免费文献传递   相关文献

ESTABLISHMENT OF OPTIMAL REGENERATION SYSTEM in vitro FOR STEM APEXES OF Polygonum cuspidatum

虎杖茎尖离体再生体系的建立和优化



全 文 :文章编号 :100028551 (2008) 052600207
虎杖茎尖离体再生体系的建立和优化
杜敏华 杨建伟 杨柯金
(南阳师范学院生命科学与技术学院 , 河南 南阳 473061)
摘  要 :研究了苗龄、接种方式、不同植物生长调节剂、硝酸银和蔗糖等对虎杖 ( Polygonum cuspidatum) 茎
尖愈伤组织诱导、不定芽分化和生根的影响。结果表明 :愈伤组织诱导的最佳培养基是 MS + 蔗糖 28gΠL
+ 琼脂 515gΠL + 2 ,42D 115mgΠL + 62BA 110mgΠL ,诱导率为 100 % ;3 - 7d 苗龄的虎杖茎尖愈伤组织诱导
能力无显著差异 ,诱导率均达到 95 % 以上 ,此后随着苗龄的增加 ,愈伤组织诱导能力快速下降 ,苗龄为
12d 时愈伤组织诱导率只有 5516 % ;以正插 (形态学下端插入培养基) 方式接种的外植体愈伤组织诱导
率显著大于反插 (形态学上端插入培养基) 和平放的 ;不定芽分化最佳培养基为 MS + AgNO3 410mgΠL +
蔗糖 30 gΠL + 琼脂 610gΠL + NAA 015mgΠL + TDZ 018mgΠL ,分化率为 8319 % ,增殖系数为 7163 ;生根培养
基选用 1Π2 MS + 蔗糖 26gΠL + 琼脂 615gΠL + 活性碳 3 % + IBA 012mgΠL + NAA 013mgΠL ,生根率为
100 %。用透气膜封口比用聚乙烯菌膜生根率明显提高 ,生根明显提前。
关键词 :虎杖 ;茎尖 ;离体培养 ;植株再生
ESTABLISHMENT OF OPTIMAL REGENERATION SYSTEM in vitro FOR
STEM APEXES OF Polygonum cuspidatum
DU Min2hua  YANGJian2wei  YANG Ke2jin
( School of Life Science and Technology , Nanyang Normal University , Nanyang , Henan  473061)
Abstract :The regeneration system of Polygonum cuspidatum in vitro was studied with stem apexes as explant . The effects of
seedling age , inoculation method , different plant growth regulators , AgNO3 and sucrose on callus induction ,bud differentiation
and rooting were investigated. The results showed that the optimal medium for callus induction was MS + sucrose 28gΠL +
agar 515gΠL + 2 ,42D 115mgΠL + 62BA 110mgΠL with induction frequency of 100 %. There was no significant difference
among 3 to 7d seedling in their callus induction frequency , which were above 95 %. And there after the increasing of seedling
age resulted in a reduction of callus induction frequency ,which was only 5516 % at the seedling age of 12d. The stem apexes
inoculated with their abaxial end up were more effective in callus induction frequency than their abaxial ends down or placed
horizontally. Best bud differentiation and bud multiplying medium with bud differentiation rate of 8319 % and multiplying
coefficient of 7163 was :MS + AgNO3 410mgΠL + sucrose 30gΠL + agar 610gΠL + NAA 015mgΠL + TDZ 018mgΠL. As for the
rooting induction , the best medium with the rooting rate of 100 % was :1Π2 MS + sucrose 26gΠL + agar 615gΠL + activated
carbon 3 % + IBA 012mgΠL + NAA 013mgΠL. In root induction culture using membrane filter the rate of root formation was
higher and earlier than that of root formation with common membrane.
