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橡胶草叶片愈伤组织诱导研究



全 文 :国土与自然资源研究
2014 No.1 TERRITORY&NATURALRESOURCESSTUDY ·93·
文章编号:1003-7853(2014)01-0093-02
基金项目:黑龙江省科学院预研项目:橡胶草(Taraxacum kok-saghyz)
寒地栽培技术研究
橡胶草叶片愈伤组织诱导研究
陈 菲 1,曲彦婷 1,李 黎 1,
曾祥俊 2,沈 光 1,3*
(1.黑龙江省科学院自然与生态研究所湿地与生态保育国家地方联合工
程实验室哈尔滨150040;2.黑龙江省科学院,哈尔滨150040;3.东北林业
大学森林植物生态学教育部重点实验室,哈尔滨150040)
摘要:以橡胶草的幼嫩叶片为试验材料,对外植体愈伤组织诱导
的优化条件进行了试验研究。试验以MS为基本培养基,以0.1%
氯化汞溶液为消毒液,以6-BA和2,4-D为诱导激素,以愈伤组
织诱导率和生长状况为筛选指标,不同消毒时间和不同浓度的
6-BA和2,4-D对橡胶草愈伤组织诱导的影响进行了试验研究。
试验结果表明:6-BA和2,4-D对诱导橡胶草叶片愈伤组织均有
影响,最优培养基为MS+6BA 2.0 mg/L +2,4-D 1.0 mg/L,诱导
率达83.3%,且愈伤组织生长状况良好。
关键词:橡胶草;愈伤组织;诱导
中图分类号:Q943.1文献标识码:A
Study on Leaf Callus Induction of
Taraxacum kok-saghyz
CHEN Fei et al
(Institute of Natural Resources And Ecology, HAS., National and
Provincial Joint Engineering Laboratory of Wetlands and Ecological
Conservation, Harbin 150040, China)
Abstract:Taking young leaf of Taraxacum kok -saghyz as
experimental material, optimum inducing conditions of callus of
explant is studied. Taking MS as the basic base, 0.1% content of
HgCl solution as disinfectant, 6 -BA and 2, 4 -D as inducing
hormones, inducing rate and growth state as screening indexes,
impact of different sterilizing time and different content of 6-BA and
2, 4-D on inducing callus is studied. Results indicate that 6-BA
and 2,4-d all have impacts on leaf callus of Taraxacum kok-saghyz,
the best culture base is MS + 6BA 2.0 mg/L + 2,4- 1.0 mg/L, with
inducing rate of 83.3%, and growth state of callus is well.
Key words: Taraxacum kok-saghyz; callus; induce
橡胶草(Taraxacum kok-saghyz Rodin)是菊科蒲公英属多
年生宿根草本植物,其根内含有橡胶,含量可达 20%以上(多
年生的干重),且橡胶品质优良,在工业上的利用价值不次于巴
西橡胶树橡胶,其原产于哈萨克斯坦共和国天山山谷和中国新
疆特克斯河流域,是可以在温带和寒带地区发展的优良天然橡
胶植物。
目前国内学者对橡胶草的研究仍处于初级阶段[1,2],国外
