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鸡眼草有利变异植株嫩茎组织培养及再生体系的建立



全 文 :试验研究 2013.6
鸡眼草(Kummerowia striata)又称掐不齐、公母
草,属于豆科、鸡眼草属一年生草本植物[1]。 生长于路
边、田边、溪旁、沙质地和山坡草地等环境中,在我国
的黑龙江、吉林,以及华北、西北、华南和西南等地有
分布,辽宁省也普遍分布[1]。 鸡眼草的蛋白质含量高,
且适口性好,是家畜、家禽的优质饲料。 另外,鸡眼草
全草含有异荭草素、异牡荆素、槲皮素、芹菜素等黄
酮类化学成分,全草作药用,具有清热利湿、消肿解
毒等功效,能治感冒、暑湿吐泻、黄疸、痢疾、疳积、痈
疖疔疮、血淋、咯血、跌打损伤、赤白带下等疾病[2]。 由
于鸡眼草既是优质饲料, 又具有多种药用价值。 因
此,近年来人们将其干粉添加在蛋鸡饲料中,能明显
地降低发病率。 药用和饲用的长期大量采集,再加之
近年来生态环境的迅速破坏, 使鸡眼草的野生资源
迅速减少,不仅无法满足人们需要,而且有很多地区
已经很难采集到野生的鸡眼草。 但人们在对野生鸡
眼草的采集中,偶尔也会发现生长非常旺盛、嫩茎叶
产量高的有利变异植株。 于是,有人试图对这样的有
利植株进行栽培。 但是,这种具有有利性状的变异植
株,几乎结不出种子,因而无法实现栽培。 为保存这
种有利变异,2005 年,当我们再次发现这种有利变异
植株时, 对其进行了嫩茎组织培养及再生体系建立
的研究, 以期保存其野生的有利变异, 实现人工栽
培。 虽然目前已有豆科植物组织培养 [3-6]和鸡眼草综
合利用研究 [7]的报道,但迄今未见鸡眼草组织培养及
再生体系建立研究的报道。
1 材料与方法
1.1 材料与灭菌
7 月中旬, 将在大连旅顺山林下发现具有生长旺
盛有利变异的鸡眼草嫩茎采回实验室, 将嫩茎剪成长
3 cm左右的茎段后,放入 200 ml磨口广口瓶,用自水
来反复洗涤 20 min左右, 再用 0.01%安利洗涤剂洗涤
约 10 min,然后用自来水清洗到无泡沫时,转移到超净
工作台上,加 70%~75%酒精灭菌约 10s,立刻倒入无菌
水,洗涤 2 次后,再加 0.05% HgCl3 振荡灭菌 14 min,
最后用无菌水振荡洗涤 6次,即可得到无菌嫩茎。
1.2 培养条件
以 MS、1/3MS 为基本培养基, 附加不同浓度的
鸡眼草有利变异植株
嫩茎组织培养及再生体系的建立
李玲玉 陶 双 汪 航 宁淑香 姜长阳
(辽宁师范大学生命科学学院 大连 116029)
摘要:为保护野生资源,满足栽培的需求,以具有有利变异鸡眼草嫩茎为材料,进行愈伤组织诱导
和不定芽分化、试管苗生根、移栽和定植的研究。 结果表明,MS +6-BA 0.4 mg/L +2,4-D2.0mg/L
是嫩茎愈伤组织诱导和继代增殖培养的理想培养基;MS + ZT 0.8 mg/L + NAA 0.1 mg/L 是愈伤
组织分化培养的理想培养基;1/3MS+ABT 1.0 mg/L +IBA 0.3mg/L 是不定芽生根培养和试管苗的
生根继代增殖培养的理想培养基;试管苗移栽成活率为 94.5%;定植成活率为 98.7%。定植的试管苗
保持了有利变异性状和鸡眼草的所有植物学性状。
关键词:鸡眼草;组织培养;无性系
基金项目:辽宁省普通高等教育本科教学改革研究项目(201203041-4);辽宁省大学生创新创业训练项目(201203015011)。
作者简介:李玲玉(1991-),女,在读本科生,从事植物组织培养研究。
通讯作者:姜长阳(1953-),男,教授,从事植物技术研究。 E-mail: changyangjiang@126.com
131- -
2013.6 试验研究
6-BA 和 IAA、IBA、NAA、2,4-D。 所有培养基均加蔗
糖 20 g/L;培养基胨力强为 240 g/cm2[8],pH 6.0,培养
温度 26℃,光照时间 12 h/d,光照强度 3 000 lx。
1.3 方法
1.3.1 嫩茎愈伤组织诱导培养 将在广口瓶中灭菌
后的无菌嫩茎两端各切掉 0.2 cm 左右后, 将嫩茎切
