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香果树体细胞胚胎发生



全 文 :植物生理学通讯 第41卷 第5期,2005年10月 619
香果树体细胞胚胎发生
姬飞腾 李凤兰* 高述民 陈发菊
北京林业大学生命科学与生物技术学院,北京100083
提要 香果树叶子在附加1.0 mg·L-1 2,4-D+0.5 mg·L-1 KT+3%蔗糖的MS固体培养基上培养,可诱导出愈伤组织。愈伤组织
在附加 0.7 mg·L-1 KT+0.3 mg·L-1 6-BA+3% 蔗糖的 MS 液体培养基中避光悬浮培养时,可形成体细胞胚胎。体细胞胚胎可
在不含植物生长调节剂的 MS 固体培养基上形成正常植株。
关键词 香果树;体细胞胚胎;悬浮培养
Somatic Embryogenesis of Emmenopterys henryi Oliv
JI Fei-Teng, LI Feng-Lan*, GAO Shu-Min, CHEN Fa-Ju
College of Biological Science and Technology, Beijing Foresty University, Beijing 100083, China
Abstract Calli were induced from leaves of Emmenopterys henryi Oliv which were cultured on the solid MS
medium containing 1.0 mg·L-1 2,4-D+0.5 mg·L-1 KT+3% sucrose. Somatic embryos were obtained from calli
which were suspensively cultured in liquid MS medium containing 0.7 mg·L-1 KT+0.3 mg·L-1 6-BA+3% su-
crose under dark condition. Somatic embryos were developed to normal seedlings when subcultured on MS
medium without plant growth regulators.
Key words Emmenopterys henryi Oliv; somatic embryogenesis; suspension culture
收稿 2005-03-01 修定   2005-08-29
资助  北京林业大学理科基地基金。
*通讯作者(E-mail: lifl@bjfu.edu.cn, Tel: 010-62338717)。
香果树(Emmenopterys henryi Oliv)为茜草科香
果树属落叶乔木,我国二级保护植物,树姿高大
优美,是珍稀观赏树种。其木材是雕刻、家具
和建筑的优质材料。关于香果树的组织培养,已
有通过形成不定芽获得再生植株的报道[1~4]。本文
建立了香果树体细胞胚胎发生体系,并初步对体
细胞胚胎发生过程作细胞组织学观察。
材料与方法
香果树(Emmenopterys henryi Oliv)种子有休眠
特性,种子低温层积 2 个月可破除休眠。取破除
休眠后的种子置于 22~25℃湿润条件下,光照 12
h·d-1,5 d萌发后再将萌发的种子植于疏松肥沃的
土壤中,5 个月长大成苗。
取香果树苗叶子,以75%酒精浸泡30 s,无
菌水漂洗3次,再用0.1% HgCl2溶液浸泡10 min,
无菌水漂洗5次。然后将叶片剪成0.5 cm×0.5 cm
的小块,接种于附加不同生长调节物质的MS培养
基上培养,诱导愈伤组织。培养温度为(25±1)℃,
光照时间10 h·d-1,光照度为28~35 mmol·m-2·s-1。
培养20 d后,挑选淡黄色疏松愈伤组织转接到附
加0.7 mg·L-1 KT+0.3 mg·L-1 6-BA+3% 蔗糖的 MS
液体培养基中,进行避光悬浮培养。摇床转速90
r·min-1,每 7 d 换 1 次新鲜培养液。在体细胞胚
胎发育过程中,取各时期的体细胞胚胎用福尔马
林(5 mL) -冰醋酸(5 mL) -50%酒精(90 mL)溶液固
定,以石蜡包埋切片,厚度 10 mm,经番红固
绿染色后观察体细胞胚胎发生过程。
结果与讨论
1 愈伤组织的诱导
