免费文献传递   相关文献

红花檵木叶片再生不定芽的研究



全 文 :红花檵木叶片再生不定芽的研究
符红艳,于晓英,陈己任,史爱琴,任轶林
(湖南农业大学园艺园林学院,长沙 410128)
摘 要:为了建立红花檵木叶片高效的离体再生体系,解决其基因工程育种的问题,以红花檵木叶片为外
植体,探讨了品种、光照条件、激素等因素对叶片离体再生的影响。结果表明:不同品种叶片再生不定芽
能力不同,‘玫红细叶青’再生能力最强,其次是‘长叶玫红’,‘花叶2号’叶片再生最难。白光和红光有
利于叶片再生,70天后都有不定芽出现。其中白光下的诱导率达 50%,红光下诱导率达 25%。叶片近
轴面接触培养基,再生效率高。适合诱导‘玫红细叶青’再生不定芽适宜培养基为MS+6-BA 1.0 mg/L+
NAA 0.5 mg/L其不定芽分化率为 41.6%,适合‘长叶玫红’不定芽分化的组合是MS+6-BA 1.0 mg/L+
NAA 1.0 mg/L其不定芽分化率为33.3%。
关键词:红花檵木;离体叶片;再生
中图分类号:S68 文献标志码:A 论文编号:2013-3119
Adventitious Bud Regeneration from Leaves of Loropetalum chinense var. rubrum Cultivars
Fu Hongyan, Yu Xiaoying, Chen Jiren, Shi Aiqin, Ren Yilin
(College of Horticulture and Landscape, HNAU, Changsha 410128)
Abstract: The aims were to establish Loropetalum chinense var. rubrum cultivars efficient regeneration system
and lay a foundation for solving the problem of gene engineering breeding. In this paper, the regeneration
system of Loropetalum chinense var. rubrum cultivars in vitro was studied with leaves as explants. Some factors
such as different cultivars, illumination condition, and hormone concentration and so on were investigated. The
results showed the regeneration efficiency of leaves was different. The highest one was in L. chinense var.
rubrum‘MeihongXiyeqing’, followed L. chinense var. rubrum‘Changye Meihong’and variegated variation of
L. chinense var. rubrum No.2. It could have higher regeneration efficiency when the leaves with the treatment
by white light and red light and laid on the medium in adaxial side down, after 70 days, their regeneration
frequency were 50% and 25%. The optimal bud regeneration medium from leaves of L. chinense var. rubrum
‘Meihong Xiyeqing’was MS + 6- BA 1.0 mg/L +NAA 0.5 mg/L, the induction frequency was 41.6% . The
appropriate medium for adventitious bud induction from leaves of L. chinense var. rubrum‘Changye Meihong’
was MS+6-BA1.0 mg/L+NAA1.0 mg/L, the induction frequency was 33.3%.
