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翼柄山莴苣愈伤组织分化及试管苗培养的研究



全 文 :收稿日期:2014 - 04 - 07;修订日期:2014 - 05 - 07
作者简介:王晓炜(1977 -) ,女,辽宁大连人,硕士,实验师,从事细胞生物学研究。
第 32 卷 第 3 期
2014 年 6 月
江 西 科 学
JIANGXI SCIENCE
Vol. 32 No. 3
Jun. 2014
文章编号:1001 - 3679(2014)03 - 0338 - 04
翼柄山莴苣愈伤组织分化及试管苗培养的研究
王晓炜1,姜云清2,张成鸿1
(1.大连医科大学基础医学院形态实验室,116044,辽宁,大连;2.大连市结核病医院检验科,116033,辽宁,大连)
摘要:为保护翼柄山莴苣的野生资源,满足栽培对种苗的需求,以嫩茎为材料,进行了愈伤组织诱导及分化培
养、生长芽试管苗培养、试管苗移栽与定植的研究,成功培养了生长旺盛的试管苗。结果表明:MS +琼脂 4. 6
g /L +蔗糖 34 g /L + ZT 0. 7 mg /L + 2,4-D 2. 2 mg /L是嫩茎愈伤组织培养的适宜培养基;在光照强度 4 000 Lx
的条件下,MS + La(NO3)3·6H2O 0. 5 mg /L +蔗糖 36 g /L +琼脂 0. 52 g% + IAA 0. 05 mg /L是愈伤组织分
化培养的适宜培养基;1 /3 MS +蔗糖 36 g /L +琼脂 0. 52 g% + IAA 0. 05 mg /L + NAA 0. 15 mg /L是生长芽试
管苗培养的适宜培养基;试管苗移栽成活率为 86. 9%,定植成活率为 97. 5%。定植的试管苗保持了野生翼柄
山莴苣的植物学性状。
关键词:翼柄山莴苣;愈伤组织;试管苗
中图分类号:S688. 4;Q943. 1 文献标识码:A
The Study on the Callus of Youngers Culture and Test-tube
Seedlings Culture with Lactura Triangulate Maxim
WANG Xiaowei1,JIANG Yunqing2,ZHANG Chenghong1
(1. Morphology Laboratory,Basic Medical Sciences,Dalian Medical University,116044,Dalian,Liaoning,PRC;
2. The Clinical Laboratory of Dalian Tuberculosis Hospital,116033,Dalian,Liaoning,PRC)
Abstract:To protect the wild resource,meet the demand of seedling cultivation,with the younger
stem of Lactura triangulate Maxim. As material to study the induction and differentiation of the cal-
lus,growth rooting of buds,transplanting and colonization of test-tube seedling. The results showed
that MS + agar4. 6 g /L + sucrose34 g /L + ZT 0. 7 mg /L + 2,4-D 2. 2 mg /L was suitable medium of
callus culture,in light intensity under the condition 4 000 Lx,the appropriate medium for callus dif-
ferentiations culture was MS + La (NO3)3·6H2O 0. 5 mg /L + sucrose 36 g /L + agar 0. 52g% +
IAA 0. 05 mg /L,1 /3MS + sucrose 36 g /L + agar0. 52g% + IAA 0. 05 mg /L + NAA 0. 15 mg /L was
suitable medium for growth rooting of buds,the survival rate of test-tube seedling s transplanting
was86. 9% and the colonization survival rate was97. 5% . The test-tube seedling maintained botanical
traits of wild Lactura triangulate Maxim.
