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Effect of Plant Hormones on Callus Induction and Regeneration of Stem Segment and Leaf from Acer negundo

激素对复叶槭茎段和叶片愈伤组织诱导及再生的影响



全 文 :林业科学研究!"#$"!"%"&#$%$( %"#
!"#$%&$%$(#)*
!!文章编号!$##$)$&*+""#$"##&)#%$()#%
激素对复叶槭茎段和叶片愈伤组织
诱导及再生的影响
张彦妮$! 董亚茹$! 卓丽环$!"!! 张远东-
"$,东北林业大学园林学院!哈尔滨!$%##&# ",上海农林职业技术学院!上海!"#$(##
-,中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所!北京!$###*$#
收稿日期$ "#$$)#")"#
基金项目$ 中央高校基本科研业务费专项资金项目" >`$"M6-#
作者简介$ 张彦妮"$*&%#!女!博士!副教授!主要从事园林植物繁殖栽培及育种( e)7;2O$SJ;3H=;332+#+o$"(,D?7
!
通讯作者$ e)7;2O$ SJL?O2JL;3o"(-,30/
摘要!以复叶槭的茎段&叶片为外植体!以a.为基本培养基!附加多种激素配比试验!结果表明$叶外植体在各种培
养基上均形成愈伤组织!但没有出现芽的分化( 茎段外植体在多种培养基上均产生愈伤组织!但仅在a. 8#,### %
7H->
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F`Y8#,#$ 7H->
\$
h66培养基上出现再生芽!芽的分化率为 "",+[!在a. 8#,$ 7H->\$ h66上生
根率为 +-,-[!移植后成活率为 +(,"[(
关键词!复叶槭植物激素愈伤组织诱导
中图分类号!.(+,$ .*",-% 文献标识码!6
P22(9&%26/"*&V%#.%*()%*,"/3)X*+39&1%*"*+M(C(*(#"&1%*%2
A&(.A(C.(*&"*+N("22#%.8,#*%#9(%3$
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1L/Q2/J?L//J0;EP03/2/2?L41LE4?1/;230E,FJ0D;OL423ELD0E A@?74/0740H703/4Q;4A?L3E ?3 40P0@;O/=U04?A
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!($ :%#+)$ 4)$#0$H<0B" UO;3/J?@7?30 D;OL4 23ELD/2?3
!!复叶槭"4)$#0$H<0B">,#亦称糖槭!是稀有优
良的园林绿化树种!可作庭院树&行道树及防护林树
种( 是中国东北&华北&内蒙园林绿化树种!在新疆
及长江流域一带都有栽培(
复叶槭传统的繁殖方法为播种&扦插( 对其组
织培养的研究相对较少+$ \", ( 愈伤组织诱导是组织
培养的起始阶段!能否获得活力旺盛和易于分化的
愈伤组织是植物组织培养成功的关键!同时也是细
胞液体悬浮培养的前体物+-, ( 在愈伤组织诱导过程
中!激素种类和浓度&适宜的外植体选择是关键因
素!且控制着愈伤组织的再生过程+& \%, (
本实验通过在培养基中加入不同激素!来诱导
第 & 期 张彦妮等$激素对复叶槭茎段和叶片愈伤组织诱导及再生的影响
复叶槭茎段&叶片产生愈伤组织!从而为复叶槭细胞
悬浮培养&工厂化生产&良种快繁&外源基因的遗传
转化等研究奠定基础(
$!材料与方法
;<;=材料
复叶槭实生苗和组培苗(
;<>=方法
$,",$!愈伤组织和不定芽的诱导!将复叶槭实生
苗的茎段在洗衣粉中浸泡约 $# 723!然后用自来水
冲洗 "# 723在超净工作台上用 %[的酒精浸泡
$# -# 4!在 $[的h;MOd溶液中浸泡 $# $% 723!
无菌水冲洗 - % 次!用无菌滤纸吸干外植体表面
的水分!再剪成长约 #,% $ D7的小段叶片剪成
约 #,% D7m#,% D7!然后接种于诱导愈伤组织培养
基上!定期观察外植体的形态变化和愈伤组织的诱
导效果( 出愈率5"出愈外植体数:接种外植体数#
m$##[生根率5"生根外植体数:接种外植体数#
m$##[不定芽分化率5"分化外植体数:接种外植
体数# m$##[( 诱导培养基有$
"$#a. 8# $ 7H->
\$
"!&)`
""#a. 8#,#$ ",% 7H->
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"-#a. 8#,### #" #,$ 7H->
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"(#a. 8#,#$ 7H->
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h668#,###!#"
#,##$ 7H->
\$
F`Y
$,","!再生芽伸长培养!将在不同培养基上诱导
产生的再生芽!经过 $ " 次继代后转接到芽伸长
培养基"a. 8#,$ 7H->\$ ()G68#,#% 7H->\$
h66#上!"% 天后观察记录芽的生长情况(
$,",-!再生芽生根培养!当芽长至 $ " D7时!
