全 文 :29卷05期
Vol.29,No.05
草 业 科 学
PRATACULTURAL SCIENCE
735-740
05/2012
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植物
生产层 钝叶瓦松带芽叶片的组织培养和快速繁殖
张彦妮,韩荣娜
(东北林业大学园林学院,黑龙江 哈尔滨150040)
摘要:以钝叶瓦松(Orostachys malacophyllus)带芽叶片为外植体,MS为基本培养基添加不同质量浓度的6-BA、
NAA和2,4-D,探讨了不同植物生长调节剂对钝叶瓦松带芽叶片启动的影响,以期筛选出最佳培养基配方,建立
钝叶瓦松组织培养再生体系。结果表明,叶片腋芽最佳启动培养基为 MS+6-BA 3mg·L-1+NAA 0.1
mg·L-1,腋芽增殖的最佳培养基为 MS+6-BA 1.5mg·L-1+2,4-D 0.2mg·L-1,腋芽的增殖倍数为5.35。
最佳生根培养基为1/2MS+NAA 0.3mg·L-1,生根率为96.67%,移栽后成活率为76.67%。
关键词:钝叶瓦松;带芽叶片;组织培养
中图分类号:Q943.1;S791.24 文献标识码:A 文章编号:1001-0629(2012)05-0735-06
*
钝叶瓦松(Orostachys malacophyllus)[1]为景
天科瓦松属的二年生肉质草本植物。在我国东北、
华北、内蒙古等地区均有分布,朝鲜、日本也有分
布[2]。钝叶瓦松系旱生植物,在内蒙古典型草原和
草甸草原地区,为常见的伴生种,生于砾石性山坡或
沙砾质土壤。全草皆可入药,有止血通经之功效[3]。
钝叶瓦松第1年仅有莲座叶,第2年抽茎[4]。叶片
呈莲座状密集排列,总状花序,花期在夏秋季节,开
白色或者白绿色小花[5]。可作为花坛花卉植于山
坡、岩石园或屋顶,是一种颇具开发价值的野生花
卉。迄今为止,对景天科瓦松属植物的组织培养研
究较少,曲伟红和赵建国[6]对瓦松愈伤组织的诱导
进行了研究,而对于钝叶瓦松组织培养方面尚未见
报道。由于野生资源有限,为了快速繁殖出大量的
钝叶瓦松植株,本试验以带芽叶片为材料,进行组织
培养研究,以期为钝叶瓦松大量繁殖提供新的有效
途径,为优良种质资源保存、野生资源的保护以及钝
叶瓦松可持续开发利用的实现提供理论依据。
1 材料与方法
1.1试验材料 钝叶瓦松的植株由东北林业大学
园林学院花圃提供。选取健康的钝叶瓦松带芽叶片
为外植体。
1.2试验方法
1.2.1带芽叶片消毒时间的筛选 参照程林梅等[7]
方法,将采集的钝叶瓦松带芽叶片用洗衣粉水浸泡
10min,在流水下冲洗1~2h后,放入超净工作台,
用75%的乙醇溶液消毒15~30s,再用无菌水冲洗
2次,再用0.1%的升汞(HgCl2)溶液分别消毒3、5、
7、9、11min,中间不断晃动,然后用无菌水冲洗5~
6次,无菌滤纸吸干外植体表面的水分,用消毒过的
小刀将带有腋芽的叶片切成大小约为0.5~1.0cm
的小块,接种到 MS培养基上。每个处理30个外植
体,重复3次。2周后分别统计不同消毒时间的污
染率、启动率和死亡率。筛选出外植体最佳的消毒
时间。本试验培养基pH值均调至5.8~6.0,高压
灭菌(1.1MPa,121℃)15min。培养室培养温度为
(25±2)℃,光照强度为1 500~2 000lx,光照时间
为16h·d-1。
1.2.2钝叶瓦松带芽叶片的启动培养 将消毒后的
带芽叶片接种到添加不同质量浓度6-BA(1.0、2.0
和3.0mg·L-1)、NAA(0.1、0.3和0.5mg·L-1)
的 MS培养基上,试验采取二因素三水平的正交试
