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华北八宝组织培养与再生体系的建立



全 文 :2013年
第33卷 第6期
河北大学学报(自然科学版)
Journal of Hebei University(Natural Science Edition)
2013
Vol.33No.6
DOI:10.3969/j.issn.1000-1565.2013.06.017
 收稿日期:2013-01-21
 基金项目:985工程资助项目(MUC98504-14,MUC98507-08);高等学校学科创新引智计划资助项目(B08044);中央高校基
本科研业务费专项资金资助项目(0910KYZY46)
 第一作者:张璐(1988-),女,山东枣庄人,中央民族大学在读硕士研究生,主要从事植物细胞工程方面的研究.
E-mail:zhanglu.goodluck@163.com
 通信作者:王俊丽(1964-),女,河北新乐人,中央民族大学教授,博士生导师,主要从事植物细胞工程及资源利用研究.
E-mail:wangjunli1698@163.com
华北八宝组织培养与再生体系的建立
张璐,王俊丽,王珏,田璧瑞,马林喜
(中央民族大学 生命与环境科学学院,北京 100081)
  摘 要:为更好地保护和利用野生华北八宝资源,以华北八宝的幼嫩叶片作为外植体,探讨了不同的植
物生长调节剂及不同质量浓度的配比对愈伤组织诱导、不定芽分化以及生根的诱导效应,建立了华北八宝的
组织培养再生体系.结果表明,诱导愈伤组织的最佳培养基为MS+2,4-D 2.0mg/L+6-BA 0.5mg/L;不定
芽诱导分化的最佳培养基为 MS+6-BA 1.0mg/L,诱导率达81.52%;最佳生根培养基为1/2MS培养基.
关键词:华北八宝;愈伤组织;不定芽;植株再生
中图分类号:Q945   文献标志码:A   文章编号:1000-1565(2013)06-0648-06
Plant tissue culture and establishment of regeneration system of
Hylotelephium tatarinowi (Maxim.)H.Ohba
ZHANG Lu,WANG Junli,WANG Jue,TIAN Birui,MA Linxi
(Colege of Life and Environmental Sciences,Minzu University of China,Beijing 100081,China)
  Abstract:For protection and utilization of the wild Hylotelephium tatarinowii(Maxim.)H.Ohba,
the effects of different plant growth regulators on calus,adventitious bud and root induction were dis-
cussed and a propagation system was established by using leaf explants.The results showed that the opti-
mal medium of calus induction was MS+2,4-D 2.0mg/L+6-BA 0.5mg/L.The suitable medium for in-
ducing adventitious shoots was MS+6-BA 1.0mg/L,and the induction rate of adventitious buds reached
81.52%.The best medium of root induction was 1/2MS.
Key words:Hylotelephium tatarinowii;calus;adventitious shoots;plant regeneration
华北八宝(Hylotelephium tatarinowii(Maxim.)H.Ohba),又称华北景天,是景天科八宝属的多年生
草本植物.花期7~8月,果期9月.分布于内蒙古、河北、山西等地,生于海拔1 000~3 000m处山地石缝中.
常见于向阳山石上[1].
华北八宝属于中国的名贵香草植物,可用于精油香料的提取、疾病的防治等[2].该植物为多肉多浆耐旱
花卉,株型小巧,花朵繁茂,可作为耐旱盆栽花卉用于城市园林绿化,并且已被录入中国第6批植物新品种保
第6期 张 璐等:华北八宝组织培养与再生体系的建立
护名录[3-4].
根据文献报道,八宝属植物大多具有药用价值,例如,八宝、轮叶八宝、珠芽八宝、白八宝、狭穗八宝、紫花
八宝[5-6]等植物具有祛风清热、散瘀消肿、消炎止血等功效.由于华北八宝分布海拔较高,在低海拔地区繁殖
难度大,目前可利用的野生资源较少.为了进一步扩大种源,可以采用组织培养的方法,建立华北八宝的快速
高效再生体系.目前已有多种植物通过组织培养技术建立了其再生体系,如半夏[7]、新疆雪莲[8]、胭脂花[9]等.
