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Establishment of Plantlet Regeneration System of Tree Peony Through Lateral Buds Cutting and Carving

应用侧芽平切刻伤方法建立牡丹植株再生体系



全 文 :园 艺 学 报 2010,37(9):1471–1476
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期:2010–03–16;修回日期:2010–08–03
基金项目:河南省创新人才工程项目(2005-126-49);河南科技学院博士基金项目(050106);河南科技学院重点项目基金项目(050121)
* E-mail:liuhc918@yahoo.com.cn
应用侧芽平切刻伤方法建立牡丹植株再生体系
刘会超*,贾文庆
(河南科技学院园林学院,河南新乡 453003)
摘 要:以牡丹品种‘乌龙捧胜’5 ~ 6年生苗中下部饱满的侧芽为外植体,探讨了平切刻伤方法对
侧芽诱导不定芽的影响,并研究了侧芽消毒方法、不同植物生长调节剂对不定芽继代增殖与生根的影响。
结果表明:先用 75%酒精消毒 30 s,再用 0.1%升汞消毒 7 min,褐化率与污染率较低;采用平切刻伤的侧
芽不定芽诱导率显著提高,诱导率为对照的 2.6 ~ 4.8倍,最高达 96%;不定芽增殖最佳的培养基为WPM +
6-BA 3.0 mg · L-1 + IAA 0.2 mg · L-1,增殖率可达到 787.05%;生根最佳培养基为 1/2改良MS + IBA 4.0
mg · L-1 + NAA1.0 mg · L-1,生根率达 81.33%,移栽成活率为 90%。
关键词:牡丹;平切刻伤;不定芽;增殖;生根
中图分类号:S 685.11 文献标识码:A 文章编号:0513-353X(2010)09-1471-06

Establishment of Plantlet Regeneration System of Tree Peony Through
Lateral Buds Cutting and Carving
LIU Hui-chao* and JIA Wen-qing
(Landscape College,Henan Institute of Science and Technology,Xinxiang,Henan 453003,China)
Abstract:Tree peony‘Wulong Pengsheng’s lateral buds were used as explants. It was the first time
to study the effect of cutting lateral buds on the adventitious buds differentiation. The influence of plant
growth regulation on the adventitious buds induction,the multiplication and rooting was also studied. The
results were as followed:(1)Disinfecting with 75% alcohol for 30 s,and then soaking with 0.1% corrosive
sublimate for 7 min had good effect of disinfectation;(2)Compared with the control,the adventitious buds
induction rate significantly increased through cutting,and the number of adventitious buds increased by
2.6–4.8 times,with the maximum reaching 96%;(3)The best medium for proliferation was WPM +
6-BA mg · L-1 + IAA 0.2 mg · L-1,with the proliferation of was 787.05%;(4)The rate of plantlets rooting
was up to 81.33% on 1/2 WPM medium supplemented with NAA 1.0 mg · L-1 and IBA 4.0 mg · L-1. The
plantlets were successfully transplanted to potting and the survival rate of transplanted plantlets was 90%.
Key words:tree peony;cutting;adventitious bud;proliferation;rooting

牡丹(Paeonia suffruticosa)传统的繁殖方式以嫁接为主,存在周期长,繁殖系数低等问题
(Barzilay et al.,2002)。利用组培快繁技术生产牡丹种苗,具有速度快、苗木质量整齐的优点,牡
丹植株再生体系的研究也是利用转基因技术进行牡丹品种改良研究的基础(谭文澄和戴策刚,1997)。

