全 文 :第 5 卷 第 11 期 黑龙江科学 Vol. 5 No. 11
2014 年 11 月 HEILONGJIANG SCIENCE November 2014
橡胶草组培快繁技术研究
刘伟伟1,2,车代弟1,宋淑敏2,肖 宇2
(1.东北农业大学 园艺学院,哈尔滨 150030;
2.黑龙江省科学院大庆分院,黑龙江 大庆,163319)
摘要:本研究以橡胶草叶片为外植体,研究了褐化现象的抑制以及通过不同激素浓度研究橡胶草的组培快繁技术,结
果表明:第一,在培养基中加入 300 mg /L的 Vc 可以有效地抑制褐化现象的发生。第二,芽的最佳诱导培养基为 MS + 6-
BA2. 0 mg /L + NAA0. 1 mg /L。第三,芽的最佳增殖培养基为 MS + 6-BA1. 5 mg /L + NAA0. 05 mg /L。第四,最适的生根培养
基为 1 /2MS + 0. 15 mg /LNAA。第五,最佳驯化基质为蛭石。
关键词:橡胶草;褐化现象;快速繁殖
中图分类号:S 576 文献标志码:A 文章编号:1674—8646(2014)11—0031—03
Tissue culture and propagation of Taraxacum
Kok-saghyz Rodin
LIU Wei-wei1,2,CHE Dai-di1,SONG Shu-min2,Xiao Yu2
(1. College of Horticulture,Northeast Agricultural University,Harbin 150030,China;
2. Daqing Branch of Heilongjiang Academy of Sciences,Daqing 163319,China)
Abstract:The effects of desinfection time and exogenous hormones on the survival rate. The results show that:(1)Added to
the medium in 300 mg /L of Vc can effectively suppress the occurrence of browning.(2)Best bud induction medium was MS + 6-
BA2. 0 mg /L + NAA0. 1 mg /L.(3)The best value for medium bud MS + 6-BA1. 5 mg /L + NAA0. 05 mg /L. (4)Optimal rooting
medium was 1 /2MS + 0. 15 mg /LNAA.(5)Best domesticated matrix vermiculite.
Key words:rubber grass;browning;rapid propagation
橡胶草(Taraxacum Kok-saghyz Rodin)是菊科(Compos-
itae)蒲公英属(Taraxacum Weber)多年生宿根型草本植物,
又称俄罗斯蒲公英,与巴西橡胶树、银胶菊一起并称为全球
三大产胶植物[1,2]。其根内含有橡胶,含量可达 20 %以
上,是可以在温带和寒带地区发展的优良天然橡胶植物,我
国的新疆、甘肃、陕西、河北、东北、华北、西北等地均有栽
培。其在工业上的利用价值不次于巴西橡胶树橡胶,是具
有良好开发前景的产胶植物,同时在植物生物技术研究领
域具有深远的科学意义,但目前国内并没有对橡胶草的深
入研究[3,4],形态学、栽培学方面的研究居多[5]。本文对橡
胶草的离体培养进行了研究,建立了高效的再生体系,以期
为橡胶草的组培快繁和遗传转化研究奠定基础。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
供试材料由黑龙江省科学院大庆分院生物组培实验室
从新疆引种的蒲公英橡胶草。
1. 2 培养条件
试验所用培养基为 MS培养基、1 /2MS 培养基,其中含
蔗糖 30 g /L,琼脂粉 7. 8 g /L,pH值 5. 8,添加不同植物生长
调节剂 6-BA,NAA,生长调节物质均在高压灭菌前加入,高
压灭菌条件为 121 ℃,保持 20 min。光照时间为 10 ~
