全 文 :植物生理学通讯 第 40 卷 第 4期,2004 年 8 月 447
生长调节物质对草莓叶片再生不定芽的影响
袁维风1 金万梅2 尹淑萍2,*
1 安徽农业大学园艺系,合肥 230036;2 北京市农林科学院林业果树研究所,北京 100093
提要 MS 培养基中添加 3.0 mg·L-1 6-BA 和 0.1 mg·L-1 2,4-D 的草莓“达斯莱克特”叶片再生频率最高可达 94%。 2,4-D 诱
导“达斯莱克特”叶片不定芽的能力明显优于 IAA、IBA。“童子 1 号”则以 IAA 的效果较好。TDZ 可提高“童子 1 号”
叶片再生频率达 80%,但对“达斯莱克特”的诱导效果不及 6-BA。另外,KT 与 6-BA 配合诱导不定芽优于单独使用 KT。
关键词 生长调节物质; 不定芽; 再生; 草莓
Effects of Plant Growth Regulators on Adventitious Shoot Regeneration from
Strawberry Leaf Disks
YUAN Wei-Feng1, JIN Wan-Mei2, YIN Shu-Ping2,*
1College of Horticulture, Anhui Agricultural University, Hefei 230036; 2Institute of Forestry and Pomology, Beijing Academy
of Agriculture and Forestry Science, Beijing 100093
Abstract Various plant growth regulators were tested in series of experiments to determine their effects on
inducing adventitious shoot from leaf disks of strawberry. The result showed that 3.0 mg·L-16-BA was most
favorable to shoot formation of the ‘Darselect’ with 94%. 2,4-D was better than IAA and IBA, whereas IAA was
benefit to the ‘Tongzi No·1’ . 1.0 mg·L
-1 TDZ could increase the adventitious shoot regeneration by 80%. The
combination of KT and 6-BA on regeneration frequency was more efficient than single use.
Key words plant growth regulators; adventitious shoot; regeneration; strawberry
收稿 2003-11-28 修定 2004-03-29
* 通讯作者(E-mail:spyin@vip.sina.com,Tel:010-82594698)。
草莓离体再生系统的研究较多。最早 Nehra
和Stashnoff[1]以10 mmol·L-1 6-BA+10 mmol·L-1 IBA
诱导品种“Redcoat”的叶片再生频率高达 84%。
张志宏和吴禄平[2]在“Tudla”品种中也获得较高
的叶片再生频率,并认为TDZ的诱导效果优于6-BA。
最近,Passey等[3]研究几种草莓再生时,认为2.0
mg·L-1 6-BA+1.0 mg·L-1 TDZ 对草莓“Calypso”
和“Tango”叶片有很好的再生效果。生长调节
物质种类和配比对草莓再生影响很大,是得到较
高再生频率的关键因子。本文研究多种生长调节
物质(如 6-BA、KT、TDZ、2,4-D、IAA、IBA)
对草莓叶片离体再生的影响,并建立了“达斯莱
克特”和“童子 1 号”的高频率再生体系。
材料与方法
材料为草莓(Fragaria ananassa)栽培品种“达
斯莱克特”(Darselect)和“童子1号”(Tongzi No.
1)。采用当年生匍匐茎茎尖消毒接种,建立无性
试管苗繁殖系。取继代 4 周的无菌苗叶片,剪成
3~5 mm2 的叶盘,作为接种的外植体,以近轴面
向下方向接种在MS基本培养基附加不同生长调节
物质种类和浓度的培养基上。除了 IAA、TDZ 经
0.45 mm 微孔滤膜抽滤灭菌,并加入已灭菌的培
养基中外,其它的生长调节物质都在灭菌前加入
培养基,于121℃下高压蒸汽灭菌20 min,培养
基pH 值为 5.8。所有处理都先暗培养 2 d,再置
于16 h/8 h光周期、光照度2 000 lx、温度(25±2)℃