用解剖刀将其切下!转至生根培养基 a. 8#,$
7H->
\$
h66!在驯化移栽前每周观测记录 $ 次组
培苗的生长情况(
所有培养基均加 -# H->\$蔗糖!,( H->\$琼
脂!UX值为 %,+( 培养室温度为 "% r" c!光:暗周
期为 $& J:$# J!光照强度 " %## - %## Oi(
$,",&!组培苗的驯化和移栽!将生根良好的试管苗
在移栽前先松开三角瓶的绑扎!在组织培养室放置 -
%天!然后放于温室中!去掉封口膜 $ 天后!取出试
管苗洗净基部的培养基!移植到经过高压灭菌的蛭石
营养钵中!前期要保持高湿环境!每隔 $ 周浇 $ 次经
稀释 $## 倍的 a. 基本培养基营养液!"% 天统计成
活率(
"!结果与分析
><;=>(FQ0浓度对叶片$茎段诱导愈伤组织效果
从图 $ 可见!低浓度 "!&)`"#,#$ 7H->\$#叶
外植体出愈率和生根率相当!高达 #[左右茎段
外植体出愈率达 *#[以上!但出根率不足 "#[( 随
着 "!&)`浓度增加两者外植体出愈率高达 $##[!生
根率逐渐降低至 #!愈伤组织质地也发生变化$#,#$
7H->
\$出现绿色瘤状愈伤组织#,#% 7H->\$的为
乳黄颗粒状愈伤组织#,$ 7H->\$的为水渍状或玻
璃化愈伤组织( 综上看出!愈伤组织的诱导 "!&)`
浓度为 #,#$ 7H->\$较为适宜(
图 $!不同 "!&)`浓度对叶片"左#和茎段"右#诱导愈伤组织
><>=IQO7浓度对叶片$茎段诱导愈伤组织的影响
()G6浓度影响叶片和茎段的脱分化能力"见图
"#( 叶片出现愈伤组织的时间和位置受 ()G6浓度
的影响( 浓度越高!出现的时间越早( 有的在叶缘
伤口处产生!有的在叶脉受伤处形成致密的愈伤组
织"图 -)6#( 当浓度大于 #,% 7H->\$时!出愈率为
$%
林!业!科!学!研!究 第 "% 卷
$##[( 在浓度为 $,% 7H->\$时!愈伤组织形成的
时间推迟!且较早出现褐化( 随着 ()G6浓度的增
加!叶片的生根率降低( 可见!()G6浓度高!抑制根
的形成(
图 "!不同 ()G6浓度诱导叶片"左#和茎段"右#愈伤组织
图 -!叶片和茎段产生的愈伤组织
!!()G6浓度影响茎段愈伤组织的质地&颜色等特
征( 愈伤组织先在皮层表皮形成!而形成层以内的
组织形成愈伤组织较晚或不形成( 随着浓度的升
高!茎段愈伤组织形成较早!生长速度较快( 在浓度
为 ",# 7H->\$时!愈伤组织的形成缓慢!褐化加
快( 在 #,$ $,# 7H->\$时!茎段接种 $ 周后!两
端开始膨大!呈哑铃型!"# 天后形成淡黄绿色颗粒
状愈伤组织!而贴近培养基的愈伤组织出现褐色的
芽体"图 -)G#!推测复叶槭内源激素中生长素含量
较高与外源激素起作用导致芽体褐化(
>以复叶槭实生苗的茎段和无菌苗的叶片为外
植体!将其接种到附加不同浓度 F` Y的 a.基本培
养基上!-# 天后观察比较不同外植体愈伤组织的
诱导情况"表 $&表 "#( 结果表明!低浓度的 F` Y
对叶片和茎段就能起到脱分化作用!F` Y浓度增加
对叶片和茎段的诱导效果不同( F` Y浓度为
#g### % 7H->
\$时!茎段芽的分化率为 $%[( 叶
片芽的分化率为 #(
表 ;=50Y浓度对诱导茎段愈伤组织影响
浓度:"7H->\$# 茎段数 分化率:[ 愈伤颜色&质地
#,### #" "$ *,% 绿色或浅绿色有光泽!疏松(
#,### #& -( ",+ 浅绿色有光泽!疏松(
#,### $ "- , 浅绿色!有的表面有水渍状!疏松(
#,### % "# $% 白绿色!疏松!有的表面有白毛(
#,##$ "% # 浅绿色或浅棕色!疏松(
#,##% "( # 白绿色带有少量浅棕色!疏松(
#,#$ "- # 白绿色或绿色带有少量浅棕色!疏松或玻璃化(
#,#% "% # 绿色"深绿色#!有的玻璃化或呈颗粒状(
表 >=50Y浓度对诱导叶片愈伤组织影响
浓度:"7H->\$# 叶片数 出愈率:[ 愈伤颜色&质地 备注
#,### #" $# $# 白绿色有白色绒毛 $ 个叶片叶柄切口处产生愈伤!其余卷曲(
#,### #& $% --,- 浅绿色致密 % 个叶片产生少量愈伤(