Key words: Loropetalum chinense var.rubrum; leaf in vitro; regeneration
0 引言
红檵木(Loropetalum chinense var. rubrum)又称红
桎 木 、红 花 檵 木 、红 檵 花 ,系 金 缕 梅 科
(Hamamelidaceae)金缕梅亚科檵木属木本植物[1],广泛
应用于长江以南地区的园林绿化。早在 1982年就有
学者对红花檵木的组织培养进行研究[2]。但目前,红
基金项目:国家自然基金面上项目“DREB和XET基因聚合表达的分子基础”(31071826);湖南省高等学校科学研究项目重点项目“红花檵木叶色高
温返青的分子机理研究”(10A057);湖南省教育厅省高等学校产业化培育项目“红花檵木新品种繁育及生产基地建设”(07CY001)。
第一作者简介:符红艳,女,1988年出生,湖南益阳人,硕士,研究方向为观赏植物生物技术。通信地址:410128湖南长沙市芙蓉区湖南农业大学园
艺园林学院观赏园艺系,Tel:0731-84618744,E-mail:584363060@qq.com。
通讯作者:于晓英,女,1968年出生,湖南绥宁人,教授,博导,博士,研究方向观赏植物种质资源与生物技术。通信地址:410128湖南长沙市芙蓉区
湖南农业大学园艺园林学院观赏园艺系,Tel:0731-84618744,E-mail:yuxiaoying1578@hunau.net。
收稿日期:2013-11-27,修回日期:2014-01-20。
中国农学通报 2014,30(16):57-61
Chinese Agricultural Science Bulletin
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
檵木的新品种选育还是主要依赖营养系选种,其遗传
改良和种质资源的创新速度非常慢,其中原因之一在
于红檵木叶片再生困难,再生频率低,限制了现代生物
技术在红花檵木遗传改良和种质创新中的应用。2004
年彭尽晖[3]以黄檵木的叶片和茎段为外植体进行愈伤
组织和丛芽的诱导,但叶片形成的愈伤都不分化。
2005年林紫玉等 [4]曾开展叶片愈伤的诱导和分化研
究,结果显示红花檵木叶片再生非常困难,培养 40天
后才发现反面放置的外植体有 1个产生了丛生芽,其
余全部变褐枯死。另外,2006年王慧颖等[5]对红檵木
的叶片、茎段等进行了离体培养研究,虽然获得了较好
的叶片和茎段愈伤组织,但并没有从愈伤组织上获得
再生苗。2006年李琦[6]的研究也表明红檵木愈伤组织
诱导分化不定芽较难。目前,红檵木叶片离体培养仍
存在再生频率低,重复性差,研究范围窄等问题。本研
究选择了红花檵木的3个代表性品种‘长叶玫红’、‘花
叶 2号’和‘玫红细叶青’为试材,通过不同激素组合、
不同光质和放置方式等处理进行其叶片离体再生试
验,探讨影响其叶片离体再生植株的关键因素,以期为
现代生物技术在红花檵木中的进一步深入应用与研究
奠定基础。
1 材料与方法
1.1 材料
从红檵木栽培品种‘长叶玫红’(Ⅰ)、‘花叶 2号’
(Ⅱ)和‘玫红细叶青’(Ⅲ)上取茎段外植体建立无性繁
殖系,在培养基MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.2 mg/L+
30 g/L蔗糖 30 g/L琼脂 7 g/L中继代培养,40天继代 1
次。培养环境的光照强度为2000 lx,光照16 h/d,温度
(25±2)℃。
1.2 方法
叶片培养与不定芽诱导取继代培养 30天的试管
苗顶部幼嫩叶片(带叶柄),在与叶脉垂直处横切 2刀
且叶片不断开,叶片分别按正面和背面接种在培养基
上,每瓶接种4~5枚叶片。分别接种于以MS为基本培
养基,附加不同质量浓度的6-BA、2,4-D和NAA,共设
10个植物激素组合中(见表 1)的培养基进行激素筛
选。每个处理 10瓶。观察愈伤组织生长情况并统计
诱导率。
培养基编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
植物生长调节剂组合/(mg/L)
NAA
——
——
——
——
1.0
2.0
0.5
1.0
0.5
0.5
6-BA
1.5
0.5
0.5
1.5
0.5
0.5
1.0
1.0
0.5
1.0
2,4-D
1.0
1.0
2.0
2.0
——
——
——
——
0.5
0.5
愈伤诱导率/%