12 h /d,光照强度为 2 000 lx,培养室温度为 25 ± 2 ℃。
收稿日期:2014—10—15
作者简介:刘伟伟(1982—) ,女,黑龙江双城人,农艺师,硕士,从事植物生物技术研究。
通讯作者:车代弟,女,教授,博士,园林植物及景观设计方向教授,e-mail:daidiche@ aliyun. com
13
责任编辑:姜洋 1320493872@ qq. com
1. 3 试验方法
1. 3. 1 外植体的准备
选取幼嫩无病虫害的叶片,加入洗衣粉浸泡 10 min 后
洗净,用流水冲洗 30 min,放入灭菌后的培养皿中带入接种
室,在超净工作台上用 75 %酒精消毒 30 s,用清水冲洗
2 ~ 3次,再用 5 %的次氯酸钠消毒 3 ~ 4 min,无菌水冲洗
4 ~ 5次。经消毒处理的外植体可以接种到培养基上进行培
养[6]。
1. 3. 2 外植体的抑褐培养
在培养基中加入活性炭(AC) ,浓度分别为 1 g /L、
3 g /L、5g /L,维生素 C(Vc) ,浓度分别为 100 mg /L、
200 mg /L、300 mg /L、400 mg /L。AC 与培养基一起高压灭
菌,Vc经过抽滤除菌后再加入到培养基中[7]。分别在接种
后的 1 d、4 d、7 d观察褐化程度并记录。
1. 3. 3 不定芽的诱导与增殖培养
把获得的无菌材料接种到不同浓度配比的 6-BA,NAA
培养基中(见表 1) ,经过芽的诱导后,切去健壮茎尖接种到
不同配比的增殖培养基中(见表 2) ,接种后与培养室内光
照培养,每处理接种 10 瓶,每瓶接种 3 个外植体,重复 3
次,25 d后,观察其株高、叶片数及生长状态并记录。统计
诱导率及增殖系数筛选最适培养基。
1. 3. 4 生根培养与驯化移栽
将增殖培养后的长 2 cm 左右的健壮单株接种到不同
配比的生根培养基中(见表 3) ,15 d 后观察其生根数、根
长,并计算生根率。待幼苗生长出 4 ~ 7 条长度为 3 ~ 5 cm
的细根时,可进行驯化,先将培养基放入自然光照下
2 ~ 3 d,再打开瓶盖炼苗 1 ~ 2 d,后用镊子轻轻取出,洗掉
根部培养基放入驯化基质中栽培。
1. 4 数据处理
数据采用 DPS软件进行方差分析和多重比较分析法。
2 结果与分析
2. 1 外植体的抑褐培养
外植体分别在 1 d、4 d 与 7 d 的褐化程度由表 1 可以
看出,添加活性炭与 Vc 后外植体的褐化现象都得到了抑
制,在培养基中加入 1 g /L、3 g /L 与 5 g /L 的活性炭,褐化
现象都可以得到明显的缓解,说明只加入少量的活性炭就
可以起到抑制褐化的现象。这是因为活性炭不仅能在一定
程度上降低光照强度,更重要的是作为吸附剂可去除酚类
氧化造成的毒害效应。可以用来作为组织培养中的褐化抑
制剂[8]。但有文献声明活性炭在吸附有毒酚类的同时也
吸附了培养基中的植物生长调节剂,对植物生长起到了一
定的负面作用,所以应使用活性炭的较低浓度[9]。
加入 Vc 浓度分别为 100 mg /L、200 mg /L、300 mg /L、
400 mg /L后,与对照组相比起到了很大的抑制作用,由于
Vc是一种多羟基还原物质,可以起到阻止酚类物质氧化的
作用[9]。从表 1 中我们可以观察到,在培养 7 d的记录中,
当 Vc浓度为 300 mg /L 时,褐化现象仍然得到抑制,但当
Vc浓度为 400 mg /L时,褐化的现象反而加重,因此我们认
为在培养基中加入 300 mg /L的 Vc可以有效地抑制褐化现
象的发生。并且在接下来的试验中加入 300 mg /L的 Vc用
来抑制外植体的褐化现象。
表 1 褐变抑制剂对橡胶草外植体褐变的影响
Tab. 1 Browning inhibitors on rubber explants browning grass
褐变抑
制剂
浓度
褐变程度
1 d 4 d 7 d
对照 * ** ***
AC 1 g /L 0 0 *
3 g /L 0 0 *
5 g /L 0 0 *
Vc 100 mg /L 0 * **
200 mg /L 0 0 **
300 mg /L 0 0 *
400 mg /L 0 0 **
(表中用代号表示外植体的褐化程度。“0”表示不明显,基本
无褐色;“* ”表示褐化明显,有轻微褐变,褐色较浅;“**”表示褐
化很明显,褐色较深;“***”表示褐化严重,褐色很深。)
