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活血丹子叶无性系建立的研究



全 文 :黑龙江农业科学2012(11):21~24
Heilongjiang Agricultural Sciences
活血丹子叶无性系建立的研究
张 瑜,柏彦伸,孙靖靓,宁淑香,姜长阳
(辽宁师范大学 生命科学学院,辽宁 大连116029)
摘要:为保护资源和实现栽培,以活血丹的子叶为材料,采用组织培养的方法,进行了愈伤组织诱导与分化、
试管苗生根、继代增殖、扦插和定植的研究,建立起无性系。结果表明:MS+KT 0.4mg·L-1+2,4-D
1.8mg·L-1是愈伤组织诱导培养和继代增殖培养的理想培养基;1/2MS+AgNO30.7mg·L-1 +ZT
0.2mg·L-1+NAA 0.1mg·L-1是愈伤组织分化培养的理想培养基;用浓度为2.0mg·L-1的 ABT2号溶液对
不定芽进行48h处理、N6+IAA 0.2mg·L-1是不定芽生根培养的理想培养基;N6+ABT2号0.5mg·L-1+
IAA 0.4mg·L-1是试管苗生根继代增殖培养的理想培养基;试管苗扦插成活率为96.3%,定植成活率为
98.2%;定植的试管苗保持了活血丹的所有植物学性状。
关键词:活血丹;组织培养;无性系
中图分类号:S567.23+9   文献标识码:A   文章编号:1002-2767(2012)11-0021-04
收稿日期:2012-09-01
基金项目:辽宁省普通高等教育本科教学改革研究资助项
目(201203041-4);辽宁省大学生创新创业训 练 资 助 项
目(201203015011)
第一作者简介:张瑜(1992-),女,辽宁省沈阳市人,在读学
士,从事植物组织培养研究。
通讯作者:姜长阳(1953-),男,辽宁省大连市人,学士,教授,
从事植物技术研究。E-mail:changyangjiang@126.com。
  活血丹(Giechoma longituba)又称佛耳草、金
钱草、连钱草等,属于唇形科连钱草属多年生草本
植物[1],生长在林缘和溪边等环境中,在辽宁省的
沈阳、大连、鞍山及抚顺等地也有分布[2]。活血丹
的茎叶含左旋松樟酮、对聚伞花素、异薄荷酮、柠
檬烯等化学成分,作中草药用,具有利湿清热、散
瘀消肿等功效,能治热淋石淋、湿热黄疸、暑热症、
伤风咳嗽、胎咳、子肿、小儿疳积、疮痈肿痛、牙痛、
跌打损伤等疾病[3]。另外,活血丹也是一种人们
常吃的山野菜[4]。由于活血丹既有重要的药用价
值,又具有一定的食用价值,长期以来,人们一直
在大量的采集药用或食用,从而导致野生活血丹
锐减,使大连地区的活血丹资源濒危。因此,有人
试图进行栽培,但又难以得到栽种所需要的大量
种子,无法实现栽培。为保护活血丹衍生资源,满
足栽培对种苗的需求,研究者进行了野生活血丹
子叶和下胚轴无性系建立的研究。虽然已有活血
丹组织培养研究的报道[5-7],但迄今未见活血丹子
叶无性系建立研究的报道。
1 材料与方法
1.1 材料灭菌及无菌苗的获得
2009年9月,将生长于大连郊区山坡林缘的
活血丹种子采回实验室后,置于100mL的磨口
广口瓶中,用自来水洗涤3次后,用蒸馏水洗涤3
次,再用0.005%的安利洗涤液洗涤10min。接
着,用蒸馏水洗涤将安利液洗净,转移到超净工作
台上,用75%的酒精灭菌约15s,迅速用蒸馏水
漂洗3次。再用0.05%的 HgCl3灭菌15min,然
后用无菌水洗涤5次,将洗涤的无菌水倒净,把磨
口的瓶盖盖严后,放到25℃恒温箱中处理24h
后,再用0.05%的 HgCl3灭菌15min,并洗涤5
次,即可获得无菌种子。将无菌种子接种到1/2
MS0+蔗糖10g·L-1的培养基上,在25℃的温箱
中培养10~15d,即可获得活血丹的灭菌苗。
1.2 培养条件
培养基加蔗糖20g·L-1,培养基pH6.2,动力
强度为240g·cm-2[8];在温度为26℃,光照强度
为3 500lx、12h·d-1的条件下培养[9]。
1.3 方法
1.3.1 愈伤组织的培养 将无菌苗子叶剪成边
长为0.2cm 左右的块状,将下胚轴切成长约
0.6cm的轴段后,接种到以 MS+KT 0.4mg·L-1
为基本培养基,附加浓度 分 别 为 0.9、1.8、
