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绿玉树茎段组织培养再生体系的建立



全 文 :绿玉树茎段组织培养再生体系的建立
刘召亮,何觉民* ,陈 彪,梁钾贤 (广东海洋大学农业生物技术研究所,广东湛江 524088)
摘要 [目的]研究绿玉树茎段组织培养再生苗的条件,确定各培养阶段的最佳培养条件,为绿玉树组培苗工厂化生产和相关研究提供
参考。[方法]以绿玉树茎段作为外植体试验材料,研究了不同培养基对萌芽率、增殖倍数、生根率的影响。[结果]萌芽培养最佳的诱
导培养基为 1 /2MS +0. 02 mg /L NAA +1. 00 mg /L 6-BA,分化率为 89. 7%;继代培养最佳培养基为 1 /2MS +0. 02 mg /L NAA +0. 60 mg /L
6-BA +3. 00 mg /L AD,增殖倍数为5. 70;生根培养最佳培养基为1 /2MS +0. 40 mg /L NAA +0. 40 mg /L IBA,生根率达100%,移栽成活率
达 80%。[结论]初步确定了绿玉树茎段组织培养的生长条件。
关键词 绿玉树;茎段;组织培养
中图分类号 S79 文献标识码 A 文章编号 0517 -6611(2011)17 -10161 -03
Establishment of Tissue Culture Regeneration Systems of Stem Segments of Euphorbia tirucalli
LIU Zhao-liang et al (Agricultural Biotechnology Institute,Guangdong Ocean University,Zhanjiang,Guangdong 524088)
Abstract [Objective]The aim was to study the conditions of tissue culture regeneration seedling by using the stem segments of Euphorbia tiru-
calli and determine the optimum culture condition of each culture stage,so as to provide references for the factory production and relative study of
tissue culture seedling of E. tirucalli.[Method]Taking the stem segments of E. tirucalli as explants,the effects of various mediums on germination
rate,multiplication coefficient and rooting rate were studied.[Result] The optimum induction medium of germination culture was 1 /2MS +
0. 02 mg /L NAA +1. 00 mg /L 6-BA,with differentiation rate of 89. 7%;the best subculture medium was 1 /2MS +0. 02 mg /L NAA +0. 60 mg /L
6-BA +3. 00 mg /L AD,with multiplication coefficient of 5. 70;the optimum rooting culture medium was 1 /2MS +0. 40 mg /L NAA +0. 40 mg /L
IBA,with rooting rate of 100% and transplanting survival rate of 80% .[Conclusion]The tissue culture conditions of stem segments of E. tirucalli
were determined primarily.
Key words Euphorbia tirucalli;Stem segment;Tissue culture
基金项目 广东省科技攻关计划项目(2009B0203030092006B20201007)。
作者简介 刘召亮(1983 - ),男,山东临沂人,硕士研究生,研究方向:能
源作物育种。* 通讯作者,教授,从事作物遗传育种研究,E-