2. 2 不同激素浓度对不定芽诱导率的影响
在培养基中培养 15 d后,不同激素配比的培养基中不
定芽均有膨大萌发现象,都能够促使外植体萌发,如表 2 所
示,在 9 组不同激素配比的培养基中,M5 的诱导率为最高,
为 97. 3 %,其 6-BA 的浓度为 2. 0 mg /L,NAA 浓度为
0. 1 mg /L,且植株生长健壮,叶片平整,所以得到的橡胶草
不定芽诱导的最佳培养基为 MS + 6-BA2. 0 mg /L + NAA
0. 1 mg /L。
表 2 不同植物生长调节剂对橡胶草不定芽诱导率的影响
Tab. 2 The effects of plant growth regulators on rubber
grass adventitious buds rates
处理 供试芽数
植物生长调节剂(mg /L)
6-BA NAA
诱导率%
M1 30 1. 0 0. 05 27. 7 ± 5. 1c
M2 30 1. 0 0. 10 84. 7 ± 1. 9d
M3 30 1. 0 0. 20 75. 7 ± 1. 9ef
M4 30 2. 0 0. 05 82. 6 ± 1. 9a
M5 30 2. 0 0. 10 97. 3 ± 1. 9f
M6 30 2. 0 0. 20 75. 3 ± 1. 9f
M7 30 3. 0 0. 05 70. 0 ± 1. 9de
M8 30 3. 0 0. 10 62. 0 ± 1. 9c
M9 30 3. 0 0. 20 36. 3 ± 1. 9b
(注:表中数据为平均值 ±标准差,同列中不同小写字母表示
5 %水平差异显著,下同)
23
2. 3 不同激素组合对芽增殖倍数的影响
在不同浓度的培养基中进行增殖培养,在培养 20 d
后,发现在 T5 处理中的芽增殖倍数为最高,其中 6-BA浓度
为 1. 5 mg /L,NAA浓度为 0. 05 mg /L。增殖倍数为 5. 8 %,
平均株高为 5. 8 cm,平均叶片数为 4. 2 个,显著高于其他处
理,因此最佳增殖培养基为 MS + 6-BA1. 5 mg /L + NAA
0. 05 mg /L。
表 3 不同植物生长调节剂对橡胶草芽增殖倍数的影响
Tab. 3 The effects of plant growth regulators on rubber
grass shoots value multiples
处理
供试
芽数
植物生长调节剂(mg /L)
6-BA NAA
株高
(cm)
叶片数
(片)
增殖倍数
T1 30 1. 0 0. 01 2. 7 ± 0. 2c 3. 0 ± 0. 2cd 2. 8 ± 0. 2b
T2 30 1. 0 0. 05 4. 5 ± 0. 4b 3. 9 ± 0. 3a 1. 6 ± 0. 2de
T3 30 1. 0 0. 10 3. 2 ± 0. 6b 4. 0 ± 0. 1bc 0. 5 ± 0. 1f
T4 30 1. 5 0. 01 3. 3 ± 0. 2b 4. 0 ± 0. 4b 1. 3 ± 0. 2de
T5 30 1. 5 0. 05 5. 8 ± 0. 1c 5. 5 ± 0. 1a 5. 8 ± 0. 1a
T6 30 1. 5 0. 10 4. 8 ± 0. 1a 4. 2 ± 0. 2a 2. 0 ± 0. 2cd
T7 30 2. 0 0. 01 4. 4 ± 0. 2c 2. 9 ± 0. 5b 1. 1 ± 0. 3ef
T8 30 2. 0 0. 05 4. 2 ± 0. 5b 4. 1 ± 0. 2b 2. 4 ± 0. 2bc
T9 30 2. 0 0. 10 3. 6. ± 0. 2b 4. 0 ± 0. 2b 1. 7 ± 0. 2bc
2. 4 不同激素配比对组培苗生根培养的影响
如表 4 可知,在不同激素浓度的培养基中的植株均生
根,Z3 处理的生根率为最高,为 96. 7 %,平均根长为
5. 9 cm,平均根条数为 6. 7 条,且组培苗整体壮,叶片平整,
叶色为淡绿色,因此最适的生根培养基为 1 /2MS +
0. 15 mg /LNAA。
表 4 不同植物生长调节剂对橡胶草生根培养的影响
Tab. 4 Different effects of plant growth regulators rooting