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在成功培育牡丹组培苗的报道中,大多采用胚作为外植体(Brukhin & Batygina,1994;Beruto et al.,
2004;贾文庆和刘宇,2006;刘会超和贾文庆,2008),但由于大多数牡丹品种不产生种子或种子量
很少(王莲英,1997),同时胚的组培苗差异很大,在生产中不能大量应用;牡丹侧芽做外植体具有
来源广,取材方便、组织分化程度低等优点,但是有不易彻底消毒、不定芽诱导率及增殖率低等问
题(Beruto et al.,2004)。作者所在实验室从 2005年以来进行牡丹组织培养的研究,2007年发现侧
芽平切刻伤可刺激侧芽产生不定芽。本试验中探讨了该方法对牡丹侧芽不定芽诱导的影响,并对如
何防止侧芽污染以及不同培养基对继代增殖及生根的影响进行了研究,以期为牡丹组培快繁体系的
建立提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 供试材料
供试牡丹品种为‘乌龙捧胜’。选 5 ~ 6年生苗中下部饱满的侧芽为试材,于 2008年 2月 6日
在河南科技学院牡丹资源圃采取侧芽,带回实验室后置于 4 ℃冰箱里保存待用。
用流水冲去侧芽鳞片上的浮土,在含 0.5%洗洁精的水中浸泡 20 min,用毛刷刷去尘土,再用流
水冲洗 10 min,用滤纸吸干水分,用镊子剥去外部 1 ~ 2层鳞片,仅保留内层 1 ~ 2层鳞片,用 1%
多菌灵溶液浸泡 10 min后待用。
1.2 处理方法
1.2.1 消毒处理
将侧芽用蒸馏水冲洗 3次,滤纸吸干后置于超净工作台上,用 75%酒精浸泡 30 s,无菌水冲洗
3次,然后用 0.1%升汞消毒 5、7和 9 min,即 3个处理,均用无菌水冲洗 6次。每个处理接种 40
瓶,每瓶 2个侧芽。经 15 d培养后,统计 3种消毒处理的污染率及幼苗生长状况。
1.2.2 侧芽平切与刻伤
采用上述所得最佳消毒方式对侧芽进行消毒,之后分别在距侧芽基部 1/3 处(处理 1)、1/2 处
(处理 2)、2/3处(处理 3)平切(图版,A、B、C)和不平切(处理 4),并均在基部枝杈处刻伤;
以既不平切也不刻伤的作为对照。
将以上侧芽接种到预备试验得到的诱导不定芽最佳培养基(WPM + 6-BA 2.5 mg · L-1 + IAA 0.2
mg · L-1)上,每处理接种 25瓶,每瓶接种 2个侧芽。30 d后观察统计不定芽诱导数及诱导率(有
效不定芽:高度≥0.5 cm)。
1.2.3 不定芽增殖培养
将不定芽切割成单芽接种到以改良 WPM(Razdan,2006)作为基本培养基、并附加不同浓度
6-BA和 IAA的增殖培养基(表 3)上,每个处理重复 6次。35 d后统计增殖率。
增殖率(%)= 不定芽的总数(个)/接种外植体总数(个)× 100。
以上处理放置于温度为(25 ± 1)℃,光照时数 14 h · d-1(8:00—22:00),光强 2 500 lx(光
源为 FL40S,植物组织培养用日光灯)培养室中进行培养。
1.2.4 生根培养
以 1/2改良MS作为基本培养基,继代培养 40 d,切取生长健壮、均匀一致、长度在 1.5 cm以
上的嫩梢,接入各处理培养基中(表 4),每处理 20瓶,每瓶接种 1个,培养瓶下半部用黑纸包裹。
接种后暗培养 3 d,然后置于光强 2 000 ~ 2 500 lx,光照时间 15 h · d-1,培养温度:白天(20 ± 1)
9期 刘会超等:应用侧芽平切刻伤方法建立牡丹植株再生体系 1473