mail:hejm@ gdou. edu. cn。
收稿日期 2011-03-04
绿玉树(Euphorbia tirucalli)是被子植物门双子叶植物纲
大戟科大戟属植物,又名光棍树、橡胶大戟、光枝树、龙骨树、
神仙棒、绿珊瑚、青珊瑚、铅笔树、白乳木、牛奶树、麒麟树
等[1]。绿玉树原产非洲各国,在亚洲、欧洲、美洲和澳洲都有
引种栽培,在我国主要分布于广东、海南、云南等地[2]。绿玉
树枝条中含有丰富的白色或黄白色乳汁,具有通便利尿和治
疗水肿、肿瘤、结核、牛皮癣及催乳等功效[3 -4]。且其乳汁中
富含大戟甾醇、萜类、酯类和其他碳氢化合物,化学成分接近
或超过汽油标准,可以与其他物质混合或经简单加工成原
油,作为绿色燃料油替代石油[5 -6]。Calvin的研究指出,在不
适合生产粮食的干旱地区栽培绿玉树,每年 1 hm2 可产 10 ~
50桶油[7]。而绿玉树榨汁后的渣还可以用作沼气和造纸原
料等,具有极高的研究价值。
绿玉树在非原产地以枝条扦插繁殖,繁殖速度慢,且需
要材料多,而组织培养技术的应用可以加快繁殖效率,推动
工厂化大规模生产[8]。蒋丽娟等对绿玉树外植体的研究表
明[9],绿玉树的萌芽和增殖依赖于昂贵的玉米素,且需要量
较大,限制了绿玉树的繁育,使其进行工厂化组培苗生产还
有一定难度。笔者对不同培养基和不同 NAA、IBA、6-BA 和
KT浓度配比对绿玉树茎段组织培养的影响进行研究[10],以
期找到经济可行的绿玉树组培苗繁育方法。
1 材料与方法
1. 1 材料 经种质资源筛选引种自广东省徐闻县的绿玉
树,由广东海洋大学农业生物技术研究所提供。
1. 2 外植体消毒方法 9 月从田间取绿玉树当年生芽段 3
~4 cm,用流水冲洗 0. 5 h,再用稀释的 1%消佳净消毒液预
处理1 min,接种前用75%乙醇冲洗30 s,用0. 1%HgCl2 和吐
温-80处理 6 min,无菌水冲洗 6 次,然后分别接种到准备好
的培养基上。
1. 3 培养方法
1. 3. 1 萌芽培养。消毒过的绿玉树茎段切成 1 ~ 2 cm,接种
到萌芽培养基 MS + 0. 02 ~ 0. 10 mg /L NAA + 0. 60 ~ 3. 00
6-BA、MS +0. 10 mg /L NAA +0. 20 ~1. 00 mg /L KT和 1 /2MS
+0. 02 ~0. 10 mg /L NAA +0. 60 ~ 3. 00 mg /L 6-BA。培养条
件为温度 26 ~ 28 ℃,每天光照 8 ~ 10 h,光强为 3 000 lx 左
右。在接种后 24 d进行观察和统计。
1. 3. 2 增殖培养。切下萌芽培养长出的新生芽,接种到
1 /2MS +0. 02 ~ 0. 10 mg /L NAA + 0. 60 ~ 3. 00 mg /L 6-BA +
3. 00 mg /L AD培养。接种 40 d 后,从不同处理中随机抽取
20瓶,培养条件与萌芽培养相同。统计芽长≥0. 5 cm 的新
芽数量。
1. 3. 3 生根培养。当试管苗长至 4 ~ 5 片叶时,转接到
1 /2MS 0. 40 mg /L IBA、1 /2MS + 0. 40 mg /L NAA、1 /2MS +
0. 40 mg /L IBA +0. 40 mg /L NAA的生根培养基上,培养条件
与萌芽培养相同。20 d后统计根的生长状况。
1. 3. 4 驯化和移栽。绿玉树组培苗比较容易生根,当试管
苗根数 3条左右、根长 2 cm以上,将其从培养架上取下,连
同培养瓶置于有遮阴网的室外苗圃中,炼苗 3 ~ 5 d,使其尽
快适应外界环境。移栽前,用水冲洗掉培养基,移栽到装有
消过毒的基质培养杯中(营养土∶叶康 = 1∶4) ,一起放到篮子
中,并将篮子用薄膜包裹起来,保持空气湿度。移栽后 20 d
统计成活率。
2 结果与分析
2. 1 绿玉树的萌芽培养 由表 1 可知,在 MS + 0. 02 mg /L
NAA基础上,6-BA为 1. 00 mg /L时绿玉树的萌芽率稍高,为
53. 3%;在 MS +0. 10 mg /L NAA基础上,6-BA由 1. 00 mg /L
安徽农业科学,Journal of Anhui Agri. Sci. 2011,39(17):10161 - 10163 责任编辑 郑丹丹 责任校对 卢瑶
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2011.17.192
增至 3. 00 mg /L时,绿玉树萌芽率降低,愈伤组织增多,堵塞
基部,影响其正常生长。在 MS +0. 10 mg /L NAA基础上,KT
