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毛脉山莴苣再生体系建立的研究



全 文 :试验研究 2010.1
毛脉山莴苣(Lacruca raddeana Maxim)是菊科山
莴苣属二年生草本植物,在我国东北、华北等地区分
布,生长于灌木丛、林下、路旁及山坡草地。 毛脉山莴
苣具有食用、饲用和药用等重要价值。 在辽宁南部地
区人们通常把毛脉山莴苣作为野菜鲜食, 同时毛脉
山莴苣又是猪、兔、牛、羊等动物喜食的青饲料。 毛脉
山莴苣作为中草药,具有清热解毒、祛风除湿、镇痛
等作用,能治风湿性关节炎、疮疡肿毒、蛇咬伤等疾
病。 由于毛脉山莴苣具有很高的价值,近年来人们对
毛脉山莴苣进行了掠夺性的采集, 导致这种野生植
物数量锐减,在辽宁南部地区,这种过去到处可见的
野生植物,现在已经难以见到。 目前,虽已有莴苣组
织培养研究的报道, 但迄今未见毛脉山莴苣的组织
研究的报道。 为了对这种野生植物进行保护,我们以
山莴苣嫩茎为外植体, 在筛选了理想愈伤组织诱导
培养基的基础上,进行了不定芽分化、试管苗生根、
试管苗移栽和扦插的研究, 以期达到建立起毛脉山
莴苣再生体系及快速繁殖技术的目的。
1 材料与方法
1.1 无菌材料的获得
将大连郊区水库边上生长非常旺盛的毛脉山莴
初 冰 柳 翀 吕 卉 徐 娜 姜长阳
(辽宁师范大学生命科学学院 大连 116029)
摘要:以生长非常旺盛的毛脉山莴苣生长点为外植体,以附加不同浓度的 6-BA、IAA、IBA、NAA、
2,4-D 的 1/2 MS 为基本培养基,进行了毛脉山莴苣芽生长、不定芽分化、试管苗生根、试管苗移栽
与扦插和试管苗移植的研究。 结果表明:芽生长的理想培养基为 1/2 MS+6-BA 0.1mg/L+IAA 0.2
mg/L;不定芽分化培养的理想培养基 MS+BA 0.4 mg/L+NAA 0.1 mg/L;试管苗生根培养和生根继
代培养的理想培养基是 1/2MS+NAA0.1 mg/L+IAA 0.4 mg/L;河沙与炉灰渣是试管苗移栽和扦插
的理想基质,移栽和扦插后 25d的平均成活率分别为 95%和 91%;移植于山坡上的试管苗生长非常
旺盛,根系发达,增加 1倍左右;鲜茎叶收获量增加 24%。
关键词:毛脉山莴苣;再生体系;快速繁殖
Research on Establishing the Regeneration System of Lacruca raddeana Maxim
CHU Bing LIU Chong LU Hui XU Na JIANG Chang-Yang*
(College of Life Science, Liaoning Normal University, Dalian 116029, China)
Abstract: The growing points of Lacruca raddeana Maxim were used as explants to research on the
point growth, the adventitious buds differentiation and the test-tube taking roots, transplanting, cutting
with different concentration of 6-BA、IAA、IBA、NAA、2,4-D to the medium. The results indicated that
1/2 MS+6-BA 0.1mg/L+IAA 0.2 mg/L was the ideal medium for the growing of point, MS+BA 0.4 mg/
L +NAA 0.1 mg/L was ideal medium for differentiating adventitious buds. The optimum medium for
taking roots and subculture was 1/2MS+NAA0.1 mg/L+IAA 0.4 mg/L. The survival ratio of test-tube
plantlets was 95% and 91% respectively with the ideal groundmass-sands and cinder. The weight of
roots had doubled and the weight of stems and leaves increased 24%
