全 文 :收稿日期:2011-10-20
基金项目:南阳师范学院STP项目(STP2009003)
作者简介:周 索(1970-),女,河南镇平人,副教授,硕士,主要从事植物遗传育种方面的教学和科研工作。
E-mail:zhousuo2046@163.com
不同激素组合和附加物对翠菊下胚轴
愈伤组织诱导的影响
周 索
(南阳师范学院 生命科学与技术学院,河南 南阳473000)
摘要:用翠菊下胚轴作外植体,研究不同激素组合和附加物对翠菊下胚轴愈伤组织诱导的影响。结
果表明,在初代培养过程中,以 MS+6-BA 0.5mg/L+IAA 2.0mg/L对翠菊愈伤组织诱导具有较
好的促进作用,愈伤诱导率最高,为86.67%。培养基中同时加入500mg/L水解酪蛋白和1 000
mg/L的L-脯氨酸可显著提高胚性愈伤组织的诱导率,诱导率达86.67%;甘露醇和AgNO3对胚性愈
伤组织诱导率提高无明显作用,但愈伤组织生长更加旺盛,较致密,更有利于以后继代和分化。
关键词:翠菊;愈伤组织;激素;附加物
中图分类号:S682.1+1 文献标志码:A 文章编号:1004-3268(2012)05-0113-04
Effects of Plant Hormone Combinations and Appendages on
Calus Induction from Hypocotyls of
Callistephus chinensis
ZHOU Suo
(School of Life Science and Technology,Nanyang Normal University,Nanyang 473000,China)
Abstract:Hypocotyls of Callistephus chinensis were cultured as explants on MS medium supple-
mented with plant hormone in different concentrations.The results showed that the best medium
for direct calus induction was MS+6-BA 0.5mg/L+IAA 2.0mg/L,with the calus induction
rate of 86.67%.Addition of 500mg/L caseine hydrolysate and 1 000mg/L L-proline significantly
improved embryogenic calus induction rate.D-mannitol and AgNO3had no effect on induction
rate of embryogenic calus but improved quality of calus and favoured the later subculture and
differentiation.
Key words:Callistephus chinensis;calus;hormone;appendages
翠菊(Callistephus chinensis),属菊科多年生草
本植物,叶卵圆形至披针形,边缘具粗大锯齿或深
裂。秋季开花、头状花序顶生。翠菊为多年生宿根
草本花卉,栽培历史悠久,分布广泛,是人们比较喜
欢的一种花卉[1]。随着生活水平的不断提高,人们
在工作之余,赏花、观花、养花的越来越多,因而各种
花卉也在不断被开发利用。翠菊作为一种观赏植物,
还可以用来布置花坛、用作切花。另外,翠菊还具有
一定的药用价值,具有清热解毒、平肝凉血之功效。
翠菊的繁殖常用分株、扦插、嫁接等方式进行,
其中分株较易,但繁殖数量少,速度慢[2]。而采用组
织培养的方法,并利用组培过程中的外部环境条件,
如外源激素及附加物来控制愈伤组织的形成,对于
翠菊的快速繁殖具有重要的意义[3]。目前,对影响
翠菊下胚轴诱导愈伤组织产生的不同激素配比的研
究报道较少。因此,探讨不同植株组织分化的培养
条件,特别是培养基中适宜的不同激素组合及附加
物仍具有重要价值[4-5]。鉴于此,以翠菊为材料,研
河南农业科学,2012,41(5):113-116
Journal of Henan Agricultural Sciences
DOI:10.15933/j.cnki.1004-3268.2012.05.031
究不同激素组合配比及附加物对翠菊愈伤组织诱导
频率的影响,以期找出适合翠菊愈伤组织诱导的最
佳激素组合及附加物的培养基,为其集约化生产提
供理论依据。
1 材料和方法