分别为 0. 20、0. 60、1. 00 mg /L时,绿玉树萌芽率有降低趋势,
且萌芽率总体偏低。当培养基为 1 /2MS +0. 02 mg /L NAA +
0. 60 mg /L 6-BA 和 1 /2MS + 0. 02 mg /L NAA + 1. 00 mg /L
6-BA时,绿玉树萌芽率较高,分别为 80. 0%和 89. 7%(图
1) ,而且接种后萌动时间较其他处理短。在同样 NAA 和 6-
BA配比浓度的组合中,1 /2MS培养基上绿玉树的萌芽率均
高于 MS培养基。
图 1 外植体在 1 /2MS +0. 02 mg /L NAA +1. 00 mg /L 6-BA培
养基上萌芽状态
Fig. 1 Germination state of explants under the medium of 1 /2
MS +0. 02 mg /L NAA +1. 00 mg /L 6-BA
表 1 不同培养基和植物生长调节剂对绿玉树萌芽的影响
Table 1 Effects of different mediums and plant growth regulators on
the germination of E. tirucalli
基本
培养基
Base
medium
植物生长
调节剂
Plant growth
regulator∥mg /L
接种外
植体数
Number
of explants
抽芽数
New number
of budding
explants
萌芽率
Germinati
on rate∥%
MS 0. 02 NAA +0. 60 6-BA 26 12 46. 2
MS 0. 02 NAA +1. 00 6-BA 30 16 53. 3
MS 0. 02 NAA +3. 00 6-BA 29 8 27. 6
MS 0. 10 NAA +1. 00 6-BA 30 14 46. 7
MS 0. 10 NAA +3. 00 6-BA 31 11 35. 5
MS 0. 10 NAA +0. 20 KT 27 9 33. 3
MS 0. 10 NAA +0. 60 KT 29 6 20. 7
MS 0. 10 KT +1. 00 KT 28 5 17. 9
1 /2MS 0. 02 NAA +0. 10 6-BA 29 22 75. 9
1 /2MS 0. 02 NAA +0. 60 6-BA 30 24 80. 0
1 /2MS 0. 02 NAA +1. 00 6-BA 29 26 89. 7
2. 2 绿玉树的增殖 由表 2 可知,1 /2MS + 0. 02 mg /L NAA
+0. 60 mg /L 6-BA +3. 00 mg /L AD培养基上绿玉树增殖有
效芽多,增殖倍数为 5. 70,生长较快;其次为 1 /2MS + 0. 02
mg /L NAA +1. 00 mg /L 6-BA + 3. 00 mg /L AD,增殖倍数为
4. 35(图 2) ,长势较慢;1 /2MS +0. 10 mg /L NAA +3. 00 mg /L
6-BA +3. 00 mg /L AD增殖效果最差,增殖倍数为 3. 60,基部
愈伤组织明显增多,影响到植物后期的生长。
表 2 不同浓度配比 NAA和 6-BA对绿玉树增殖的影响
Table 2 Effects of different concentration ratios of NAA and 6-BA on the multiplication of E. tirucalli
植物生长调节剂
Plant growth
regulator∥mg /L
接种瓶数
Number of
inoculated bottles
新生芽数(≥0. 5 cm)
Number of
new buds (≥0. 5 cm)
增殖系数
Multiplication
Coefficient
生长状况
Growth
state
0. 02 NAA +0. 60 6-BA +3. 00 AD 20 114 5. 70 丛生芽多,长势好
0. 02 NAA +1. 00 6-BA +3. 00 AD 20 87 4. 35 芽多,有效芽少,伸长困难
0. 10 NAA +1. 00 6-BA +3. 00 AD 20 59 2. 95 有愈伤组织产生,生长较慢
0. 10 NAA +3. 00 6-BA +3. 00 AD 20 72 3. 60 愈伤组织多,堵住基部,影响生长
注:基本培养基均为 1 /2MS。
Note:Basic mediums are 1 /2MS.