验设计,每处理接种30个外植体,30d后统计钝叶
瓦松带芽叶片的启动率、出芽指数和出愈率。出芽
指数等于发生芽的外植体上出芽数的平均数。
1.2.3腋芽的增殖培养 初代培养得到的腋芽,剪
下后接种增殖培养基上进行丛芽的诱导,试验采用
三因素三水平的正交试验设计,每处理接种30个外
*收稿日期:2011-07-25 接受日期:2011-09-14
基金项目:中央高校基本科研业务费专项资金(DL09BA37)
作者简介:张彦妮(1974-),女,山西大同人,副教授,博士,研究方向为园林花卉的繁殖栽培及育种。E-mail:zhangyanni808@126.com
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植体,30d后统计腋芽的增殖倍数。
1.2.4组培苗的生根诱导 将高3cm左右、未生根
的组培苗转至1/2MS+NAA(0.1、0.3mg·L-1)
培养基上进行生根诱导。20d后分别统计生根率、
根长及生根情况。
1.2.5无菌苗的移栽 选取高3cm左右、根系健壮
的钝叶瓦松无菌生根苗进行移栽。用镊子小心的取
出生根苗,自来水冲洗掉根上附着的培养基,移栽到
事先准备好的基质中,浇适量水,放置在通风良好、
湿度较大、光照充足的环境下进行培养,观察幼苗生
长情况,30d后统计移栽成活率,筛选出适宜的移
栽基质。
1.3数据分析 数据采用EXCLE、SPSS 17.0软
件进行方差分析及多重比较分析(Duncan’s法)。
2 结果
2.1钝叶瓦松带芽叶片消毒时间的筛选 随
着0.1% HgCl2 处理时间的延长,钝叶瓦松叶片的
污染率逐渐递减,启动率呈先升后降的趋势(表1),
而死亡率却逐渐增加,可见,HgCl2 消毒效果虽然较
好,但对外植体的活化等方面影响很大,如果消毒时
间过长,就会在杀死外植体表面微生物的同时对植
物细胞也造成损伤,导致外植体死亡率的增加,从而
影响到外植体愈伤组织的诱导。0.1%HgCl2 处理
5min污染率和死亡率均较低,方差分析结果显示,
0.1%HgCl2 处理5min污染率与其他灭菌时间相
比差异显著,且启动率最高,为56.67%,有利于带
芽叶片的启动培养。说明0.1%HgCl2 处理5min
最适合钝叶瓦松带芽叶片的消毒。
表1 不同灭菌时间对外植体消毒效果的影响及方差分析结果
Table 1 Effect of different sterilizing time on explants’sterilization efficiency and variance result
灭菌时间
Sterilizing time/min
接种数/个
Inoculated number
污染率
Polution rate/%
死亡率
Death rate/%
启动率
Initiation rate/%
3 30 53.33a 0.00d 36.67c
5 30 23.33b 6.67d 56.67a
7 30 13.33c 20.00c 50.00ab
9 30 6.67cd 33.33b 43.33bc
11 30 0.00d 56.67a 16.67d
注:表中数据是3个重复的平均值,不同字母表示不同灭菌时间之间差异显著(P<0.05)。下表同。
Note:The figures in the table are mean of three replicates.Different letters mean significant at 0.05level among different sterili-
zing time.The same below.