Key words : Polygonum cuspidatum ; stem apexes ; in vitro culture ; plant regeneration
收稿日期 :2007212213  接受日期 :2008203228
基金项目 :河南省重大科技攻关资助项目 (0524050006)
作者简介 :杜敏华 (19642) ,男 ,河南南阳人 ,硕士 ,副教授 ,从事植物组织培养及食品生物技术研究。E2mail :duminhua2 @126. com  虎杖 ( Polygonum cuspidatum Sieh et Zucc) 为多年生 蓼科蓼属灌木状草本植物 ,主要分布于我国华东、中南
006  核 农 学 报 2008 ,22 (5) :600~606Journal of Nuclear Agricultural Sciences
及辽宁、陕西、甘肃、四川、贵州、云南等地[1 ] ,其嫩茎可
食 ,根及根茎可入药。其主要有效成分是芪类化合物
和蒽醌类化合物 ,其中芪类化合物主要包括白藜芦醇
和白藜芦醇苷[2 ] 。现代药理研究表明 ,白藜芦醇及其
苷类是一类具有多种药理作用的活性化合物[3 ] , 能够
防癌、降血脂、抑菌、抗氧化、抗病毒、增强机体免疫力
等 ,广泛应用于临床医疗及保健业[4 ] 。虎杖通常以根
茎和种子繁殖 ,但存在繁殖率低、生长周期长、品质易
退化、药用成分含量低且不稳定、采集加工繁琐等问
题 ,严重制约了其食药应用[5 ] 。因此 ,利用虎杖组织及
细胞培养大规模生产虎杖原材料成为一条可能的重要
途径。尽管有关虎杖活性成分分析及药理功效的研究
报道很多 ,但针对其组织培养领域的研究仍未深入和
系统 ,国内外的相关报道也较少。易霭琴等[6 ] 采用虎
杖成年植株的茎段培养成完整的虎杖植株 ;于树宏
等[7 ] 、杨培君等[1 ]分别利用虎杖的茎段、叶柄和叶进行
愈伤组织诱导与植株再生的探索 ,但分化率和增殖系
数不甚理想。尚未见以虎杖茎尖为外植体建立的离体
再生体系的报道。本研究以虎杖茎尖为试材 ,采用正
交设计和方差分析等方法 ,系统地将影响植株再生体
系建立的因素做最优化组合 ,筛选出各阶段的最佳培
养条件 , 从而有效缩短虎杖的组织培养周期 ,提高人
工快速繁育系数和保存优良种质 ,建立一种快速、高效
的离体再生途径 ,以期为有效地开发利用虎杖资源和
进一步为改良虎杖性状而进行的遗传转化研究奠定基
础。
1  材料与方法
1. 1  材料
虎杖 ( P. cuspidatum)幼苗由河南省内乡宝天曼自
然保护区提供。幼苗采自花木苗圃 ,以种子形式播种 ,
采用室内砂床发芽 ,饱和持水量为 26 % ,砂床含水量
为饱和持水量的 60 %。每个发芽盒 (12cm ×12cm) 50
粒种子 ,发芽温度为 25 ℃,光照Π黑暗 :12hΠ12h。
112  方法
11211  材料处理 取 3 - 5d 苗龄 (苗龄为播种后幼苗
出苗的天数)的虎杖幼嫩茎尖 ,用饱和洗涤液浸泡 8 -
10min ,用自来水冲洗 10~15min ,除去表面污物 ,转至
超净工作台 ,在无菌状态下用 75 %酒精 (VΠV) 表面灭
菌 30s ,无菌水洗涤 1~3 次 , 011 %升汞 (VΠV) (加
011 %吐温 - 20) 浸泡 3 - 5min ,用无菌水冲洗至干净 ,
用消毒滤纸吸干表面水分。
11212  愈伤组织诱导  取经过以上无菌处理的虎杖
幼嫩茎尖 ,以 MS + 蔗糖 28gΠL + 琼脂 515gΠL 为基本培
养基 ,附加不同浓度的 2 ,42D 和 62BA 进行愈伤组织的
诱导。暗处理 5d 后 ,每日光照 12h ,光强 1200lx。经筛
选比较后 ,在最佳配比的愈伤组织诱导培养基上研究
外植体苗龄 (3、4、5、6、7、8、9、10、11 和 12d)和接种方式
(正插、反插、平放)对虎杖幼嫩茎尖的愈伤组织的诱导
影响。
11213  不定芽分化及增殖培养 挑取新鲜、颗粒状的
愈伤组织接入附加不同配比植物生长调节剂的 MS 培
养基中 ,诱导芽分化和增殖。分化和增殖培养基选用
改良MS + 610g ΠL 琼脂。采用L16 (45 )正交设计 ,添加