grass cultivation of rubber
处理 培养基(mg /L) 根长(cm) 根数(条) 生根率(%)
Z1 1 /2MS +0. 05NAA 2. 3 ± 0. 3c 2. 0 ± 0. 3b 46. 7 ± 1. 8d
Z2 1 /2MS +0. 10NAA 4. 6 ± 0. 4ab 3. 4 ± 0. 8b 76. 7 ± 1. 2b
Z3 1 /2MS +0. 15NAA 5. 9 ± 0. 5a 6. 7 ± 0. 1a 96. 7 ± 1. 4a
Z4 1 /2MS +0. 20NAA 4. 3 ± 0. 2a 6. 4 ± 0. 3a 83. 2 ± 1. 2b
2. 5 不同基质配比对组培苗驯化移栽的影响
如表 5 所示,在驯化基质全部为蛭石时,组培苗的株高
为最高,平均株高达到 8. 3 cm,成活率达到最高为 82. 3 %,
且植株生长健壮,因为蛭石的透气性好,适合橡胶草的根系
生长,有助于橡胶草移栽时的成活率,所以橡胶草驯化移栽
的最佳基质为蛭石。
表 5 不同基质配比对橡胶草组培苗的驯化成活率的影响
Tab. 5 Different substrates ratio on the domestication of
survival rubber grass plantlets
基质比例(珍珠岩:蛭石)驯化(株数) 株高(cm) 成活率(%)
0:1 30 8. 3 ± 0. 4a 82. 3 ± 0. 3a
1:1 30 7. 4 ± 0. 3ab 53. 3 ± 0. 6b
2:1 30 6. 8 ± 0. 4b 20. 0 ± 1. 2c
3 讨论与结论
本试验结果表明,一定浓度的活性炭与 Vc 均能有效
抑制褐化的现象,在组织培养中,大多数褐化现象是由多酚
氧化酶作用于天然底物酚类物质而引起的,为降低褐化率,
我们试验的两种办法,活性炭可以有效的抑制褐化现象,但
是由于活性炭会吸附植物生长调节剂,导致植株在接下来
的生长过程中停止生长甚至黄化,所以效果并不是很好,我
们选择 Vc来抑制褐化现象,随着 Vc 含量的升高,褐化率
得到了降低,但在 300 mg /L 后褐化率反而升高,所以在后
面的培养过程中我们可以加 300 mg /L Vc来抑制外植体褐
化现象。在试验中我们发现不同浓度的植物生长激素是诱
导不定芽及增殖生根的重要因素,当 6-BA 的浓度为
2. 0 mg /L,NAA浓度为 0. 1 mg /L,及 6-BA 与 NAA 的比值
为 20 时诱导效果最佳,在丛生芽增殖培养的过程中,6-BA
的浓度为 2. 0 mg /L,NAA 浓度为 0. 1 mg /L 的植株生长健
壮,其中受 6-BA 浓度影响较大,在生根培养中,培养 15 d
时生根效果最好,根颜色为白色,在生根培养超过 20 d 后,
根部逐渐变为黑色,成活能力下降。其中 NAA的使用浓度
为 0. 15 mg /L,驯化过程中发现全部使用蛭石可使橡胶草
成活率达到 82. 3 %。
参考文献:
[1] 中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志[M].北京.
科学出版社,1999:45—46.
[2] 龚祝南,张卫明,刘常宏,等. 中国蒲公英属植物资源[J]. 中
国野生植物资源,2001,20(3) :9—14.
[3] 梁素钰,王文帆,刘滨凡,等.能源橡胶草的综合利用研究[J].
能源研究与信息,2010 ,26(04) :219—224.
[4] 黄循精,王强.世界天然橡胶的最新进展和我国天然橡胶的
发展现状(一) [J].中国橡胶,2000,16(20) :8—11.
[5] 罗士苇,冯午,吴相钰.新疆橡胶草的形态观察[J]. 中国科
学,1951,2(3) :373—379.
[6] 葛胜娟.植物组织培养中的快繁与脱毒技术及其应用[J].中
国农学通报,2005,(5) :104—107.
[7] 刘洋,苏淑钗,冷平生,等.阿月浑子外植体褐变抑制方法[J].
果树学报,2007,24(3) :393—396.
[8] 刘用生,李友勇.植物组织培养中 AC 的作用[J]. 植物生理
学通讯,1994,30(3) :214—217.
[9] 陈惠娟.植物组织培养中褐变的产生机理及克服措施[J].植
物保护,2005,31(2) :79—82.
33