90.7
95.1
92.5
89.7
88.5
87.8
87.5
89.1
91.3
90.3

88.2
89.6
89.4
87.3
90.1
89.8
89.1
88.7
89.8
88.7

90.6
91.5
95.7
89.2
88.4
89.3
88.4
88.5
95.1
91.8
不定芽再生率/%

0
0
0
0
8.3
0
8.3
33.3
0
0

0
0
0
0
0
0
0
0
0
0

0
0
0
0
0
8.3
41.6
25
0
0
表1 不同激素组合的叶片不定芽再生培养基
研究不同光质对红花檵木愈伤和不定芽诱导的影
响,用蓝(300 lx)、红(1600 lx)、白(2000 lx)3种光质,以
黑暗为对照组,每天光照 16 h/d,温度(25±2)℃。察愈
伤组织生长情况并统计诱导率。
2 结果与分析
2.1 激素配比对叶片不定芽分化的影响
在培养 15天后,在含有 2,4-D的 1~4号培养基上
的叶片主脉和切口出现了膨大产生少量紫红色愈伤组
织,而在不含2,4-D的5~8号培养基上培养的叶片反应
较小,只在切口的主脉上有部分膨大。培养 30天后,
愈伤组织明显长大并成块状;培养70天后,在5、6、7和
8号4种培养基上再生出了不定芽,不定芽有的呈单个
分布,部分芽呈簇生状(图版1、2)。另外,试验期间内
发现在含有2,4-D的培养基上一直都没有不定芽的出
现,而在 6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.5~1.0 mg/L激素组合
中不定芽出现频率较高。其中适合‘玫红细叶青’不定
芽分化的是MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.5 mg/L其不定
芽分化率为 41.6%,适合‘长叶玫红’不定芽分化的组
合是MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 1.0 mg/L其不定芽分化
率为33.3%。
··58
1:再生芽单个分布,2:再生芽簇状分布,3:叶片反放生长情况,4:叶片正放生长情况,5~9:‘玫红细叶青’叶片再生不定芽的过程,
10~13:‘长叶玫红’叶片再生不定芽的过程,14~15:‘花叶2号’叶片愈伤的生长情况
图1 图版
符红艳等:红花檵木叶片再生不定芽的研究
1 2 3
4 5 6
7 8 9
10 11 12
13 14 15
··59
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
2.2 不同品种叶片分化的差异
从表 1可看出不同红花檵木品种Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ对培
养基的反应与适应能力差异较大,直接影响植株再生
率。3个品种愈伤的诱导率都较高,但愈伤的品质却
有很大差异,其中‘嫩叶红’和‘长叶玫红’2个品种形
成的愈伤大多为紫红色,松紧适度,‘花叶2号’品种的
愈伤成白色或是绿色,中间稍带点红色,而且比较紧
实。试验期间内来自‘花叶2号’的材料一直无丛芽的
发生,‘玫红细叶青’和‘长叶玫红’2个品种都能够一
定程度上诱导出叶片丛芽(见图版说明)。
2.3 不同光照条件对叶片愈伤组织诱导和不定芽再生
的影响
将不同品种的红花檵木试管苗顶部幼嫩叶片接种
(Ⅰ的培养基为8号、Ⅲ的培养基为7号)后放入不同的
光照条件(红光、蓝光、黑暗、和白光)下培养,20天时
白光和红光下叶片生长正常,蓝光下叶片全部成绿色,
黑暗下培养的叶片部分褐化或是死亡。就愈伤的生长
速度而言,红光的生长速度较快,培养 10天时在叶片
主脉和切口处就行成了红褐色的愈伤。愈伤的诱导率
依次为:红光>白光>黑暗>蓝光。70天后放入白光
和红光条件的叶片都能长出丛芽,其中白光下的诱导
率达 50%,红光下诱导率达 25%,蓝光诱导率为
12.5%,黑暗下诱导率为6.25%。其中蓝光的丛芽诱导
时间较长,为102天。
2.4 叶片放置方式对叶片再生的影响
叶片放置的方式对叶片再生也有一定的影响,从
3个品种叶片脱分化阶段可以看出,叶片的近轴面接
触培养基(叶片反放)比叶片远轴面接触培养基(叶片
正放)更有利于愈伤的生长,其中反面接触培养基的叶
片长出的愈伤多而且成颗粒状,正面接触培养基的叶
片诱导的愈伤较反面接触的要少(见图版3、4)。从愈
伤组织再分化的情况看,从反放叶片来的愈伤再生不
定芽的比率占 66.7%,而正放叶片的愈伤不定芽发生
率较低为 30%。可见红檵木叶片反放更有利于叶片
再生。