不同浓度的噻重氮苯基脲 ( TDZ) 、萘乙酸 (NAA) 、硝酸
银 (AgNO3 )及蔗糖进行不定芽分化和增殖培养基的优
选 ,以培养 30d 后的不定芽分化率为考察指标。试验
设计见表 3。
11214  生根培养 将分化培养所得的 116~310cm 的
新梢转入生根培养基中 ,进行生根培养 ,培养基选用
1Π2 MS + 26gΠL 蔗糖 + 615gΠL 琼脂 + 活性碳 3 % +
IBA 012mgΠL + NAA 013mgΠL。在此试验结果的基础上
比较使用聚乙烯 (POLY)菌膜和聚氟乙烯 (PVF) 透气膜
封口对生根的影响。
11215  培养条件  培养基 pH615 ,培养温度为白天
26 ℃±1 ℃,夜晚 15 ℃±1 ℃,光暗周期为 12hΠ10h ,光强
约 2600lx。
11216  统计方法  不同激素配比的每组试验平行重
复 3 次 ,每次试验各处理数不少于 60 个外植体 , 数据
采用 SPSS1010 软件进行分析 ,并对平均数用 Duncan’s
新复极差法进行多重比较。
愈伤组织诱导率 ( %) = (形成愈伤的外植体数Π接
种外植体数) ×100 % ;
不定芽分化率 ( %) = (形成不定芽的外植体数Π
接种外植体数) ×100 % ;
生根率 ( %) = (生根外植体数Π接种外植体数) ×
100 % ;
繁殖系数 = 增殖芽数Π接种芽数。
2  结果与分析
211  不同植物生长调节剂配比对虎杖茎尖愈伤组织
诱导率的影响
虎杖无菌茎尖接种大约 6 - 9d 后可在生理学下端
见到浅白色颗粒状的愈伤组织。表 1 显示 ,2 ,42D 对
虎杖茎尖愈伤组织的诱导影响很大 ,当培养基中只有
62BA 而缺少 2 ,42D 时 ,各种试验处理均无愈伤组织产
106 5 期 虎杖茎尖离体再生体系的建立和优化
生。随着 2 ,42D 浓度升高 ,愈伤组织发生速度增快 ,6
- 8d 可见切口处膨大 ,23d 左右淡黄白色愈伤组织可
覆盖整个外植体 ,但 2 ,42D 浓度超过 115mgΠL 时 ,愈伤
组织变硬 ,容易褐化。110~215mgΠL 62BA 对愈伤组织
诱导影响不大。当 2 ,42D 为 115mgΠL ,62BA 为 110mgΠL 时 ,愈伤组织诱导率为 100 % ,且松散的愈伤组织比例最高 ,为 45 %~65 %。故诱导愈伤组织的最佳培养基为 MS + 2 ,42D 115mgΠL + 62BA 110mgΠL + 蔗糖 28gΠL+ 琼脂 515gΠL。
表 1  不同植物生长调节剂配比对虎杖茎尖愈伤组织诱导率的影响
Table 1  Effects of different hormones combination on callus induction
frequency of stem apexes of P. cuspidatum ( %)
2 ,42D 浓度
2 ,42D concentration
(mgΠL) 62BA 浓度 62BA concentration (mgΠL)010 015 110 115 210 215
010 0 0 0 0 0 0
015 7513e 7916de 8613cd 8812c 8913c 9015c
110 7918de 8312d 9517b 9617b 9416b 9212bc
115 8211d 8517cd 100a 100a 9117bc 9311bc
210 8917c 9116bc 100a 9113bc 9312bc 9413b
215 8615cd 8813c 100a 9011c 8816c 8918c
注 :表中字母相同者 ,表示经邓肯氏新复极差法多重比较显著性检测无显著差异 ( P = 0105) 。下表同。
Note :The same letters indicate that the difference is insignificantly at P = 0105 by Duncan’s new multiple range test . The same as in the following tables.