℃,晚上(16 ± 1)℃,相对湿度 65% ± 5%的条件下培养,40 d后统计生根条数和生根率(有效根
长度≥0.2 cm)。
2 结果与分析
2.1 不同消毒时间对侧芽污染率的影响
3种处理侧芽污染率有明显差异(表 1),5
min 消毒处理污染率达 37.5%,少量最顶端的
叶片略显褐色,7 min和 9 min消毒处理污染率
均为 2.5%,但 9 min 处理时侧芽有严重褐化
(26%),因此侧芽的消毒时间以 7 min为宜。
2.2 侧芽平切刻伤对不定芽诱导的影响
接种 4 d后,侧芽开始生长,颜色由接种
时的褐绿色逐渐变为黄绿色,12 d后肉眼观察
到有不定芽产生,并伴有少量愈伤组织形成(图
版,D),25 d后不定芽逐渐长大,30 d后统计
5 种处理对侧芽不定芽诱导率影响显著,不平
切、不刻伤的对照不定芽诱导率仅为 20%,平
均诱导数仅有 3.26个,平切 1/2和 1/3的处理
诱导率及诱导数量差异不显著,平切 2/3 的处
理不定芽诱导率及平均诱导数均达到最高,分
别达 96%和 15.35个,诱导数最高达 19.36个,
诱导率为对照的 4.71倍(表 2),由此可见对侧
芽实施平切刻伤,能显著提高不定芽的诱导率。
观察发现,侧芽基部刻伤的部位产生不定
芽最多,占不定芽产生总数量的 45.75%(图版,E、H、J),其次是侧芽基部无刻伤部位,占 30.25%
(图版,G)。分枝的枝杈处产生不定芽最少,占 17.25%(图版,F)。其余的不定芽在平切枝杈的
内面产生,占 6.75%(图版,I)。
2.3 不同培养基对不定芽增殖的影响
将产生的丛生芽切割成单芽接种到不定芽增殖培养基上,15 d后单芽基部产生的不定芽生长明
显加速。总体来看产生不定芽有两种形式,一种在基部切割处产生愈伤组织并在其上长新芽,另一
种是直接在切割处长新芽。从表 3看出,当 6-BA 1 mg · L-1 + IAA 0.1 ~ 0.8 mg · L-1时,新芽的高度
高于其他处理,例如处理 A2:6-BA 1 mg · L-1 + IAA 0.2 mg · L-1,超过 2 cm的新芽占 30.21%,有的
高达 5 cm。6-BA为 3 mg · L-1,IAA为 0.1 ~ 0.8 mg · L-1时,不定芽的增殖率最高,在 650% ~ 787.5%
之间。观察还发现:接种 15 d,D3处理的不定芽点形成数较 C2处理增加 32%,但后期芽点逐渐死
亡,当培养 35 d时,D3处理的不定芽增殖率是 287.10%,仅为 C2处理的 36.46%。这表明 6-BA浓
度增加有利于不定芽的形成,但对不定芽生长有抑制作用,不利于有效不定芽的形成。综合来看,
对于继代增殖用 C2培养基比较好,即WPM + 6-BA 3.0 mg · L-1 +IAA 0.2 mg · L-1(图版,K)。