Key words: Lacruca raddeana Maxim; Regeneration system; Rapid propagation
毛脉山莴苣再生体系建立的研究
辽宁师范大学教学改革项目(LSJG:20090108)
通讯作者简介:姜长阳(1953 年-),男,汉族,辽宁大连人,辽宁
师范大学生命科学学院教授,从事植物技术研究。
73- -
2010.1 试验研究
注:++为长势旺盛;+长势一般;-不生长
表 1 不同生长调节物质组合的不定芽分化情况
苣植株采回后, 全株用自来水洗净, 把根部置于
0.0015%的 HgCl2溶液中杀菌 24h,然后将嫩茎剪下,
置于 250mL 的磨口广口瓶中, 用自来水冲洗 20min
左右,用 0.05%安利洗涤液振荡洗涤 30min,于超净
工作台上, 将经上述处理的嫩茎用无菌水洗涤至无
泡沫后加入 70%~75%乙醇灭菌 10s 左右, 迅速用无
菌水洗涤 2 次 , 再用 0.05%HgCl2 溶液振荡灭菌
13min,最后用无菌水洗涤 5次。 在无菌条件下,将其
切成约 0.2cm的茎段, 接种到相应的固体培养基上,
进行培养和观察。
1.2 培养条件
培养基以 MS和 1/2MS为基本培养基,附加不同
浓度的细胞分裂素和生长素。 以 MS 为基本培养基
时,加蔗糖 30g/L;以 1/2 MS为基本培养基时,加蔗糖
15g/L。 固体培养基所含琼脂胨力强度为 180 g·cm2,
pH 为 5.8~6.0,培养温度为 18℃~26℃,光照 10~12 h/
d,光照度 2000~4000 Lx。
1.3 试验方法
1.3.1 不同浓度激素对芽生长的影响试验 将经过
灭菌的材料切成具有生长点、长 0.2 cm 左右的茎段,
接种于附加浓度为 0.2mg/L 的 IAA 或 IBA 与浓度分
别为 0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5mg/L 的 6 -BA 的 1/2MS
培养基上进行芽的生长培养, 每种培养基接种 100
个材料,试验重复 4次。 45d时观察芽的长势,统计芽
的生长率。
1.3.2 不同激素对芽分化的影响试验 把在 1/2
MS+6-BA 0.21mg/L+IAA 0.2 mg/L 培养生长的芽剪
成具有 1 个侧芽或 1 个顶芽和 1 个侧芽的茎段后,
接种到以 MS为基本培养基,附加不同浓度的 6-BA、
NAA和 2,4-D的培养基上,进行芽的分化培养。每种
培养基接种培养 100个材料,试验重复 4次。 接种培
养 45d观察统计。
1.3.3 不同激素对生根培养的影响试验 将分化培
养的高 1cm 左右的不定芽从基部切下, 接种到以 1/
2MS+NAA0.1 mg/L 为基本培养基, 附加浓度分别为
0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mg/L 的 IBA 和 IAA 的培养基上
进行不定芽的生根培养。 每次接种培养 100 个不定
芽,试验重复 4次。 培养 25d统计观察。 把生根试管
苗剪成具有 1 个顶芽和 1 个侧芽或具有 2 个侧芽、
长 1~1.5cm 的茎段,接种到相同的培养基上,进行生
根继代培养。
1.3.4 不同基质对移栽和扦插的影响试验 把生长
旺盛的试管苗培养瓶塞打开,放在 4000Lx 左右的光
照下炼苗 3d 后, 用镊子将试管苗取出, 用温度为
20℃~25℃清水洗去根部的培养基后, 移栽到分别铺
着约 6cm 厚园土、河沙和炉灰渣的温室苗床上;把试
管苗从培养瓶中取出,剪成长 2cm 左右、至少具有两
个生长点的茎段后,把茎段的下部 1 个叶片剪掉,再
把下部剪口插到 70mg/L 的 NAA 溶液种处理 3~
4min, 再扦插到上面铺着与移栽相同基质的温室苗
床上。 试管苗移栽、扦插后的前 16d保持湿度 90%以
上、温度 20℃以上、无直射光的环境条件。 试管苗每
次分别移栽或扦插 500个材料,试验重复 3次。
1.3.5 试管苗的移植观察 把移栽和扦插成活的试
管苗于 5 月中下旬移植到大连郊区的水库边上,观
察移植试管苗的生长情况,统计鲜茎叶的收获量。
2 结果与分析
2.1 不同浓度激素对芽生长的影响
由表 1 可见, 植物激素种类和组合对不定芽的
分化影响很大。 单独使用不同浓度的 6-BA 和 6-BA
与浓度为 0.2 mg/L 的 IBA 配合使用培养芽芽不能生
长; 在附加不同浓度 6-BA 和与浓度为 0.2 mg/L 的
IAA 配合使用的培养基上,培养芽均可生长,但生长