212  苗龄和不同接种方式对虎杖茎尖愈伤组织诱导
的影响
在筛选的最佳配比的愈伤组织诱导培养基上研究
外植体苗龄 (4、5、6、7、8、9、10、11 和 12d) 和接种方式
(正插、反插、平放)对虎杖幼嫩茎尖的愈伤组织的诱导
影响 ,结果如表 2。表 2 显示 ,虎杖 3 - 7d 的苗龄之间
愈伤组织诱导率无显著差异。其中以苗龄为 5d 时愈
伤组织诱导率最高 (100 %) ,以后随着苗龄的增加 ,愈
伤组织诱导率下降 ,苗龄 12d 时愈伤组织诱导最低
(4516 %) 。表明 3 - 7d 苗龄幼嫩的外植体更易诱导出
愈伤组织 ,愈伤组织的诱导能力随着苗龄的增加而下
降。
表 2  苗龄对虎杖茎尖愈伤组织诱导的影响
Table 2  Effects of seedling age on callus induction frequency of stem apexes of P. cuspidatum ( %)
苗龄 seedling age (d) 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
愈伤组织诱导率
callus induction frequency ( %) 9612a 9813a 100a 9816a 9511a 8812b 8316bc 7715c 6116d 5516e
  图 1 表明 ,接种方式对虎杖茎尖愈伤组织诱导也
有很大影响。取 5d 苗龄的虎杖幼嫩茎尖 ,以不同的接
种方式 (正插、反插、平放)接种在筛选出的最佳愈伤组
织诱导培养基中可以发现 ,无论何种接种方式 ,虎杖幼
嫩茎尖都是先逐渐产生透明状愈伤组织 ,7 - 9d 后 ,愈
伤组织迅速膨大 ,此后不同的接种方式表现出明显的
差异。接种方式为正插 (100 %) 的虎杖幼嫩茎尖比反
插和平放的愈伤组织诱率高 ,形成的愈伤组织多 ,反插
的均匀膨大 ,正插和少量平放的茎尖的形态学下端较
上端膨大得快 ,并且无论哪一种接种方式 ,诱导出的愈
伤组织总是先出现在形态学下端 ,造成极性现象的原
因之一是由于植物组织中某些内源激素分布不平衡而
表现出一定的浓度梯度[8 ] 。
213  不同植物生长调节剂对虎杖茎尖分化的影响
选取生长迅速、表面湿润并具有颗粒状突起的淡
图 1  外植体不同接种方式
对虎杖茎尖愈伤组织诱导的影响
Fig. 1  Effects of explant inoculation methods on callus
induction frequency of stem apexes
206 核 农 学 报 22 卷
黄白色愈伤组织 (图 2 - A) 接入附加不同植物生长调
节剂 (AgNO3 、蔗糖、NAA、TDZ)的 MS 培养基中 ,诱导不
定芽的分化。对影响虎杖不定芽分化和增殖的因子 ,
通过正交设计方法优化组合 (表 3) 。接种 7d 后 ,部分
分化培养基上的愈伤组织出现绿色小芽点 ,随后大多
数培养基中的丛生芽不断增加 ,嫩黄色或鲜粉红色、卷
曲 ,且生长健壮 (图 2 - B) ,接种 3 周后统计分化率 (表
4) 。
图 2  虎杖的植株再生
Fig. 2  Plant regeneration of P. cuspidatum
A :愈伤组织的诱导 ;B :不定芽分化 ;C :生根情况和再生的植株 ;D :根向性异常 ; E :根向性正常
A :callus induction on medium ; B :shoot induction on medium ; C:root induction on medium and regenerated plant ; D :rooting upward ; E:rooting downward
表 3  虎杖茎尖不定芽分化 L16 ( 45 )正交试验设计
Table 3  The orthogonal test L16 (45 ) design layout of
differentiated adventitious buds of P. cuspidatum
水平
level
因子 factors
A
AgNO3
(mgΠL) B蔗糖sucrose(gΠL) CNAA(mgΠL) DTDZ(mgΠL) CK
1 310 30 011 012 1
2 410 35 013 014 2
3 510 40 015 016 3
4 610 45 017 018 4
直观极差分析 (表 4) 表明 ,对虎杖茎尖不定芽分
化率影响大小的顺序依次是 NAA > TDZ > AgNO3 > 蔗
糖 ,NAA、TDZ、AgNO3 和蔗糖的极差均比对照大 ,说明
各因素间的变异是可靠的。
方差分析结果 (表 4) 表明 , NAA 各水平分别对虎
杖不定芽分化的影响达极显著水平 ( P < 0101) ,TDZ和
AgNO3 各水平分别对虎杖茎尖不定芽分化的影响达显