成长 0.5cm 的茎段,接种到以 MS+6-BA 0.4 mg/L 为
基本培养基, 附加浓度分别为 1.0 mg/L 和 2.0 mg/L
的 IAA、2,4-D、NAA、IBA 的培养基上,进行嫩茎愈伤
组织诱导培养试验。每种处理接种 10个材料,重复 3
次;初次培养前 25 d 进行暗培养,此后 30 d 光照培
养, 到 50 d时观察愈伤组织的生长情况, 统计诱导
率。 将初次培养的愈伤组织接种到相同培养基上,进
行愈伤组织继代培养,每种处理接种 100 块材料,每
次试验继代增殖培养 4代。
1.3.2 愈伤组织的分化培养 将上述继代增殖培养
的绿色颗粒状愈伤组织分散为有 5~10 个颗粒组成、
直径约为 0.4 cm的块状后,接种到以 MS+ZT 0.6 mg/L
为基本培养基,附加不同浓度 IAA、NAA的培养基上,
进行愈伤组织分化培养。 每种培养基接种 100个块愈
伤组织,重复 3次。 60 d时观察并统计结果。
1.3.3 不定芽的生根培养 将由愈伤组织分化培养
的不定芽从下部切下后,接种到以 1/3MS+ABT(2 号
生根粉)1.0 mg/L为基本培养基, 并附加不同浓度的
NAA、IBA、IAA、2,4-D 的培养基上,进行不定芽的生
根培养试验。 不定芽的生根培养试验重复 3次,每种
培养基接种培养 100个不定芽。
1.3.4 试管苗的移栽、 定植 把生根继代增殖培养
的试管苗取出后,洗净根部的培养基,放到下部有一
层约 0.7 cm 深、浓度为 1.0 mg/L 的 IBA 溶液、深度
为 10 cm的塑料盘中,置于光照约 4 000 lx 的条件下
炼苗 2 d后,移栽到上面为一层干净河沙的温室苗床
上。移栽后前 10 d保持无直射光、湿度 80%~90%、温
度 18℃以上的环境条件。10 d后进行正常管理。移栽
试验重复 2次,移栽的数量分别为:450株、640株。
把在温室中移栽成活的试管苗, 于 5 月下旬定
植到大连郊区的山坡上。 共定植 1 020株。 定植后不
进行特意的管理,任其在野生条件下生长。
2 结果与分析
2.1 不同浓度的生长素对嫩茎愈伤组织诱导的影响
到 50 d 时观察统计,结果见表 1。 由表 1 可见,
在不加生长素和附加 IBA 的培养基上, 不能诱导形
成愈伤组织;在附加 IAA、2,4-D、NAA 3 种生长素的
培养基上均可诱导嫩茎形成愈伤组织。 其中在附加
浓度为 2.0 mg/L 2,4-D的培养基上,愈伤组织的诱导
效果最好,不仅愈伤组织的诱导率为 90%、诱导生长
的愈伤组织长得快, 而且为浅绿色, 外观上生长旺
盛。 观察还表明,在附加浓度为 2.0 mg/L 2,4-D 的培
养基上,接种后 8 d可见形成愈伤组织,之后,随着培
养时间的延长, 伴随着先形成的愈伤组织的不断生
长,愈伤组织的诱导数也不断增加。 在暗培养初期诱
导愈伤组织为无色透明状,后来为浅黄色的;转移到
光照下后,伴随着愈伤组织的不断生长,颜色逐渐变
成了浅绿色。 把浅绿色的愈伤组织分割成块状后,接
种到相同的培养基上进行继代增殖培养, 每次试验
继代增殖培养 4 代的结果表明, 50 d 为一个继代增
殖培养周期,就会培养出一代生长旺盛、表面为绿色
颗粒状的愈伤组织。 3 次重复试验,每次继代增殖培
养 4 代的结果基本一致。 上述结果说明,MS +6-BA
0.4 mg/L +2,4-D 2.0mg/L 这种培养基是具有有利变
异的鸡眼草嫩茎愈伤组织诱导和继代增殖培养的理
想培养基。
2.2 不同浓度的 IAA、NAA 对愈伤组织分化培养的
影响
观察统计结果由表 2 可见, 在不加生长素的培
养基上,愈伤组织基本不分化;在附加不同浓度 IAA
的培养基上,愈伤组织基本不分化。 而在附加浓度为
表 1 不同浓度的生长素对嫩茎愈伤组织诱导的影响
注:++长势旺盛;+长势一般;-为不生长;基本培养基为 MS+6-
BA 0.4 mg/L。
生长素
生长素浓
度(mg/L)
诱导率
(%)
愈伤组织颜色、
平均大小(cm)
长势
无 0 0 0 -
IAA 1.0 20 黄白色,0.4 +
IAA 2.0 20 黄白色,0.6 +
2,4-D 1.0 70 浅绿色,1.2 +
