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The Effects of Adenine on Pineapple Macropropagation

腺嘌呤对菠萝快速繁殖的影响



全 文 :植物学通报 2004, 21 (3): 342~345
Chinese Bulletin of Botany
收稿日期:2003-09-08 接受日期:2004-01-15 责任编辑:白羽红
腺嘌呤对菠萝快速繁殖的影响
1詹儒林 2昝丽梅
1(中国热带农业科学院南亚热带作物研究所 湛江 524091)
2 (海南天香生物工程有限公司 海口 571101)
摘要 以腺嘌呤(adenine,Ad)作为基本培养基(MS)的添加成分,进行菠萝的快速繁殖。以不加Ad作
对照,结果显示不同浓度的Ad分别为1.0、 2.0、 3.0、 4.0、 5.0、 6.0 mg.L-1对芽的分化及增殖均无显
著促进作用。而在壮苗培养中,除Ad为1.0 mg.L-1外,其他各浓度均能极显著地提高幼苗的生长速率,
而且在不同浓度间也出现了极显著差异。Ad在3.0~5.0 mg.L-1时,幼苗生长速率最快,可使出苗时间
提前30 d以上。
关键词 腺嘌呤,菠萝,快速繁殖
The Effects of Adenine on Pineapple Macropropagation
1ZHAN Ru-Lin 2ZAN Li-Mei
1(Southern Subtropical Crops Research Institute,Chinese Academy of Tropical Agricultural
Sciences, Zhanjiang 524091)
2(Hainan Tianxiang Biotechnologies,Limited Liability Company, Haikou 571101)
Abstract Stem-tips of pineapple (Ananas comosus (L.) Merr.) were cultured on a modified MS
medium supplemented with various concentrations (1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0, 6.0 mg.L-1) of adenine (Ad).
There were no significant effects on shoot culture and bud proliferation culture as compared with the
contrast (Ad-free MS medium). However, bud growth rate on the stage of elongation culture was
significantly higher than the control, under the Ad concentrations more than 1.0 mg.L-1 mg in the
medium.The results also showed that the concentrations (3.0~5.0 mg.L-1) of Ad are the best for bud
elongation. In these conditions, the period of elongation culture can be reduced 30 days at least.
Key words Adenine, Ananas comosus (L.) Merr., Macropropagation
菠萝(Ananas comosus L. Merr.)的组培快繁研究已有不少报道,工厂化生产技术也已
逐渐成熟。菠萝的快繁可在短期内解决生产上对大量种苗的需求。在商品化生产中,如何提
高增殖芽的增殖率和生长速率是降低生产成本和提高种苗质量的关键。在技术上,激素配比
的优化或添加活性成分是常规作法。如在剥粒菠萝增殖培养中的 6-BA 4.0 mg.L-1(下同)和
NAA0.1的优化配比(罗丽霞和程萍,2002);在以菠萝叶为外植体的快繁研究中,MS+
2,4-D0.20+2ip0.21的组合获得了很高的增殖率(Soneji and Rao,2002);在增殖培养基
中加入 1 mg.L-1多效唑(paclobutrazol),可有效促进芽的分化,而抑制叶的生长(Escalona
et al.,1999)。在不影响变异的情况下,提高增殖率固然重要,但如何能快速获得大小均一的
适于生根培养的菠萝幼苗是工厂化生产的一个重要环节,这一过程可通过提高幼苗在壮苗培养
3432004 詹儒林等:腺嘌呤对菠萝快速繁殖的影响