2.2钝叶瓦松带芽叶片的启动培养 将带芽
钝叶瓦松叶片接种到不同激素组合的培养基上4d
左右,腋芽开始萌动,10d左右差异并不显著,有些
腋芽基部开始产生愈伤组织经继代后会分化出根和
不定芽(图1)。其中在 A1、A3、A6 和 A9 培养基上
腋芽的萌发率均较高,但 A1 和 A9 腋芽长势一般,
A3、A6 出芽指数相对较高且腋芽长势较好(表2),
可见高质量浓度的6-BA有利于钝叶瓦松腋芽的萌
发与 生 长,而 高 质 量 浓 度 的 NAA(超 过 0.1
mg·L-1)对于钝叶瓦松腋芽生长有抑制作用。因
此高质量浓度的6-BA(3.0mg·L-1)和低质量浓
度的NAA(0.1mg·L-1)组合是钝叶瓦松带芽叶
片启动的最佳培养基。
2.3腋芽的增殖培养 不同质量浓度6-BA、
NAA和2,4-D的组合对于腋芽的增殖及苗的长势
影响相差很大。高质量浓度的6-BA(1.5mg·L-1)
和NAA(0.1~0.2mg·L-1)组合使用有利于带芽
叶片腋芽的增殖,随着6-BA质量浓度的升高,腋芽
增殖倍数呈增加的趋势,最高达5.35。方差分析表
明,此组合与其他组合之间存在显著差异,且苗长势
很好(图2A)。但是当低质量浓度的6-BA(0.5
mg·L-1)或6-BA与2,4-D组合使用时,腋芽增殖
倍数较小,芽苗长势也较弱,可见在腋芽增殖时低质
量浓度的6-BA或6-BA+2,4-D对于钝叶瓦松叶片
腋芽的增殖有抑制作用(表3)。因此最适宜带芽叶
片腋芽增殖的培养基为 MS+6-BA 1.5mg·L-1+
NAA 0.2mg·L-1。
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表2 带芽叶片的启动培养结果
Table 2 Initiation culture of the leaves with buds
编号
Number
植物生长调节剂
Plant growth regulator/mg·L
-1
6-BA NAA
接种数/个
Inoculated
number
萌发率
Germination
rate/%
出愈率
Induction calus
rate/%
出芽指数
Production of
buds index
苗生长状况
Seedlings growing
status
A1 1.0 0.1 30 80.00a 26.67cd 1.54a +
A2 2.0 0.3 30 73.33ab 10.00f 1.50a ++
A3 3.0 0.5 30 80.00a 20.00c 1.67a +++
A4 1.0 0.3 30 73.33ab 16.67def 1.59a ++
A5 2.0 0.5 30 76.67a 13.33ef 1.57a ++
A6 3.0 0.1 30 83.33a 56.67a 1.72a +++
A7 1.0 0.5 30 63.33b 23.33cde 1.63a +
A8 2.0 0.1 30 76.67a 40.00b 1.55a ++
A9 3.0 0.3 30 80.00a 53.33a 1.54a +
注:“+”的数目表示腋芽的长势好坏程度,“+”表示长势一般,“++”表示长势较好,“+++”表示长势最好。
Note:The numbers of“+”represent degrees of good and bad growth of axilary buds,“+”represents growing normal,“++”
are growing better,and“+++”are growing best.