1.1 试验材料
取翠菊的下胚轴,用自来水冲洗,去除其表面黏
附物。然后在超净工作台上用75%的乙醇浸泡
30s,再用0.1%的升汞消毒5min,之后使用无菌
水洗3遍。取灭过菌的滤纸,吸干外植体表面水分,
在超净工作台上将外植体切成长度约0.5cm,即得
无菌外植体。将其接种于添加不同激素组合的 MS
培养基上,接种密度为每皿(直径9.0cm的培养皿)
15个,每种培养基4皿。
1.2 培养基
以 MS为基本培养基,研究添加不同激素(6-
BA、IAA、NAA)质量浓度组合的配比(表1)和附加
物(表2)对翠菊下胚轴愈伤组织诱导的影响。培养
基pH值均调至6.0,保持121℃灭菌20min,琼脂
粉为7.7g/L,蔗糖为30g/L。
表1 初代培养基中6-BA、IAA、NAA质量浓度组合
mg/L
培养基编号 6-BA IAA NAA
1 0.2 1.5 0
2 0.2 2.0 0
3 0.2 2.5 0
4 0.2 0 0.1
5 0.2 0 0.2
6 0.2 0 0.3
7 0.2 0 0
8 0.5 1.5 0
9 0.5 2.0 0
10 0.5 2.5 0
11 0.5 0 0.1
12 0.5 0 0.2
13 0.5 0 0.3
14 0.5 0 0
15 0.8 1.5 0
16 0.8 2.0 0
17 0.8 2.5 0
18 0.8 0 0.1
19 0.8 0 0.2
20 0.8 0 0.3
21 0.8 0 0
表2 培养基中不同附加物组合 mg/L
培养基编号 水解酪蛋白 L-脯氨酸 甘露醇 AgNO3
A 0 0 0 0
B 500 0 0 0
C 500 1 000 0 0
D 500 1 000 10 0
E 500 1 000 10 1.5
1.3 外植体培养条件
外植体的培养条件设2个处理,处理1:在
(25±2)℃,光照强度为1 000lx,光照时间10h/d
的条件下培养;处理2:在(25±2)℃,光照强度为
1 500lx,光照时间24h/d的条件下培养。10d之
后统计诱导愈伤组织率及愈伤组织质量。每个处理
采用30个外植体。愈伤组织诱导率=诱导出愈伤
组织的下胚轴数/接种的下胚轴×100%。
2 结果与分析
2.1 6-BA对翠菊下胚轴愈伤组织诱导的影响
在含6-BA的诱导培养基上,3~5d后开始长
出愈伤组织,10d左右出现大量愈伤组织。表3表
明,在一定范围内,随着6-BA质量浓度的增加,愈
伤组织产生的数量增多,增殖速度快,愈伤产芽的数
量增加;当6-BA质量浓度达到0.5mg/L时,产生
的愈伤组织生长情况最好;在6-BA质量浓度达到
0.8mg/L时,多数愈伤组织产生玻璃化现象。因
此,添加0.5mg/L 6-BA的 MS培养基是最适宜的
培养基。
表3 不同质量浓度的6-BA对翠菊下胚轴愈伤
组织诱导的影响(接种10d)
培养基
代号
6-BA质量
浓度/(mg/L)
外植体
数/个
产生愈伤的外
植体数/个
愈伤组织
诱导率/%
7 0.2 30 12 40.0
14 0.5 30 24 80.0
21 0.8 30 19 63.3
2.2 不同激素组合对翠菊下胚轴愈伤组织诱导的
影响
由表4可见,以 MS+6-BA 0.5mg/L+IAA
2.0mg/L组合对下胚轴愈伤组织的诱导率最高,为
86.67%,且愈伤组织生长情况最好。说明细胞分裂
素(6-BA)与IAA配合使用,有利于翠菊下胚轴诱
导愈伤组织的产生。同时可以看出,培养基附加的
IAA在一定程度上起到了协助6-BA诱导愈伤组织
分化的作用。
411 河南农业科学 第41卷
表4 不同种类激素组合对翠菊下胚轴愈伤组织诱导的影响(接种10d)
培养基编号 外植体数/个
产生愈伤的外植体
个数/个
愈伤组织
诱导率/%
长势
1 30 8 26.67 愈伤组织团小
2 30 10 33.33 愈伤组织团小
3 30 10 33.33 愈伤组织团小
4 30 14 46.67 愈伤组织团略大,颜色较深
5 30 8 26.67 愈伤组织团小
6 30 11 36.67 紧凑的小愈伤组织团
8 30 19 63.33 愈伤组织明显增多
9 30 26 86.67 愈伤组织量最多,长势最佳
10 30 18 60.00 愈伤组织量较多
11 30 18 60.00 个别外植体两端都有愈伤产生
12 30 23 76.67 愈伤组织量较多
13 30 20 66.67 愈伤组织团体积较大
15 30 14 46.67 愈伤组织团体积较大
16 30 16 53.33 愈伤组织有玻璃化
17 30 15 50.00 愈伤组织有玻璃化
18 30 19 63.33 愈伤组织颜色较深,紧凑