Key words:Lactura triangulate Maxim;callus;test-tube seedling
0 引言
翼柄山莴苣(Lactura triangulata Maxim)又称
野生菜,为菊科苦苣菜属 2 年生或多年生草本植
物[1],主要分布在我国的东北、华北等地,在辽宁
地区的大连、本溪、宽甸等地也有分布,生长于山
DOI:10.13990/j.issn1001-3679.2014.03.016
坡林下和林缘草地等环境[2 - 3]。在辽宁的南部地
区,翼柄山莴苣的嫩茎叶是民间非常受欢迎并具
有一定疗效作用的野菜,市场上也有出售。由于
翼柄山莴苣的适口性好,农民饲养的猪、羊、兔、
鸡、鸭和鹅等畜禽,也都非常喜食翼柄山莴苣的嫩
茎叶。几十年前,有的农民发现,把翼柄山莴苣作
为青饲料喂饲畜禽,能降低发病率,有助于提高养
殖效益。因此,多年来辽宁南部的大连等地区的
人们一直在大量的采收翼柄山莴苣作为药用食
材,或者作为青饲料喂养畜禽。然而,由于所采收
的翼柄山莴苣必须是幼苗才能食用或饲用,由此
使野生翼柄山莴苣资源遭到了严重破坏。致使现
今出现了不仅难以采收到食用或饲用的野生翼柄
山莴苣幼苗,而且每年的 8 - 10 月连野生翼柄山
莴苣的种子也无法采收到的现象。为保护野生资
源和满足栽培的需求,研究者对其进行了愈伤组
织分化及试管苗培养的研究。尽管同属植物已有
毛脉山莴苣[4]、叶用莴苣[5 - 7]、结球莴苣[8]的研
究报道,但却未见翼柄山莴苣愈伤组织分化及试
管苗培养培养的研究报告。
1 材料与方法
1. 1 材料来源及预处理
5 月下旬,将在大连金州西海岸草地上生长
旺盛的翼柄山莴苣植株的地下部一次性浇透 4
mg /L青霉素溶液,同时向植株的地上部喷洒 3
mg /L青霉素与 3 mg /L 庆大霉素的混合溶液,进
行预先灭菌处理。1 d 后,将已经预先灭菌、待做
试验材料的全株采回实验室备用。
1. 2 材料灭菌
将采回实验室内的植株叶柄、嫩茎和粗壮根
分别剪成长 2 cm左右的叶柄段、嫩茎段和粗壮根
段,采用穿龙薯蓣研究[9]的方法进行材料的灭
菌,就会获得无菌的叶柄段、嫩茎段和粗壮根段。
1. 3 试验方法
1. 3. 1 愈伤组织培养 将无菌材料段从灭菌瓶
中取出后,放到无菌滤纸上,在吸干多余水分的同
时,将无菌材料段两端分别切掉 0. 5 cm 左右,使
其形成长约 1 cm、两端具有新鲜切口的叶柄段、
嫩茎段和粗壮根段,并接种到以下 6 种培养上培
养:1)1 /4 MS +琼脂 4. 6 g /L +蔗糖 34 g /L + ZT
0. 7 mg /L + NAA 2. 2 mg /L;2)1 /4 MS +琼脂 4. 6
g /L +蔗糖 34 g /L + ZT 0. 7 mg /L + IAA 2. 2 mg /L;
3)1 /4 MS +琼脂 4. 6 g /L +蔗糖 34 g /L + ZT 0. 7
mg /L + 2,4-D 2. 2 mg /L;4)MS +琼脂 4. 6 g /L +
蔗糖 34 g /L + ZT 0. 7 mg /L + NAA 2. 2 mg /L;5)
MS +琼脂 4. 6 g /L +蔗糖 34 g /L + ZT 0. 7 mg /L
+ IAA 2. 2 mg /L;6)MS +琼脂 4. 6 g /L +蔗糖 34
g /L + ZT 0. 7 mg /L + 2,4-D 2. 2 mg /L。接种后,
分别放到无光(以下称暗培养)和光照强度 3 200
Lx(以下称光培养)的条件下培养。进行在不同
培养基上、不同材料与光照条件对愈伤组织培养
的影响试验。试验重复 2 次,每次重复间隔时间
15 d,每种处理接种 30 个材料。
1. 3. 2 嫩茎愈伤组织的分化培养 把以上验证
培养获得的 74 块嫩绿色的颗粒状愈伤组织,从培
养瓶中取出后,在无菌培养皿中切成边长约 0. 3
cm的块状,再接种到以 MS + La(NO3)3·6H2O
0. 5 mg /L +蔗糖 36 g /L +琼脂 0. 52 g%和 MS +
La(NO3)3·6H2O 0. 5 mg /L +蔗糖 36 g /L +琼脂
0. 52 g% + 6-BA 0. 5 mg /L 2 种培养基为基本培
养基,附加浓度分别为0 . 01mg / L、0 . 05mg / L、
0. 10 mg /L、0. 15 mg /L、0. 20 mg /L、0. 25 mg /L、
