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风铃玉的组织培养与快速繁殖



全 文 :植物生理学报 Plant Physiology Journal 2015, 51 (11): 2013~2016  doi: 10.13592/j.cnki.ppj.2015.0478 2013
收稿 2015-09-09  修定 2015-09-25
资助 河南科技大学博士科研基金(09001216)。
* 通讯作者(E-mail: wzj135@sohu.com; Tel: 0379-64282669)。
风铃玉的组织培养与快速繁殖
吴正景1,*, 黄雪娇1, 王柏1, 彭涛2, 马文瑶1
1河南科技大学林学院, 河南洛阳471003; 2卢氏县中药材生产管理办公室, 河南卢氏472200
摘要: 以风铃玉叶片为外植体诱导愈伤组织并分化出不定芽发生, 经生根得到再生植株, 建立风铃玉离体再生体系。风铃
玉愈伤组织诱导的较好培养基为MS+NAA 0.2 mg∙L-1+6-BA 0.2 mg∙L-1, 诱导率为85.7%; 最佳诱芽培养基是MS+IBA 0.02
mg∙L-1+6-BA 0.2 mg∙L-1, 能直接诱导出生长健壮的丛生芽; 最佳生根培养基是1/2MS+IBA 0.1 mg∙L-1, 生根率高达83.3%。
关键词: 风铃玉; 叶片; 组织培养; 快速繁殖
Tissue Culture and Rapid Propagation of Ophthalmophyllum friedrichiae
WU Zheng-Jing1,*, HUANG Xue-Jiao1, WANG Bai1, PENG Tao2, MA Wen-Yao1
1Forestery College, Henan University of Science and Technology, Luoyang, Henan 471003, China; 2Lushi County Management
Office of Herbal Medicine, Lushi, Henan 472200, China
Abstract: In this paper we studied in vitro culture of Ophthalmophyllum friedrichiae by using leaf as explants,
including callus induction, adventitious shoot differentiation and rooting. The results indicated that MS+NAA
0.2 mg∙L-1+6-BA 0.2 mg∙L-1 was the suitable medium for callus induction, with an induction rate of 85.7%. The
best medium for adventitious bud differentiation was MS+IBA 0.02 mg∙L-1+6-BA 0.2 mg∙L-1, and the shoots in-
duced were strong. 1/2MS+IBA 0.02 mg∙L-1+6-BA 0.2 mg∙L-1 was the optimum medium for rooting, and the
rooting rate reached 83.3%.
Key words: Ophthalmophyllum friedrichiae; leaf; tissue culture; rapid propagation
风铃玉别名弗氏肉锥花, 为番杏科(Aizoaceae)
风铃玉属(Ophthalmophyllum)多年生肉质草本植
物, 植株单生或群生, 单株由对生的极端肉质叶组
成近似圆柱体, 株高2~3 cm, 其中下部表皮呈红褐
色或白绿色中带有红色。顶端圆凸, 表皮极薄, 较
为光滑, 几乎接近透明状。风铃玉植株小巧玲珑,
花朵洁白素雅, 是小型多肉植物中的珍品, 整体透
红, 外形饱满、巨大者, 价格不菲。风铃玉种子小,
繁殖较为困难(兑宝峰2003; 张学森2008)。利用组
织培养的快速繁殖方式可以获得大量后代, 并可以
结合人工诱变技术获得更具观赏价值的新种质。
目前, 有关风铃玉组织培养和快速繁殖的研
究尚未见报道。本试验以风铃玉叶片为外植体,
建立风铃玉的组织培养和快速繁殖体系, 以期为
风铃玉工厂化生产育苗与品种改良提供理论基础
和实践依据。
材料与方法
1 植物材料
风铃玉(Ophthalmophyllum friedrichiae)购于北