2,4-D 2.0 90 浅绿色,1.7 ++
NAA 1.0 30 浅绿色,0.7 +
NAA 2.0 50 浅绿色,1.1 +
IBA 1.0 0 0 -
IBA 2.0 0 0 -
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试验研究 2013.6
0.1 mg/L、和 0.3 mg/L 的 NAA 的培养基上,愈伤组织
能分化,其中在浓度为 0.1 mg/L NAA的培养基上,愈
伤组织的分化率不仅达 91%、 平均每块愈伤组织分
化出 3.8 个不定芽,而且分化的不定芽长势好;观察
结果还表明,在该培养基上,接种后 9 d 可见愈伤组
织开始分化,而后,随着培养时间延长,分化数不断
增加, 并且在先分化出的不定芽基部又会相继分化
出多个不定芽;培养到 60 d时,每块培养的愈伤组织
能分化生长出 3.9 个高 0.5 cm 以上的不定芽, 使其
形成丛生不定芽。 3次重复试验的结果基本一致。 以
上结果表明,MS + ZT 0.8 mg/L + NAA 0.1 mg/L 这种
培养基是具有有利变异的鸡眼草愈伤组织分化培养
的理想培养基。
2.3 不同浓度的 NAA、IBA、IAA、2,4-D 对不定芽生
根培养的影响
接种后 30d观察统计,结果见表 3。由表可见,在
不加生长素、 附加不同浓度 NAA、2,4-D 的培养基
上,不定芽不生根;在附加 IBA、IAA 的培养基上,培
养的不定芽均能生根生长为试管苗。 其中附加浓度
为 0.3 mg/LIBA 的培养基上, 所观察统计的生根率、
平均每株试管苗的生根数, 以及试管苗长势三项指
标均为最好。 观察培养过程还表明, 在附加浓度为
0.3 mg/LIBA 的培养基上, 培养 4 d 可见培养的不定
芽开始生根;培养到 30d 时,所培养的试管苗就会生
长为株高 3.1~5.5 cm、根为白色、茎粗约 0.2 cm、具有
4~7个叶片,外观上生长非常旺盛的试管苗。 把由不
定芽生根培养的试管苗剪成长约 1.5 cm、 至少具有
2个叶片(实际上是具有 2 个生长点)的茎段后,把下
部切口插入到与不定芽生根培养相同的 1/3MS+ABT
1.0 mg/L +IBA 0.3 mg/L 培养基上, 进行不定芽和试
管苗的生根继代增殖培养。 3 次重复试验,每次重复
试验继代增殖培养 6代的统计证明, 经过 28 d 为一
个培养周期的培养, 就能增殖培养出一代长势与不
定芽生根培养一致的试管苗。 平均每一代繁殖系数
为 3.1。 3 次重复试验的结果基本一致。 以上结果说
明,1/3MS+ABT 1.0 mg/L +IBA 0.3mg/L 这一培养基
是具有有利变异的鸡眼草不定芽生根培养和试管苗
的生根继代增殖培养的理想培养基。
2.4 试管苗的移栽、定植
2 次移植的成活数分别为:416 株、614 株。 平均
成活率为 94.5%。
定植后 30 d 统计试管苗成活了 1 007 株, 成活
率为 98.7%。 定植后 50d 左右开始迅速生长,9 月中
旬和10 月中旬分别将地上部嫩茎叶收获 2 次, 与野
生植株相比, 具有有利变异的试管苗单株收获量平
均增产 36%。 此外, 具有有利变异的试管苗生长旺
盛、群体整齐,根系增加 90%左右。 不收割嫩茎的试
管苗 8月中旬开花,9月下旬结果, 并保持了鸡眼草
表 2 不同浓度的 IAA、NAA 对愈伤组织分化培养的影响
生长素及浓
度(mg/L)
分化率
(%)
分化不定芽
(个数/块)
不定芽
长势
0 0 0 -
IAA0.1 3 3 +
IAA0.3 0 0 -
IAA0.5 0 0 -
IAA0.7 0 0 -
NAA0.1 91 3.8 ++
NAA0.3 53 2.6 +
NAA0.5 0 0 -
NAA0.7 0 0 -
注:++长势旺盛;+长势一般;-为不生长; 基本培养基为 MS+
ZT 0.8 mg/L。
表 3 不同浓度的 NAA、IBA、IAA、2,4-D
对不定芽生根培养的影响
生长素及浓
度(mg/L)
生根率
(%)
平均生根
(条数/株)
试管苗
长势
0 0 0 -
NAA0.1 0 0 -
NAA0.3 0 0 -