培养条件下培养。每处理重复 3 次。观察不定芽
再生情况。按公式:芽再生频率 = 再生芽的叶盘
数/接种总叶盘数×100%;再生芽数=叶盘再生芽的总
数/再生芽的叶盘数,计算芽再生频率和再生芽数。
结果与讨论
1 6-BA对草莓叶片再生不定芽的影响
在预备实验的基础上,将外植体接种在附加
不同浓度6-BA与0.1 mg·L-1 2,4-D组合的再生培养
基上。6 d 左右叶盘切口膨大,向远轴面翘起,
10 d左右长出绿色紧凑的愈伤组织,26 d前后有
不定芽生成,30~40 d 为不定芽大量生成期。不
定芽的生成部位主要在叶盘切口边缘及叶脉处。
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2 6-BA 分别与 2,4-D、IAA、IBA 配比对草莓叶
片再生不定芽的影响
将3.0 mg·L-1 6-BA 分别与不同浓度 2,4-D、
IAA、IBA 相组合,观察草莓叶片不定芽再生的
影响。结果(图 2)表明,6-BA/2,4-D 的比值减小
时(3.0/0.1、3.0/0.5、3.0/1.0),“达斯莱克特”
6-BA对草莓叶片离体再生影响较大。表1表
明,在培养基中只附加0.1 mg·L-1 2,4-D时,均无
不定芽发生。在其它条件一致下,6-BA 浓度变
化对叶片再生频率有一定程度的影响(“达斯莱克特”
23.3% ~94.0%;“童子 1 号”22.5%~60.0%)。方
差分析及多重比较的结果表明,3.0 mg·L-1 6-
BA+0.1 mg·L-1 2,4-D 组合对“达斯莱克特”叶片
再生最好,其再生频率达到94.0%(表1、图1-a),
与其它处理水平差异显著。同时,叶盘再生芽数
也相对高。6-BA 浓度达到 1.0 或 5.0 mg·L-1 时,
“达斯莱克特”叶片再生频率都大幅度下降。可
见,6-BA 浓度过低或过高都不利于“达斯莱克
特”叶片不定芽再生。在以上培养基上,“童
子 1 号”的叶片再生频率普遍比“达斯莱克特”
低,最高只达到60.0%(表 1、图 1-b),这可能与
基因型差异有关。同时,随着 6-BA 浓度的上升,
其叶片再生能力呈下降趋势(60.0%~22.5%),说明
低浓度 6-BA 对“童子 1 号”的叶片不定芽再生
有 利 。
叶片再生频率下降较明显。而随着 IAA 浓度的上
升,其再生频率逐渐增加。6-BA/IBA 的比值由
3.0/0.1减小至3.0/0.5和3.0/1.0,其叶片再生频率
分别为 18.3%、62.2%、11.1%。另外,IBA 浓
度升高至 1.0 mg·L-1,外植体边缘褐化加重,这
可能是造成再生频率下降的原因。对于“童子 1
号”,其再生频率最高只达到 6 0 % ,较“达斯
莱克特”为低。同样地,低浓度的 2,4-D 比高浓
度的有利于其不定芽诱导。三者相比,I A A 对
“童子 1 号”的效果最好,IBA 最不利于其不定
芽的诱导。而张志宏和吴禄平[2]认为,I B A 对
“Tudla”的诱导优于 2,4-D,这也说明不同基因
型草莓之间在选择生长调节物质类别时应分别对
待。细胞分裂素和生长素在调控离体器官发生中
起着关键作用,其浓度的比值决定着芽和根的分
化[4]。因此,寻找适宜的生长调节物质种类及配
比对草莓叶片离体再生非常重要。于冬梅等[5]未
图 1 草莓品种“达斯莱克特”和“童子 1 号”叶片不定芽再生
Fig.1 Adventitious shoot regeneration of leaf disks of strawberry ‘Darselect’and ‘Tongzi No.1’
a.加 6-BA 的“达斯莱克特”叶片再生不定芽;b.加 6-BA 的“童子 1 号”叶片再生不定芽;c.加 TDZ 的“童子 1 号”叶片
再生不定芽;d.加 TDZ 的“达斯莱克特”叶片再生不定芽。不加 6-BA 或 TDZ 情况下均无不定芽发生。
图2 不同生长调节物质对草莓叶片再生不定芽的影响
Fig.2 Effects of different plant growth regulators on adventitious
shoot regeneration from leaf disks of strawberry
表1 不同浓度6-BA对草莓叶片再生不定芽的影响
Table1 Effects of different concentrations of 6-BA on adventitious
shoot regeneration from leaf disks of strawberry
浓度/mg·L-1 “达斯莱克特” “童子 1号”
6-BA 2,4-D 再生频率/% 再生芽数/个 再生频率/% 再生芽数/个
0 0.1 0c 0c 0c 0c
