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The Influence of PP333 in Combination with Benzylaminopurine on Growth of Rehmannia glutinosa Plantlets

PP333与BA组合对怀地黄试管苗生长发育的影响



全 文 :植物学通报 2006, 23 (1): 56~59
Chinese Bulletin of Botany
收稿日期: 2005-02-02; 接受日期: 2005-09-27
基金项目: 河南省重点科技攻关项目(0423032100)
* 通讯作者 Author for correspondence. E-mail: limingjun2002@263.net
.组织培养简讯.
PP333 与 BA 组合对怀地黄试管苗生长发育的影响
李明军1,3* 徐鑫1 夏民2 张晓丽1 柳俊3 谢从华3
(1 河南师范大学生命科学学院 新乡 453007) (2 南阳师范学院生物系 南阳 473000)
(3 华中农业大学, 园艺植物生物学教育部重点实验室 武汉 430070 )
摘要 本文研究了PP333与BA组合对怀地黄(Rehmannia glutinosa)试管苗生长发育的影响。结果表明:
(1)与对照相比, 不同浓度的PP333与0.5 mg.L-1 BA组合均严重地抑制试管苗根、茎和叶的生长, 表现为
植株矮小, 生根晚, 前期根畸形生长(呈棒状或球状); (2)与单独使用0.5 mg.L-1 BA相比, 低浓度PP333
(0.01和0.1 mg.L-1)与0.5 mg.L-1 BA组合促进茎的伸长和加粗; (3) 2 mg.L-1 PP333与 0.5 mg.L-1 BA组合
能显著地提高愈伤组织芽的分化率和腋芽的萌发率, 有利于试管苗的快速繁殖。
关键词 怀地黄, 试管苗, PP333, BA, 生长发育, 繁殖
The Influence of PP333 in Combination with Benzylaminopurine
on Growth of Rehmannia glutinosa Plantlets
Mingjun Li1, 3*, Xin Xu1, Min Xia2, Xiaoli Zhang1, Jun Liu3, Conghua Xie3
(1 College of Life Science, Henan Normal University, Xinxiang 453007)
(2 Department of Biology, Nanyang Normal College, Nanyang 473000)
(3 Key Laboratory of Horticultural Plant Biology of Ministry of Education, Huazhong Agricultural
University, Wuhan 430070)
Abstract The influence of PP333 with benzylaminopurine (BA) on growth of Rehmannia glutinosa
plantlets was studied in this paper. Combinations of (0.5 mg.L-1) BA and different concentrations of
PP333 inhibited the growth of roots, stems and leaves significantly. Plantlets were short and small,
and roots appeared later. The roots looked like clubs or balls initially. Compared with (0.5 mg.L-1) BA,
(0.5 mg.L-1) BA with lower concentrations of PP333, at 0.01 or 0.1 mg.L-1, improved the extension
and thickness of stems. MS medium supplied with (2 mg.L-1) PP333 and (0.5 mg.L-1) BA increased
the rate of bud formation of callus and pullulation of axillary buds observably, which is good for large-
scale in vitro propagation.
Key words Rehmannia glutinosa, plantlet, PP333, BA, growth, propagation
怀地黄(Rehmannia glutinosa)是玄参科多
年生草本植物, 是我国传统的大宗中药材。由
于长年的营养繁殖, 造成其品质退化, 产量下
降。因此, 通过组织培养对怀地黄优良品种进
行脱毒和快繁是其产业化生产的关键。
PP333是一种高效且低毒的植物生长延缓
剂和广谱型杀菌剂, 英文名是Paclobutrazol, 中
文名为多效唑(multi-effect triazole, MET), 对农
作物、果树、花卉和蔬菜等具有延缓生长, 促
进茎秆粗壮、分枝、分蘖、生根、成花及
572006 李明军 等: PP333与 BA组合对怀地黄试管苗生长发育的影响
坐果, 增加叶片叶绿素、蛋白质和核酸的含量,
增强抗旱性和抗寒性, 延缓植物衰老等多种生理