著水平 ,蔗糖对虎杖茎尖不定芽分化无显著影响 ( P <
0105) 。说明不同浓度的 NAA 对虎杖茎尖再生影响很
大 , TDZ 和 AgNO3 影响次之 ,蔗糖影响较小。由表 4
可知 , 各因子的最佳组合为 A2B1C3D4 , 即 410mgΠL
AgNO3 、30gΠL 蔗糖、015mgΠL NAA、018mgΠL TDZ。以该
组合进行芽分化继代培养 ,不定芽分化率为 8319 %。
对原接种芽数和新形成的丛生芽数 (有芽联合现象 ,但
统计再生芽数时 ,以单芽为考察指标 ,以肉眼能够看到
的独立不定芽为标准)进行统计分析 ,得此处理单芽平
均增殖系数 (新形成的丛生芽数Π原接种数) 为 7163。
丛生芽分化率和增殖系数都明显高于其他组合。
306 5 期 虎杖茎尖离体再生体系的建立和优化
表 4  虎杖茎尖不定芽分化 L16 ( 45 )正交试验结果
Table 4  Differentiated adventitious buds of P. cuspidatum in the Orthogonal Test L16 (45 )
处理
treatme2
nt
A
AgNO3
(mgΠL) B蔗糖sucrose(gΠL) CNAA(mgΠL) DTDZ(mgΠL) CK 接种数Incubatio2nnumber 分化数differentiat2ionnumber 不定芽分化率differenti2ationrate( %) 增殖系数ratio ofmulitipli2cation
1 310 30 011 012 1 64 26 40. 6 3. 12
2 310 35 013 014 2 62 17 27. 4 2. 06
3 310 40 015 016 3 67 42 62. 7 5. 37
4 310 45 017 018 4 63 60 60. 4 5. 18
5 410 30 013 016 4 60 41 68. 3 6. 09
6 410 35 011 018 3 60 38 63. 3 5. 26
7 410 40 017 012 2 63 47 74. 6 6. 31
8 410 45 015 014 1 65 47 72. 3 6. 02
9 510 30 015 018 2 65 53 81. 6 7. 32
10 510 35 017 016 1 67 27 40. 3 3. 65
11 510 40 011 014 4 68 11 16. 2 1. 06
12 510 45 013 012 3 62 20 32. 3 2. 71
13 610 30 017 014 3 63 21 33. 5 2. 83
14 610 35 015 012 4 62 43 69. 3 5. 98
15 610 40 013 018 1 63 39 61. 6 5. 10
16 610 45 011 016 2 67 14 21. 0 1. 76
k1 471775 561000 351275 541200 531700
k2 691625 501075 271400 371350 511150
k3 421600 531775 711475 481075 491950
k4 461350 461500 521200 661725 531550
极差 range 271025 915 361200 291375 51750
方差 variance 201614 3 21412 31126133 201749 3 11000
注 : k i 代表水平 i 的平均值 ; 3 表示在 0105 水平差异显著 ( F0105 = 91280) ;33表示在 0101 水平差异显著 ( F0101 = 291500) 。
Note : k i represents total value of level i . 3 means significant differenceat P = 0105 ( F0105 = 91280) ;33 means significant difference at P = 0101 ( F0105 = 91280) .
214  不同封口材料对生根培养及移栽的影响
待不定芽长至 115~215cm 时 ,转至生根培养基。
根据本中心实验室的前期预试验可知 ,最适于虎杖茎
尖的生根培养基为 1Π2 MS + 蔗糖 26gΠL + 琼脂 615gΠL
+ 活性碳 3 % + IBA 012mgΠL + NAA 013mgΠL ,生根率
达 89160 % , 且均为丛生根 ,生长健壮 ,自然匀称 (图 2
- C) 。
在筛选的生根培养基中 ,比较不同封口材料对生
根率的影响 (表 5) 。使用聚氟乙烯透气膜覆盖后生根
时间约提前 6d ,生根率高达 100 %。生根条数和根长
则无显著变化。可能是因为使用透气膜后有利于气体
