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红星茵芋离体花梗腋芽诱导及丛生芽增殖研究



全 文 :中国农学通报 第23卷 第 11期 2007年 11月
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农业生物技术科学
红星茵芋(Skimmiajaponica,Rubela)属芸香科茵
芋属植物,常绿灌木[1],花香浓郁,花期长达三、四个月
不凋谢,秋冬季满树红果久留不落,观赏效果极佳,而
且适应性强,喜光喜温暖湿润环境,较耐荫,极适合公
寓、庭院、宾馆会所及小区栽植和作盆花摆放,是荷兰
等西欧国家最著名的新颖名贵花卉。我国近年从荷兰
引进的红星茵芋盆花,在2005年上海市年宵花展上被
评为“花王”,受到国内广大居民的喜爱。目前,红星茵
芋主要依靠扦插进行无性繁殖,其成活率不到20%,
不能满足生产用苗需求[2],且其后代容易积累病毒,严
重影响观赏品质;用种子进行繁殖,后代会出现分离,
不能保持母株的优良特性,而且从播种至开花所需周
期较长,现在生产上很少采用;若从荷兰进口,种苗价
格昂贵,高10cm小苗每株10元以上。而利用组织培
养繁殖,可在短期内获得保持原品种优良性状的大量
种苗,不但大大提高了产量和品质,还降低了成本,具
有显著的经济效益[3]。目前,国内外有关红星茵芋组培
快繁的研究尚未见详细报道。笔者拟以红星茵芋花梗
基金项目:安徽农业大学校长青年基金项目“新型彩叶地被植物优良品种筛选及再生体系的研究”(校科字[2005]9号)。
第一作者简介:孟艳琼,女,1973年出生,硕士,讲师,主要从事观赏植物的教学与研究。通信地址:230036安徽农业大学林学与园林学院园林植物教
研室。Tel:13170011550,E-mail:mengyq2000@tom.com。
收稿日期:2006-08-22,修回日期:2006-08-29。
红星茵芋离体花梗腋芽诱导及丛生芽增殖研究
孟艳琼 1,李仁杰 2,伊兴凯 3,梅 俊 1,李静雅 1
(1安徽农业大学林学与园林学院,合肥230036;
2安徽农业大学农业园及试验总场管理中心,合肥230036;3安徽省农业科学院园艺所,合肥230031)
摘 要:为建立红星茵芋高效的快繁体系,以红星茵芋花梗为试验材料,应用正交试验法,研究了基本培
养基成分、生长调节物质的种类和浓度对花梗腋芽的诱导及丛生芽增殖的影响。结果表明,花梗腋芽诱
导以MS+2,4-D0.3mg/L+IAA0.2mg/L+BA3.0mg/L+KT2.0mg/L培养基最好,诱导率可达91.1%。
丛生芽诱导以MS+NAA0.8mg/L+BA3.0mg/L+KT2.0mg/L培养基最佳,继代增殖系数可达8.73。
关键词:红星茵芋;腋芽;诱导;增殖
中图分类号:S685.99 文献标识码:A
StudyonInductionAxilaryBudofPedicelandthePropagationofBud
ClumpsinSkimmiajaponicaRubela
MengYanqiong1,LiRenjie2,YiXingkai3,MeiJun1,LiJingya1
(1ColegeofForestryandGardening,AnhuiAgriculturalUniversity,Hefei230036;
2ManagementCenterofAgriculturalGardenandExperimentalGeneralFarm,
AnhuiAgriculturalUniversity,Hefei230036;
3InstituteofHorticulture,AnhuiAcademyofAgricultureScience,Hefei230031)
Abstract:InordertosetupthehigheficientsystemofSkimmiajaponicaRubela.Byapplyingorthogonal
designedexperimentintissuecultureofSkimmiajaponicaRubela,efectsofthebasicmediumcomponent,
thetypesandconcentrationofplantgrowthregulatorsonitsinductionaxilarybudofpedicelandthepropa-
gationofbudclumpswerestudiedinthispaper.TheresultsshowedthatMSmediumsupplementedwith
2.4-D0.3mg/L+IAA0.2mg/L+BA3.0mg/L+KT2.0mg/Lwasbestmediumforaxilarybudofpedicelin
whichtheinductionratewas91.1%.ThebestmultiplicationmediumofbudclumpwasMSmediumcon-
tainingNAA0.80mg/L+BA3.0mg/L+KT2.0mg/L,inwhichtheratioofmultiplicationwas8.73.