2.7mg·L-1的IAA、NAA、2,4-D、IBA的培养基
上,进行愈伤组织的诱导培养,试验重复3次,每
种处理接种100块材料。
1.3.2 愈伤组织分化的培养 把诱导的子叶愈
伤组织经增殖培养的颗粒愈伤组织,在培养瓶内
分成由5~10个颗粒组成的愈伤组织块后,接种
到附加浓度不同的 NAA、IBA、IAA的1/2MS+
AgNO30.7mg·L-1+ZT 0.2mg·L-1培养基上,进
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     黑 龙 江 农 业 科 学 11期
行分化培养试验。分化试验重复2次,每种培养
基接种100块材料。
1.3.3 不定芽的生根培养 向培养着丛生不定
芽的培养瓶内加入5mL浓度为2.0mg·L-1的
ABT2号溶液,将不定芽处理48h后,把不定芽从
基部切下,接种到附加0.4mg·L-1 IAA的1/4MS、
White、B5、N6和LS五种培养基上,进行生根试验。
试验重复3次,每种培养基接种100个材料。
1.3.4 试管苗的扦插和定植 将增殖培养的试
管苗从瓶中拔取,放到底部有一层深0.5~1.0cm
的ABT2号溶液的塑料盘中,处理并炼苗3d,然后
将试管苗根部剪掉,再把上部从中间剪开,形成两
个茎段后,把每个茎段的下部叶剪掉,上部保留1~
2个叶片,接着,把茎段下部插入已浇透水、上层为
干净河沙、并事先打上小孔的温室营养钵中。扦插
试验重复了2次,扦插的茎段数量分别为:980、
1 050段。扦插后前12d内保持湿度90%~95%、
温度19℃以上和无直射光的环境条件。5月中旬,
将在温室中扦插成活的试管苗定植到大连郊区的
溪旁,共定植1 940株,定植后进行正常管理。
2 结果与分析
2.1 不同浓度生长素对子叶和下胚轴愈伤组织
诱导培养的影响
  由表1可见,培养到50d时,在附加不同浓
度2,4-D的培养基上,愈伤组织的诱导生长效果
较好;其中在2,4-D的浓度为1.8mg·L-1这一培
养基上,诱导生长愈伤组织的诱导生长效果最好;
不仅愈伤组织的诱导率最高,而且愈伤组织生长
得最大,色泽、形态和长势都较理想。对培养过程
的观察还表明,在附加浓度为1.8mg·L-1 2,4-D
这种培养基上,培养7d可见有的材料开始生长
出愈伤组织;培养到45d时,诱导生长的愈伤组
织就生长为半球形,表面为嫩绿色颗粒状、生长非
常旺盛的愈伤组织。把在附加浓度为1.8mg·L-1
2,4-D这种培养基上由子叶诱导培养的嫩绿色、
颗粒状愈伤组织分割大小为0.3~0.4cm的愈伤
组织块,继续接种到附加浓度为1.8mg·L-1 2,4-
D这种培养基上进行愈伤组织的继代增殖培养。
经过46d的培养,就可以培养生长一代与用子叶
块为材料,在这种培养基上诱导培养50d生长的
几乎完全一样的嫩绿色颗粒半球状愈伤组织块。
重复的3次试验,每次试验增殖6代的统计证明:
平均每代愈伤组织的增殖系数为24.6。3次重复
试验的结果基本一致。以子叶为材料进行愈伤组
织诱导和继代增殖培养的结果证明:MS+KT
0.4mg·L-1+2,4-D 1.8mg·L-1是活血丹子叶诱
导愈伤组织培养与增殖培养的理想培养基。
表1 不同浓度生长素对子叶和下胚轴愈伤组织诱导培养的影响
Table 1 Effects of auxins concentrations on the differentiation of calus of cotyledon and hypocotyl
生长素
Auxins
浓度/mg·L-1
Concentration
诱导率/%
Induction rate
愈伤组织色泽、形态及平均大小/cm
Color,species and media of calus
长势
Growth
无 0 0 0 -
IAA  0.9  0  0 -
IAA  1.8  5 白色、松软、0.3 +
IAA  2.7  3 白色、松软、0.2 +
NAA  0.9  38 白黄相间、较硬、0.8 ++
NAA  1.8  59 白黄浅绿相间、较硬、1.3 ++
NAA  2.7  56 白黄浅绿相间、较硬、1.6 ++
2,4-D  0.9  64 浅绿、表面较光滑、1.9 ++
2,4-D  1.8  93 嫩绿色、表面颗粒状、1.9 +++
