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穴丝荠的组织培养与植株再生



全 文 :植物生理学通讯 第 46卷 第 4期, 2010年 4月 379
收稿 2009-12-24 修定  2010-02-28
资助 中科院知识创新项目(KSCX2-SW-106)和中科院西北高
原生物研究所知识创新前沿项目(0954051211和 09540
6 1 2 1 1 )。
* 共同作者。
** 通讯作者(E-mail: dangweizhou@sina.com; Tel: 0971-
6 1 0 8 6 3 2 )。
穴丝荠的组织培养与植株再生
彭慧超 1, 赵淑慧 2,*, 谢贺 2, 张玉 2, 周党卫 1,**
1中国科学院西北高原生物研究所高原生物适应与进化重点实验室, 西宁 810001; 2中国科学院遗传与发育生物学研究所发
育生物学中心, 北京 100080; 3中国科学院研究生院, 北京 100093
Plant Tissue Culture and Regeneration of Coelonema draboides Maxim.
PENG Hui-Chao1, ZHAO Shu-Hui2,*, XIE He2, ZHANG Yu2, ZHOU Dang-Wei1,**
1Key Laboratory of Adaptation and Evolution of Plateau Biota, Northwest Plateau Institute of Biology, Chinese Academy of Sciences,
Xi’ning 810001, China; 2Key Laboratory of Molecular and Developmental Biology, Institute of Genetics and Developmental
Biology, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100080, China; 3Graduate School, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100093,
China
1 植物名称 穴丝荠(Coelonema draboides Maxim.),
别名穴丝草。
2 材料类别 叶片。
3 培养条件 无菌苗培养基(1): 1/2MS (Murashige
和 Skoog 1962); 愈伤诱导培养基(2): B5 (Gamborg
等 1968)+2,4-D 1.0 mg·L-1 (单位下同)+KT 0.5; 再
分化培养基(3): MS+6-BA 0.05+NAA 0.5; 生根
培养基(4): 1/2MS。所有培养基均附加 0.8%琼脂
粉和 2%蔗糖, pH 6.2, 培养温度为(25±1) ℃, 光照
强度约为 50 μmol·m-2·s-1, 16 h·d-1光照条件下, 进行
培养。
4 生长与分化情况
4.1 无菌材料的获得 将 9月份初采集于青海门源
县大坂山的海拔 3 900 m野生穴丝荠种子(标本经
本实验室陈世龙先生鉴定), 4 ℃下放置 1周后, 种
子经过 10% (V/V)次氯酸钠消毒 15 min和 75%酒
精浸泡 2 min后, 无菌水冲洗 3次, 用无菌滤纸吸
干表面的水分, 将种子放在培养基(1)上进行萌发。
7 d左右, 子叶张开; 40 d左右, 种子长至 8叶期。
4.2 愈伤组织的诱导 在幼苗生长至8叶期后, 切取
0.7 cm×0.2 cm成熟叶片接种于培养基(2)中, 进行
愈伤组织诱导。在光照培养箱中, 培养 2周后, 形
成愈伤组织, 诱导率为 94% (图 1)。
4.3 愈伤组织的分化培养 将生长 4周的愈伤组织
从叶片上剥离下来, 选择直径 2~3 mm的生长迅速
的松脆愈伤组织, 转移到培养基(3)上。接种 3周
后, 在愈伤组织变绿的部分即产生不定芽丛(图 2),
诱导率可达到 60%。
图 1 叶片诱导的愈伤组织
图 2 愈伤组织分化不定芽
植物生理学通讯 第 46卷 第 4期, 2010年 4月380
4.4 植株生根 将产生不定芽的愈伤组织继代培养
2次, 在芽长至 1~2 cm, 用无菌镊子将芽健壮的小
苗转移到培养基(4)上。10 d后开始生根, 1月后
根可以达到 5 cm (图 3和 4), 生根率达到 90%。
1996)。花丝中空, 植株具有明显铺散的匍匐茎
等特化性状 , 致使其成为高山冰缘砾石地的特
有属。一般分布在海拔 3 400~4 000 m 的高寒
草甸或高山山脊附近流石滩(中国科学院中国植物
志编缉委员会和周太焱 1987)具有较强的抗逆性。
穴丝荠主要靠种子繁殖或匍匐茎进行无性生殖, 但
种子结实率低。近年来, 由于人为干扰和过度放牧
等原因, 穴丝荠生存环境的恶化加剧(王静和冯兆忠
2000; Chen等 2005)。目前此物种分布区域极窄,
已经被列入物种保护红皮书(汪松和谢炎 2004)。
采用组织培养技术, 可以在短期内获得大量整齐一
致的幼苗, 有可能为此种植物的保育和利用提供基
础资料和开辟新的繁殖途径。关于高山濒危植物
穴丝荠的组织培养和植株再生尚未见报道。
参考文献
陈桂琛, 彭敏, 黄荣福, 卢学峰(1994). 祁连山地区植被特征及其
分布规律. 植物学报, 36 (1): 63~72
黄荣福, 沈颂东, 卢学峰(1996). 青藏高原东北部植物染色体数
目与多倍性研究. 西北植物学报, 16 (3): 310~318
王静, 冯兆忠(2000). 甘肃省动、植物资源现状及持续发展对策.
生物多样性, 8 (2): 227~232
汪松, 谢炎(2004). 中国珍稀濒危物种红皮书. 北京: 高等教育出
版社, 56
中国科学院中国植物志编辑委员会, 周太炎编辑(1987). 中国植
物志(第 33卷). 北京: 科学出版社, 33, 131
Chen S, Xia T, Chen S, Zhou Y (2005). RAPD profiling in detect-
ing genetic variation in endemic Coelonema (Brassicaceae)
of Qinghai-Tibet Plateau of China. Biochem Genet, 43 (3~4):
189~201
Gamborg OL, Miller RA, Ojima K (1968). Nutrient requirements
of suspension cultures of soybean root cells. Exp Cell Res,
50: 151~158
Murashige T, Skoog F (1962). A revised medium for rapid growth
and bioassays with tobacco tissue cultures. Physiol Plant, 15
(3): 473~497
图 3 穴丝荠的生根培养
图 4 生根培养苗
4.5 炼苗与移栽 将生根苗放在室温下培养 3 d后,
揭开培养瓶的封口塑料膜, 在室温下培养3 d, 用镊
子拔出幼苗, 蒸馏水洗净根部的培养基残渣, 移栽
到含有蛭石和腐殖土(1:2)的基质中; 湿度保持在
85%以上, 1周后开始有新叶长出(图 5)。成活率
达 90 % 以上。
5 意义与进展 穴丝荠属十字花科穴丝荠(草)属, 只
有这一种, 是生长于我国青藏高原东部的高山冰缘
地带特有的濒危十字花科植物(中国科学院中国植
物志编辑委员会和周太焱1987; 陈桂琛等1994; 黄
荣福等 1996; Chen等 2005)。其植株和叶、花、果
的形态与葶苈属(Draba)中的裸茎葶苈组(Chysodraba)
较为相近, 但它的短角果不开裂或迟开裂(黄荣福等
图 5 穴丝荠的移栽