0. 30 mg /L、0. 35 mg /L、0. 40 mg /L的 IAA和 NAA
培养基上,再放到无光照(以下简称暗培养)、光
照强度 2 000 Lx(以下简称光培养)和光照强度
4 000 Lx(以下简称强光培养)的条件下培养,进
行不同基本培养基、不同生长素及光照条件对愈
伤组织分化的影响试验。该试验重复了 1 次,每
种处理培养 40 个愈伤组织块。
1. 3. 3 生长芽试管苗培养 将验证性试验中获
得的 362 块愈伤组织分化出的丛生生长芽,采用
以下 3 种方法处理:1)将 0. 5 mg /L 的 IAA 溶液
倒入具有由愈伤组织分化丛生生长芽的培养瓶
中,处理 3 d后,将从生芽从基部剪下,使其形成单
芽,再接种到 1 /2 MS +蔗糖 14 g /L +琼脂 0. 48 g
不含生根剂的培养基上,进行生根培养(下称方
法 1) ;2)将丛生生长芽从基部切下后,马上把下
部切口放到 IAA 1. 8 mg /L的溶液中处理 10 min,
再接种到 1 /3 MS +蔗糖 36 g /L +琼脂 0. 52g% +
IAA 0. 8 mg /L 的培养基上,进行生根培养(下称
方法 2) ;3)将丛生生长芽从基部剪下后,直接接
种到 1 /3MS +蔗糖 36 g /L +琼脂 0. 52 g% + IAA
0. 05 mg /L + NAA 0. 15 mg /L的培养基上,进行生
根培养(下称方法 3)。该试验重复 1 次,每一种
处理接种培养 200 个生长芽。
1. 3. 4 试管苗移栽与定植 将 2 次生根试验分
别培养的 186 株和 189 株(共 375 株)试管苗,培
·933·第 3 期 王晓炜等:翼柄山莴苣愈伤组织分化及试管苗培养的研究
养到第 28 d 时,从培养瓶中取出,直接移栽到上
面为一层厚约 7 cm 砻糠灰的日光温室苗床上。
移栽后的前 13 d 要防止直射光照、保持 18 ~ 30
℃的温度和 80%以上的湿度。之后按照温室内
条件正常管理。
移栽后第 35 d,一次性将温室内移栽成活的
326 株试管苗定植到大连金州西海岸的草地上,
除了初期浇 2 次透水外,其它按照野生条件进行
管理。
2 结果与分析
2. 1 不同材料、不同培养基及光照条件下对愈伤
组织诱导培养的影响
接种后 2 个月观察表明,所有暗培养的材料
均不能生长出愈伤组织;而在光培养的条件下,只
有在 6)号培养基上培养的材料能不同程度的生
长出愈伤组织。由表 1 可见,在 6)号培养基上以
嫩茎段为材料的培养效果最好。在这种培养基
上,以嫩茎为材料培养到第 8 d 时有的嫩茎段切
口处就生长出可见淡绿色、直径 0. 1 cm左右的愈
伤组织。随着培养时间的延长,生长出愈伤组织
的嫩茎段数不断增加,愈伤组织块越来越大,并且
生长的愈伤组织也由最初的淡绿色转化为嫩绿色
的颗粒状。在这一试验的基础上,将 100 个嫩茎
段接种到 6)号培养基上,进行了 2 次验证试验,
结果 2 次验证试验分别有 74 个和 76 个嫩茎段生
长出直径 0. 9 ~ 2. 2 cm的嫩绿色的颗粒状愈伤组
织。以上结果说明,在光照的条件下,MS +琼脂
4. 6 g /L +蔗糖 34 g /L + ZT 0. 7 mg /L + 2,4-D 2. 2
mg /L这一培养基是翼柄山莴苣嫩茎愈伤组织培
养的适宜培养基。
表 1 6)号培养基上不同材料对愈伤组织生长的
影响(3 次试验平均结果)
材料
接种
数量
生长愈伤
组织段数
愈伤组织
生长率 /%
愈伤组
织长势
叶柄段 90 21 23. 3 +
嫩茎段 90 62 68. 9 + +
粗壮根段 90 13 14. 4 +
注:+ +为长势旺盛;+为长势一般。
2. 2 嫩茎愈伤组织的分化培养
2次愈伤组织的分化试验结果证明:只有在以
MS + La(NO3)3·6H2O 0. 5 mg /L +蔗糖 36 g /L +
琼脂 0. 52g%为基本培养基、附加不同浓度 IAA
和强光培养的条件下,培养的愈伤组织块才能分
化出生长芽,其余任何条件愈伤组织块均不能分
化。由表 2 显示,IAA 的浓度不同,分化的效果
也不同。在附加浓度为 0. 05 mg /L IAA的培养基
上,分化效果最好。对整个培养过程的观察还发
现,在 IAA的浓度为 0. 05 mg /L 的培养基上,愈
伤组织块分化时间早,分化的生长芽叶片伸展,呈
丛生状。在以上 2 次试验的基础上,又将 400 个
愈伤组织块 1 次性接种到以 MS + La(NO3)3·