学者在橡胶草的栽培、其橡胶合成的影响因素、分子遗传转化
等方面做了一些工作[3,4]。
本文对橡胶草叶片的愈伤组织诱导进行了试验研究,以便
为其组培快繁和遗传转化体系的建立奠定基础。
1材料与方法
1.1试验材料
供试材料来源于新疆石河子的野生橡胶草。取初生2周左
右的橡胶草叶片为试验材料。
1.2试验方法
1.2.1外植体灭菌
将采集好的叶片先用洗洁净水溶液洗净,然后用流水冲
2~4h,在超净工作台上用 75%酒精消毒 30s,再用 0.1%氯化汞
溶液消毒处理,处理时间为4、5、6、7、8min。消毒后倒净氯化汞
溶液,用无菌水冲洗5~6次,再用无菌滤纸吸干表面水分,切成
2cm左右大小的叶块接种在MS基本培养基上。
1.2.2培养基的筛选 以 MS 为基本培养基,添加不同浓度的
6-BA和2,4-D作为诱导激素,不同激素配比详见表1。
表1 不同激素配比的培养基
序号 培养基/mg.L-1 序号 培养基/mg.L-1
1
2
3
4
5
6
7
8
MS+1.0 6BA +0.5 2,4-D
MS+1.0 6BA +1.0 2,4-D
MS+1.0 6BA +1.5 2,4-D
MS+1.0 6BA +2.0 2,4-D
MS+1.5 6BA +0.5 2,4-D
MS+1.5 6BA +1.0 2,4-D
MS+1.5 6BA +1.5 2,4-D
MS+1.5 6BA +2.0 2,4-D
9
1
11
12
13
14
1
16
MS+2.0 6BA +0.5 2,4-D
MS+2.0 6BA +1.0 2,4-D
MS+2.0 6BA +1.5 2,4-D
MS+2.0 6BA +2.0 2,4-D
MS+2.5 6BA +0.5 2,4-D
MS+2.5 6BA +1.0 2,4-D
MS+2.5 6BA +1.5 2,4-D
MS+2.5 6BA +2.0 2,4-D
1.2.3培养条件
培养基,添加 30g/L 蔗糖,4.5g/L 琼脂粉,pH 为 5.8~6.0,培
养温度25±2℃,光照强度为1500~2000lx,光照时间16h/d。
1.2.4评价指标
试验的评价指标为愈伤组织诱导率和愈伤组织生长状况。
愈伤组织诱导率(%)=形成愈伤组织的外植体数
接种外植体数
× 100%
2 结果与分析
2.1消毒处理时间对叶片外植体消毒效果的影响
外植体在基本培养基MS中培养3周后观察结果见图 1 和
表2。由图1和表2可以看出,氯化汞溶液消毒作用明显,消毒
效果随时间增加而加强,污染率随时间增加而持续下降,外植
体消毒 7min 时已经没有污染,但已经开始表现出药害,死亡率
明显升高,消毒 8min 时,危害程度则表现得更为严重。外植体
成活率呈现先升高后下降的趋势,在 4~6min 区间内随时间增
加而升高,但是6min后随时间增加而下降,消毒时间为 6min
时污染较少,药害较轻,死亡较少,成活率最高,因此,综合分
析,消毒时间以6min为最适宜。
2.2不同激素配比对橡胶草叶片愈伤组织诱导的影响
对于愈伤组织诱导而言,2,4-D 是效果最佳的激素,单独
使用即可得到愈伤组织的高诱导率,但多数情况下愈伤组织的
生长质量不佳。生长素与细胞分裂素合理配合使用可改善愈伤
表2 不同消毒时间对橡胶草污染率、死亡率及成活率的影响
消毒时
间(min)
接种
数(个)
污染
数(个)
污染
率(%)
死亡
数(个)
死亡
率(%)
成活
数(个)
成活率
(%)
4
5
6
7
8
30
30
30
30
30
17
11
2
0
0
56.7
36.7
6.7
0
0
0
0
3
10
14
0
0
10.0
33.3
46.7
13
19
25
20
16
43.3
63.3
83.3
66.7
53.3
DOI:10.16202/j.cnki.tnrs.2014.01.014
图 1不同消毒时间对橡胶草污染
率、死亡率及成活率的影响
组织的生长状态[5]。在二者配合使用的情况下,橡胶草叶片外植
体的生长情况也各不相同。
6-BA和2,4-D不同浓度配比对橡胶草叶片外植体诱导愈
伤组织的影响,见表3。由表3可以看出,16种不同激素配比的培