交换 ,降低瓶内 CO2 浓度以及湿度从而有利于根的发
生[9 ] 。在以聚乙烯菌膜封口时 ,大多数根为正常辐射
根 ,但有少数表现出异常状态 ,向上生长 (图 2 - D) 。
而以聚氟乙烯菌膜封口则没有这种异常状态。这可能
是因为聚乙烯菌膜透气性不好 ,使培养基中氧气较低
以及湿度过大 ,使根表现出向上生长。在使用聚氟乙
烯菌膜时 ,由于其良好的透气性使根生长只表现为向
地性 (图 22E) 。 表 5  透气膜覆盖对生根的影响Table 5  Effect of membrane flitercovering material on rooting封口膜membrane ofcovering 生根率frequencyof rootinduction( %) 生根时间rootformationtime (d) 平均生根数mean rootnumber 平均根长mean rootlength(cm)聚乙烯polyvinyl 89b 19b 5b 5b聚氟乙烯polyvinyl fluoride 100a 13a 8a 715a生根苗在温室大棚中打开封口膜炼苗 3 - 5d ,然后取出小苗洗净 ,移栽到珍珠岩∶蛭石 = 1∶1 的基质中 ,置于半阴处 ,注意浇水 ;16d 以后移栽到培养钵中 ,成活率达 92 %以上。3  讨  论311  虎杖茎尖再生体系的建立和优化
406 核 农 学 报 22 卷
本试验以野生虎杖茎尖为试材 ,采用不同苗龄、不
同接种方式以及 2 ,42D 与 62BA 的不同组合来研究虎
杖茎尖愈伤组织的诱导 ,通过正交设计和方差分析对
影响不定芽分化的因子进行了分析 ,优化了其植株再
生体系 ,初步找到了虎杖茎尖离体培养和植株再生的
主要影响因子 ,建立了高效的虎杖茎尖离体培养再生
体系。如不定芽分化率高于于树宏等[7 ]报道的最高分
化率 (6719 %) ,愈伤组织诱导率、生根率分别与杨培君
等[1 ] 、易霭琴等[6 ]的结果 (100 %)相当。
与茎段等外植体培养[1 ,6 ,7 ] 相比 ,用虎杖幼嫩茎尖
进行培养形成丛生芽的比例高 ,因而增殖率高 ,且变异
性小 ,这有利于保持原有材料的优良性状 ,是遗传转化
的良好受体[6 ,7 ] 。本试验选用的虎杖无菌芽茎尖最利
于虎杖植株的再生 ,可能是由于虎杖茎尖的分生能力
强、内源激素水平利于芽分化的缘故。
312  苗龄和不同接种方式对愈伤组织诱导的影响
本试验研究了虎杖苗龄 3 - 12d 之间茎尖外植体
愈伤组织诱导的差异 ,发现 3 - 7d 苗龄的虎杖茎尖愈
伤组织诱导能力无显著差异 ,诱导率均达到 95 % 以
上 ,而第 8 天后外植体的愈伤组织诱导频率显著下降。
前人对多种植物的组织培养研究表明 ,苗龄对外植体
的再生有重要的影响[10 ] 。3 - 7d 苗龄的外植体分化能
力强 ,其原因可能是此时切面的薄壁细胞具有较高的
再生能力 ,苗龄较高的外植体切面细胞己经开始分化 ,
细胞分裂能力逐渐降低 ,故愈伤组织诱导频率较
低[11 ] 。不同接种方式 (正插、反插、平放) 对愈伤组织
诱导影响的差异 ,表现为正插的愈伤组织诱导率比反
插的和平放的高。如前所述 ,这可能与不同接种方式
的形态学位置及外植体切口使带有 1~2 片叶的茎尖
所处的生理生化状态以及所含的内源激素水平不同有
关[12 ] 。
313  不同植物生长调节剂对虎杖茎尖再生体系的影

在大多数的植物组织培养研究中 ,通常使用2 ,42D
诱导愈伤组织的产生 , 使用浓度为 10 - 5 ~ 10 - 7
molΠL [13 ] 。本试验结果表明 (表 1) ,2 ,42D对虎杖茎尖愈
伤组织的诱导影响很大 ,随着2 ,42D浓度升高 ,愈伤组
织诱导率明显提高 ,但 2 ,42D 浓度超过 115mgΠL 时 ,愈
伤组织变硬 ,容易褐化 ,故诱导虎杖茎尖愈伤组织的
2 ,42D 浓度以 115mgΠL 为宜。但是 2 , 42D 属中等毒性
的植物生长调节剂 ,有一定的致癌作用及残留效应 ,大
鼠急性口服LD50为 375mgΠkg ,因此在植物的组织培养
过程中应严格按照中等毒性的植物生长调节剂安全使
用规则慎重使用[14 ] 。
NAA 是一种生长素 ,在组织培养中通常被用于诱
导细胞的分裂和根的分化。本试验中 NAA 水平以
015mgΠL 浓度最利于虎杖不定芽的形成 ,并且与其他
水平达到极显著差异。TDZ (N2苯基 N’2噻二唑252脲 ,
thidiazuron)简称噻重氮苯基脲 ,为人工合成的取代脲
类 , 是一种新型的植物生长调节剂 ,具有嘌呤细胞分
裂素更强的细胞分裂活性[14 ] ,已卓有成效地应用于某
些植物的愈伤组织、体细胞胚及不定芽的诱导及增
殖[15 ,16 ] 。本试验中 TDZ 是促进不定芽分化和增殖作
用的主要因子 ,其质量浓度为 018mgΠL 时最适于不定
芽的形成和分化 ,而且 TDZ与 NAA 的浓度配比值较低
