基上,培
养的生长芽不能分化,而在附加不同的浓度的BA与不同
浓度NAA配合使用的培养基上,培养的生长芽都能不同
程度分化。其中在浓度为 0.8mg·L-1 的 BA 与浓度为
0.1mg·L-1NAA 配合使用的培养基上,不仅分化率为
91%、平均每芽分化的芽数为5.2个,而且分化芽长势较
好。观察还发现,在浓度为 0.8mg·L-1 的 BA 与浓度为
0.1mg·L-1NAA配合使用的培养基上接种培养的生长芽,
培养12d可见开始生长分化,而后伴随着培养芽生长分化
数量的增加,当分化芽生长到0.3cm左右时,在已经生长
的芽基部,又会分化出数量不等的分化芽。培养到50d时,
已经分化生长的培养芽就会形成由4-8个分化芽组成、高
在1cm以上的丛生分化芽。把丛生分化芽从基部剪下形成
单个分化芽后,接种到相同的培养基上进行分化继代培
养,经过4次重复试验,每次重复试验继代培养5代的研
究都表明,在这一培养基上的分化率和长势基本保持不
变,每个培养芽的平均分化系数为5.2。这说明MS+GA30.
5 mg.L-1+BA0.8 mg·L-1+NAA0.1 mg·L-1 这一培养基是
白蔹生长芽分化培养的理想培养基。
表2不同浓度激素对芽分化的影响
Tab.2 Theeffectofdifferentconcentration
Plantgrowthsubstancesonbud
注:++为长势较好;+长势一般;-不生长。
2.3不同激素对生根培养的影响
由表3可见,在附加不同浓度IBA的培养基上分化
芽难以生根,而在附加不同浓度IAA的培养基上,分化芽
生根率较高。尤其是在附加浓度为0.2mg.L-1培养基上,
不仅生根率达到了98%、平均每株生根数为6.5条,而且
生根试管苗长势好。观察还表明,在附加浓度为0.2mg.L-1
专题综述 现代园艺 2009年第 11期
輪輶訛
的生根培养基上,培养到8d时即可出现可见根原基,培养
到13d时生根率就达到了83%;培养到30d时,所形成的
根长度基本都在1cm以上,并且试管苗高度为4-5cm、叶
片伸展、长势非常旺盛。把在附加IAA浓度为0.2mg.L-1
培养基上生根培养的试管苗剪成长1.5cm左右、至少具有
2个生长点的茎段,接种到相同的培养基上。经过30d的
培养,又会培养成为一代生长旺盛的生根试管苗,试验重
复3次,每次重复试验继代培养5代所获得的试验结果都
基本一致。平均每1代繁殖系数为3.2。上述说明1/2MS+
IAA0.2mg·L-1这一培养基是白蔹培养试管苗生根培养的
理想培养基。
表3 不同生长素对生根的影响
Table3.Effectofdifferentconcentration
Plantgrowthsubstancesonrooting
注:++长势好;+长势一般;-不生长。
2.4 不同移栽、扦插基质对成活率的影响
移栽的结果证明:以河沙和炉灰渣为移栽基质成活
率高,分别为94%和95.5%。试管苗移栽后10d可见成活
并开始生长;以河沙和炉灰渣为扦插基质成活率高,分别
为89%和91%。试管苗前后12d可见成活并开始生长;移
栽和扦插成活的试管苗,前40d生长较慢、植株较小,随后
生长速度加快,进入快速生长期。扦插的试管苗植株前期
比移栽苗小1/3-1/2,50d后外观上难以区别。 述说明,河
沙与炉灰渣是试管苗移栽和扦插的理想基质。
2.5 试管苗的移植试验
3次移植试验的结果表明,移植的试管苗在没有人为
损害或剧烈环境变化的情况下不会死亡,成活率几乎是
100%。与当年播种的白蔹实生苗相比,试管苗具有没有主
根、须根增加1倍左右、生长非常旺盛、秋末落叶晚5-7d、
当年可以正常开花结果的特点。
3 讨论
本研究以腋芽为材料成功的建立起白蔹的无性系证
明:采用组织培养的方法,能够完成白蔹的人工繁殖,这对
保护该物种的野生资源,满足人们栽培的需要具有一定的
实际的意义。
移植到山坡上的试管苗,具有生长非常旺盛、根系发
达、秋天落叶晚的特点,可能与以下两个原因有关:一是在
试管苗培养过程中使用较高浓度的生长素NAA和IAA,
当试管苗移植到山坡上后,其体内的外源生长素仍然发挥
着后效作用,从而促进了根系生长;二是本研究选用的试
验材料是生长非常旺盛的野生植株,材料本身具有生长旺
盛的遗传性。
对生长芽进行分化继代培养,经过50d的培养,平均
每个培养芽可分化出5.2个芽。按照这个增殖速度,1年增
殖率为5.27.3后代;用生根继代的方法进行繁殖,30d的
繁殖系数为3.2。这说明用生根继代的方法进行繁殖,每年
增殖率为3.218。上述表明,不论采用不定芽继代分化增殖
方法还是采用生根继代的方法进行快速繁殖,一年内都能
增殖出大量的试管苗。但是,从试管苗的长势和有效性的
角度看,用生根继代方法繁殖试管苗,不仅长势旺盛,而且
没有无效苗,更有利于试管苗在生产上的应用。
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2009年第 11期 现代园艺 专题综述
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