Keywords:SkimmiajaponicaRubela,axilarybud,induction,multiplication
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农业生物技术科学
ChineseAgriculturalScienceBuletinVol.23No.112007November
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为试材诱导腋芽直接出苗,并探索丛生芽增殖培养的
有效途径,以期为红星茵芋工厂化生产提供有力的技
术保障。
1 材料与方法
1.1试验材料
试验于2006年3月始在安徽农业大学林学与园
林学院组培室进行,外植体采自荷兰引进红星茵芋商
品盆花的花序。
1.2试验方法
首先剪取红星茵芋尚未开放的花序用 5%洗洁
精溶液漂洗20min,自来水冲洗30min后。先用75%
酒精消毒 30s,再用 0.1%HgCl2溶液消毒 8min,无菌
水漂洗 5次,修剪外植体(保留花蕾),将具有花梗节
的外植体接种于诱导培养基上进行培养,诱导培养
以 MS为基本培养基,添加不同配比的植物生长调
节剂,琼脂0.75%,蔗糖 3%。每处理接种 30个外植
体,重复3次,培养30d后统计外植体腋芽的诱导
率。将获得的不定芽接种于增殖培养基上培养,每
个处理接种 25个外植体,重复 3次,30d后统计增
殖倍数。
培养条件:培养过程中培养室温度控制在 (25±
2)℃,暗培养6d后转入光照12h/黑暗12h的光培
养,光照强度1500~2000lx。
1.3试验方案
采用4因素3水平的正交试验设计L9(34)组合[4,5],
诱导培养4因素分别为2,4-二氯苯氧乙酸,2,4-D(记
为 X1),吲哚乙酸 IAA(记为 X2),分裂素 6-BA(记为
X3)和激动素KT(记为X4),其浓度设计见表1。具体的
正交组合设计见表3。增殖培养试验因素为基本培养
基类型(记为Y1),萘乙酸NAA(记为Y2),分裂素6-BA
(记为Y3)和激动素KT(记为Y4),其浓度设计见表2。
具体的正交组合设计见表6。
表1花梗诱导培养正交试验因子水平表L9(34)
水平
X1
2,4-D/(mg·L-1)
X2
IAA/(mg·L-1)
X3
BA/(mg·L-1)
X4
KT/(mg·L-1)
1 0.00 0.20 0.00 0.00
2 0.15 0.40 2.00 2.00
3 0.30 0.80 3.00 3.00
水平
Y1
基本培养基
Y2
NAA/(mg·L-1)
Y3
BA/(mg·L-1)
Y4
KT/(mg·L-1)
1 改良H 0.20 2.00 2.00
2 1/2MS 0.40 3.00 3.00
3 MS 0.80 4.00 4.00
表2增殖培养正交试验因子水平表L9(34)
1.4数据处理
用DPS数据处理软件进行数据处理及方差分析。
2结果分析
2.1植物生长调节剂及其浓度配比对花梗腋芽诱导分
化的影响
将红星茵芋花梗(带花蕾)接种于诱导培养基中,
6d后红色花蕾开始转绿膨大,随后从花梗节处开始萌
发腋芽,30d后腋芽可生出4~8片子叶,统计其腋芽诱
导率结果如表3所示。由表3可以看出,不同植物激
素浓度及其配比对红星茵芋诱导分化影响显著,其中
试验组A7和A4中腋芽的生长速度较快,三次重复腋
芽平均诱导率分别达到91.1%和88.9%。A1试验组的
诱导率最低,仅有56.7%,且萌发的腋芽展叶较慢,叶
子不同程度出现黄化现象。因此适合红星茵芋花梗腋
芽诱导萌发的最佳培养基为 A7,即 MS+2.4-D0.3
mg/L+IAA0.2mg/L+BA3.0mg/L+KT2.0mg/L。其
次是A4培养基。
经方差分析结果表明(表4):4个因素对红星茵芋
花梗腋芽诱导影响均达到1%的极显著水平(P<0.01),
对花梗腋芽诱导影响的主次顺序为:X3因素>X4因
素>X1因素>X2因素。近一步对4因素进行Duncan
多重比较(见表5)可以得出:X3因素3水平之间差异
最显著,其次是X4因素3水平之间差异较显著。若从
降低生产成本的角度出发,单因素X3因素亦可选择水
平2,即BA2.0mg/L。
2.2红星茵芋丛生芽增殖培养基及植物生长调节剂配
比的筛选
将诱导阶段诱导出的腋芽自基部切下,并在基部
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试验号
X1
(mg/L)
X2
(mg/L)
X3
(mg/L)
X4
(mg/L)
三次重复的腋芽诱导率(%)
Ⅰ Ⅱ Ⅲ 平均值
A1 1(0.00) 1(0.20) 1(0.00) 1(0.00) 56.7 60.0 56.7 57.8gE