19 30 16 53.33 愈伤组织团大,色深,紧凑
20 30 16 53.33 愈伤组织团大,色深,紧凑
2.3 不同附加物对翠菊下胚轴愈伤组织诱导的影响
表5表明,培养基B、C、D、E的愈伤组织诱导
率均高于培养基A;培养基C的愈伤组织诱导率明
显高于培养基 A、B;培养基C、D、E的愈伤组织诱
导率相差不大。说明附加物的加入确实提高了愈伤
组织诱导率,其中500mg/L水解酪蛋白和1 000
mg/L的L-脯氨酸配合使用能明显提高愈伤组织
表5 不同附加物对翠菊下胚轴愈伤组织诱导的影响
培养基
编号
外植体个数/个
产生愈伤组织的
外植体个数/个
愈伤组织
诱导率/%
A 30 20 66.67
B 30 23 76.67
C 30 26 86.67
D 30 25 83.33
E 30 25 83.33
的诱导率(86.67%);甘露醇和AgNO3的加入对提
高愈伤组织诱导率的作用不大,但是甘露醇和
AgNO3能提高愈伤组织的质量,愈伤组织生长更加
旺盛,较致密,更有利于以后继代和分化。
2.4 不同培养条件对翠菊下胚轴愈伤组织诱导的
影响
培养3~5d后,在外植体边缘切口处均有黄绿
色颗粒状愈伤组织出现。培养7d时,在光照强度
为1 500lx,光照24h/d条件下(处理2)培养的外
植体切口处有黄绿色的愈伤组织形成,但明显不如
处理1(1 000lx,10h/d)所形成的愈伤组织多(表
6),并且处理1在形成愈伤组织的同时即伴有不定
芽的发生。在处理1条件下形成的愈伤组织培养
10d时生长旺盛,长势最佳,而处理2在10d后不
再有新的愈伤组织发生。由此结果可知,翠菊下胚
轴愈伤组织的诱导适宜在弱光条件下进行。
表6 不同培养条件对翠菊愈伤组织诱导的影响
培养时间/d
处理1
愈伤组织诱导率/% 长势
处理2
愈伤组织诱导率/% 长势
3~5 23.33 出现颗粒状愈伤组织 13.33 有少许颗粒状愈伤组织
7 46.67 愈伤组织增多,生长旺盛 33.33 愈伤组织有所增加
10 76.67 愈伤组织明显增多,长势最佳 53.33 愈伤组织量较多
15 86.67 愈伤组织量继续增加 56.66 愈伤组织长势不明显
3 讨论
6-BA对愈伤组织的诱导和生长非常有效,在培
养基中加入6-BA,主要是为了促进细胞分裂及愈伤
组织的形成[6-7],在组织培养中一般常用其作为培养
基中的生长激素。据报道,培养基中不附加或附加
低质量浓度6-BA无法刺激产生愈伤组织[8],所以,
本试验中选取6-BA质量浓度在0.2mg/L和0.8
511 第5期 周 索:不同激素组合和附加物对翠菊下胚轴愈伤组织诱导的影响
mg/L之间。在试验中观察到,培养基中的激素质
量浓度组合为 MS+6-BA 0.5mg/L+IAA 2.0
mg/L时对愈伤组织诱导率最高。以上试验结果表
明,激素IAA与6-BA组合的质量浓度适当时较激
素NAA与6-BA组合诱导效果好。所以,MS+6-
BA 0.5mg/L+IAA 2.0mg/L+蔗糖30g/L+琼
脂7.7g/L培养基的成分及激素组合对翠菊的组织
培养是很适合的,而且中间不需要更换培养基,可以
直接在初代培养基上诱导出愈伤组织,对于翠菊的
快速繁殖具有重要意义。
愈伤组织的诱导是一个极其复杂的生理、生化
过程,是植物细胞工程研究的开端[9]。诱导出高质
量的愈伤组织将为下一步细胞培养研究奠定良好的
基础。胚性愈伤组织是组织培养中最理想的愈伤组
织类型,是基因转化的良好受体和获得再生植株所
必需的愈伤组织[10]。据报道,水解酪蛋白、L-脯氨
酸、甘露醇、AgNO3 等对胚性愈伤组织的诱导和胚
性的保持都起到关键作用[11]。本试验结果表明,在
MS培养基中添加500mg/L的水解酪蛋白和1 000
mg/L L-脯氨酸时愈伤组织诱导率最高,这与
Amstong等[12]和付凤玲等[13]的试验结果基本一致。
但试验结果表明,添加 AgNO3 对翠菊愈伤组织的
诱导作用并不明显,这与Songstad等[14]的结果不
太一致。有关AgNO3 的作用和用量已有的报道不
尽相同,还需要进一步研究。
组织培养是植物快速繁殖的有效方法,更是种
质资源保存和创新的重要工具[15-16]。众多学者就愈
伤组织诱导进行了大量的研究。但是针对翠菊下胚
轴愈伤组织诱导方面的报道较少,研究结果在拥有
共性的同时也存在着差异。本试验结果为翠菊系统
化组织培养提供了有效的数据资料,进而为翠菊品
种改良及广泛种植提供理论依据。
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611 河南农业科学 第41卷