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毛梾初代培养影响因素研究



全 文 :北方园艺2012(07):123~125 ·生物技术·
第一作者简介:张丹(1986-),女,山西运城人,在读硕士,现主要从
事组织培养方面的研究工作。
责任作者:康永祥(1963-),男,陕西乾县人,硕士,副教授,硕士生
导师,现主要从事树木学研究工作。
基金项目:林业公益性行业专项资助项目(200804010)。
收稿日期:2012-01-11
毛梾初代培养影响因素研究
张   丹,康 永 祥,薛 丽 艳,叶 新 华
(西北农林科技大学 林学院,陕西 杨凌712100)
  摘 要:以毛梾茎段为外植体,研究了不同消毒方式、不同基本培养基类型、不同取材时间和
不同激素组合对毛梾初代培养的影响。结果表明:0.1%氯化汞10min取得了比较理想的消毒效
果,污染率和褐化率均较低;MS培养基为较适宜的初代培养基,其萌发时间、生长状况均优于其
它培养基;外植体在MS+6-BA 0.5mg/L+NAA 0.1mg/L+IBA 0.1mg/L上生长最好。
关键词:毛梾;初代培养;影响因素
中图分类号:S 792.119 文献标识码:A 文章编号:1001-0009(2012)07-0123-03
  毛梾(Cornus walteri Wanger.)为山茱萸科梾木属
落叶乔木,又名车梁木、小六谷。分布于山东、河北、河
南、江苏、安徽、浙江、湖北、湖南、山西、陕西、甘肃、贵州、
四川、云南等省。喜阳、耐旱、耐寒,能耐-23℃的低温,
在自然界常散生于向阳山坡及岩石缝间。用种子繁殖,
4~6a可开花结实。枝叶茂密、白花可赏,也可栽作行
道树用。木材坚重,供作车辆、家具等用;种子含油
30%~35%,榨油可以食用和作精密机械如钟表等的润
滑油;树皮及叶可提栲胶;花为蜜源植物[1]。由此可见,
毛梾是一种不可多得的园林绿化树种和木本油料树种,
经济性状非常明显。
能源问题目前已成为一个全球性的问题,煤炭、天
然气、石油等能源是有限的,而太阳能、风能等新能源虽
然取之不尽,但是其生产与利用又难以控制,不断开发
新能源,用可再生能源来取代有限的石化能源是非常必
要的[2-3]。我国人口多耕地少,食用油进口量还在逐年
上升,不可能仿效欧美等发达国家大力种植油料作物
(油菜、大豆等)的方式来发展生物柴油工业[4-8]。但是我
国山地资源丰富,木本油料植物又具有野生性、耐旱、耐
贫瘠等优点,一次栽植,多年受益。毛梾就是一种非常
优良的木本油料树种,经济前景非常广阔。目前,毛梾
的繁殖方式主要是种子繁殖,但种子繁殖率低,出苗不
齐,繁育时间长;虽然可以扦插育苗,但是存活率低,生
根也非常困难,又受到了季节和资源的限制,所以就需
要一种行之有效的方法来进行繁育。组织培养简单、迅
速、繁殖速度快,可以极大的缩短木本植物的周期,有利
于植物的推广和规模化生产。该试验通过对影响毛梾
初代培养的因素进行探索和分析,寻求毛梾初代培养最
适宜的培养条件,旨在为今后建立稳定而高效的毛梾组
织培养技术体系提供依据和参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验材料来自陕西省杨凌示范区西北农林科技大
学林学院毛梾资源圃,外植体采自2a生毛梾实生苗的
当年生枝条。
1.2 试验方法
1.2.1 外植体的处理和消毒 选择生长健壮、病虫害少
的植株,剪取当年生的枝条,立即带回实验室,剪去叶
片,用牙刷蘸洗衣粉水刷洗表面,截取枝条(基部、中部、
梢部),剪成1.5cm左右的茎段,流水冲洗12h左右,采
用6种消毒处理(表1),各处理均用无菌水冲洗5次,然
后将茎段两侧与消毒液接触的部位切掉,切成1cm左
右的茎段,接种到MS+6-BA 0.5mg/L+2,4-D 1mg/L
的培养基中。每升培养基均添加琼脂6g,蔗糖30g,pH
5.5~6.0,121℃灭菌20min(以下培养基琼脂、蔗糖含
量、pH、灭菌方法均相同)。每个处理接1L培养基,每
瓶接种1个茎段,3次重复。7d后观察、记录外植体生
长情况,统计外植体的污染率和褐化率。
表1 不同的消毒方法
处理
消毒方法/min
75%酒精 84消毒液 0.1%氯化汞
1  0.5  5  5
2  0.5  10  5
3  0.5  15  5
4  0.5 - 5
5  0.5 - 10
6  0.5 - 15
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·生物技术· 北方园艺2012(07):123~125
1.2.2 不同基本培养基对初代培养的影响 采用 MS、
1/2MS、WPM 3种不同类型的培养基,不添加任何激素,
以茎段为外植体进行培养。每个处理接1L培养基,每
瓶接种1个茎段,3次重复。7d后观察、记录外植体生