A2 1(0.00) 2(0.40) 2(2.00) 2(2.00) 80.0 83.3 86.7 83.3bcAB
A3 1(0.00) 3(0.80) 3(3.00) 3(3.00) 70.0 76.7 66.7 71.1efCD
A4 2(0.15) 1(0.20) 2(2.00) 3(3.00) 90.0 86.7 90.0 88.9abA
A5 2(0.15) 2(0.40) 3(3.00) 1(0.00) 80.0 70.0 76.7 75.6deBCD
A6 2(0.15) 3(0.80) 1(0.00) 2(2.00) 66.7 70.0 66.7 67.8fD
A7 3(0.30) 1(0.20) 3(3.00) 2(2.00) 86.7 93.3 93.3 91.1aA
A8 3(0.30) 2(0.40) 1(0.00) 3(3.00) 80.0 76.7 80.0 78.9cdBC
A9 3(0.30) 3(0.80) 2(2.00) 1(0.00) 76.7 80.0 73.3 76.7deBCD
表3激素种类及浓度对红星茵芋腋芽诱导分化的影响
注:同列数据后不同小写字母表示P=0.05差异显著水平,不同大写字母表示P=0.01差异极显著水平。以下同。
变异来源 平方和 自由度 均方 F值 显著水平
区组 5.65 2 2.82
X1 596.91 2 298.45 23.74 0.00002
X2 328.56 2 164.28 13.07 0.00043
X3 1067.82 2 533.91 42.46 0.00000
X4 627.65 2 313.82 24.96 0.00001
误差 201.18 16 12.57
总和 5.65 2 2.82
表4初代培养正交设计方差分析表(随机区组模型)
X1各水平平均值(%) X2各水平平均值(%) X3各水平平均值(%) X4各水平平均值(%)
水平3 82.22aA 水平2 79.27aA 水平2 82.97aA 水平2 80.74aA
水平2 77.42bA 水平1 79.27aA 水平3 79.27bA 水平3 79.64aA
水平1 70.76cB 水平3 71.87bB 水平1 68.17cB 水平1 70.01bB
表5诱导分化4因素各水平间差异显著性SSR检验
B1 1(改良H) 1(0.20) 1(2.00) 1(2.00) 5.64 5.44 5.96 5.68±0.26cC
B2 1(改良H) 2(0.40) 2(3.00) 2(3.00) 6.32 6.80 6.12 6.41±0.35bB
B3 1(改良H) 3(0.80) 3(4.00) 3(4.00) 4.52 3.96 4.24 4.24±0.28eD
B4 2(1/2MS) 1(0.20) 2(3.00) 3(4.00) 3.00 3.24 3.04 3.09±0.13fE
B5 2(1/2MS) 2(0.40) 3(4.00) 1(2.00) 5.68 5.40 5.12 5.40±0.28cdC
B6 2(1/2MS) 3(0.80) 1(2.00) 2(3.00) 4.56 3.92 4.20 4.23±0.32eD
B7 3(MS) 1(0.20) 3(4.00) 2(3.00) 4.96 5.08 5.40 5.15±0.23dC
B8 3(MS) 2(0.40) 1(2.00) 3(4.00) 6.76 6.32 6.52 6.53±0.22bB
B9 3(MS) 3(0.80) 2(3.00) 1(2.00) 8.72 8.96 8.52 8.73±0.22aA
试验号
Y1
培养基
Y2
(mg/L)
Y3
(mg/L)
Y4
(mg/L)
三次重复丛生芽增殖倍数
Ⅰ Ⅱ Ⅲ 平均值±SD
表6培养基及激素种类和浓度对红星茵芋丛生芽增殖的影响
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表8增殖培养四因子各水平间差异显著性SSR检验
切一字切口,接种于增殖培养基中进行培养[6]。接种后
每7天观察一次增殖情况。35d后,各试验组增殖情况
如表6所示,B9培养基能显著促进芽的增殖,增殖倍
数最高,达到8.73倍;其次是培养基B8和B2,增殖系
数分别为6.53和6.41。因此,红星茵芋丛生芽增殖培
养最佳培养基可选 B9培养基,即 MS+NAA0.8
mg/L+BA3.0mg/L+KT2.0mg/L。
经方差分析(见表7)得出:4个因素对红星茵芋增
殖效果差异显著(P<0.01),其中影响最大的因素是培养
基的基本类型(F=205.78,P<0.01),其次是KT(F=127.