#,### #+ $& -%, 浅绿色致密 在叶脉和部分叶缘处产生少量愈伤(
#,### $ $# $## 浅绿色致密 叶柄切口处产生愈伤!叶缘产生少量愈伤(
#,### % $& $## 绿色或
$
绿色致密或疏松 在叶片受伤部位产生带状的浅绿色愈伤(
#,#$ "- $## 绿色玻璃化 玻璃化严重(
#,#% $# $## 嫩绿色!绿带褐化 - 个褐化较轻!上部 $ 个褐化严重(
#,$ "- $## 绿色或
$
绿色玻璃化!有褐化!致密 愈伤大小为 #,- #,% D7!底部褐化!% 个褐化(
+$%
第 & 期 张彦妮等$激素对复叶槭茎段和叶片愈伤组织诱导及再生的影响
>(FQ0浓度组合效果
从图 &可见!叶片和茎段外植体在 ()G6和 "!&)`
组合培养基上脱分化后生根率两者明显差异!#,$ 7H
->
\$
()G6和 #,#$ 7H->\$"!&)`茎外植体生根率高
达 %[左右!而叶外植体出根率不到 "#[!随着 ()G6
浓度增加!出根率趋于 #!可见 ()G6抑制根的形成(
图 &!#,#$ 7H->\$ "!&)`浓度和不同 ()G6浓度组合诱导叶片"左#和茎段"右#愈伤组织效果
图 %!叶片和茎段产生的愈伤组织
随着 ()G6浓度的增加!愈伤组织的颜色质地也发生
变化!由浅绿色颗粒状变为黄白色颗粒状( 茎段外
植体培养 "# 天后!均两端形成愈伤组织呈哑铃形
"图 %)6#!()G6浓度为 $,# 7H->\$时!茎段&叶片
外植体的愈伤组织增殖最快"图 %)G#(
>茎段在所有培养基中的出愈率为 $##[!但生
根率不同"表 - %#( 当 h66浓度为 #,#% 7H-
>
\$
!()G6浓度为 #,$ #, 7H->\$时!生根率下
降!愈伤组织的外观形态不同( 随着培养时间的延
长!低浓度 ()G6易使愈伤组织表面形成白色絮状
物!随着 ()G6浓度的增加!白色絮状物逐渐减少(
当 ()G6浓度为 #,- 7H->\$和 #,% 7H->\$时!随
着h66浓度的增加!茎段的生根率明显增加( 愈伤
组织的大小与h66浓度成正比(
表 ?=@<@H .C)N[; Z77和不同 IQO7浓度组合诱导茎段愈伤组织
()G6浓度:"7H->\$# 茎段数 生根率:[ 愈伤颜色&质地
#,$ $# &",- 两端产生绿色致密愈伤组织(
#,- "* "+,# 绿色或浅绿色致密!有的部分褐化!周围产生白绒毛(
#,% $( $*,% 绿色致密或疏松!愈伤!周围有乳白色絮状物(
#, $& +, 绿色致密!愈伤周围有少量乳白色絮状物(
表 F=@h66浓度:"7H->\$# 茎段数 生根率:[ 愈伤颜色&质地
#,#$ $(," 绿色!愈伤周围全部产生白绒毛
#,#- + "",( 绿色!愈伤周围全部产生白绒毛
#,#% "* "+,# 绿色或浅绿色致密!有的部分褐化!有的周围产生白绒毛
表 H=@h66浓度:"7H->\$# 茎段数 生根率:[ 愈伤颜色&质地
#,#$ $" $$,& 深绿色致密!有白毛根出现
#,#- $ $+,$ 深绿色!愈伤周围有浅棕色愈伤
#,#% $ "$, 深绿色!愈伤周围有浅棕色愈伤
*$%
林!业!科!学!研!究 第 "% 卷
!!h66浓度为 #,#% 7H->\$时愈伤组织较大
" #,% #,* D7#!长势好!在()G6#,#$ 7H->\$浓度
下愈伤组织最小( 粗约 #," D7的茎段产生愈伤组织
相对早而大"平均 #,% D7#!粗小于 #," D7茎段产生
愈伤组织慢而小"约 #," #,& D7#( 在h66浓度不
变的情况下!随 ()G6浓度增加!生根率降低(
>伤组织和分化
!!在 %种培养基中!茎段的出愈率均为 $##[!但愈
伤组织出现的时间&颜色和质地&分化率不同"表 (#(
F`Y浓度为 #,### #" #,### & 7H->\$时!愈伤组织
为浅灰绿色&疏松&生长速度相对较慢浓度在 #,### $
#,##$ 7H->
\$时!愈伤组织为浅灰绿色或浅棕色&疏
松&生长速度相对较快!芽的分化率相对较高"图 (#(
与表 $ 相比!茎段芽分化率有所提高!F`Y浓度
为 #,### % 7H->\$与 #,#$ 7H->\$h66组合!茎
段愈伤组织芽的再生频率较高""",+[# "见表 (#!