6H2O 0. 5 mg /L +蔗糖 36 g /L +琼脂 0. 52g%为
基本培养基、附加浓度为 0. 05 mg /L 的 IAA 培养
基上,在光照的条件下进行分化的验证性试验,共
有 362 块愈伤组织分化出丛生生长芽,其它观察
统计的指标也获得了与初期 2 次试验几近一致的
结果。以上试验说明:在光照强度 4 000 Lx 的条
件下,翼柄山莴苣嫩茎愈伤组织生长芽分化培养的
适宜培养基是 MS + La(NO3)3·6H2O 0. 5 mg /L +
蔗糖 36 g /L +琼脂 0. 52g% + IAA 0. 05 mg /L。
表 2 不同浓度 IAA对愈伤组织块分化培养的影

IAA浓度
/mg·L -1
接种愈
伤组织
块数
分化愈
伤组织
块数
愈伤组
织分化
率 /%
每块愈伤
组织分化
生长芽
个数
分化
生长
芽长势
0. 01 80 26 32. 5 2. 3 +
0. 05 80 73 91. 25 6. 2 + + +
0. 10 80 56 70. 0 5. 2 + +
0. 15 80 45 56. 25 3. 1 +
0. 20 80 23 28. 75 3. 0 +
0. 25 80 22 27. 5 2. 6 +
0. 30 80 16 20. 0 2. 1 +
0. 35 80 18 22. 5 2. 1 +
0. 40 80 7 8. 75 1. 6 +
注:+为长势一般;+ +为长势较好;+ + +为长势旺盛。
2. 3 不同处理方法对生长芽试管苗培养的影响
用以上 3 种处理方法培养的生长芽,接种 28
d统计,结果由表 3 所示:3 种处理方法,培养的生
长芽均能生根并生长成试管苗,但用方法 3 对生
长芽进行处理,不仅生根率和试管苗平均生根条
数远远好于方法 1 和方法 2,而且对方法 3 的 2 次
重复试验共培养的 375 株试管苗的外观长势也很
旺盛。上述结果说明,将丛生生长芽从基部剪下
后,直接接种到 1 /3 MS +蔗糖 36 g /L +琼脂 0. 52g
·043· 江 西 科 学 2014 年第 32 卷
+ IAA 0. 05 mg /L + NAA 0. 15 mg /L的培养基上,
进行生根培养的方法是翼柄山莴苣生长芽试管苗
培养的理想方法;也就是说,1 /3 MS +蔗糖 36 g /L
+琼脂 0. 52g% + IAA 0. 05 mg /L + NAA 0. 15
mg /L这种培养基是翼柄山莴苣生长芽试管苗培
养的适宜培养基。
表 3 不同处理方法对生长芽试管苗培养的影响
(2 次试验平均结果)
处理
方法
接种处
理生长
芽个数
培养生
根生长
为试管
苗株数
生根率
/%
平均每
株试管
苗生根
条数
试管苗
长势
方法 1 400 185 46. 25 2. 9 +
方法 2 400 156 39. 0 3. 1 +
方法 3 400 375 93. 75 6. 1 + +
注:+为长势一般;+ +为长势旺盛。
2. 4 试管苗移栽与定植
35 d后统计,移栽的 375 株试管苗,成活 326
株,成活率为 86. 9%。
定植后 1 个月统计,共成活并正常生长的试
管苗为 318 株,定植成活率为 97. 5%。定植的试
管苗根系发达,生长旺盛,翌年 8 月开花,野生翼
柄山莴苣的植物学性状都保持不变。
3 讨论
在进行愈伤组织分化培养的试验中,在附加
了不同浓度的人工生长素 NAA的培养基上,均未
见愈伤组织分化;而在附加了 9 种不同浓度的天
然生长素 IAA的培养基中,培养的愈伤组织均能
不同程度分化。这一现象说明,虽然 NAA是愈伤
组织分化培养研究中较为常用的生长素[10],但翼
柄山莴苣愈伤组织的分化适宜生长素却是天然生
长素 IAA。
尽管在培养基中附加了 9 种不同浓度的天然
生长素 IAA,培养的愈伤组织都能不同程度分化
生长出生长芽,但在低浓度(0. 05 mg /L)IAA 培
养基中分化培养的效果最好。这并不能说明翼柄
山莴苣愈伤组织分化更需要低浓度(0. 05 mg /L)
的 IAA,而实际情况是在分化培养过程中,嫩绿色
的颗粒状愈伤组织自身能合成部分天然生长素
IAA,这不仅提高了天然生长素 IAA 的浓度,也促
进了愈伤组织分化培养生长素的平衡,从而出现
了理想分化培养效果。
注:本研究在辽宁省植物工程重点实验室完成。
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