就可产生较好的试验效果 ,这有利于进一步降低组培
成本。TDZ在适宜的分化培养基上能够显著地促进不
定芽分化 ,但本试验中发现长期继代在含有 TDZ 的分
化培养基中的虎杖幼苗会表现出玻璃化、茎融合及矮
小等特征 ,因此应及时将虎杖幼苗转入到生根培养基
中。
AgNO3 可以显著地促进不定芽分化和提高植株再
生率[17 ,18 ] 。有关 AgNO3 促进不定芽发生的作用机理
尚未完全清楚。大多数研究认为[18 ,19 ] AgNO3 抑制了培
养过程中释放的乙烯 , Ag+ 通过竞争乙烯的作用部
位 ,使乙烯与受体无法正常结合 ,从而抑制了乙烯的作
用 ,促进了不定芽和体细胞胚胎的发生。本试验中
AgNO3 浓度为 410mgΠL ,最利于提高虎杖茎尖的分化频
率和平均每外植体再生不定芽数虎杖茎尖不定芽的形
成。
此外 ,蔗糖、活性碳等对植物离体再生也有作用。
蔗糖除起维持渗透压和提供碳源的作用外 , 还能影响
丛生芽发生频率 ,其浓度对离体培养过程中器官发生
的影响已有许多报道[20~22 ] 。本试验在生根培养基中
加入 3 %活性碳的目的主要是利用其吸附能力 ,减少
一些有害物质的影响[23 ] 。
参考文献 :
[ 1 ]  杨培君 ,李会宁 ,赵 桦. 虎杖的组织培养与快速繁殖. 西北植物
学报 ,2003 ,23 (12) :2192~2195
[ 2 ]  Meishiang J ,Lining C ,Udeani G O , Chen B. Cancer chem opreventive
activity of resveratrol , a natural product derive from grapes. Science ,
1997 ,275 (1) :218~220
[ 3 ]  Kimura Y, Okuda H. Resveratrol isolated from Polygonum cuspidatum
roots prevents tum or growth and metastasis to lung and tumorinduced
neovascularisation in Lewiw lung carcinoma2bearing mice. J Nutr ,2001 ,
131 :1844~1849
[ 4 ]  Gusman J , Malonne H , Ghanem A. A reappraisal of the potential
chemopreventive and chemotherapeutic properties of resveratrol
506 5 期 虎杖茎尖离体再生体系的建立和优化
Carcinogenesis , 2001 ,22 :1111~1117
[ 5 ]  Zhou J J , Zhang H J , Yang P J , Li H N. Determination of resveratrol
glucoside and resveratrol in radix and rhizome of Polygonum cuspidatum
yielded in Hanzhong region. Chin Trad & Herbal Drugs , 2002 ,33 (5) :
414~416
[ 6 ]  易霭琴 ,童方平 ,宋庆安. 虎杖组织培养技术研究. 湖南林业科
技 ,2007 , 34 (1) :10~12
[ 7 ]  于树宏 ,张嫡群 ,杨双革. TDZ 和 CPPU 在虎杖组织培养中的应
用. 应用与环境生物学报 ,2006 ,12 (1) :13~17
[ 8 ]  黄学林 ,李莜菊. 高等植物组织离体培养的形态建成及其调. 北
京 :科学出版社 ,1995 :23~25
[ 9 ]  Tsuro M , Koda M , Inoue M. Efficient plant regeneration from multiple
shoots using the‘open culture system’. Scientia Horticulturae ,2000 ,86 :
81~88
[10 ]  樊明琴 ,朱月林 ,朱丽华. 结球白菜高效离体子叶不定芽再生的
研究. 南京农业大学学报 , 2005 , 28 (1) :20~26
[11 ]  李浚明. 植物组织培养教程. 北京 :中国农业大学出版社 , 2002 ,
33~35
[12 ]  Nehra N S ,Sthshnof C ,Kartha K K. Regeneration of plants from immature
leaf2derived callus of strawberry ( Fragaria ananassa Duch. ) . Plant Sci
Limerick ,1990 ,66 (1) :119~126