图 2 绿玉树在 1 /2 MS +0. 02 mg /L NAA +1. 00 mg /L 6-BA +
3. 00 mg /L AD培养基上增殖诱导生长状态
Fig. 2 Multiplication state of E. tirucalli under the medium of
1 /2MS + 0. 02 mg /L NAA + 1. 00 mg /L 6-BA + 3. 00
mg /L AD
2. 3 绿玉树的生根 绿玉树的生根诱导比较容易,但生根
质量较差。由表 3可知,虽然在 1 /2MS中不附加任何生长调
节剂绿玉树也可以生根,但生根率不高,且根较短,不易移栽
成活。在培养基中加入少量 IBA和NAA,均可以提高生根质
量,生根率高达80%以上。其中,以1 /2MS +0. 40 mg /L NAA
+0. 40 mg /L IBA 培养基生根效果最好,生根率可达 100%
(图 3)。
图 3 绿玉树在 1 /2 MS +0. 40 mg /L NAA +0. 40 mg /L IBA培
养基上生根状态
Fig. 3 Rooting state of E. tirucalli under the medium of 1 /2MS
+0. 40 mg /L NAA +0. 40 mg /L IBA
2. 4 绿玉树的驯化和移栽 经过驯化移栽后,绿玉树组培
26101 安徽农业科学 2011 年
苗生长良好(图 4) ,成活率可达 80%,但开始有些会出现黄 叶、落叶现象,可能是空气湿度过低造成的。
表 3 不同培养基对绿玉树生根的影响
Table 3 Effects of different mediums on the rooting of E. tirucalli
培养基 Mediums
生根时间
Number of
rooting days∥d
平均根长
Average length
of root∥cm
生根条数
Number
of roots∥条
生根率
Rooting
rate∥%
生长状况
Growth
state
1 /2MS 13 0. 3 1 ~3 75 根短
1 /2MS +0. 40 mg /L NAA 10 4. 2 3 ~5 95 根细而长,呈白色
1 /2MS +0. 40 mg /L IBA 10 3. 2 2 ~3 80 根短而粗,呈暗色
1 /2MS +0. 40 mg /L NAA +0. 40 mg /L IBA 8 4. 6 3 ~6 100 根长而粗,须根较多
图 4 将组培苗从培养瓶移栽到培养杯
Fig. 4 Growth state of tissue culture seedlings in culture cups
3 小结与讨论
蒋丽娟对绿玉树离体组织培养的研究表明,绿玉树的
萌芽培养和增殖培养都依赖于玉米素,使用量较大,价格昂
贵,不利于大规模应用[11]。该试验旨在利用常用的生长调
节剂的不同组合,探索适合工厂化生产的绿玉树茎段再生
体系。结果表明,萌芽培养用 1 /2MS + 0. 02 mg /L NAA +
1. 00 mg /L 6-BA,24 d 后萌芽率可达 89. 7%;增殖培养用
1 /2MS + 0. 02 mg /L NAA + 0. 60 mg /L 6-BA + 3. 00 mg /L
AD,生长较快,有效芽多,增殖倍数平均可达 5. 70;生根培
养用1 /2MS + 0. 40 mg /L NAA + 0. 40 mg /L IBA,根多而长,
且须根较多,远远超过了 Uchida 等用 LS + 0. 02 mg /L TDZ
培养的效果(增殖系数为 1. 44)[12],为绿玉树组培苗工业化
生产提供了参考。
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397 -399.
(上接第 10156页)
注:M为 MarkerDL2000;1为健康组培苗;2为阴性对照;3为样品。
Note:M:MarkerDL2000;1. Healthy leaf;2. Negative control;3.
Samples.
图 1 RT-PCR 检测甘蔗叶片样品中的 SCYLV
Fig. 1 SCYLV in sugarcane leaves samples detected by RT-PCR
影响重大,需要对广西蔗区品种及品系进行黄叶病调查,同
时也为育种工作者的抗病育种提供参考。
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