状态不同。以 6-BA 0.1 mg/L加 IAA 0.2 mg/L组合的
效果最好,不仅芽生长率达到了 94%,而且培养芽较
旺盛。 观察还表明, 在 6-BA 0.1mg/L+IAA 0.2 mg/L
组合的培养基上,培养芽 10d 左右可见生长,培养到
45d 时,培养芽可以生长为具有 5~7 片叶、高 4cm 左
右、生长较旺盛的芽,4 次重复试验的结果基本一致。
植物生长调节剂(mg/L)
6-BA IAA IBA
0.1 0 0 0 -
0.2 0 0 0 -
0.3 0 0 0 -
0.4 0 0 0 -
0.5 0 0 0 -
0.1 0.2 0 94 ++
0.2 0.2 0 82 ++
0.3 0.2 0 67 +
0.4 0.2 0 23 +
0.5 0.2 0 25 +
0.1 0 0.2 0 -
0.2 0 0.2 0 -
0.3 0 0.2 0 -
0.4 0 0.2 0 -
0.5 0 0.2 0 -
芽分化
率/% 长势
74- -
试验研究 2010.1
表 2 不同激素对芽分化的影响
6 -BA/
(mg/L)
NAA/
(mg/L)
2,4 -D/
(mg/L)
分 化
数/个
分 化
率/%
平 均 分 化
芽数/单芽
分 化 苗
长势
0 0 0 0 0 0 -
0.2 0 0 0 0 0 -
0.4 0 0 0 0 0 -
0.6 0 0 0 0 0 -
0.8 0 0 0 0 0 -
1.0 0 0 0 0 0 -
1.2 0 0 0 0 0 -
0 0.1 0 0 0 0 -
0.2 0.1 0 31 31 2.4 ++
0.4 0.1 0 93 93 6.1 ++
0.6 0.1 0 73 73 5.5 +
0.8 0.1 0 71 71 4.6 +
1.0 0.1 0 56 56 3.8 +
1.2 0.1 0 47 47 4.1 +
0 0 0.1 0 0 0 -
0.2 0 0.1 0 0 0 -
0.4 0 0.1 0 0 0 -
0.6 0 0.1 0 0 0 -
0.8 0 0.1 0 0 0 -
1.0 0 0.1 0 0 0 -
1.2 0 0.1 0 0 0 -
注:++为长势旺盛;+长势一般;-不生长
上述说明, 毛脉山莴苣芽生长的理想培养基为 1/2
MS+6-BA 0.1mg/L+IAA 0.2mg/L。
2.2 不同激素对芽分化的影响
由表 2 可见,在不同浓度 6-BA 单独使用、不同
浓度的 6-BA 与浓度为 0.1mg/L 的 2,4-D 配合使用
的 MS 培养基上,不能诱导芽分化,而在不同浓度的
6-BA 与浓度为 0.1mg/L 的 NAA 配合使用的 MS 培
养基上都能诱导分化出不定芽 。 其中 , 在浓度为
0.4mg/L 的 6-BA 与浓度为 0.1mg/L 的 NAA 配合使
用的培养基上,不仅芽的分化率达到了 93%、而且培
养的单芽分化的不定芽数达到了 6.1 个。 观察还表
明, 在浓度为 0.4mg/L 的 6-BA 与浓度为 0.1mg/L 的
NAA 配合使用的分化培养基上, 培养到 15d 时就会
分化出不定芽。 接着,伴随着培养时间的延长、不定
芽的生长,在已经分化生长的不定芽基部,又会陆续
分化出数量不等的不定芽,培养到 45d 时,就会培养
生长为高 1cm 左右、生长较为旺盛、呈丛生状的不定
芽。 把分化培养的不定芽从基部剪下,接种到相同的
培养基上,进行不定芽的分化继代培养,经过 4 次重
复试验,每次试验继代 4 代的培养研究都证明,每次
继代分化培养周期为 45d,而其分化率、丛生不定芽
的长势基本保持不变。 上述说明,MS+BA 0.4mg/L+
NAA 0.1mg/L 这一培养基是毛脉山莴苣不定芽分化
培养的理想培养基。
2.3 不同激素对生根培养的影响
表 3 的统计结果证明, 在 1/2MS+NAA0.1mg/L+
IAA 0.4mg/L 的培养基上, 不仅不定芽的生根率为
96%,而且培养的生根试管苗长势旺盛。 生根继代培
养结果证明, 经过 25d 的培养, 就会生长为高 5 cm
左右、具有 6~10条根、生长旺盛的生根试管苗。 生根
继代培养每一代的平均繁殖系数为 3.2。 上述结果说
明, 毛脉山莴苣试管苗生根培养和生根继代培养的
理想培养基是 1/2MS+NAA0.1mg/L+IAA 0.4mg/L。
2.4 不同基质对移栽和扦插的影响
移栽和扦插的结果表明, 河沙与炉灰渣是试管
苗移栽和扦插的理想基质, 移栽和扦插后 25d 的平
均成活率分别为 95%和 91%。 移栽的试管苗 13d 后
可正常成活生长, 扦插的试管苗 15d 后可正常成活