2.4组培苗的生根诱导 丛生芽中未生根的苗
高3cm左右时,继代到附加不同质量浓度 NAA
(0.1~0.3mg·L-1)的1/2MS培养基中进行生根
诱导。试验中发现钝叶瓦松无菌苗较易生根,在接
种后4d左右开始生根,20d后统计结果,大部分苗
已经生根,且生根率均在75%以上,其中,C3 培养基
的生根率最高,达96.67%,且平均诱导出14条根
(表4),从方差分析可以看出,C3 培养基的生根率与
C1、C2 培养基之间存在显著差异,且诱导出的根较
粗状数量较多(图2B)。因此钝叶瓦松最适生根培
养基为:1/2MS+NAA 0.3mg·L-1。
2.5组培苗的移栽 选择生根良好的钝叶瓦松
生根苗移栽到不同的基质中,30d后统计不同移栽
基质的移栽成活率。基质珍珠岩∶蛭石∶田间土
(1∶1∶1)的移栽成活率最高,达76.67%(表5),与
另外3种基质的成活率之间存在显著差异,且苗的
长势较好(图2C)。
图1 愈伤组织增殖(A)和分化(B)
Fig.1 Proliferation(A)and differentiation(B)of calus
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表3 带芽叶片不定芽的增殖培养
Table 3 Proliferation culture of adventitious buds from leaves with buds
编号
Number
植物生长调节剂
Plant growth regulator/mg·L-1
6-BA NAA 2,4-D
增殖倍数
Proliferation
multiples
新芽生长状况
New buds growing status
B1 0.5 0.0 0.0 3.45e
基部有大量愈伤组织发生,芽苗浅黄或绿色,长势较好,有根发生
Plenty of induced calus at base,seedling yelowish or green,
growing wel with roots
B2 1.0 0.0 0.1 3.38e
基部有大量愈伤组织,芽苗浅黄色,长势很弱
Plenty of induced calus at base,seedling yelowish,growing
very weak
B3 1.5 0.0 0.2 4.06d
基部有大量愈伤组织发生,芽苗浅黄,长势较弱,有少许根
Plenty of induced calus at base,seedling yelowish,growing
weaker with few roots
B4 0.5 0.2 0.1 4.13d
基部有愈伤组织发生,芽苗浅黄色,长势一般,有根发生
Induced calus at base,seedling yelowish,growing normal with
roots
B5 1.0 0.2 0.2 4.25c
基部有愈伤组织发生,芽苗较多,小叶绿色或浅黄色,长势较
好,有少许根Induced calus at base and more seedlings with
green or yelowish little leaves,growing wel with few roots
B6 1.50 0.2 0.0 5.35a
基部有愈伤组织发生,芽苗多而密,小叶绿色,长势很好
Induced calus at base,seedlings more and close with green little
leaves,growing best
B7 0.5 0.4 0.2 5.22b
基部有愈伤组织发生,芽苗较多,浅黄色或浅绿色,长势较好
Induced calus at base,more seedlings with yelowish or green-
ish,growing wel
B8 1.0 0.4 0.0 5.14b
基部有大量愈伤组织发生,芽苗较多,绿色或浅黄色,长势较好
Plenty of induced calus at base,more seedlings with green or
yelowish,growing wel
B9 1.5 0.4 0.1 5.23b
基部有愈伤组织发生,芽苗多而密,浅黄色,长势一般,有根发生
Induced calus at base,seedlings more and close with yelowish,
growing normal with roots
图2 钝叶瓦松带芽叶片腋芽的增殖(A)、生根诱导(B)及移栽(C)
Fig.2 Proliferation(A),root induced(B)and transplant(C)of axilary bud from leaves with
buds of Orostachys malacophyllus
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表4 生根试验结果
Table 4 Results of taking roots tests
编号
Number
最早生根时间
Day of earliest rooting/d
生根率
Rooting rate/%
根数/条
Root number
根长
Root length/cm
C1 4 76.67c 10c 0.62c
C2 5 86.67b 11bc 0.66bc
C3 4 96.67a 14a 0.73a
表5 不同栽培基质对组培苗移栽成活率的影响
Table 5 Effect of different culture medium on survival rates of seedling transplanting
炼苗基质
Seedling adaptation medium
移栽株数/株
Transplanting individuals/plant
成活株数/株
Survival individuals/plant
成活率
Survival rate/%
河沙∶蛭石(1∶1)
River sand∶vermiculite(1∶1)
30 13 43.33c
珍珠岩∶蛭石(2∶1)