[13 ]  He H , Pan R C , He Y W , Zhang L Y, Li G G. Factors affecting
organogenesis of Citrus microcarpa Bunge. J Trop & Subtrop Bot , 1997 ,
5 (3) :53~56
[14 ]  朱惠香 ,张宗俭 ,陈虎保. 常用植物生长调节剂应用指南. 北京 :
化学工业出版社 ,2002
[15 ]  Wang GL , Fang H J , Na J . Application of potent cytokinin thidiazuron
(TDZ) to plant tissue culture. Chin Bull Bot ,1997 , 14 (3) :47~53
[16 ]  Reynolds A G. Phenylureas CPPU and thidiazuron affect yield
components , fruit composition , and shortage potential of four seedless
grape selections. Journal of the American Society of Horticultural
Science ,1992 ,117 (1) : 85~89
[17 ]  Palmer C E. Enhanced shoot regeneration from Brassica campestris by
silver nitrate. Plant Cell Reports , 1992 , 11 :541~545
[18 ]  Chi G L , Pua E C. Ethylene inhibitors enhance de novo shoot
regeneration from cotyledons of Brassica campestris ssp . chinensis
(Chinese cabbage) in vitro. Plant Sci ,1989 , 64 :243~250
[19 ]  张 松 ,魏毓棠 ,温孚江 , 傅连海. 利用乙烯抑制剂AgNO3 建立大
白菜高频植株再生体系. 园艺学报 , 1997 , 24 (1) :94~96
[20 ]  林  盛 ,陈幸华. Effect of sucrose on in viyro culture of coconut
embryo. 热带作物学报 , 1999 ,22 (1) :20~21
[21 ]  Tang H R ,Ren Z L , Reustle G. Plant regeneration from leaves of sweet
and sour cherry cultivars. Scientia Horticulturae ,2002 , 93 :235~244
[22 ]  冯大领 ,孟祥书 ,王艳辉 , 刘 霞 ,李  明 ,赵  锦 ,白志英. 植物
生长调节剂在植物体细胞胚发生中的应用. 核农学报 ,2007 ,3 :
256~260
[23 ]  杨洪一 ,李丽丽. 草莓离体再生研究新进展. 中国农学通报 ,
2007 ,23 (3) :79~82
(上接第 565 页)
[ 2 ]  张美荣 ,双志福 ,张瑞仙. 小麦种子太空诱变效应研究. 华北农
学报 ,2002 ,17 (2) ,236~239
[ 3 ]  刘录祥 ,郑企成. 空间诱变与作物改良. 北京 :原子能出版社 ,
1997
[ 4 ]  刘录祥 ,王 晶 ,赵林姝 ,杨俊诚 ,郭会君 ,赵世荣 ,郑企成. 作物
空间诱变效应及地面模拟研究进展. 核农学报 ,2004 ,18 (4) :247
~251
[ 5 ]  龙卫平 ,郑锦荣. 太空育种研究进展. 长江蔬菜 ,2005 (7) :35~37
[ 6 ]  刘录祥 ,郑企成. 空间诱变与作物改良. 北京 : 原子能出版社 ,
1997
[ 7 ]  李金国 ,王培生 ,张 健 ,蒋兴村. 中国农作物航空航天诱变育种
的进展及其前景. 航天医学与医学工程 ,1999 ,12 (6) :464~468
[ 8 ]  温贤芳 ,张 龙 ,戴维序. 天地结合开展我国空间诱变育种研究.
核农学报 , 2004 , 18 (4) : 241~246
[ 9 ]  李水凤 ,汪柄良 ,管学玉 ,张 艳. 卫星搭载处理对辣椒萌发过程
中抗氧化酶活性的影响. 核农学报 ,2006 ,20 (3) 205~207
[10 ]  张美荣 ,双志福 ,张瑞仙. 小麦种子太空诱变效应研究. 华北农学
报 ,2002 ,17 (2) :36~39
606 Journal of Nuclear Agricultural Sciences
2008 ,22 (5) :600~606