长情况,从外植体开始萌发时间、增殖等方面来进行
比较。
1.2.3 不同取材时间对初代培养的影响 从2010年9
月份开始每个月都采集毛梾当年生茎段为外植体,接种
到MS+6-BA 0.5mg/L+2,4-D 1mg/L中。每次接1L
培养基,每瓶接种1个茎段,3次重复。7d后观察、记录
外植体生长情况。依次筛选最适宜的取材时间。
1.2.4 不同激素组合对初代培养的影响 采用L9(33)
正交表进行正交实验,以MS为基本培养基,探索3种植
物激素及其浓度对毛梾初代培养的影响(表2)。3次重
复,1个月后观察、记录外植体生长情况,统计诱导率。
表2 正交实验设计激素浓度
浓度
激素/mg·L-1
6-BA  NAA  IBA
1  0.1  0.1  0
2  0.5  0.3  0.1
3  1.0  0.5  0.5
2 结果与分析
2.1 不同消毒处理对外植体的影响
用不同消毒方法处理外植体,初代培养7d后,由表
3可看出,5号处理污染率和褐化率相对是比较理想;6
号处理污染率很低,但是褐化率非常高;1~4号处理污
染率非常高,培养基上长有黄色、黑色等颜色的霉菌,外
植体上出现白色的菌丝,并且逐渐增大,也有少部分培
养基是细菌污染,出现白色的脓液,结果表明,毛梾外植
体茎段适宜的消毒方法是0.1%氯化汞消毒10min
左右。
表3 不同消毒方法的消毒效果
处理
消毒方法/min
75%酒精 84消毒液 0.1%氯化汞
污染率/% 褐化率/%
1  0.5  5  5  81.7  4.2
2  0.5  10  5  80.8  2.5
3  0.5  15  5  74.2  5.8
4  0.5 - 5  79.2  4.2
5  0.5 - 10  42.5  45.0
6  0.5 - 15  27.5  63.3
2.2 不同基本培养基对毛梾初代培养的影响
采用3种不同培养基处理培养7d以后,由表4可
看出,MS培养基效果较好,在无任何激素处理的情况
下,外植体生长状况良好,部分接种的茎段开始慢慢膨
大并萌发,叶片缓慢展开;WPM培养基次之;1/2MS培
养基诱导时间最长,结果表明,MS培养基是毛梾初代培
养最适宜基本培养基。
表4 基本培养基类型对初代培养的影响
培养基 萌发时间/d 生长状况
MS  5 萌发早,生长健壮
1/2MS  15 生长不良
WPM  9 萌发较早,生长较好
2.3 不同取材时间对初代培养的影响
由图1可看出,取材时间对培养效果有一定的影
响,在4~6月取材培养效果较好,主要表现在污染率、褐
化率和存活率上。在4~6月取材,外植体较幼嫩、易消
毒,污染率和褐变率低,接种后存活率高,长势快、生长
能力强。冬季是取材最不适宜时间,此时所取材料还需
要解除休眠,而且消毒困难,容易发生污染和褐变,存活
率低。因此,4~6月是毛梾组培快繁取材最适宜时间。
图1 不同取材时间对毛梾初代培养的影响
2.4 不同激素组合对初代培养的影响
由表5可知,用不同激素组合处理,接种1个月后
统计结果,发现6-BA、NAA、IBA均能诱导茎段萌发,但
各自诱导能力存在一些差异。
表5 不同激素组合试验结果
处理
激素/mg·L-1
6-BA  NAA  IBA
接种外植
体数量
诱导芽数
/个
诱导率
/%
1  0.1  0.1  0  120  16  13.3
2  0.1  0.3  0.1  120  5  4.2
3  0.1  0.5  0.5  120  5  4.2
4  0.5  0.1  0.1  120  22  18.3
5  0.5  0.3  0.5  120  17  14.2
6  0.5  0.5  0  120  19  15.8
7  1.0  0.1  0.5  120  7  5.8
8  1.0  0.3  0  120  4  3.3
9  1.0  0.5  0.1  120  5  4.2
  由表6可知,6-BA的诱导作用达到显著,NAA和
IBA的诱导作用不显著,3种激素作用的强弱依次是:
6-BA>NAA>IBA。处理4生长最好,生长旺盛,颜色
嫩绿,叶片舒展。其它处理长势较弱,叶片呈卷曲状,几
   表6 方差分析
激素 SS  df  MS  F  F0.05
6-BA  222.57  2  111.29  28.76  19.00
NAA  47.44  2  23.72  6.13
IBA  11.77  2  5.89  1.52
误差 7.74  2  3.87
289.52  8
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北方园艺2012(07):123~125 ·生物技术·
乎无伸长生长,有的处理有很多茎段没有萌发。6-BA、
NAA、IBA 3种激素均能诱导茎段出芽,但各自诱导能
力却存在很大差异。6-BA的诱导能力比较强,但高浓度