京市莱太花卉市场。
2 外植体处理
选取健壮无病的风铃玉叶片为外植体, 在超
净工作台上, 用70%酒精浸泡30 s, 无菌水冲洗1次,
再用0.1% HgCl2消毒10 min, 无菌水冲洗5次, 用无
菌滤纸吸干表面水分, 切割成1.0 cm×0.5 cm大小片
状, 接种于愈伤组织诱导培养基上。
3 培养基和培养条件
愈伤组织诱导以MS为基本培养基, 设置4种
植物生长调节剂组合: 6-BA 0.2 mg∙L-1 (单位下
同)+NAA 0.2、6-BA 0.5+NAA 0.5、NAA 1.0+2,4-D
0.5、NAA 2.0+2,4-D 0.5, 添加蔗糖30 g∙L-1、琼脂7
g∙L-1, pH 5.8, 以筛选风铃玉叶片愈伤组织诱导的
最佳培养基。每瓶接种3个外植体, 每个处理接种
10瓶, 重复3次。
不定芽诱导时, 将生长旺盛的风铃玉叶片愈
伤组织切成约4 mm×4 mm大小的块状, 接种于MS
基本培养基, 添加NAA 0.02+6-BA (0.2、0.4、0.6)
植物生理学报2014
或IBA (0.02、0.05)+6-BA (1.0、1.5、2.0)、蔗糖30
g∙L-1、琼脂7 g∙L-1, pH 5.8。每个处理接种3个愈伤
组织块, 重复6次。30 d后观察生长情况并统计芽
苗增殖情况。
生根培养时, 选择继代培养中生长健壮、长
势一致的无菌苗, 转接于培养基1/2MS、1/2MS+
IBA 0.1或MS+IBA 0.1, 添加蔗糖20 g∙L-1、琼脂7
g∙L-1, pH 5.8。每瓶接种5个茎段, 每个处理10瓶,
重复3次。21 d后统计生根率和生根数, 观察芽苗
生长情况。
以上培养条件均为: 光照强度18 μmol∙m-2∙s-1,
光照时间14 h∙d-1, 温度为(25±2) ℃。
4 数据分析
采用Microsoft Excel 2003和DPS数据分析系
统对试验数据进行处理与统计分析。
实验结果
1 外植体诱导愈伤组织
由表1可以看出, 4种植物生长调节剂组合对
风铃玉愈伤组织诱导率最低也达到66.6%, 其中,
MS+2,4-D 0.5+6-BA 2.0的诱导率最高, 达到95%。
从数据上看, 4种组合对愈伤组织的诱导存在明显
差异: 高浓度的NAA和6-BA不利于愈伤组织的诱
导; 在2,4-D浓度为0.5 mg∙L-1不变的情况下, 6-BA
浓度升高, 愈伤组织诱导率升高。另外, 从愈伤组
织的生长状况来看, NAA和6-BA组合对风铃玉愈
伤组织诱导的效果明显优于2,4-D和6-BA组合, 愈
伤组织呈现淡黄色颗粒状, 质地松散(图1-C)。高
浓度的NAA和6-BA下(处理2)愈伤组织色淡, 长势
慢, 不利于其生长。
表1 不同植物生长调节剂对风铃玉愈伤组织诱导的影响
Table 1 Effects of different plant growth regulators on callus induction of O. friedrichiae
处理
浓度/mg∙L-1
愈伤组织诱导率/%

愈伤组织状况
NAA 2,4-D 6-BA
1 0.2 0 0.2 85.7b 部分淡黄色, 部分淡绿色, 颗粒状愈伤组织, 愈伤组织较大, 长势好
2 0.5 0 0.5 71.4c 淡黄色, 块大, 愈伤组织质地较松散, 长势一般
3 0 0.5 1.0 66.6c 淡绿色, 愈伤组织排列较紧密, 块小, 长势一般
4 0 0.5 2.0 95.2a 深绿色, 愈伤组织排列紧密, 块较大, 长势好
  小写字母表示0.01水平差异显著性, 表2和表3同此。
图1 风铃玉的愈伤组织诱导及植株再生
Fig.1 Callus induction and plant regeneration of O. friedrichiae
A: 取材用风铃玉母株; B: 外植体接种; C: 愈伤组织; D: 不定芽始发生; E: 不定芽丛生状; F: 不定芽生根。
吴正景等: 风铃玉的组织培养与快速繁殖 2015
2 不定芽的诱导
在合适的不定芽诱导培养基上接种后1周, 愈伤
组织中的绿色小颗粒渐渐变大(图1-D), 再过2~3周,
可以明显看到部分绿色颗粒生长成为叶片(图1-E)。
由表2可以看出: 处理7和8诱导的丛生芽比较
多; 处理7的不定芽平均高度最大, 达到1.10 cm; 处
理6~8的茎比较粗, 丛生芽比较健壮。综合以上3
个指标来看, 培养基MS+IBA 0.02+6-BA 0.2 (处理
7)上生长的丛生芽粗壮且比较高, 整体长势较好,
最适合用于风铃玉不定芽的诱导。
3 生根培养
从表3可以看出: 培养基为1/2MS时, 加入0.1