表明 F`Y与 h66适当浓度组合有利于芽的分化(
也证实了 F`Y能诱导许多植物的愈伤组织再生+(, (
表 I=@<@; .C)N[; Z77和不同浓度50Y组合诱导
茎段愈伤组织和分化
F`Y浓度:"7H->\$# 茎段数 分化率:[
#,### #" -% $$,$
#,### #& -- +,&
#,### $ -- $&,#
#,### % -& "",+
#,##$ -- $&,%
图 (!茎段愈伤组织芽的分化
>当再生芽苗长到约 #,& $ D7时!将其从基部
切下培养到伸长培养基"a. 8#,$ 7H->\$ ()G6
8#,#% 7H->
\$
h66#上!"% 天后!在伸长培养基
上!+%,([的芽均能长高"图 )6#!但有 $#[的芽基
部产生愈伤组织!生长不良!后逐渐黄化( 表明伸长
培养基有待于进一步优选(
>将生长良好的无根苗培养到生根培养基"a.
8#,$ 7H->
\$
h66#上!结果有 +-,-[的组培苗
能产生白色健壮的完整植株!生长良好( "图 )G#
图 !再生芽的伸长培养及生根诱导
>将生长良好的组培苗经过驯化后移栽到经高压
灭菌的蛭石中!前期注意保温保湿!结果成活率为
+(,"[!成活率偏低与基质单一蛭石易过于潮湿和
透气性差有关(
-!结论与讨论
本实验结果得出复叶槭叶片和茎段出愈率的高
低与激素种类和浓度有关!高浓度的 "!&)` "#,$
7H->
\$以上#叶外植体易形成水渍状或玻璃化的
愈伤组织!低浓度的 "!&)`"#,#$ 7H->\$#形成瘤
状愈伤组织利于根的形成( 茎段外植体在 a. 8
#,#$ 7H->
\$
"!&)`培养基上形成质地较好致密的
愈伤组织绿色颗粒状(
在加有 ()G6和 h66的培养基上!茎段的出愈
率均为 $##[!没有芽的分化(
有研究认为!h66和 F`Y配合能促进愈伤组织
的增殖但不利于芽的分化+, ( 本实验结果相反!在
a. 8#,#$7H->
\$
h66和 #,### #" #,##$ 7H-
>
\$
F`Y培养基上复叶槭茎段外植体愈伤组织都不
同程度出现芽的分化!其中芽的分化率较高的为
"",+["见表 (#!可以认为将h66与 F`Y适当浓度
配比!更有利于芽的分化( 再生芽生长正常!生根率
高达 +-,-[!移栽成活率达 +(,"[(
参考文献!
+$, 张彦妮! 高志慧! 卓丽环,复叶槭茎段诱导的愈伤组织解剖学
观察 +W,,东北林业大学学报! "##(! -&"%#$ -+ \-*
+", 张彦妮!卓丽环,复叶槭顶芽组织培养再生体系的建立 +W,,植
物生理学通讯! "##! &-"&#$ (-* \(&"
+-, 程江华! 任!琪! 李宝华! 等,石榴疏松愈伤组织诱导条件的优
化 +W,,经济林研究! "##*! ""-#$ % \+
+&, _011 `F! F?@04> ,`K3/0@;D/2?34?AH@?Q/J @0HLO;/?@4! 0iUO;3/
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