接种于附加不同生长调节物质的 MS 培养基
上的叶片,10 d 后切口开始卷曲膨大,20 d 后
形成愈伤组织。从表1可以看出,单独使用6-BA
可以促进不定芽的生成,而 NAA 则有较强的促进
不定根生成的作用。单独使用 2,4-D 也能诱导出
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愈伤组织,但加入 6-BA 或 KT 后愈伤组织生长量
明显提高。附加1.0 mg·L-1 2,4-D+0.5 mg·L-1 6-BA
或1.0 mg·L-1 2,4-D+0.5 mg·L-1 KT的培养基对愈伤
组织的诱导效果都较好,但后者诱导愈伤组织成
胚胎的效果稍好一些。
2 体细胞胚的诱导和植株再生
愈伤组织在附加0.7 mg·L-1 KT+0.3 mg·L-1 6-
BA+3% 蔗糖的 MS 液体培养基中避光悬浮培养 21
d后即可看到球形胚(图1-a),随着培养进程可依
次观察到心形胚(图1-b)、鱼雷胚和子叶形胚(图1-
c)。在体细胞胚胎发生过程中,同时有许多不定
根生成(图 1-e)。子叶胚在悬浮培养基中即可萌
发,或者转入无植物生长调节剂的 MS 固体培养
基上也可形成再生植株(图1-d)。悬浮培养中平均
表1 不同生长调节剂对香果树愈伤组织诱导的影响
Table 1 Effects of various growth regulators on induction of calli of E. henryi
培养基 生长调节剂成分及浓度/ mg·L-1 诱导率/ % 生长量 愈伤组织特征
MS 1 6-BA 2.0 29 + 形成不定芽
M S 2 NAA 2.0 33 + 形成大量不定根
MS 3 2,4-D 1.0 67 + 淡黄色疏松愈伤组织
MS 4 2,4-D 1.0+6-BA 0.5 100 + + + 淡黄色疏松愈伤组织
MS 5 2,4-D1.0+KT 0.5 100 + + + 淡黄色疏松愈伤组织
  愈伤组织的生长量分为3 个等级: 少量(+)、中等(++)、大量(+++)。
图1 香果树体细胞胚胎和组织的发生过程
Fig.1 Histogenesis and somatic embryogenesis of E. henryi
  a: 球形胚;b: 心形胚;c: 子叶胚;d: 再生植株;e: 不定根;f: 多细胞原胚;g: 球形胚后期;h: 球形胚细胞内淀粉粒;i:
胚根端维管组织。
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1 g愈伤组织可产生70~80个球形胚,球形胚发育
为子叶胚的频率为 43%,子叶胚转变为再生植株
的频率可达 9 0 %。
生长素对香果树体细胞胚胎发生无促进作
用,在诱导培养基中加入少量 NAA 或 IBA 就会减
少体细胞胚胎形成数量。
3 细胞组织学观察
香果树胚性愈伤组织中单个胚性细胞分裂形
成多细胞原胚(图1-f),多细胞原胚中的细胞比周
围的薄壁细胞体积小,细胞核大,细胞质浓,多
细胞原胚继续分裂形成球形胚,球形胚中的分生
细胞团上的2个突起形成子叶(图1-g),进入心形
胚期,后经鱼雷胚和子叶胚发育成完整植株。
在球形胚和心型胚外周细胞中含有大量淀粉
颗粒(图1-h),胚胎中心分裂细胞所含的淀粉颗粒
较少,子叶胚外周细胞中淀粉颗粒量明显减少,
形成的淀粉可为胚胎发育提供能量[5]。
在球形胚时期维管组织已经开始分化,可以
观察到初始分化中的螺纹导管。到子叶胚时期,
芽端分生细胞不断分化形成胚轴部的维管组织,
根端部有数量较多的螺纹导管分化(图1-i)。
参考文献
1 徐杏阳, 洪树荣, 吴立廉. 香果树叶外植体诱导植株再生. 植
物学通报, 1983, 1(1): 40~42
2 谈锋, 刘玉成, 王晓龙. 香果树的快速繁殖. 西南师范大学学
报(自然科学版), 1992, 17(2): 260~263
3 谈锋, 李淑容, 刘咏梅. 香果树黑胫病抗病无性系的组织培
养和植株再生. 云南农业大学学报, 1993, 8(3): 265~268
4 周彦兵, 谈锋. 植物生长调节剂和蔗糖对抗黑胫病香果树丛
芽分化的影响. 西南师范大学学报(自然科学版), 1995, 20
(6): 680~685
5 顾玉红, 高述民, 郭惠红等. 文冠果的体细胞胚发生. 植物生
理学通讯, 2004, 40(3): 311~313