全 文 :·生物技术· 北方园艺2013(09):116~118
第一作者简介:彭妮(1986-),女,硕士,现主要从事园艺植物生物
技术方面的研究工作。E-mail:pengni0524@126.com.
责任作者:周龙(1976-),男,博士,副教授,现主要从事野生果树种
质资源研究等工作。E-mail:zhoulong2004@126.com.
基金项目:教育厅青年教师科研培训基金资助项目(XJEDU2010S18);
国家教育部重点资助项目(212199);新疆自治区果树学重点学科
资助项目。
收稿日期:2013-01-28
天山樱桃组织培养中初代培养物的建立
彭 妮,李 艳 艳,邵 巧 婷,周 龙
(新疆农业大学,新疆 乌鲁木齐830052)
摘 要:以濒危野生果树天山樱桃(Cerasus tianschanica Pojark)茎段为试材,在研究不同灭菌
剂种类及灭菌时间对外植体材料的灭菌效果后,研究比较了不同培养基种类和不同生长调节剂
浓度组合对天山樱桃茎段启动培养的影响,以建立天山樱桃茎段的初代培养体系。结果表明:外
植体材料灭菌以酒精20s+HgCl212min为好,MS培养基中腋芽的萌发率高于B5培养基,初代
培养的配方为MS+1.5mg/L 6-BA+0.1mg/L IBA+30g/L蔗糖+6g/L琼脂粉为佳。
关键词:天山樱桃;初代培养;组织培养;建立
中图分类号:S 662.5 文献标识码:A 文章编号:1001-0009(2013)09-0116-03
天山樱桃(Cerasus tianschanica Pojark)属蔷薇科
(Rosaceae)樱桃属(Gerasus)矮生樱亚属植物,又称野樱
桃。哈萨克语称其牙,天山樱桃目前在我国仅分布在新
疆西天山伊犁地区的霍城县、察布查尔县、新源县和塔城
地区巴尔鲁克山等地,其花色绚丽,果实鲜艳,营养价值很
高,既可供观赏,又可生食。自古就为当地少数民族所喜
食,被誉为“雪域圣果”[1]。野生状态下天山樱桃树体矮
小、根系发达、抗寒、耐旱、耐瘠薄,且具有早果、矮化及抗
病等优点,可以作为与李亚属种或樱亚属的种质资源杂
交,可为樱桃砧木的选育提供良好的亲本材料,为种间资
源创新提供可能,是一种十分宝贵的野生果树资源。
樱桃一般以种子育苗和分蘖育苗为主,但是种子育
苗存在沙藏困难、出苗率低、根系分布浅、易倒伏、易感
染根癌病等缺点;分蘖育苗苗木不整齐,难以大规模繁
育。采用组织培养不仅能克服常规育苗繁育时间长、技
术性强、劳动强度大等方面的不足,而且还可以充分利
用野生资源,提高品种纯度,加快该品种的繁育与推广
速度,降低育苗成本,达到繁育规模化、工厂化的现代农
业要求[2]。而快速繁殖的第一步就是无菌培养物的建
立,这对于多年生野生果树天山樱桃来说是一个较为棘
手的问题,该研究针对此问题进行了探讨,以期能为天
山樱桃的离体快繁体系建立奠定基础。
1 材料与方法
1.1 试验材料
天山樱桃来源于新疆伊犁地区霍城县大西沟野果
林,2010年移栽于新疆农业大学试验基地,于2011年
Study on Factors Influencing Plant Regeneration of CliviaminiataLeaf
GUAN Li-xia
(Department of Biotech,Liaoning Agricultural Vocation-technical Colege,Yingkou,Liaoning 115009)
Abstract:Taking the leaf of Clivia miniata as material,the efects of diferent culture mediums,diferent leaf parts and
multiplication algebra on the plant regenerationin vitro was studied.The results showed that the in vitro Clivia miniata
leaf base regeneration capacity was the strongest,and the best diferentiation medium was MS+ZT 1.5mg/L+KT 0.5
mg/L+NAA 0.5mg/L;tissue culture proliferation 1~7generation of the in vitro Clivia miniata leaf regeneration
ability was stronger,then culture regeneration ability was abate,10generations after the regenerative capacity of the
weakest;the best rooting medium for the in vitro plant was 1/2MS+IBA 1.0mg/L,with rooting rate more than 98%.