本研究的目的在于以野生华北八宝植株为材料,建立组织培养再生体系,为华北八宝的进一步开发利用
奠定基础.
1 材料与方法
1.1 植物材料的选取与消毒处理
华北八宝野生植株采自北京灵山海拔2 300m的石缝间.选取其幼嫩叶片作为外植体,将幼嫩叶片小心
取下,用洗涤灵清洗干净之后在流水下冲洗2h,用体积分数为70%的酒精浸泡30s,再浸于质量分数为
0.1%的 HgCl2 中(加吐温2滴)消毒12min,用无菌水冲洗3~4次.
1.2 培养基及培养方法
以 MS培养基为基本培养基,添加质量分数为3%的蔗糖和1%的琼脂粉(pH 5.8),121℃高压灭菌
20min.
1.2.1 愈伤组织的诱导
在 MS培养基中分别加入不同质量浓度的2,4-D(0,0.5,1.0,2.0,4.0mg/L)与6-BA(0,0.5,1.0,
2.0mg/L)2种植物生长调节剂,以幼嫩叶片为外植体进行愈伤组织的诱导.
将消毒后的幼嫩叶片切成0.3cm×0.5cm的小块,并用刀片在叶面上刻伤,接种于已经过121℃高压
灭菌20min后的培养基中,每瓶接种7块,9瓶为一个处理,重复3次,30d后观察统计愈伤组织诱导率.
1.2.2 不定芽的分化诱导
以 MS为基本培养基,加入不同质量浓度的6-BA(0,0.5,1.0,2.0,4.0mg/L),TDZ(0,0.5,1.0,2.0,
4.0mg/L),NAA(0,0.5,1.0,2.0,4.0mg/L),以生长旺盛的愈伤组织为材料进行不定芽的分化诱导.
将愈伤组织切成0.5cm×0.5cm×0.5cm的小块,每瓶接种7块,9瓶为一个处理,重复3次,30d后
观察统计不定芽诱导率.
1.2.3 生根培养
分别在 MS,1/2MS 2种培养基中进行生根培养.将长到2~3cm的不定芽取出,接于增殖培养基6-BA
1.0mg/L中.20d后将长到3~4cm的不定芽接于生根培养基中,每瓶接种数为6个,9瓶为一个处理,重
复3次,30d后观察统计生根率.
1.2.4 炼苗与移栽
选取已生根且植株健壮的再生苗,移栽前先打开瓶盖,在散射光条件下炼苗3d,之后用镊子轻轻取出
幼苗,先将幼苗根部的培养基用清水冲洗干净,然后将幼苗移栽到珍珠岩∶营养土∶蛭石=1∶2∶1(体积比)的
培养土中.移栽后浇透水,之后保持适当的温度、湿度和光照.移栽15d后统计成活率.
1.2.5 培养条件
培养室温度为(25±2)℃,光照时间为12h/d,光照强度为40μmol/(m
2·s).
2 结果与分析
2.1 愈伤组织的诱导
研究发现,培养基中添加单一植物生长调节剂时,愈伤组织的诱导效果均不好.当2,4-D质量浓度为
2.0mg/L时诱导率最高为23.81%(表1);6-BA质量浓度为1.0mg/L时诱导率最高为12.56%(表2).在
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河北大学学报(自然科学版) 第33卷
含有不同质量浓度2,4-D和6-BA组合的培养基中愈伤组织诱导率较高,以培养基MS+2,4-D 2.0mg/L+
6-BA 0.5mg/L中的愈伤组织诱导率最高,达到了92.06%(表3),并且愈伤组织状态良好,黄绿色较疏松,
生长旺盛(图1).
