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扶芳藤茎尖的玻璃化法超低温保存及其植株再生



全 文 :植物生理学通讯 第 43卷 第 2期,2007年 4月 303
扶芳藤茎尖的玻璃化法超低温保存及其植株再生
王贞,高健洲,刘燕 *
北京林业大学园林学院,国家花卉工程技术中心,北京 100083
收稿 2007-01-18 修定  2007-02-14
* 通讯作者( E -m a i l:c h b l y @ so h u . c o m;T e l:01 0 -
82 37 60 17 -6 01 )。
扶芳藤属卫矛科卫矛属常绿藤本灌木,我国
拥有丰富的扶芳藤资源,目前已经引起了专家学
者的注意,扶芳藤的资源和变异研究(潘青华等
2004)、叶片粗蛋白和氨基酸成分分析(潘青华等
2005)、组织培养(王茂良等 2004;金万梅等 2005)
以及抗寒性(赵黎芳等2004)等方面已有一些报道。
研究发现,在田间管理条件完全一致的资源圃
中,扶芳藤的攀援特性、叶形、叶色、冬季叶
色变化、花序形态以及种子性状等的种内变异类
型很多(潘青华等 2004),这说明常规保存扶芳藤
种质资源的方法不仅需要大量的人力与财力,而
且难以长期保存,保存过程中会发生变异。液氮
超低温保存是目前植物种质资源长期稳定保存的最
好方法,其中玻璃化法以其独特的优势备受人们
推崇。
本文研究圆瓣扶芳藤[Euonymus fortunei
(Turcz.) Hand.-Mazz. cv.‘Yuanban’]组织培养苗
茎尖的超低温保存和保存茎尖的再生。2003年 3
月,从北京北林科技苗圃取圆瓣扶芳藤实生苗的
带芽茎段,截成 1.5 cm的小段,用消毒液处理
15 min,在自来水下流水冲洗 30 min后,于超
净工作台上,将带芽茎段用 75%酒精消毒 30 s,
再用 0.1%的HgCl2消毒 7 min,然后用无菌水冲
洗 10遍,接种于添加 1.0 mg·L-1 6-BA和 0.1 mg·L-1
NAA的MS固体培养基上。5 d后芽开始萌动,45 d
后进行继代培养,以继代培养 30 d生长健壮的组
织培养苗为材料进行超低温保存。培养条件:光
照为 40~60 µmol·m-2·s-1,温度为 23~25 ℃。
在超净工作台上,以继代 30 d生长健壮的扶
芳藤组织培养苗进行如下试验:( 1 )切取茎尖
1~2、2~3、3~5 mm,放入 1.8 mL冷冻管中(10
个 ·管 -1),先用 Loading溶液(2 mol·L-1甘油 +0.4
mol·L-1蔗糖)处理 20 min,再经 100% PVS2 (300
g·L-1甘油 +150 g·L-1乙二醇 +150 g·L-1 DMSO,以
含 0.4 mol·L-1蔗糖的MS液体培养基配制)于 0 ℃
条件下处理 50 min;(2)切取茎尖 2~3 mm,经
Loading溶液分别预处理 0、10、20、30、40、
50、60 min后,在 0 ℃条件下用 100% PVS2处
理 50 min;(3)切取茎尖 2~3 mm,经 Loading溶
液处理 20 min后,在 0 ℃条件下用 100% PVS2
分别处理 0、10、20、30、40、50、60 min。
然后更换新的PVS2溶液,迅速将冷冻管浸入液氮
中,冻存 1 d后取出茎尖,于 40 ℃水浴中化冻
70 s,再转到室温下用MS 液体培养液(含 1 .2
mol·L-1蔗糖,pH 5.8)洗涤 2次,每次 10 min,
然后接种在MS+2.0 mg·L-1 6-BA+30 g·L-1蔗糖的固
体培养基(琼脂 6 g·L-1,pH 5.8)上暗培养,7 d后
转到正常光照条件下恢复培养,30 d后检测茎尖
