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石胡荽组织培养及无性系建立的研究



全 文 :石胡荽组织培养及无性系建立的研究
徐畅,姜朋,孔迪,徐娜,姜长阳※
(辽宁师范大学生命科学学院,辽宁 大连 116029)
摘要:为了保护野生资源,实现石胡荽人工栽培,我们以石胡荽嫩茎为材料进行了不定芽诱导与分化、试管苗生根、继代、移栽
和定植研究。结果表明:MS+6- BA 0.4mg/L+NAA 0.1mg/L 是石胡荽嫩茎直接诱导分化不定芽的理想培养基;MS+NAA
0.1mg/L+GA3 0.5mg/L+6- BA 0.6mg/L是石胡荽不定芽增殖分化培养的理想培养基;把不定芽下部切口浸入浓度为 40mg/L的
IAA溶液处理 6min后,接种到 N6+NAA 0.2mg/L培养基上进行生根培养的方法是石胡荽不定芽生根培养的理想方法。试管苗的
移栽和定植易成活,定植的试管苗保持了野生石胡荽的所有植物学性状。建立起石胡荽嫩茎无性系。
关键词:石胡荽;组织培养;无性系
中图分类号:Q943.1 文献标识码:A
Study on Tissue Cultivation and Clone Establishment
of Centipeda minima
XUChang,JIANG Peng,KONGDi,XUNa,JIANGChang- Yang※
(College of Life Science, Liaoning Normal University, Dalian 116029, China)
Abstract:In order to protect wild resources and realize artificial cultivation, the tender stems of Centipeda minima were used
as materials to carry out the research on adventitious bud induction and differentiation, rooting and transplanting of tube
seedlings and so on. The results showed that the optimum medium for adventitious bud induction was MS+6- BA
0.4mg/L+NAA 0.1mg/L;MS+NAA 0.1mg/L+GA3 0.5mg/L+6- BA 0.6mg/L was the ideal medium for adventitious bud differ-
entiation. After dealing with IAA (concentration of 40mg/L) for 6 minutes, the adventitious buds could be easily induced root-
ing in the medium of N6+NAA 0.2mg/L. The tube seedlings could be easy to survive after transplanting. Colonization of
plantlets maintained all the biological traits which wild plants have. Finally the clone of Centipeda minima was established.
Key words:Centipeda minima; Tissue culture; Clone.
石胡荽(Centipeda minima)又称球子草、鹅不食
草等,属菊科石胡荽属 1年生草本植物,生长于路
旁、杂草地、耕地及阴湿地,在我国的华北、华东、华
中、西南及东北等地有分布,在辽宁的大连、本溪、桓
仁等地也有分布[1~3]。石胡荽全草含棕榈酸蒲公英甾
醇酯、乙酸蒲公英甾醇酯、蒲公英甾醇、谷甾醇等化
学成分,作中草药使用,具有祛风通窍、解毒消肿等
功效,能治感冒、鼻渊、鼻息肉、咳嗽、哮喘、喉痹、耳
聋、目赤、疟疾、中毒、疥癣、风湿痹疼、跌打损伤等疾
病[4]。由于石胡荽是具有多种药用价值的中草药,因
此,多年来辽宁南部地区的人们一直大量地采挖药
用或出售,这使该地区的野生石胡荽资源迅速减少。
收稿日期:2011- 09- 03
基金项目:辽宁省高等教育教学改革资助项目(20090304);辽宁师范大学教学改革资助项目(LSJG:20090108)
作者简介:徐畅(1992-),女,辽宁辽阳人,在读本科生,从事植物组织培养研究。
※通讯作者:姜长阳,E- mail: changyangjiang@126.com.