Key words:Clivia miniata;leaf;plant regeneration
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北方园艺2013(09):116~118 ·生物技术·
5~6月在树体进入旺盛生长时采集当年生幼嫩茎段,用
湿毛巾包裹后带回实验室备用。
1.2 试验方法
1.2.1 外植体灭菌处理 在实验室将试验材料进行预
处理,在洗涤液中浸泡15min,然后用细毛刷轻刷后包
裹于无菌纱布中在流水下冲洗1h,然后用蒸馏水冲洗3
次,置于超净工作台待用。灭菌剂选择70%的酒精、
0.1%的HgCl2和10%的NaClO,并设定不同的处理时
间,酒精处理时间分别为10、20和30s;HgCl2处理时间
分别为4、6、8和12min;NaClO处理时间分别为5、10和
15min;分别在接种后第3、5、7和10天统计污染瓶数。
污染率(%)=污染瓶数/接种总瓶数×100%。
1.2.2 基本培养基种类和激素浓度处理 基本培养基
采用MS培养基和B5培养基,各接种30瓶,每瓶3个茎
段,琼脂粉6g/L,蔗糖30g/L,接种30d后统计萌芽率;
植物生长调节剂选择6-BA和IBA,浓度梯度6-BA设为
0、0.5、1.0和1.5mg/L,IBA为0、0.1、0.2和0.3mg/L,
接种30d后统计增殖系数并记录腋芽的萌发和生长情
况。萌芽率(%)=萌发芽数/接种总芽数×100%,增殖
系数=出芽数/原有芽数。
1.2.3 培养条件 外植体茎段接种后置于培养室内培
养,培养温度23~28℃,光照强度1 800~2 000lx,光照
时间14~16h/d,湿度50%~60%。
2 结果与分析
2.1 初代培养灭菌剂种类及灭菌时间的筛选
不同灭菌剂和灭菌时间对外植体的影响较大。正
确选择灭菌剂的种类和处理时间可以降低污染率,减少
组织死亡,提高外植体的存活率和萌发率[3]。从表1可
以看出,不同灭菌剂种类和不同灭菌时间处理对天山樱
桃外植体的污染率影响十分明显。其中污染率最高的是
酒精10s+HgCl24min,为92%,污染率最低的是酒精
20s+HgCl212min和酒精30s+HgCl212min,均为
25%;各灭菌处理的污染最初出现在接种后5d,随后
增加。酒精不同处理时间10、20和30s之间灭菌效果
差异不明显,采用HgCl2和NaClO对比发现,HgCl2的灭
菌效果要好于NaClO,不同处理时间研究发现,以HgCl2
处理时间12min为好。
2.2 不同基础培养基种类对天山樱桃茎段腋芽萌发的
影响
在植物组织培养过程中,选择合适的培养基对离体
植物生长是极其重要的。MS和B5培养基是进行木本
植物组织培养较常使用的2种培养基。尤其是B5培养
基适应于大部分木本植物。该试验通过比较这2种基
本培养基发现,MS培养基更有利于天山樱桃离体茎段
上腋芽的萌发,从图1可以看出,接种30d后,MS培养
表1 不同灭菌剂种类及处理时间对
天山樱桃外植体灭菌效果的影响
Table 1 Efects of diferent sterilizations and
diferent sterilization time on the explant of Cerasus tianschanica Pojark
灭菌剂种类及处理时间
接种
瓶数
不同培养天数污染瓶数
3d 5d 7d 10d
污染率
/%
酒精10s+HgCl24min 12 0 8 11 11 92
酒精10s+HgCl26min 12 0 3 7 8 67
酒精10s+HgCl28min 12 0 2 3 6 50
酒精10s+HgCl212min 12 0 0 2 5 42
酒精20s+HgCl24min 12 0 4 8 10 83
酒精20s+HgCl26min 12 0 3 7 8 67
酒精20s+HgCl28min 12 0 4 5 6 50
酒精20s+HgCl212min 12 0 0 2 3 25
酒精30s+HgCl24min 12 0 0 3 6 50
酒精30s+HgCl26min 12 0 0 3 5 42
酒精30s+HgCl28min 12 0 0 3 4 33
酒精30s+HgCl212min 12 0 0 1 3 25
酒精30s+NaClO 5min 15 0 5 7 9 60
酒精30s+NaClO 10min 15 0 4 8 8 53
酒精30s+NaClO 15min 15 0 2 6 7 47
基中天山樱桃离体茎段上腋芽的萌发率达到93.4%;B5
培养基中天山樱桃离体茎段上腋芽的萌发率为72.1%,
MS培养基的萌芽率是B5培养基的1.3倍。
图1 不同基本培养基种类对天山樱桃茎段腋芽
萌芽率的影响
Fig.1 Efect of diferent basic mediums on germination rate of
Cerasus tianschanica Pojark axilary bud
2.3 不同生长调节剂浓度组合对天山樱桃茎段腋芽增
殖的影响
生长调节剂对带芽茎段的再生起着至关重要的作
用。在植物组织培养中,使用最多的生长调节剂是细胞
分裂素类和生长素类,通过调节培养基中激素的含量,
可以使不定芽分化速度大大加快,繁殖系数增加[4]。从
表2可以看出,不同浓度的6-BA和IBA组合均可以使
天山樱桃的茎段发生增殖,但是增殖能力不同。其中增殖
系数最大的是1.5mg/L 6-BA+0.1mg/L IBA的浓度组
合,增殖系数为3.06;是对照0mg/L 6-BA+0mg/L IBA
增殖系数的2.8倍。