养基对橡胶草叶片愈伤组织的诱导效果存在较大的差异。该研究
中10号培养基类型诱导出的愈伤组织生长势最好,愈伤组织生
长情况最好,诱导率最高。在MS+6BA2.0mg/L+2,4-D1.0mg/L培
养基中,接种8d后即可明显看出叶片边缘加厚、膨大,25d 左右
长出愈伤组织,颜色浅绿色、疏松,生长状况良好,而且增殖迅
速(见图2和图3)。
提高2,4-D的浓度有利于得到疏松的愈伤组织,但不是越
高越好[6]。综合比较分析出愈率和愈伤组织生长状况,表明在
MS+6BA2.0mg/L+2,4-D1.0 mg/L培养基中得到的愈伤组织诱导
率最高,达到83.3%,且愈伤组织生长最好。
3 结论
在植物组织培养中,外植体灭菌的时间长短直接影响着外
植体的污染率和存活率[7]。在该研究中,选择了表面消毒效果最
佳的 0.1%氯化汞溶液,设置了消毒处理的时间梯度。结果表
明,橡胶草组织培养以叶片为外植体时,0.1%氯化汞消毒 6min
效果最好。
该试验中以 MS 为基本培养基,添加不同浓度的 6-BA 和
2,4-D,研究不同激素配比的培养基对诱导橡胶草叶片愈伤组
织的影响。结果表明,在MS+6BA 2.0mg/L+2,4-D 1.0 mg/L培养
基中,愈伤组织诱导生长状况最好,诱导率为83.3%。可为橡胶
草离体快繁体系的建立提供一定的参考依据。
参考文献:
[1] 罗士苇,冯午,吴相钰.橡胶草的研究部分 I- 新疆橡胶草的形态观
表3 不同浓度配比的6BA和2,4-D对外植体愈伤组织诱导的影响
处理 6BA 2,4-D 愈伤组织生长状况 生长势 诱导率
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
1.0
1.0
1.0
1.0
1.5
1.5
1.5
1.5
2.0
2.0
2.0
2.0
2.5
2.5
2.5
2.5
0.5
1.0
1.5
2.0
0.5
1.0
1.5
2.0
0.5
1.0
1.5
2.0
0.5
1.0
1.5
2.0
接种后无明显变化,30d后无愈伤组织生长,外植体枯萎。
20d左右边缘膨大,40d后出愈伤组织,生长慢。
15d左右边缘出现膨大,35d左右出愈伤组织,生长慢。
12d叶缘出现卷曲、膨大,30d左右出愈伤组织,生长较慢。
15d边缘出现膨大,30d出愈伤组织,黄绿色湿润,生长不好。
15d边缘膨大,30d左右出愈伤组织,黄绿色疏松,生长质量不好。
15d左右边缘卷曲、膨大,30d左右出愈伤组织,生长缓慢。
10d边缘出现膨大,25d出愈伤组织,黄绿色湿润,生长不好。
10d边缘出现膨大,25d出愈伤组织,黄绿色疏松,生长较好。
8d边缘加厚、膨大,25d出愈伤,浅绿色疏松,生长好,增殖迅速。
10d卷曲、膨大,30d左右出愈伤,浅绿色疏松,生长较好。
12d卷曲、膨大,32d左右出愈伤,黄绿色疏松,生长质量不好。
10d边缘出现膨大,25d出愈伤组织,黄绿色湿润,生长不好。
10d边缘出现膨大,25d出愈伤组织,黄绿色疏松,生长良好。
外植体迅速膨大,出愈迅速,黄绿色疏松,生长质量不好。
外植体边缘愈伤组织增殖快,黄绿色疏松,生长质量不好。。
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0
36.6
43.3
46.6
50.0
53.3
56.6
63.3
73.3
83.3
76.6
53.3
60.0
66.6
46.6
43.3
图2 25d长出的愈伤组织
图3 愈伤组织生长良好,增长迅速
察[J].中国科学,1951,2(3):373~379.
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2007
作者简介:陈菲(1977~),女,黑龙江哈尔滨人,硕士,工程师,现从事
园林植物育种及栽培方面的研究工作。
通讯作者:沈光(1977~),男,吉林省白城人,在读博士,副研究员,主
要从事能源植物的研究。
(2013-12-03收稿 袁海峰编辑)
·94· 陈菲等 橡胶草叶片愈伤组织诱导研究