效应(贾洪涛等, 2003)。20世纪90年代初PP333
被应用到植物组织培养中, 发现其具有良好的作
用效应(高凤菊等, 2002)。戎均康和李国洋
(1990)发现在培养基中加适量的PP333可明显提
高大麦单倍体胚的出苗率。赵成章等 (1990)发
现PP333能抑制水稻再生苗地上部生长而促进
根系的发育。在怀山药的组织培养中, PP333
与KT、NAA组合可使再生植株根系发达, 叶
色浓绿, 生长健壮, 移栽后对环境具有较好的适
应性(李明军等, 2000)。BA是组培中常用的植
物生长调节剂, 能促进多种植物试管苗的增殖。
关于 PP333、BA及其组合在马铃薯试管苗壮
苗培养中的作用效应已有报道(李玉巧和朱鹿
鸣, 1994)。本文报道的是PP333与BA组合在
怀地黄组织培养中的作用效应。
1 材料与方法
以本研究室的怀地黄 ( R e h m a n n i a
glutinosa)优良品种9302的无菌试管苗为材料,
以MS为基本培养基, 蔗糖浓度为3%, 琼脂含量
为0.6%, pH值5.8~6.2, 附加不同浓度的PP333与
BA(表1), 分装于2.5 cm×20 cm的试管中, 用
封口膜封口, 每种培养基30管, 每管分装20 mL,
在 121℃、1.1 kg.cm-2压力下灭菌 20分钟。
将无菌试管苗在超净工作台上切成带2~3片
叶、长2 cm左右的茎段, 随机接种在每种培养基
上, 每个试管中只接一个茎段, 于室温(25±2)℃、
光照 14小时 /天、光照强度 36.0 mol.m-2.s-1条
件下培养。培养期间观测记录材料的茎长、
芽数、根长和根数等形态变化, 最后测根冠比
(鲜重)。茎长和根长用直尺测量, 根冠比用快
速称重法测定。
2 结果与分析
2.1 PP333与BA组合对怀地黄试管苗生长
发育的影响
2.1.1 对茎叶生长的影响 与对照相比各处
理试管苗均表现为植株矮小, 叶片小且呈黄绿
色, 茎和叶的生长受到严重抑制。与只加 0.5
mg.L-1 BA 相比, 不同浓度PP333与BA同时使
用表现为低浓度(0.01和0.1 mg.L-1)PP333促进
茎的伸长和增粗, 高浓度PP333(2 mg.L-1)抑制
茎的伸长(表 1)。
2.1.2 对根形成的影响 与对照相比各处理
生根缓慢, 根数和根长显著下降。单独使用
BA生根最少, BA与不同浓度PP333同时使用
根数显著增加(表 1)。使用 BA的各处理培养
前20天根的加粗生长明显, 形成棒状(图1A)和
球状的畸形短粗根(图1B), 培养20天时棒根或
球根顶部突起, 以后逐渐形成细长的根(图1C)。
在实验中观察到, 茎上生出的气生根在与培养基
接触处明显加粗, 形成上细下粗的现象(图
表 1 PP333 与BA组合对怀地黄试管苗生长发育的影响(培养 24天)
Table 1 The influence of PP333 in combination with BA on the growth of Rehmannia glutinosa plantlets
(cultured 24 days)
Concentrations of Average increment Average number Average Average length Root/Top
growth regulators stems growth (%) of buds(%) number of of roots(%) (%)
(mg.L-1) roots(%)
BA PP333
0.0 0.0 3.7(100.0) 0.6(100.0) 41.0(100.0) 6.5(100.0) 0.170(100.0)
0.5 0.0 1.5 (41.1) 2.8(466.7) 11.8(28.8) 1.0(15.4) 1.838(1 081.2)
0.5 0.01 2.0 (54.8) 3.4(566.7) 35.5(86.6) 1.2(18.5) 0.968(569.4)
0.5 0.1 2.0 (54.8) 3.4(566.7) 33.0(80.5) 1.5(23.1) 0.971(571.2)
0.5 2.0 1.4 (38.9) 6.0(1 000.0) 26.0(63.4) 0.8(12.3) 1.120(658.8)
58 23(1)
1D)。
2.1.3 对根冠比的影响 与对照相比由于各
处理根的畸形加粗和茎叶生长受抑制而使根冠
比显著增加, 与只加BA相比, PP333与BA同时
使用则根冠比降低(表 1)。
2.2 PP333与BA组合对怀地黄试管苗愈伤
组织和芽形成的影响
在培养中观察到, 对照没有形成愈伤组织
而仅有少量腋芽萌发, 所有处理的外植体在切口
处均形成愈伤组织并在其上分化大量不定芽(图
1E), 同时已经萌发的腋芽上的腋芽又萌发(图
1F), 从而使芽增殖数显著增加。 PP333与BA
组合形成的芽数显著高于单独使用BA, 其中以
2 mg.L-1 PP333+ 0.5 mg.L-1 BA芽增殖数最多,
是对照的10倍(表1), 这些芽中由愈伤组织分化
的不定芽占76%, 这种芽的形成方式有利于怀
图 1 PP333与BA组合对怀地黄试管苗生长发育的影响
A. 0.5 mg.L-1 BA+2 mg.L-1 PP333处理的试管苗, 形成棒状的畸形短粗根(15天); B. 0.5 mg.L-1 BA+ 0.1 mg.
L-1 PP333处理的试管苗, 形成球状畸形短粗根(15天); C. 0.5 mg.L-1 BA处理的试管苗的球状根顶部突起
形成细长的根(25天); D. 0.5 mg.L-1 BA处理的试管苗的根在与培养基接触处明显加粗(15天); E. 0.5 mg.