成活率(存活茎尖数占冻存茎尖总数的百分比)。每
个处理有 10个茎尖,重复 3次。得到如下结果。
1. 茎尖长度对其在超低温保存后的成活率影
响很大,2~3 mm的茎尖液氮保存后的成活率最
高(为 74.3%),而 1~2和 3~5 mm的茎尖保存后成
活率分别为 14.3%和 24%。茎尖过小,再生能力
较差,茎尖过大会导致茎尖玻璃化程度不够而影
响成活率,这与已有报道(王子成和邓秀新 2001)
一致。
2. Loading溶液处理时间对茎尖液氮保存的成
活率也有影响,其成活率随着处理时间的延长而
提高,处理 20 min以上的差异不显著(表 1)。
表 1 PVS2和 Loading溶液处理时间对超低温
保存后扶芳藤茎尖成活率的影响
处理时间 /min
处理液
0 10 20 30 40 50 60
PVS2 0 10.0 22.0 40.0 47.1 74.3 75.0
Loading 10.5 36.1 74.3 75.6 74.3 75.7 77.6
植物生理学通讯 第 43卷 第 2期,2007年 4月304
3. 扶芳藤茎尖保存成活率与PVS2的脱水时间
也有关系:时间短,脱水效果不充分,影响成
活率;脱水时间过长,细胞组织受到伤害后的恢
复能力差。最佳的处理是 0 ℃条件下处理 50~60
min (表 1)。
4. 经液氮保存的茎尖再生培养基与继代增殖
培养基的效果不同:在添加 1.0 mg·L-1 6-BA和
0.1 mg·L-1 NAA的MS固体培养基上的茎尖,不
能直接生成幼苗而形成愈伤组织;而在只添加
6-BA的MS培养基上的茎尖,则可直接成苗,这
与 6-BA的浓度也有关系,茎尖在添加 2.0 mg·L-1
6 -BA 的再生培养基上的生长速度优于添加 1.0
mg·L-1 6-BA的。
5. 液氮再生苗生根后 40 d,移栽到穴盘上栽
培,基质为草碳:珍珠岩 =3:1。开始覆盖塑料膜,
喷水以保持湿度,15 d时,幼苗恢复生长后去掉
覆盖膜,正常肥水管理,移栽成活率高达 100%。
穴盘中幼苗生长时间过长会导致营养不良和根系出
现盘根现象,所以生长 50 d左右需要换盆,盆
径 16 cm×16 cm,基质为草碳:沙:园土 =1:1:1。于
2006年 4月中旬,将液氮再生苗移栽到苗圃露地
栽培。移栽初期遮荫,避免阳光直射,移栽后
1个月,幼苗恢复生长,去掉遮荫网,正常肥水
管理,再生苗长势良好。移栽 3 个月后,苗高
可达 50 cm (图 1)。
参考文献
金万梅, 尹淑萍, 鲁韧强, 潘清华, 白金(2005). 扶芳藤组织培养再
生体系的建立. 植物生理学通讯, 41 (1): 27~29
潘青华, 宋婉, 鲁韧强, 续久如(2004). 扶芳藤种质资源及变异研
究. 北京林业大学学报, 26 (2): 58~62
潘青华, 张维海, 鲁韧强(2005). 扶芳藤叶片粗蛋白和氨基酸成分
分析. 中国农学通报, 21 (8): 204~207
王茂良, 赵梁军, 任桂芳, 王建红, 冯慧(2004). 扶芳藤再生体系的
建立. 园艺学报, 31 (2): 241~244
王子成, 邓秀新(2001). 玻璃化法超低温保存柑桔茎尖及植株再
生. 园艺学报, 28 (4): 301~306
赵黎芳, 张金政, 张启翔, 石雷, 鲁韧强(2004). 盐和水分预处理对
扶芳藤幼苗抗寒性的影响. 植物研究, 24 (7): 213~316
图 1 液氮保存后扶芳藤茎尖培养和植株再生
  a:液氮保存后的茎尖;b:液氮保存 3 0 d 后茎尖直接成苗;c:液氮保存 3 0 d 后茎尖形成的愈伤组织;d:超低温再生
苗生根;e:超低温再生苗移栽到穴盘;f:超低温再生苗移栽入花盆;g:超低温再生苗移栽入露地;h:移栽 3 个月后露
地生长情况。