文章编号:1001- 4721(2011)04- 0016- 05
Special Wild Economic Animal and Plant Research 特 产 研 究16
而近年来一些家禽养殖专业户又发现,把石胡荽的
干粉作为饲料添加剂后,能明显减少家禽的发病率,
于是又大量地采集并制成饲料添加剂,使本来就很
少的石胡荽数量和分布变得更加稀少。为保护石胡
荽的野生资源,实现人工栽培,我们对其进行了组织
培养及无性系建立的研究。虽然目前已多有菊科植
物组织培养研究的报道[5~9],但关于石胡荽组织培养
及无性系建立研究的报道迄今未见。
1 材料与方法
1.1 材料来源
6月上旬将大连郊区山坡下生长非常旺盛的石
胡荽植株采回实验室后,分别剪取无芽嫩茎、叶片和
叶柄待用。
1.2 材料及灭菌
参见刘羽等[10]透骨草组织培养的研究。
1.3 培养条件
参见刘羽等[10]透骨草组织培养的研究。
1.4 试验方法
1.4.1 不定芽诱导分化培养 将无菌植株分别切成
长 0.3cm左右的嫩茎、0.3cm左右的根段、0.2cm左
右的叶柄、剪成边长 0.3cm左右的叶片块后,分别接
种 到 MS+6- BA 0.4mg/L+NAA 0.1mg/L、MS+6- BA
0.8mg/L+NAA 0.1mg/L 2种培养基上,进行不同培养
基不同器官对不定芽的诱导培养,每个试验设 2次
重复,每种处理接种 100个材料。
1.4.2 不定芽增殖分化培养 将由嫩茎直接诱导分
化的不定芽从基部切下后,接种到以 MS+NAA
0.1mg/L+GA3 0.5mg/L为基本培养基,附加浓度分别
为 0.1mg/L、0.3mg/L、0.6mg/L、0.9mg/L、1.2mg/L 的
6- BA的 5种不同培养基上,进行不同浓度 6- BA对
不定芽增殖分化培养影响试验,每个试验设 2次重
复,每种处理接种 100个材料。
1.4.3 生根培养 将以上增殖分化培养的不定芽采
用以下 4种处理方法进行生根培养:①将不定芽剪
下后不经任何处理直接接种到生根培养基上(以下
简称:不处理);②向生长着增殖分化培养不定芽的
培养瓶中加入无菌生根培养基,使其直接生根(以下
简称:直接生根);③将不定芽切下,把下部切口浸入
浓度为 40mg/L的 IAA溶液处理 6min(以下简称:溶
液 6min);④在把不定芽剪下前 24h时向培养瓶内
加入 5mL浓度为 0.5mg/L的 IAA无菌溶液,对生长
的不定芽下部进行处理(以下简称:瓶内处理)。
将经过以上 4 种方法处理的不定芽接种到以
N6 为基本培养基、附加浓度为 0.2mg/L的 NAA、
IBA、2,4- D 3种培养基上,进行不定芽生根培养试
验。试验设 3次重复,每种处理接种 100个不定芽。
1.4.4 试管苗的生根增殖继代培养 将上述培养的
试管苗剪成长 1cm左右、至少具有 1个叶片(实际
上也具有 1个生长点)的茎段后,采用与上述生根培
养相同的方法和培养基进行生根继代增殖培养,试
验设 2次重复,每次接种 200个茎段,继代增殖培养
6代。
1.4.5 试管苗移栽与定植 5月上旬,当生根继代培
养到 20d左右、试管苗生出 3条 0.5cm以上白色根
时,将培养瓶瓶塞除掉,放到直射光下炼苗 3d,将试
管苗取出,洗净根部的培养基,移栽到下半层为园
土、上半层为河沙的温室营养钵中。移栽后要保持无
直射光、湿度为 85%以上的条件,成活后恢复正常
光照。移栽试验设 3次重复,每次移栽 400株。
把在营养钵中移栽成活的试管苗分 2 次定植
于大连郊区水库旁的阴湿地上,共定植 1 000株。
定植后不进行特定管理,使其像野生石胡荽一样自
然生长。
2 结果及分析
2.1 不同培养基不同器官对不定芽诱导培养的
影响
接种培养 60d观察统计,结果见表 1。由表 1可
见,以根段为材料,不论在哪种培养基上均不能分
化。其它 3种材料在 2种培养基上均有不同程度地
分化。其中,以嫩茎为材料在 MS+6- BA 0.4mg/L
+NAA 0.1mg/L培养基上,不仅嫩茎的诱导分化率为
81%,每个培养茎段还能平均分化出 4.5个不定芽,
而且不定芽长势好。虽然其平均分化的不定芽数不
是最高的,但其诱导分化率最高和长势最好。