Perlites∶vermiculite(2∶1)
30 7 23.33d
河沙∶田间土(3∶1)
River sand∶field soil(3∶1)
30 18 60.00b
珍珠岩∶蛭石∶田间土(1∶1∶1)
Perlites∶vermiculite∶field soil(1∶1∶1)
30 23 76.67a
3 讨论与结论
关于景天科植物组织培养方面的试验研究已有
很多的报道[8-10],国内外有关瓦松属植物的研究报
道更多是围绕药理及分子方面[11-12],关于组培方面
的报道却很少。本试验以钝叶瓦松带芽叶片为外植
体,经过多次试验研究,初步建立了组织培养再生体
系,短期内获得了大量的钝叶瓦松的完整植株。
在钝叶瓦松带芽叶片的培养中,用0.1%升汞
对外植体消毒5min污染率较低且启动率较高,灭
菌效果最好。在带芽叶片的启动试验中发现:带芽
叶片接种4d左右,腋芽开始萌动,10d左右叶片展
开;另外试验中发现激素种类和浓度对于叶片腋芽
启动培养有一定的影响,结果表明,高质量浓度的
6-BA(3.0mg·L-1)和低质量浓度的 NAA(0.1
mg·L-1)组合使用腋芽萌发率最高,最适宜钝叶瓦
松带芽叶片的启动培养。有些腋芽在培养10d左
右,基部会产生黄绿色或绿色颗粒状的愈伤组织,结
构致密但易碎,经过继代后会分化出根和不定芽,初
步认定为胚性愈伤组织[13-15]。因此,有关叶片腋芽
基部产生的是否为胚性愈伤组织以及进一步提高胚
性愈伤组织的诱导率尚待进一步深入研究。
植物生长调节剂在组织培养的过程中有着重要
的作用[16]。不同的激素组合对于腋芽增殖的效果
各不相同[17]。对钝叶瓦松来说,在培养基 MS+
6-BA 1.50mg·L-1+NAA 0.2mg·L-1上,腋芽
增殖效果最好,增殖倍数为5.35,显著高于其他组
合的增殖倍数,苗的长势也较好,因此是钝叶瓦松带
芽叶片腋芽增殖的最佳培养基。在钝叶瓦松组培苗
的生根试验中发现,NAA有利于促进钝叶瓦松植
株的生根,其生根的最适培养基为1/2MS+ NAA
0.3mg·L-1,20d后生根率高达96.67%,且根系
粗壮、苗长势较好。试验苗移栽在基质珍珠岩∶蛭
石∶田间土(1∶1∶1)中效果最好,成活率达到
76.67%。
本试验以钝叶瓦松的带芽叶片为外植体,首次
成功的建立了组织培养再生体系,为组培苗的移栽、
大面积的人工栽培及其工厂化生产提供了一定的理
论基础与科学依据,为钝叶瓦松的可持续开发利用
奠定了基础。
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Tissue culture and rapid propagation of Orostachys malacophyllus
leaves with axilary buds
ZHANG Yan-ni,HAN Rong-na
(Landscape Architecture Colege of Northeast Forestry University,Harbin 150040,China)
Abstract:The leaves with axilary buds of Orostachys malacophyllus were selected to investigate the effect
of different plant growth regulators on axilary buds initiation by using MS medium with different concen-
trations of 6-benzylamino purine,1-naphthaleneacetic acid,and 2,4-dichlorophenoxyacetic acid for
developping an efficient procedure of plant regeneration of O.malacophyllus.The results of this study
showed that the optimum initiating culture medium for leaves axilary buds of O.malacophyllus was MS
medium appended with 3mg·L-1 6-benzylamino purine and 0.1mg·L-1 1-naphthaleneacetic acid.The
optimum proliferative medium for axilary buds of O.malacophyllus was MS medium added with 1.5
mg·L-1 6-benzylamino purine and 0.02mg·L-1 2,4-dichlorophenoxyacetic acid,and multiplication
times was 5.35.In root induction culture,shoot clusters in the1/2MS medium supplemented with 0.3
mg·L-1 1-naphthaleneacetic acid were wel rooted and grew vigorously with the 96.67%rate of root for-
mation,and the best survival rate was 76.67%.This study suggested that the efficient plant regeneration
in O.malacophyllus from leaves with axilary buds was possible.
Key words:Orostachys malacophyllus;leaf with axilary buds;tissue culture
Corresponding author:ZHANG Yan-ni E-mail:zhangyanni808@126.com
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