的植物激素反而抑制了生长。
3 结论与讨论
3.1 消毒方法的选择
外植体消毒成功与否是建立组培快繁体系很重要
的一个条件。试验中采用0.1%氯化汞消毒10min取
得了不错的消毒效果。6号处理褐化率高的原因可能是
消毒剂处理时间过长,产生了毒害作用。总得来说毛梾
的污染率还是比较高,原因可能是一方面木本植物生长
周期长,次生代谢物分泌较多,而且毛梾自身覆盖有一
层绒毛,容易滋生细菌,且不易消除;另一方面外植体采
集于野外,自身携带的菌类比较多[9],而在组织培养中
由于材料内部(细胞内或细胞间)的内生细菌也不能被
一般的表面灭菌方法所清除,也会引起培养材料的污
染;此外消毒剂处理时间也不能过长,会对植物组织和
细胞有杀伤作用,外植体会吸收或者残留部分重金属而
死亡,酒精也能导致外植体烧苗而死亡[10]。
3.2 基本培养基对初代培养的影响
不同种植物对培养基的需求也不相同,只有选择适
宜的培养基才能保证培养材料的生长。试验结果表明,
MS培养基较适宜于毛梾的组织培养,其各项指标均高
于1/2MS、WPM。这和前人的研究结果较为一致,木本
植物组织培养中应用最为广泛的是MS培养基,它的无
机盐(如钾盐、铵盐及硝酸盐)含量均较高,微量元素种
类较全,浓度也较高,我国近年来在树种成功的离体培
养中,多数选用MS培养基[11]。
3.3 不同取材时间对初代培养的影响
取材时间对培养效果有一定的影响,4~6月份是毛
梾的生长季节,新的枝条开始萌发,所采集外植体比较
幼嫩,带菌较少,较短的消毒时间就能达到很好的效果,
毒害作用也相对减弱。木本植物在冬季要进行休眠,枝
条不易解除休眠,而且也不易消毒,消毒时间过长,植物
大都发生褐变导致死亡。
3.4 不同植物激素对初代培养的影响
正交实验法要求任意因素都是全面试验,而且试验
点的分布也是均衡的。该试验考察了3种植物激素3
个浓度组合的9组试验,每组试验都有很强的代表性,
能够比较全面地反映优选区内的大致情况。在只有1~
2个因素起主要作用,而试验之前又不知道哪个因素起
主要作用的情况下,正交实验法能保证主要因素的各个
可能搭配都不会漏掉[12]。通过方差分析,看出处理4是
最佳组合,萌发时间早,长势好,诱导率也高。另外,在
1L培养基中添加2g PVP或者2g活性炭对褐化现象
有一定的抑制作用。外植体生长一段时间,叶片发生黄
化蜷曲现象,此时将外植体下端发黑的部位切除并转接
有一定的抑制作用。
综上所述,该试验通过对消毒方式,培养基,取材时
间以及植物激素4个方面的研究,对毛梾初代培养的影
响因素进行了初步的研究,为将来建立一整套组培体系
奠定了一定基础,还存在一些问题,有待今后进一步的
研究探讨。
参考文献
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Study on the Influencing Factors of Initial Culture of Cornus walteri Wanger.
ZHANG Dan,KANG Yong-xiang,XUE Li-yan,YE Xin-hua
(Colege of Forestry,Northwest Agricuture and Forestry University,Yangling,Shaanxi 712100)
Abstract:Taking the stems of Cornus walteri Wanger.as explants,the disinfection methods,basic medium,diferent
sampling time and diferent hormone afect the primary culture of Cornus walteri Wanger.were studied.The results
showed that the best disinfection method was using 0.1%HgCl2for 10minutes,it had lower contaminated rate and
browning rate;MS medium was the best one for primary culture,the germination time and growth conditions were better
than other medium;explants grew wel in the medium of MS+6-BA 0.5mg/L+NAA 0.1mg/L+IBA 0.1mg/L.
Key words:Cornus walteri Wanger.;initial culture;influencing factors
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