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表2 不同生长调节剂浓度组合对
天山樱桃茎段腋芽增殖的影响
Table 2 Efects of diferent growth regulator composite
concentrations on axilary bud proliferation of Cerasus tianschanica Pojark
6-BA
/mg·L-1
IBA
/mg·L-1
芽总数 出芽数 增殖系数 生长情况
0 0 32 35 1.09 腋芽生长缓慢
0.5 0 35 48 1.37 腋芽生长缓慢
0.5 0.1 29 47 1.62 叶片淡绿色,生长势弱
0.5 0.2 36 64 1.78 生长势较强,叶色浓绿
0.5 0.3 38 61 1.61 生长势较强,叶色浓绿
1.0 0 27 42 1.56 叶片淡绿色,生长势弱
1.0 0.1 41 91 2.22 生长势较强,叶色浓绿
1.0 0.2 45 103 2.29 生长势较强,叶色浓绿
1.0 0.3 36 75 2.08 生长势强,叶色浓绿
1.5 0 35 56 1.60 叶片淡绿色,生长势弱
1.5 0.1 31 95 3.06 生长势强,叶色浓绿
1.5 0.2 39 99 2.54 生长势强,叶色浓绿
1.5 0.3 32 87 2.72 生长势强,叶色浓绿
3 讨论与结论
采自野外的试验材料,极易粘附细菌和真菌等,组
织培养时不易消毒,因此,必须根据取材时间、材料幼嫩
程度、材料类型等来决定消毒程序和确定消毒时间[5]。
天山樱桃组织培养过程中灭菌是一大难点,由于乌鲁木
齐市春季多雨,其茎段表面被有绒毛,加大了灭菌的难
度。培养材料灭菌不彻底是培养过程中遇到的最主要
问题,提高灭菌剂的浓度和增加灭菌时间虽然可以降低
材料的污染率,但同时会对植物材料造成严重伤害。该
研究通过多次试验表明,以70%乙醇消毒20s后再经
0.1%的HgCl2溶液灭菌12min可以取得较好的效果。
此外选择适宜的外植体、预处理方法及灭菌方法都对降
低污染有重要作用。
培养基是植物组织培养的物质基础,也是组织培养
能否成功的重要因素之一[6]。该研究发现,MS培养基
对于天山樱桃比较适宜,萌芽率远远高于B5培养基,这
与侯修胜[7]、唐晓杰等[8]、刘翠兰等[9]的研究结果一致。
说明MS培养基对于樱桃属植物具有广泛的适应性。
植物细胞的分化是一个复杂的生理生化过程,植物
激素和植物生长调节物质的种类、浓度以及它们之间的
组合直接影响着不定芽的诱导[10]。在组织培养过程中,
愈伤组织的诱导、芽苗的发育程度受细胞分裂素与生长
素的调控。细胞分裂素能诱导不定芽形成,削弱顶端优
势,促进侧芽的萌发;生长素能促进细胞伸长,诱导愈伤
组织和根的发生,增强顶端优势[11]。该研究通过不同浓
度6-BA和IBA的使用表明,单独使用6-BA也可以促进
腋芽的增殖,但是增殖的效果不如和IBA的配合使用。
有可能是2种生长调节剂协同作用的结果。
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Establishment of Initial Culture of Cerasus tianschanica Pojark
PENG Ni,LI Yan-yan,SHAO Qiao-ting,ZHOU Long
(Xinjiang Agricultural University,Urumqi,Xinjiang 830052)
Abstract:Taking the stem of Cerasus tianschanica Pojark which was endangered plant as material,the efects of diferent
sterilization and diferent sterilization time on the explants of Cerasus tianschanica Pojark were studied,and the influence
of diferent basic medias and diferent growth regulator composite concentrations on axilary proliferation were
investigated in order to establish the initial culture system of Cerasus tianschanica Pojark.The results showed that the
best sterilization of the explants was Alcohol 20s+HgCl212min and the germination rate of axilary bud in MS basic
media was higher than B5basic media.The initial culture system of Cerasus tianschanica Pojark was MS+1.5mg/L
6-BA+0.1mg/L IBA+30g/L Sucrose+6g/L Agar powder.
Key words:Cerasus tianschanica Pojark;initial culture;tissue culture;establishment
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