L-1 BA+0.01 mg.L-1 PP333处理的试管苗, 愈伤组织上分化大量芽(15天); F. 0.5 mg.L-1 BA+0.1 mg.L-1
PP333处理的试管苗, 已经萌发的腋芽上的腋芽又萌发(15天)
Fig.1 The influence of PP333 in combination with BA on the growth of Rehmannia glutinosa plantlets
A. Plantlets dealt with BA (0.5 mg.L-1) and PP333 (2 mg.L-1) formed freakish, short and thick roots just like
clubs when cultured 15 days; B. Plantlets dealt with BA (0.5 mg.L-1) and PP333 (0.1 mg.L-1) formed freakish,
short and thick roots just like balls when cultured 15 days; C. Tops of roots like balls of plantlets dealt with BA
(0.5 mg.L-1) stuck up and formed thin and long roots when cultured 25 days; D. Root of plantlets dealt with BA
(0.5 mg.L-1) turned thicker obviously at the point where contacted with medium when cultured 15 days; E.
Plantlets cultured on MS medium contained BA (0.5 mg.L-1) and PP333 (0.01 mg.L-1) regenerated plenty of
buds from callus when cultured 15 days; F. Axillary buds which had pullulated on plantlets dealt with BA (0.5
mg.L-1) and PP333 (0.1 mg.L-1) pullulated when cultured 15 days
592006 李明军 等: PP333与 BA组合对怀地黄试管苗生长发育的影响
地黄试管苗的快速繁殖。
PP333是一种生长延缓剂, 专一地抑制贝壳
杉烯向贝壳杉烯酸的氧化, 阻碍GA的生物合
成, 从而延缓植物的营养生长。BA是组织培
养中常用的细胞分裂素, 其主要生理功能是促进
细胞分裂和扩大, 诱导芽的分化, 延缓叶片衰老,
抑制根的形成, 延缓核酸、蛋白质和叶绿素等
的降解, 并促使营养物质向其应用部位移动。
本实验发现单独使用BA时, 怀地黄试管苗植株
矮小, 叶片小且呈黄绿色, 这与BA在脱毒马铃
薯试管苗上的使用效果一致(李玉巧和朱鹿鸣,
1994)。我们的研究表明, 单独使用PP333时形
成的是正常的根(另文发表), 而单独使用BA或
BA与PP333组合使用 ﹑时则形成棒状 球状的
畸形短粗根, 这可能是因添加BA后吸引营养
物质向根运输的结果。当BA浓度一定时, 低
浓度PP333可促进茎的伸长, 这与我们在怀山
药组织培养研究中低浓度PP333促进试管苗的
伸长生长相一致(李明军, 2004)。2 mg.L-1
PP333与0.5 mg.L-1 BA组合显著地提高了愈伤
组织芽的分化率和腋芽的萌发率, 这有利于试
管苗的快速繁殖, 对促进怀地黄优良品种的迅
速推广种植具有重要意义。
参考文献
高凤菊, 汤忠梅, 王晓理, 祁士军 (2002). PP333在
植物组织培养上的应用进展. 农业与技术 22(2), 66-
69.
贾洪涛, 党金鼎, 刘风莲 (2003). 植物生长延缓剂多
效唑的生理作用机理及应用. 安徽农业科学 31, 323-
324.
李明军 (2004). 怀山药组织培养及其应用. (北京: 科学
出版社), pp.114-114.
李明军, 张嘉宝, 张海波 (2000). 怀山药零余子愈伤
组织诱导及植株再生的研究. 西北植物学报 20, 772-
777.
李玉巧, 朱鹿鸣 (1994). PP333、GA3和 BA对马铃
薯试管苗生长调节作用的研究. 作物学报 20, 59-66.
戎均康, 李国洋 (1990). 多效唑对普通大麦单倍体胚
萌发和出苗的影响. 浙江农业大学学报 16, 387-388.
赵成章, 戚秀芳, 郑康乐, 徐星明 (1990). 多效唑在水
稻试管苗离体调控技术中的应用. 中国水稻科学 4,
169-174.
(责任编辑: 孙冬花)