观 察 还 表 明 , 以 MS+6- BA 0.4mg/L+NAA
0.1mg/L为诱导分化培养基培养 15d左右,可见嫩茎
的两端切口处开始膨大,随后由膨大处逐渐直接分
化生长出不定芽。培养到 60d时,有的培养嫩茎在一
段切口分化生长出几个不定芽(见图 1),有的两端
切口都能生长分化出不定芽。由嫩茎分化的不定芽
高为 0.3~0.8cm,具有 3~6个叶片。2次重复试验的
结果基本一致。
以上结果说明:MS+6- BA0.4mg/L+NAA0.1mg/L培
养基是石胡荽嫩茎直接诱导分化不定芽的理想培养基。
徐畅,等:石胡荽组织培养及无性系建立的研究第 4期 17
2.2 不同浓度 6- BA 对不定芽增殖分化培养的
影响
接种培养 45d观察统计证明,虽然在 5种不同
浓度 6- BA的培养基上都能增殖分化,但 6- BA的
浓度以 0.6mg/L最理想。在这个浓度的 6- BA培养
基上,不仅培养材料的分化率为 97%,平均每个培
养芽能分化出 6.4个不定芽(按照这个繁殖速度,1
年能繁殖出 6.48.1个,约 280万个),而且从外观上观
察增殖分化的不定芽叶色嫩绿,呈丛生状,长势旺盛
(见图 2)。不同浓度的 6- BA对不定芽增殖分化培
养影响 2次重复试验的结果基本一致。上述说明:
MS+NAA 0.1mg/L+GA3 0.5mg/L+6- BA 0.6mg/L 培养
基是石胡荽不定芽增殖分化培养的理想培养基。
2.3 不同处理方法不同培养基对不定芽生根培养
的影响
接种培养 25d观察统计,结果见表 2。由表 2可
见,在 N6+2,4- D 0.2mg/L的培养基上不论采用哪种
处理方法处理都不能生根。而在 N6+IBA 0.2mg/L和
N6+NAA 0.2mg/L 2种培养基上,不论采用哪种方法
所培养的不定芽均能生根生长为试管苗。其中在
N6+NAA 0.2mg/L培养基上,经过溶液 6min处理的
效果最好。不仅生根率达到了 96%、每株试管苗平
图 1 由嫩茎直接分化的不定芽
注:++长势旺盛;+长势一般;- 不生长。下表同。
表 1 不同培养基不同器官对不定芽诱导的影响
培养基(mg/L)
MS+6- BA0.4+NAA0.1
MS+6- BA0.4+NAA0.1
MS+6- BA0.4+NAA0.1
MS+6- BA0.4+NAA0.1
MS+6- BA0.8+NAA0.1
MS+6- BA0.8+NAA0.1
MS+6- BA0.8+NAA0.1
MS+6- BA0.8+NAA0.1
材料类别
叶片
叶柄
嫩茎
根段
叶片
叶柄
嫩茎
根段
分化率(%)
57
53
81
0
21
25
45
0
平均分化不定芽(个)
2.8
3.0
4.5
0
3.1
2.6
5.2
0
不定芽长势
-
+
++
-
+
+
+
-
特 产 研 究 2011年第 4期18
表 2 不同处理方法不同培养基对不定芽生根培养的影响
处理方法
不处理
直接生根
溶液 6min
瓶内处理
不处理
直接生根
溶液 6min
瓶内处理
不处理
直接生根
溶液 6min
瓶内处理
生根率(%)
46
62
96
43
0
0
0
0
34
56
59
43
平均生根条数(株)
3.8
4.2
7.8
3.6
0
0
0
0
2.1
3.3
4.3
3.0
试管苗长势
+
+
++
+
-
-
-
-
+
+
+
+
培养基(mg/L)
N6+NAA 0.2
N6+NAA 0.2
N6+NAA 0.2
N6+NAA 0.2
N6+2,4- D 0.2
N6+2,4- D 0.2
N6+2,4- D 0.2
N6+2,4- D 0.2
N6+IBA 0.2
N6+IBA 0.2
N6+IBA 0.2
N6+IBA 0.2
均生根 7.8条,而且试管苗长势旺盛。观察还表明,
在 N6+NAA 0.2mg/L培养基上,培养 4d可见开始生
根,随后根数不断增加并伸长变绿。培养到 25d时就
会培养生长出高 2.8~4.1cm、具有 6~10个叶片、叶色
嫩绿、根系发达的试管苗(见图 3)。3次重复试验的
结果基本一致。以上结果证明:将不定芽剪下,把下
部切口浸入浓度为 40mg/L的 IAA溶液处理 6min