3 结论与讨论
本研究表明品种、生长调节剂、光照条件、叶片放
置方式对红花檵木叶片再生均有一定的影响,其中‘玫
红细叶青’的再生能力最强,其不定芽分化率为
41.6%。叶片的放置方式对不定芽的分化也很大差
异,叶片的近轴面接触培养基更有利于叶片再生不定
芽。白光有利于叶片再生不定芽。不同的激素组合对
叶片再生的影响也较大,在含有 2,4-D的培养基上一
直都没有不定芽的出现,适合诱导‘玫红细叶青’再生
不定芽适宜培养基为 MS + 6- BA 1.0 mg/L + NAA
0.5 mg/L,适合‘长叶玫红’不定芽分化的组合是MS+
6-BA 1.0 mg/L+NAA 1.0 mg/L。
植物激素和生长调节剂的种类及其配比直接影响
到叶片培养是否成功和再生率[7],关于叶片再生的报
道很多,但对于不同植物种类品种的适宜激素种类和
配比确却很不一致。如周瑞金等[8]在研究枣叶片再生
时表明TDZ诱导叶片不定芽的效果比6-BA要好。周
索等[9]在研究翠菊叶片再生时表明MS+6-BA 3.0 mg/L+
IBA 1.0 mg/L不定芽诱导率较高。汤绍虎等[10]在研究
梨叶片再生时表明在 6-BA 5 mg/L和 IAA 0.1 mg/L的
组合中不定梢诱导率能达100%。而本研究中以6-BA
1.0 mg/L与NAA 1.0 mg/L的组合较好,叶片再生率
最高。
光质是影响植物生长发育的重要影响因素,对于
植物的形态建成、生理代谢、生长发育有广泛的调节作
用[11]。秦永华[12]对‘丰香’草莓叶片再生的研究表明,
绿色膜和红色膜对叶片不定芽再生有明显的促进作
用,暗处理5周后,不定芽再生率和再生芽数量开始明
显降低。郭君丽等[13]在研究怀山药愈伤组织分化时表
明,蓝光的促进作用最强,红光和白光次之。而黄丽华
等[14]研究表明红光最适合辣椒愈伤组织分化不定芽,
其次为白光、蓝光、绿光。马琳等[15]的研究表明红光对
大蒜愈伤组织出芽最有利,白光次之蓝光诱导率最
低。本试验结果中以白光诱导的不定芽再生率最高,
红光诱导愈伤时间最短,黑暗处理的诱导率最低,蓝光
处理所需时间最长。
本研究发现红花檵木叶片再生不定芽的能力存在
较大的基因型差异,3个材料中只有‘长叶玫红’和‘玫
红细叶青’的叶片能分化出不定芽,‘花叶2号’的叶片
在试验期间内在各种处理和培养条件下一直未分化出
丛芽。为什么会出现这种差异,其具体机理还有待进
一步的探讨。
参考文献
[1] 中国植物志编辑委员会.湖南植物志[M].长沙:湖南科技出版社,
2000.
[2] 朱佩伦,彭永前,张天晓.红檵木组织培养[J].植物生物学通讯,1982,
4.
[3] 彭尽晖.檵木芽变生物学特性及离体培养研究[D].长沙:湖南农业
大学,2004.6.
[4] 林紫玉,李贞霞,张建伟.红檵木的组织培养技术研究[J].安徽农业
科学,2005,33(5):842.
[5] 王慧颖,唐前瑞,尹恒红檵木愈伤组织的诱导研究[J].岳阳职业技
术学院学报,2006,21(6):52-55.
··60
[6] 李琦.红檵木组织培养及其叶色影响的研究[D].雅安:四川农业大
学,2006.
[7] 裴东,郑均宝,凌艳荣,等.红富士苹果试管培养中器官分化及其部
分生理指标的研究[J].园艺学报,1997,24(3):229-234.
[8] 周瑞金,刘孟军.枣离体叶片高效再生植株的研究[J].园艺学报,
2006.33(3):625-628
[9] 周索,杜丽,褚学英,等.翠菊‘花束绯红’叶片的植株再生体系建立
[J].园艺学报,2010,37(10):1667-1672.
[10] 汤绍虎,孙敏,周启贵,等.‘雪青’梨叶片高频再生体系的建立[J].园
艺学报, 2005,32(6)1084-1087.
[11] 周厚成,罗静,赵霞,等.不同培养条件对幸香草莓离体叶片再生的
影响[J].果树学报,2007,24(1)105-108.
[12] 秦永华,张上隆,徐凯,等.‘丰香’草莓叶片高效再生体系的建立[J].
园艺学报, 2005,32(1):101-104.
[13] 郭君丽,李明军,张嘉宝.光质和NAA组合对怀山药叶片脱分化的
效应[J].浙江万里学院学报,2002,15(1):58-60.
[14] 黄丽华,洪亚辉,戴雄泽,等.光质对辣椒离体愈伤组织诱导及分化
的影响[J].湖南农业大学学报:自然科学版,2009,35(6):614-617.
[15] 马琳,刘世琦,张自坤,等.光质对大蒜愈伤组织诱导、增殖及器官分
化的影响[J].西北农业学报,2011,20(6):118-122.
符红艳等:红花檵木叶片再生不定芽的研究 ··61