表1 2,4-D对华北八宝愈伤组织诱导率的影响
Tab.1 Effect of 2,4-D on induction rates of
the calus of Hylotelephium tatarinowi
ρ(2,4-D)/(mg·L
-1) 接种数/块 诱导率/%
0  63  0a
0.5  63  5.29±2.43a
1.0  63  16.9±6.01b
2.0  63  23.81±3.18b
4.0  63  0a
表2 6-BA对华北八宝愈伤组织诱导率的影响
Tab.2 Effect of 6-BA on induction rates of
the calus of Hylotelephium tatarinowi
ρ(6-BA)/(mg·L
-1) 接种数/块 诱导率/%
0  63  0a
0.5  63  5.29±0.92bc
1.0  63  12.56±3.18d
2.0  63  9.52±1.59cd
4.0  63  4.23±0.92ab
    数据以x±s表示,P<0.05,标有相同字母的数据表示差异不显著,标有不同字母的数据表示差异显著.
表3 6-BA和2,4-D组合对愈伤组织诱导率的影响
Tab.3 Effects of different mass concentrations of 6-BA and 2,4-D on calus induction rates
ρ(2,4-D)/
(mg·L-1)
ρ(6-BA)/
(mg·L-1)
接种数/块 诱导率/% ρ
(2,4-D)/
(mg·L-1)
ρ(6-BA)/
(mg·L-1)
接种数/块 诱导率/%
0  0  63  0a 0  0  63  0a
0.5  0  63  5.29±2.43a 2.0  0  63  23.81±3.18b
0.5  0.5  63  56.09±1.13c 2.0  0.5  63  92.06±1.59e
0.5  1.0  63  61.37±0.91c 2.0  1.0  63  61.90±5.50d
0.5  2.0  63  38.09±4.20b 2.0  2.0  63  49.74±4.00c
0  0  63  0a 0  0  63  0a
1.0  0  63  16.93±6.01b 4.0  0  63  0a
1.0  0.5  63  70.37±6.01d 4.0  0.5  63  18.52±2.42c
1.0  1.0  63  47.62±5.72c 4.0  1.0  63  10.05±1BH83b
1.0  2.0  63  41.80±5.57c 4.0  2.0  63  8.47±0.91b
  数据以x±s表示,P<0.05,标有相同字母的数据表示差异不显著,标有不同字母的数据表示差异显著.
a.刚接种的叶片;b.叶片开始膨大;c.开始产生愈伤组织;d.叶片诱导出大量愈伤组织.
图1 2,4-D与6-BA配合对叶片愈伤组织的诱导效应
Fig.1 Effects of 2,4-D in combination with 6-BA on calus induction
2.2 不定芽的诱导
2.2.1 TDZ与6-BA组合对不定芽分化的影响
在含有不同质量浓度的TDZ或不同质量浓度配比的TDZ与6-BA组合的不定芽诱导培养基中,均未
有不定芽的分化,部分愈伤组织呈现嫩绿色且有所增殖,部分愈伤组织褐化或死亡.因此这类培养基组合不
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适合华北八宝不定芽的分化培养.
2.2.2 TDZ与NAA组合对不定芽分化的影响
在含有不同质量浓度配比的TDZ与NAA的不定芽诱导培养基中,也均未有不定芽的分化,且未分化
的愈伤组织部分褐变或死亡.因此这类培养基组合同样不适合华北八宝不定芽的分化培养.
2.2.3 6-BA与NAA组合对不定芽分化的影响
在含有不同质量浓度的6-BA或不同质量浓度配比的6-BA与NAA组合的不定芽诱导培养基中,均有
不定芽的分化.愈伤组织在接入含6-BA与NAA的不定芽诱导培养基后,10d内体积有所增大,颜色加深,
15d后开始出现绿色小突起,20~25d时,部分愈伤组织开始丛生不定芽(图2).在MS+6-BA 1.0mg/L培
养基中不定芽的诱导率最高,达到81.52%(表4).
a.MS+6-BA 1.0mg/L培养基中愈伤组织刚分化出芽;b.MS+6-BA 1.0mg/L培养基中丛生不定芽.