中的生长速率来实现。基于此,本试验以腺嘌呤(adenine,Ad)为基本培养基(MS)的添
加成分,研究其在芽的诱导、增殖和壮苗培养过程中的不同作用。
1 材料和方法
1.1 实验材料
腺嘌呤(Ad,99%),产自日本,配成 1 000 mg.L-1的母液。
表 1 不同Ad浓度下的菠萝各类型培养基
Table 1 The variant kinds of media with different concentrations of Ad in pineapple tissue culture
培养基类型 基本培养基 激素(m g. L-1) Ad浓度
Kind of medium Basic media Growth regulator Concentration of Ad (mg.L-1)
芽诱导培养基 MS 6-BA2.0+NAA0.1 0,1 . 0,2 . 0,3 . 0,4 . 0,5 . 0,6 . 0
Shoot culture media
增殖培养基 MS 6-BA4.0+NAA0.01 0,1 . 0,2 . 0,3 . 0,4 . 0,5 . 0,6 . 0
Proliferation culture media
壮苗培养基 MS 6-BA1.0 0,1 . 0,2 . 0,3 . 0,4 . 0,5 . 0,6 . 0
Elongation culture media
表 2 不同浓度的Ad呤对菠萝快繁的影响
Table 2 The effects of different concentrations of Ad on pineapple rapid propagation
菠萝品种 Ad浓度 芽诱导培养(15 d) 增殖培养(20 d) 壮苗培养(25 d)
(m g . L-1) Shooting culture Bud proliferation Bud elongation culture (25 d)
(15 d) culture (20 d)
分化率 alpha= 增殖 alpha= 平均叶 生长速率 alpha= alpha=
Differentiation 系数 数(片) Growth
index (%) 0.05* Prolifera- 0.05 Average of rate 0.05 0.01*
tion index peaves (mm.d-1)
‘台农 4 号’ 0(C K) 65.0 a 7.3 a 3 0.5 e E
‘Tainong No.4’ 1.0 67.5 a 3.8 a 3 0.5 e E
2.0 81.5 a 5.8 a 3 1.5 d D
3.0 75.0 a 6.0 a 5 2.8 b B
4.0 80.0 a 5.3 a 7 3.4 a A
5.0 87.5 a 5.0 a 7 3.5 a A
6.0 66.5 a 3.3 a 4 2.4 c C
‘台农 1 1 号’ 0 75.0 a 6.5 a 3 0.6 d D
‘Tainong No.11’ 1.0 70.0 a 6.3 a 3 0.7 d D
2.0 86.5 a 5.0 a 5 1.1 c C
3.0 80.0 a 4.5 a 5 2.0 b B
4.0 81.5 a 4.0 a 7 3.4 a A
5.0 89.0 a 3.0 a 7 3.1 a A
6.0 81.5 a 3.0 a 5 2.1 b B
‘台农 1 8 号’ 0 75.0 a 6.0 a 3 0.7 e E
‘Tainong No.18’ 1.0 74.0 a 7.0 a 3 1.3 e E
2.0 80.0 a 6.3 a 3 1.2 d D
3.0 85.0 a 5.0 a 7 3.3 a A
4.0 79.0 a 6.3 a 7 3.6 a A
5.0 92.5 a 5.3 a 7 3.0 b B
6.0 76.5 a 4.0 a 5 2.2 c C
小写英文字母代表 alpha=0.05的显著水准,大写英文字母代表 alpha=0.01的显著水准。
The values in a colum with the same alphabetical letter are not significantly different. Different capital and small
letters means at 1% and 5% levels, respectively.
344 21(3)
图 1(b) ‘台农 18 号’不加 Ad的长根苗
Fig.1b Pineaple seedlings of ‘Tainong No.
18’ grow in the midium with Ad-free
图 1(a) ‘台农 18 号’加 Ad4.0的长根苗
Fig.1a Pineaple seedlings of ‘Tainong No.