2,4-D  2.7  91 浅绿、表面凸凹、1.9 ++
IBA  0.9  0  0 -
IBA  1.8  0  0 -
IBA  2.7  0  0 -
  注:-为不生长;+生长较差;++生长一般;+++生长旺盛。下同。
Note:-indicate no growth;+indicate worse growth;++indicate normal growth;+++indicate good growth.The same below.
22
11期   张 瑜等:活血丹子叶无性系建立的研究
2.2 不同浓度生长素对愈伤组织分化培养的
影响
  由表2可见,培养至54d时,在附加浓度不
同的NAA的培养基上培养的愈伤组织分化效果
较好。其中在附加浓度为0.1mg·L-1 NAA的培
养基上,分化效果最好。不仅分化率为96%、培
养的每块愈伤组织平均能分化出3.6个不定芽,
而且不定芽长势好。对分化培养过程的观察还显
示,在附加浓度为0.1mg·L-1 NAA的培养基上
培养到6d时,就可见在愈伤组织块的顶端形成
大小0.1~0.2cm的不定芽;培养到54d时,每
个愈伤组织块就会分化生长一个由2~7个、高
0.5~1.3cm、外观长势较旺盛的不定芽丛。2次
重复试验统计结果大致相同。结果证明:活血丹
子叶愈伤组织分化培养的理想培养基为1/2
MS+AgNO30.7mg·L-1+ZT 0.2mg·L-1+
NAA 0.1mg·L-1。
表2 不同浓度生长素对愈伤组织分化培养的影响
Table 2 Effects of auxins concentrations on the differentiation of calus
IBA/
mg·L-1
IAA/
mg·L-1
NAA/
mg·L-1
分化率/%
Differentiation
平均分化不定芽个数
Differentiate buds on each calus
长势
Growth
0 0 0 0 0 -
0.1  0  0  0  0 -
0.5  0  0  0  0 -
1.0  0  0  0  0 -
1.5  0  0  0  0 -
0  0.1  0  29  1.3 +
0  0.5  0  35  1.2 +
0  1.0  0  0  0 -
0  1.5  0  0  0 -
0  0  0.1  96  3.6 ++
0  0  0.5  41  2.3 +
0  0  1.0  16  2.1 +
0  0  1.5  11  1.0 +
2.3 不同培养基对不定芽生根培养的影响
培养到30d时统计,结果证明:以N6为基本
培养基的生根效果最好。在这种培养基上,3次
重复实验的平均生根率达到了97.6%,平均每株
试管苗的高度4.8cm、具有7.3条白色根、6.4个
叶片、茎粗0.23cm,外观上试管苗生长非常旺
盛。把由不定芽生根培养的试管苗,切成至少有
2个叶片、长约1.5cm 的茎段后,直接接种到
N6+ABT2号0.5mg·L-1+IAA 0.4mg·L-1这
种培养基上,进行生根继代增殖培养。3次重复
试验,每次增殖7代的统计结果表明:28d为一个
增殖培养周期,会培养出一代长势与不定芽30d
为一个生根周期培养的试管苗长势一致每个培养
周期的繁殖系数为2.7,几乎没有无效苗。说明:
对不定芽用浓度为2.0mg·L-1的 ABT2号溶液
进行48h处理后,不定芽生根培养的理想培养基
是N6+IAA 0.4mg·L-1;试管苗生根继代增殖培
养的理想培养基是 N6+ABT2号0.5mg·L-1+
IAA 0.4mg·L-1。
2.4 试管苗的扦插与定植
扦插成活后14d可长出新叶,扦插30d后的
平均成活率为96.3%。
定植后40d统计,共成活1 905株,扦插成活
率为98.2%。扦插成活的试管苗50d后生长加
速,后期长势非常旺盛,翌年正常开花结果,并且
试管苗具有活血丹所有的植物学性状。
32
     黑 龙 江 农 业 科 学 11期
3 结论与讨论
在以往的活血丹研究中[7],把嫩茎作为材料
用于愈伤组织的诱导培养,培养基中添加浓度为
2.0~2.5mg·L-1的2,4-D得到了理想的效果,这
种结果与该研究基本一致。由此再一次证明,在