mg∙L-1 IBA, 风铃玉不定芽的生根率(83.3%)、平均
生根数(2.7条)均比不加IBA时增多; 但培养基为
MS时添加0.1 mg∙L-1 IBA, 风铃玉不定芽的生根
率、平均生根条数有明显降低。由此可见, 低盐
分添加适量IBA对风铃玉不定芽生根诱导具有促
进作用。
表2 不同植物生长调节剂对风铃玉不定芽诱导的影响
Table 2 Effects of different plant growth regulators on adventitious bud induction of O. friedrichiae
处理
浓度/mg∙L-1
不定芽数/个 芽平均高度/cm 芽平均茎粗/mm
NAA IBA 6-BA
1 0.02 0 0.2 0 0 0
2 0.02 0 0.4 0 0 0
3 0.02 0 0.6 2 0.60c 2.00b
4 0 0.05 1.0 6 0.81b 1.90b
5 0 0.05 1.5 0 0 0
6 0 0.05 2.0 4 0.72b 2.75a
7 0 0.02 0.2 11 1.10a 2.40a
8 0 0.02 0.5 9 0.76b 2.50a
9 0 0.02 1.0 0 0 0
表3 不同培养基对风铃玉不定芽生根的影响
Table 3 Effects of different media on root induction
of O. friedrichiae
培养基(浓度/mg∙L-1) 生根率/% 平均生根数/条 平均根长度/cm
1/2MS 44.4c 1.2c 0.72b
1/2MS+IBA 0.1 83.3a 2.7a 0.77b
MS+IBA 0.1 71.4b 1.6b 0.91a
讨  论
多肉植物(succulent)也称为多浆或多汁植物,
一般小巧玲珑, 植株肥厚多汁, 造型特异, 形态
万千, 近年来逐渐流行, 特别是在出口小盆栽植物
上有着相当大的比重(刘与明和张淑娟2012)。部
分多肉植物采用特殊的代谢形式, 即景天酸代谢,
它们多在晚上天气较凉爽、潮湿时才打开植株上
的气孔, 放出O2, 吸收CO2, 白天供给植物进行光合
作用(李文杰1991)。这类多肉植物有着特殊的耐
干旱能力, 可净化空气, 有利于健康, 因而, 栽培这
类多肉植物迎合了现代人们崇尚健康和追求美的
理念, 现在越来越多的人喜欢收藏种养。但是很
多名优珍稀多肉植物品种自然繁殖率低, 有的很
难获得种子, 因此限制了其推广, 使得市场上名品
价格居高不下。采用组织培养技术快速繁殖多肉
植物是一种行之有效的方法, 可用于保存多肉植
物优良的种质资源、繁殖名优珍稀品种、满足出
口和园林绿化需要(吴正景等2010a, b)。
风铃玉愈伤组织的诱导主要受植物生长调节
剂的影响。本文结果表明, 采用不同浓度和种类
的生长素和细胞分裂素组合, 愈伤组织诱导率差
异明显, 且愈伤组织的生长状态也各异, 其中MS+
NAA 0.2 mg∙L-1+6-BA 0.2 mg∙L-1培养基对风铃玉
愈伤组织的诱导较适合。
不定芽的诱导和增殖是植物组织培养再生体
系建立成功与否的关键, 而解决幼芽的增殖数量
和速率是再生体系中重要的一步(韩创举等2006;
费鹏飞2007)。从本文结果来看, MS+IBA 0.02
mg∙L-1+6-BA 0.2 mg∙L-1和MS+IBA 0.02 mg∙L-1+
6-BA 0.5 mg∙L-1两种培养基配方对不定芽的诱导
植物生理学报2016
效果较好, 芽比较多且粗壮, 高度也合理, 相比而
言, 后者更为适合, 诱导出的不定芽活力较强, 接
种到生根培养基上后容易生根。
参考文献
兑宝峰(2003). 多肉植物宝典: 风铃玉·稚儿姿. 园林, (3): 54~55
费鹏飞(2007). 楸树组织培养体系的研究[硕士论文]. 合肥: 安徽农
业大学
韩创举, 杨培华, 樊军锋, 谢斌, 刘永红(2006). 楸树组培技术研究.
西北林学院学报, 21 (1): 80~81
李文杰(1991). 景天酸代谢(CAM)和CAM植物. 生命的化学, 11 (1):
30
刘与明, 张淑娟(2012). 珍稀多肉植物种质资源组培保存和快速繁
殖技术. 园林科技, (1): 8~11
吴正景, 王少先, 刘亚楠(2010a). 棒叶落地生根高效再生体系的建
立. 植物生理学通讯, 46 (7): 737~738
吴正景, 张菊平, 时灿辉, 巩振辉(2010b). 叠氮化钠诱变玉扇愈伤组
织的研究. 植物生理学通讯, 46 (12): 1247~1250
张学森(2008). 番杏科植物的播种. 中国花卉盆景, (5): 24~26