NAA0.5 0 0 -
IBA0.1 53 3.1 ++
IBA 0.3 93 4.2 ++
IBA 0.5 37 2.7 +
IAA0.1 59 3.4 +
IAA0.3 31 1.9 +
IAA0.5 34 1.5 +
2,4-D0.1 0 0 -
2,4-D0.3 0 0 -
2,4-D0.5 0 0 -
注:++长势旺盛;+长势一般;-为不生长;基本培养基为 MS+ZT
0.8 mg/L。
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2013.6 试验研究
的所有植物学性状。
3 讨论
本研究采用试管苗生根继代增殖培养的方法对
试管苗进行繁殖,28d 为一个培养周期, 其繁殖系数
为 3.1。 按照这种繁殖速度,一株试管苗一年能繁殖
出 3.113(约为 200万)株试管苗。 除掉各种不利因素
的影响,每年完全可保证繁殖出 100万株试管苗。 这
种繁殖速度能满足对具有有利变异鸡眼草资源的保
护和人们栽培对种苗的需求。 同时,由嫩茎愈伤组织
所分化培养的试管苗外观上仍保持生长非常旺盛的
有利变异性状也说明,采用组织培养的方法,也是野
生植物的有利变异得到保存的一条可行的途径。
在诸多的植物试管苗培养研究中,多是以 NAA、
IAA 作为生根的调节剂 [9],但在本研究中,以 IBA 为
生根调节剂却收到了较好的生根效果。 产生这种现
象主要是由于以下原因引起的: 一是不同的植物因
其基因型不同, 生根对外源的生长调节剂的需要不
同。 鸡眼草的基因型使其试管苗生根需要外源 IBA
进行调节;二是由于在基本培养基中加入了 ABT, 其
协同作用有利于促进具有有利变异的鸡眼草试管苗
的生根培养。
参考文献
[1]李书心主编.辽宁植物志(上册)[M].沈阳:辽宁科学技术出版
社,1988:956-957.
[2]南京中医药大学编著.中草药大辞典(上册)[M].上海:上海科
学技术出版社, 2006:1700-1701.
[3]王克平,闫日青,吴向荣.四种优良牧草——I.山野豌豆的快速
繁殖[J].中国草地学报,1993,15(4):56-58.
[4]张晨,王巍, 赵溦,等.山野豌豆组织培养及无性系建立的研究
[J].黑龙江科学,2012,15(4):56-58.
[5]邓百万,张兆清,刘世贵.几种豆科牧草植物组织培养体细胞
诱导研究[J].汉中师范学院学报, 2000(181):72-78.
[6]安利佳,李凤霞,张俊敏.豆科植物组织培养研究[J].植物学报,
1992,35(10):743-745.
[7]侯云贵 ,徐立 ,陈慧云 .鸡眼草的综合利用 [J].中国野生植物 ,
1990(2): 17-19.
[8]姜长阳.培养基琼脂用量的商榷[J].植物生理学通讯,1990,26
(2): 54.
[9]安利佳,姜长阳.植物组织培养导论[M].大连:辽宁师范大学出
版社, 1996:115-116.
水稻 “吨田宝” 是中国农业科学院作物科学研
究所的国家发明专利产品。 它针对水稻生长发育与
产量形成过程中的温度逆境和养分逆境的限制因
素, 从改善碳、 氮代谢水平, 提高逆境保护酶的活
性和提高氮肥利用率的角度出发, 利用特异蛋白与
植物生长物质的复合物, 通过调整内激素水平和逆
境保护酶活性, 改善水稻生长发育过程和产量形成
过程, 从而实现对水稻形态特征、 生理特征和产量
形成的优化控制。 为了进一步验证 “吨田宝” 水稻
防早衰增产的应用效果, 我们特进行了本次试验,
以期为大面积推广水稻防早衰技术提供理论依据和
技术参考。
晚稻施用“吨田宝”系统化控简比试验
李良生
(江西省宁都县固村镇农业技术推广站 宁都 342800)
摘要:“吨田宝”有效促进禾苗生长、加速干物质的积累、延长叶片功能、防止早衰、提早成熟等作
用。 试验表明,水稻施用“吨田宝”后能增产 34.75 kg/亩。
关键词:吨田宝;水稻;试验;增产
作者简介:李良生(1979-),农艺师,从事农业技术推广工作。 E-mail:limeijin69@163.com
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