1.0 0.1 23.3b 1.17b 60.0a 1.33a
3.0 0.1 94.0a 1.39a 25.0b 1.27a
5.0 0.1 28.3b 1.18b 22.5b 1.13b
不同字母表示显著性差异(P≤0.05 )。
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较强的分化能力,叶片再生频率由60%(1.0 mg·L-1
6-BA,表 1)上升到 80%(1.0 mg·L-1 TDZ,表 2、
图 1 - c )。对于“达斯莱克特”,T D Z 的浓度以
及TDZ 与 2,4-D 的配合使用,对不定芽的诱导作
用差异不大,且不及 6-BA 的使用效果,但其叶
盘再生芽数较高(表 2、图 1-d)。可见,TDZ 并
非对每种基因型草莓都有很好的诱导作用,不同基
因型应区别对待。
TDZ 是一种棉花脱叶剂,具有较强的细胞分
裂活性[8]。近年来的研究表明 TDZ 在一些难再生
品种上有较好的作用[2,9]。本文中 TDZ 诱导“童
子 1 号”叶片再生时,叶片窄小,略有玻璃化
现象,这与于冬梅等[ 5 ] 用 T D Z 在草莓品种
“M 1 4”上诱导再生时,不定芽较小且玻璃化较
严重的结果大致相似。而“达斯莱克特”则易
产生丛芽,无玻璃化现象,其不定芽及时转接在
继代培养基上,大部分均能正常生长成植株。
总之,植物叶片离体再生是一个复杂的生物
学过程,涉及到细胞间相互作用及细胞内诸多生
理生化反应和变化。由于植物细胞再生能力的分
子机制尚不清楚,所以,再生体系的建立在很大
程度上是经验性的。在诱导植物离体再生时,生
长调节物质对外植体再生能力有很大影响,培养
基中添加一定的植物生长调节物质是外植体脱分化
与再分化所必需的。
参考文献
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能诱导“丰香”再生出不定芽,因而认为它是
再生能力较弱的品种。而尹淑萍等[6]通过对生长
调节物质种类和浓度的大量筛选,有效地提高了
“丰香”的再生能力,得到 98. 3 % 的再生频率。
3 KT及其与 6-BA 组合对草莓叶片再生不定芽的
影响
不同浓度KT(1.0、3.0、5.0 mg·L-1)与 6-BA
(0、1.0、3.0 mg·L-1)分别组合(均附加0.1 mg·L-1
2,4-D),诱导不定芽再生的结果(未列出)表明,不
加 6 - B A,单独使用 K T,草莓“童子 1 号”和
“达斯莱克特”的不定芽诱导率都很低,最高再
生频率分别只有12.5%(3.0 mg·L-1 KT)和10%(3.0
mg·L-1 KT)。外植体在分化过程中出现愈伤组织褐
化现象,且随着 KT 浓度的升高而越发严重。KT
与6-BA配合使用,两种草莓叶片的再生能力都有
不同程度的提高。“达斯莱克特”再生频率由6.7%
(1.0 mg·L-1 KT)上升到 62%(1.0 mg·L-1 KT、3.0
mg·L-1 6-BA),“童子 1 号”再生频率由 0%(1.0
mg·L-1 KT)上升到57.5%(1.0 mg·L-1 KT、3.0 mg·L-1
6-BA)。低浓度 KT 与 6-BA 配合使用的效果优于
高浓度KT与6-BA组合。这与李英慧和李艳[7]报道
单独用KT 诱导辣椒子叶离体再生时,其愈伤组织
呈疏松状并逐渐褐化,无不定芽发生的结果大致相似。
4 TDZ对草莓叶片再生不定芽的影响
如表 2 所示,无论是单独使用 TDZ,还是
TDZ 与 2,4-D 配合使用,1.0 mg·L-1 TDZ 对“童
子1号”叶片不定芽的诱导作用都显著高于0.5 和
5.0 mg·L-1 TDZ(但对叶盘再生芽数并无显著影响)。
这说明,过低或过高的 T D Z 均不利于不定芽再
生。与 6-BA 相比,TDZ 诱导的愈伤组织表现出
表2 不同浓度TDZ对草莓叶片再生不定芽的影响
Table 2 Effects of different concentrations of TDZ on adventi-
tious shoot regeneration from leaf disks of strawberry
浓度/mg·L-1 “童子 1号” “达斯莱克特”
TDZ 2,4-D 再生频率/% 再生芽数/个 再生频率/% 再生芽数/个
0.5 0 62.5b 1.24a 55.0b 1.36cd
1.0 0 80.0a 1.22a 65.0ab 1.38c
5.0 0 42.5c 1.18a 25.0c 1.29d
0.5 0.1 56.5b 1.19a 50.0b 1.30cd
1.0 0.1 72.5a 1.24a 40.0bc 1.50b
5.0 0.1 37.5c 1.13b 70.0a 1.60a
不同字母表示显著性差异(P≤0.05)。