植物组织培养研究的愈伤组织诱导中,常用的
IAA、NAA、2,4-D和IBA四种生长素中,2,4-D
对愈伤组织的诱导作用最强。但是,在愈伤组织
分化、不定芽生根及生根继代增殖培养研究中,该
研究所得到的理想培养基与前人的研究有所差
异,这是由于研究材料的差异引起的。前人的研
究所采用的是嫩茎,而该研究采用的是子叶,并且
其子叶是来自种子的。种子的形成过程会由于杂
交等形成新的基因型,这样就会引起与前人的研
究材料的基因型的差异,从而导致研究过程理想
培养基的差异。
在该研究中,采用试管苗增殖培养和扦插2
种方法进行快速繁殖。试管苗增殖培养28d为1
个培养周期的繁殖系数为2.7。这种方法1株试
管苗1a能繁殖约为40万株试管苗。扣除多种
非正常因素的影响,1a繁殖20万株试管苗完
全能得到保证。而后者的扦插方法,又将使繁殖
速度提高近1倍。因此,即使在繁殖过程中受到
多种不利因素的影响,用这2种方法进行快速繁
殖,一年之内都能繁殖出数万株试管苗,这完全能
满足栽培和资源保护对种苗的需求。
参考文献:
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江农业科学,2011(11):10-12.
Study on Establishment of Clone for Giechoma longituba
ZHANG Yu,BAI Yan-shen,SUN Jing-liang,NING Shu-xiang,JIANG Chang-yang
(Life Science Colege of Liaoning Normal University,Dalian,Liaoning 116029)
Abstract:In order to protect wild resources and realize cultivation,the cotyledons were used as materials to do
the research on calus induction and differentiation,rooting and transplanting of tube seedlings by using tissue
culture methods,finaly established clone of Giechoma longituba.The results showed that the optimum medium
for calus induction and differentiation was MS+KT 0.4mg·L-1 L+2,4-D 1.8mg·L-1 and 1/2MS+AgNO3
0.7mg·L-1+ZT 0.2mg·L-1+NAA 0.1mg·L-1,respectively.After dealt with ABT 2(concentration of
2.0mg·L-1)for 48h,the adventitious buds could be induced rooting in the medium of N6+IAA0.2mg·L-1.
The ideal medium for rooting of the subculture was N6+ABT 2 0.5mg·L-1+IAA 0.4mg·L-1.The transplan-
ting survival rate of tube seedlings was 96.3%and stable planting survival rate was 98.2%.Colonization of
plantlets maintained for al biological traits of Giechoma longituba.
Key words:Giechoma longituba;tissue culture;
檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪




檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪





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