图2 愈伤组织分化不定芽
Fig.2 Adventitious bud induced from calus
表4 愈伤组织不定芽诱导率
Tab.4 Adventitious bud induction rates
ρ(6-BA)/
(mg·L-1)
ρ(NAA)/
(mg·L-1)
接种数/块
不定芽
诱导率/%
ρ(6-BA)/
(mg·L-1)
ρ(NAA)/
(mg·L-1)
接种数/块
不定芽
诱导率/%
0  0  63  0a 0  0  63  0a
0.5  0  63  28.02±3.98cd  2.0  0  63  79.92±1.85e
0.5  0.1  63  31.68±3.15d 2.0  0.1  63  64.56±2.77d
0.5  0.2  63  27.96±4.23cd  2.0  0.2  63  63.03±1.60d
0.5  0.5  63  23.33±2.44c 2.0  0.5  63  36.97±5.71c
0.5  1.0  63  10.01±2.44b 2.0  1.0  63  11.22±3.27b
0  0  63  0a 0  0  63  0a
1.0  0  63  81.52±3.27e 4.0  0  63  0a
1.0  0.1  63  77.27±3.33e 4.0  0.1  63  1.59±1.59ab
1.0  0.2  63  67.24±4.84d 4.0  0.2  63  5.29±2.43b
1.0  0.5  63  41.81±4.84c 4.0  0.5  63  2.11±1.83ab
1.0  1.0  63  15.90±2.71b 4.0  1.0  63  0a
  数据以x±s表示,P<0.05,标有相同字母的数据表示差异不显著,标有不同字母的数据表示差异显著.
2.3 生根培养
不定芽在 MS和1/2MS 2种培养基中进行诱导培养,10d后,开始生出白色细根,最长可达到3~
4cm,成辐射状分布.培养30d后,2种培养基的生根率均可达到100%.1/2MS培养基中每个植株的平均
根条数可达到5.9条,而 MS培养基中的平均根条数为4.0条(图3).
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a.1/2MS培养基中的健壮再生苗;b.再生苗根系.
图3 再生苗
Fig.3 Regenerated plants
2.4 炼苗与移栽
生根苗炼苗移栽后,植株生长良好,15d后统计,移栽成活率可达95%以上.
3 讨论
本研究发现,在培养基中单独附加2,4-D或6-BA,对愈伤组织的诱导效果均不显著,而质量浓度低于
4.0mg/L的2,4-D和6-BA配合使用时,愈伤组织的诱导率明显提高.在加入2,4-D和6-BA不同质量浓度
组合的培养基中,若2,4-D质量浓度低于6-BA或与之相同时,叶片膨大表现得较为明显,并且诱导出的愈
伤组织为深绿色且较致密.而在2,4-D质量浓度高于6-BA质量浓度时,叶片膨大现象不明显,诱导出的愈
伤组织为浅黄绿色且较疏松.较高质量浓度的2,4-D(4.0mg/L)不利于愈伤组织的诱导.MS+2,4-D
2.0mg/L+6-BA 0.5mg/L培养基的愈伤组织诱导率最高,达到了92.06%.王俊丽等[10]在对华北大黄愈
伤组织诱导研究中发现,当不同质量浓度的6-BA分别与低质量浓度2,4-D配合使用时,对愈伤组织的增殖
效应十分明显,其中 MS+6-BA 2.0mg/L+2,4-D 0.2mg/L培养基的增殖效果较好,这与本研究的结果
不尽相同.
此外,本研究还发现,6-BA是影响不定芽分化的关键因素,在培养基中单独添加不同质量浓度的6-BA
或不同质量浓度配比的6-BA与NAA组合,均可诱导不定芽的分化.这与文献所报道的细胞分裂素对组织
培养中不定芽的分化及增殖有着显著作用结论[11-12]相一致.张晓艳等[13]研究了影响八宝景天愈伤组织诱
导、芽诱导、生根的主要因素,发现八宝景天叶片切块诱导愈伤组织的最佳培养基为 MS+6-BA 2.0mg/L+
NAA 1.0mg/L,诱导率达93.3%;MS+6-BA 2mg/L+NAA 0.1mg/L培养基有利于芽的分化和增殖.任
爽英等[14]研究也发现,培养基中添加6-BA时对八宝景天不定芽的分化有促进作用.上述研究与本研究结果
相一致.
本研究以华北八宝幼嫩叶片为外植体建立了其组织培养再生体系,这对野生华北八宝的开发与利用有
着重要意义.
参 考 文 献:
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(责任编辑:赵藏赏)
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