18’ grow in the midium with Ad4.0
取‘台农 4 号’、‘台农 1 1 号’和‘台农 1 8 号’等菠萝品种的茎尖,7 5 % 乙醇浸
10 s,0.1%HgCl2 10 min,无菌水洗 6次。
1.2 培养基
所有培养基(表 1)中蔗糖 3%,琼脂 0.6%,经 121℃高温高压灭菌 20 min;培养条件
为 pH5.8~6.0,26~28℃,光照 14 h.d-1,光照强度约 2000 lux。
1.3 实验方法
1.3.1 菠萝茎尖的芽诱导培养 每处理 4次重复。每个重复 5个外植体,置于玻璃瓶中培
养,15 d后计算能长出嫩芽的外植体个数,算出分化率。
1.3.2 菠萝幼苗的继代培养 以 20~25 d为一代,增殖试验中,每处理 4次重复。每重复
取 10个生长均匀的同一代幼苗,置于增殖培养基中培养,以透明的聚丙烯薄膜袋(130 mm×
60 mm)为培养容器,20 d后观察每个芽的增殖数,计算增殖系数。
1.3.3 菠萝幼苗的壮苗培养 选取生长均匀(平均高度为 20 mm)的幼苗,置于壮苗培养
基中培养,4次重复。每重复30个芽,以透明的聚丙烯薄膜袋(130 mm×60 mm)为培养容器,
25 d后测量幼苗的高度。幼苗的生长速率 =高度的增加值(mm)/培养时间(d),高度的增
加值(mm)=实测高度(mm)-20 (mm)。
2 实验结果
2.1 Ad在菠萝幼苗各培养阶段中的作用(表 2)
从表 2中可知,同一 Ad浓度下,3个品种在诱导、增殖或壮苗培养中的生长情况基
本一致。
对同一品种,与对照(Ad0 mg.d-1,浓度单位下同)相比,不同 Ad 含量对芽的诱
导和增殖均无显著性促进作用。
在壮苗培养中,除 Ad1.0外,其他各 Ad 浓度与对照相比有极显著差异,而且在各
3452004 詹儒林等:腺嘌呤对菠萝快速繁殖的影响
图 2 ‘台农 18号’大田种植情况
Fig.2 Pineapple of ‘Tainong No.18’
in field
浓度间也出现了极显著性差异。在Ad3.0~5.0
下,幼苗的生长量最大,浓度达Ad6.0后呈下
降趋势。
3 讨论
据有关植物组织培养的研究报道,不同的
植物或同一植物的不同培养阶段,Ad所起的作
用不尽相同。在梨的外植体增殖培养中, Ad20.
0比对照有显著的促进作用(Nelelcheva et al.,
1990)。Ad对香蕉外植体的诱导及增殖有一定的
促进作用,却抑制叶的生长和嫩茎的伸长
(Bekheet and Saker,1999)。在本实验中,Ad在
菠萝快繁的不同阶段所起的作用也不尽相同,Ad对芽的诱导和增殖没有太大的影响,而在壮
苗培养阶段却有显著的促进作用,在幼苗叶片的增长、整株高度和粗度等方面, Ad2~6均极
显著优于不加 Ad的对照(图 1)。另外,经长时间的观察,不加 Ad的壮苗培养,在苗高
达 12~20 mm后,大部分缓慢生长,要达到 100~130 mm的高度所需的时间比处理慢30~70
d。由此可见,Ad可以提高菠萝幼苗的生长速率,使出苗时间比对照提前 30 d以上,大大
减少了工厂化生产的成本支出。
参 考 文 献
罗丽霞,程萍, 2002. 剥粒菠萝组织培养及快速繁殖的研究. 植物学通报, 19: 231~233
Bekheet S A, Saker M M, 1999. Rapid mass micropropagation of banana. Bull Nat Res Cent (EGY), 24: 221~231
Escalona M, Lorenzo J C, González B ,Daquinta M ,González J L, Desjardins Y, Borroto C G, 1999.Pineapple(Ananas
comosus L.Merr) micropropagation in temporary immersion systems. Plant Cell Rep, 18:743~748
Nelelcheva S, Ganeva D, Metodieva G, 1990. Establishing suitable components of the nutrient medium at the bud
proliferation phase in the propagation of pear in vitro. Rasteniev’dni Nauki, 27(8):58~63
Soneji J R, Rao P S, Mhatre M, 2002. In vitro regeneration from leaf explants of pineapple (Ananas comosus L.
Merr.). J Plant Biochem Biot, 11: 117~119