94,P<0.01)。近一步对4因素进行Duncan多重比较
(见表8)可以得出:4个因素各水平之间差异极显著,
以提高单因素平均增殖倍数为出发点,最优组合中Y2
因素可选择水平2,即NAA0.4mg/L。
3结论与讨论
3.1结论
通过该试验筛选出了红星茵芋花梗腋芽诱导培养
的最适培养基为 MS+2.4-D0.3mg/L+IAA0.2
mg/L+BA3.0mg/L+KT2.0mg/L;红星茵芋芽增殖
培养的最适培养基为 MS+NAA0.8mg/L+BA
3.0mg/L+KT2.0mg/L。
3.2讨论
据研究报道,木本植物的器官发生植株再生途径
可分为两类:一是先从外植体上诱导出愈伤组织,再由
愈伤组织经脱分化诱导出不定芽[7~10];二是不经过愈伤
组织阶段,直接从原始外植体上诱导产生不定芽或不
定根的直接器官发生[11~12]。前者愈伤组织经过脱分化
过程较易引起染色体变异[13],因此,在观赏植物组培
中,为避免发生变异,大多希望较少产生愈伤组织直接
诱导出芽,能尽快出苗。笔者以红星茵芋的花梗作外
植体直接诱导出腋芽,开辟了红星茵芋组培快繁的新
途径,具有取材方便,减少变异等优点,且降低了生产
成本,大大缩短了红星茵芋的生产进程,为尽快满足市
场需求提供了有力的保障。另有报道,观花花卉外植
体的取材越靠近花器官经组培形成的植株开花多而花
期早[14]。因此,以花梗为外植体进行组培快繁,期望获
得早花和多花植株,以提高红星茵芋的观赏价值。
笔者发现,培养基中外源激素种类、配比对红星茵
芋花梗腋芽诱导和增殖的影响较大,通过调整培养基
中的外源激素的种类和浓度,使腋芽的诱导率达到
91.1%,而腋芽的继代增殖系数达8.73,可以满足红星
茵芋的快速繁殖与工厂化生产的要求。
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变异来源 平方和 自由度 均方 F值 显著水平
区组 0.08 2 0.04
Y1 29.63 2 14.81 205.78 0.00
Y2 10.56 2 5.28 73.31 0.00
Y3 5.97 2 2.98 41.44 0.00
Y4 18.42 2 9.21 127.94 0.00
误差 1.15 16 0.07
总和 65.81
表7继代增殖正交设计方差分析表(随机区组模型)
Y1各水平增殖倍数(倍) Y2各水平增殖倍数(倍) Y3各水平增殖倍数(倍) Y4各水平增殖倍数(倍)
水平3 6.80aA 水平2 6.12aA 水平2 6.08aA 水平1 6.60aA
水平1 5.44bB 水平3 5.73bB 水平1 5.48bB 水平2 5.26bB
水平2 4.24cC 水平1 4.64cC 水平3 4.93cC 水平3 4.62cC
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(责任编辑:王芬露)
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