生长。 扦插的试管苗前 50d长势缓慢、植株较小,50d
后移栽植株和扦插的植株长势基本一致。
2.5 试管苗的移植观察
移植到水库边上的试管苗成活率近 100%,并于
当年 7 月下旬开始正常开花结果, 并且与野生植株
相比,试管苗还出现了生长非常旺盛、须根增加了 1
倍左右的特点。 移植的试管苗鲜茎叶两年的收获量
与野生植株相比,收获量提高 24%。
3 结论
毛脉山莴苣芽生长的理想培养基是 1/2 MS+6-
BA 0.2mg/L+IAA 0.2mg/L;毛脉山莴苣不定芽分化培
养的理想培养基是 MS+BA 0.4mg/L+NAA 0.1mg/L;
毛脉山莴苣试管苗生根培养和生根继代的理想培养
基是 1/2MS+NAA0.1mg/L+IAA 0.4mg/L; 河沙与炉灰
注:++为长势旺盛;+长势一般;-不生长
表 3 不同激素对生根培养的影响
IAA/(mg/L) IBA/(mg/L) 生根数/个 生根率/% 生根苗长势
0 0 0 0 -
0.2 0 65 65 ++
0.4 0 96 96 ++
0.6 0 72 72 ++
0.8 0 26 26 +
1.0 0 19 19 +
1.2 0 8 8 +
0. 0.2 0 0 -
0 0.4 0 0 -
0 0.6 0 0 -
0 0.8 0 0 -
0 1.0 0 0 -
0 1.2 0 0 -
75- -
2010.1 试验研究
铃期以南抗 7 号最多为 2.12cm,其次是
苏杂棉 1号为 1.84cm,科棉 3号最少为 0.90cm。详见
表 4。
果枝:果枝台数以科棉 3 号最多为 21.2 台,其次
是对照苏杂 3 号、ST001、 南农 8 号分别为 20.8 台、
20.5台、20.3台,赣杂 106最少为 18.6台。
果节:8 月 15 日考察,南抗 7 号最多单株果节为
108.6 个,其次是苏杂棉 1 号为 101 个,赣杂 106 第
三为 100.5个,南农 8号最少为 87.2个。
5 品种(系)简述
5.1 科棉 3号
该品种植株中等,株高 120cm 左右,果枝、果节
较多,坐桃早,铃卵圆形偏长,铃较大,单铃重 5.14g,
优质桃比例较高。 单产居参试品种(系)第二位,下年
可进一步示范种植。
5.2 苏杂棉 1号
该品种植株高大,株高 126cm左右。 茎秆绒毛较
少,叶片大、叶色深,坐桃早。 铃卵圆形偏长、铃壳薄、
吐絮畅,铃较大,单铃重 5.23g,弥补了中期成铃少的
不足。 是一个具有稳产、高产潜力的品种。
5.3 南农 8号
该品种植株中等, 株高 122cm 左右, 株型较紧
凑,叶片中等大小、叶色较深,结铃性强,优质桃比例
较高,铃中等,单铃重 4.77g。 下年可进一步试验示
范。
5.4 ST001
该品系植株中等, 株高 122cm 左右, 株型稍松
散,茎秆绒毛较多,果枝、果节较多,成铃较高。 铃中
等,单铃重 4.77g,优质桃比例高达 60%左右。
5.5 南抗 7号
该品种植株偏大,株高达 125cm左右。 叶片中等
大小、叶色深,果枝、果节较多,稳产基础好,坐桃早,
铃卵圆形带尖,单铃重 4.82g,铃壳薄、吐絮畅,优质
桃比例高。 下年可试验示范。
5.6 赣杂 106
该品种植株相对矮小,株高 115cm 左右,果枝、
果节较多,但脱落也多,秋桃较多,成铃率不太理想,
铃中等,单铃重 4.74g。
渣是试管苗移栽和扦插的理想基质; 移植于山坡上
的试管苗生长非常旺盛,须根增加 1 倍左右,鲜茎叶
收获量增产 24%。
移植到山坡上的试管苗之所以会出现生长非常
旺盛、根系增加 1 倍左右、鲜茎叶收获量增产 24%的
特点,可能原因有二:一是本研究是以生长非常旺盛
植株为材料的, 材料的本身具有生长非常旺的遗传
性; 二是在进行试管苗的培养过程中的培养基使用
了较高浓度的生长素, 移植到山坡上的试管苗在生
长发育过程中,生长素仍然发挥着后效作用。
采用不定芽分化培养的方法进行快速繁殖,45d
的繁殖系数为 6.1, 按这个速度计算,1 年可以繁殖
6.18 个不定芽; 用生根继代的方法进行快速繁殖,
25d 繁殖系数为 3.2,按这个速度计算,1 年可以繁殖
3.214.6个植株。上述说明,不论采用哪种方式进行快
速繁殖,每年都能繁殖大量的试管苗。 但是,从试管
苗的有效性和长势看, 生根继代方法是进行快速繁
殖的理想方法。 这是因为,用这种方法进行繁殖的试
管苗不仅长势旺盛、容易移栽、扦插成活,而且几乎
没有无效苗。
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