后,接种到 N6+NAA 0.2mg/L培养基上进行生根培
养的方法是石胡荽不定芽生根培养的理想方法。
2.4 试管苗的生根增殖继代培养与繁殖速度
2次重复试验,每次继代 6代的结果证明:每个
培养周期为 23d,试管苗的平均生根率为 97.8%,外
观上试管苗生长非常旺盛,平均每代繁殖系数为
2.9。按照这个繁殖速度每年能繁殖出 2.915(约 780
万)株试管苗,除掉各种不利因素的影响,每年完全
可能繁殖出 400万株试管苗。这种繁殖速度能满
足对石胡荽野生资源的保护和实现栽培对种苗
的需求。 (下转第 22页)
图 2 生长旺盛的丛生不定芽 图 3 生 根 试 管 苗
徐畅,等:石胡荽组织培养及无性系建立的研究第 4期 19
(上接第 19页)
2.5 试管苗移栽与定植
统计证明,3次移栽平均成活率为 93.5%,试管
苗易移栽成活。
观察统计证明,定植后 30d的成活率为 98.4%,
60d的成活率为 95.2%,定植易成活。观察表明,定
植的试管苗前 50d左右生长缓慢、植株较小,60d左
右开始快速生长,8月下旬开始开花,10月上旬果实
成熟,保持了野生石胡荽的所有植物学性状。
3 讨论
本研究定植的试管苗保持野生石胡荽的所有植
物学性状说明,通过该技术不仅可以为人工栽培提
供大量的种苗,也为其野生资源的保护奠定了技术
基础。
在本研究中用于生根培养的材料有由嫩茎直接
诱导的不定芽和生根试管苗的试茎段。前者生根培
养的周期为 25d,后者是 23d。之所以会出现后者周
期缩短现象,是由以下 2个原因引起的:①试管苗
的茎段来源于相同的培养基,本身对其具有较强的
适应性;②茎段发育较不定芽饱满而粗壮,自身所
含的营养多、抗性增强,有利于促进生根。
本研究可通过不定芽增殖分化培养和生根继代
增殖培养 2种方法达到快速繁殖的目的。但在实际
应用中,应该采用生根继代增殖培养的方法进行快
速繁殖。这是因为与不定芽增殖分化培养相比,生根
继代增殖培养的试管苗具有繁殖周期短、速度快、生
长旺盛、没有无效苗等特点。
参 考 文 献
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北京:科学出版社,1975:519.
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着 NAA浓度的提高,其生根率不升反降,且浓度越
高,生根率的下降幅度越大,见表 5。这是由于 NAA
具有促进生长和抑制生长的二重性,因此,在使用
NAA处理何首乌嫩枝插条时,应注意控制在较低的
浓度。
3 讨论
本试验结果表明,嫩枝扦插繁殖育苗完全可行,
配套选取适宜的基质、合理的插条剪取方式及生长
素的浸泡浓度等都能促进何首乌嫩枝的扦插生根效
果。最佳的扦插育苗方法为:扦插的基质应选择质地
疏松、富含有机质的菜园土;所用枝条应采用中、下
段,剪成含 2~3个茎节、带顶叶的插条为佳;50mg/kg
的 NAA溶液浸泡插条基部 30min对生根有明显的
促进作用,浓度过高不利于生根,与黄荣韶等[3]报道
的用于硬枝扦插 NAA 400mg/kg存在差异,这可能
是嫩枝与硬枝相比,生长旺盛,细胞分裂快,只要低
浓度的生长素处理便可满足生根。
参 考 文 献
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[3]黄荣韶,盛孝邦.野生何首乌茎蔓切段根芽生长影响因素
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表 4 插条顶叶对生根的影响
插条
留顶叶
去顶叶
生根率(%)
88.9A
46.7B
根数(条 /株)
5.2A
4.0B
根长(cm)
7.5A
5.6B
表 5 NAA浓度对插条生根的影响
浓度(mg/kg)
50
100
200
清水(对照)
生根率(%)
91.1A
80.0B
63.3C
82.2B
根数(条 /株)
4.7A
4.1B
3.2C
3.7BC
根长(cm)
5.6A
4.4B
3.8C
4.7B
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
特 产 研 究 2011年第 4期22