表 1 不同消毒时间对侧芽污染的影响
Table 1 Effects of different disinfection time on the bud
contamination
处理时间/min
Processing time
污染瓶数 Bottle
numbers of pollution
污染率/%
Pollution rate
5 15 37.5
7 1 2.5
9 1 2.5
表 2 不同处理方式对侧芽不定芽诱导的影响
Table 2 Effects of different treatments on adventitious bud induction
of lateral buds
平切
Cutting
接种数
Induction
number
每外植体不定芽
产生数
Number of buds
per explant
诱导率/%
Induction
rate
2/3 50 15.35 ± 0.21 aA 96
1/2 50 11.25 ± 1.01 bB 90
1/3 50 10.00 ± 0.69 bB 85
不平切
No cutting
50 4.53 ± 0.54 cC 53
对照
Control
50 3.26 ± 0.38 dD 20
注:不同大小写字母表示在 0.01和 0.05水平上差异显著。
Note:The data with different capital and small letters indicate
significant difference at 0.01 and 0.05 level.
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表 3 不同培养基对不定芽增殖的影响
Table 3 Effects of different medium on multiplication of adventitious buds
编号
No.
6-BA/
(mg · L-1)
IAA/
(mg · L-1)
接种数
Number of
inoculated shoot
新芽数
Number
of sprout
增殖率/%
Multiplication
rate
生长状况
Growth status
≥ 2 cm新芽率/%
Percentage of sprout
(≥2 cm)
A1 1 0.1 34 95 279.41 + 32.12 ± 1.20
A2 1 0.2 52 102 196.15 ++ 30.21 ± 0.50
A3 1 0.4 36 98 272.22 + 35.50 ± 0.28
A4 1 0.8 32 89 278.13 ++ 30.58 ± 0.85
B1 2 0.1 38 126 331.58 ++ 20.20 ± 0.55
B2 2 0.2 40 119 297.50 ++ 18.31 ± 0.65
B3 2 0.4 38 136 357.89 ++ 19.54 ± 0.45
B4 2 0.8 35 140 400.00 ++ 20.31 ± 0.52
C1 3 0.1 32 210 656.25 +++ 10.52 ± 0.58
C2 3 0.2 32 218 787.50 +++ 9.55 ± 0.34
C3 3 0.4 35 235 671.43 ++ 9.20 ± 0.15
C4 3 0.8 34 221 650.00 ++ 8.54 ± 0.48
D1 4 0.1 36 102 283.33 + 4.50 ± 0.72
D2 4 0.3 40 95 237.50 - 3.95 ± 0.54
D3 4 0.5 31 89 287.10 - 4.25 ± 0.80
D4 4 0.5 35 100 285.71 + 5.00 ± 0.56























图版说明:A. 保留 1/3平切侧芽;B. 保留 1/2平切侧芽;C. 保留 2/3平切侧芽;D. 侧芽培养 12 d后不定芽点产生,并在基部伴有少量愈
伤组织;E. 侧芽培养 15 d不定芽从基部刻伤部位发生;F. 保留 1/3平切侧芽不定芽发生部位;G. 不定芽从刻伤处产生;H ~ J. 保留 1/3
平切侧芽产生的不定芽;K. 不定芽继代增殖;L. 生根。
Explanation of plates:A:Preserving 1/3 and cutting;B:Preserving 1/2 and cutting;C:Preserving 2/3 and cutting;D:Adventitious bud was
appeared after 12 days culture accompanied by small callus;E:Adventitious bud was appeared after 12 days culture from basal cutting position;F:
The happening part of adventitious bud of preserving 1/3 bud;G:Adventitious bud was appeared from cutting position;H ~ J:Adventitious buds
from preserving 1/3 bud;K:Multiplication of adventitious buds;L:Rootting.
9期 刘会超等:应用侧芽平切刻伤方法建立牡丹植株再生体系 1475

2.4 生长调节剂对不定根诱导的影响
从表 4可以看出,不同的生长素组合对新
梢生根有显著影响,生根最佳的培养基组合为
1/2 改良 MS + IBA 4.0 mg · L-1 + NAA 1.0
mg · L-1,生根率达 81.33%,平均生根数达 4.5
条(图版,L)。
将诱导生根 50 d左右的生根苗转入温室,
强光照(18 000 ~ 35 000 lx)闭瓶锻炼 2周,
开瓶锻炼 4 ~ 6 d后,取出试管苗移栽。移栽基
质选用泥炭土与蛭石按 1︰1比例混合,栽后喷
0.1%多菌灵防病并搭小拱棚保湿,一周后逐渐
放风,直至去掉小拱棚。60 d后调查,移栽成
活率达 90%。
3 讨论
本试验中采用的侧芽平切刻伤方法,与之前不对侧芽进行平切刻伤的试验(贾文庆和刘会超,
2009)相比,不定芽诱导率大幅提高。本试验中,平切刻伤处理诱导率为对照的 2.6 ~ 4.8倍,其中
处理 1最高达 96%,而且不平切仅刻伤的芽其诱导率明显低于平切加上刻伤处理。分析原因可能是,
芽是一个缩短的枝条,平切去掉一定高度分枝,使留下的部分营养更集中,为留下部分不定芽的分
化提供了更充足的物质基础,侧芽基部枝杈处刻伤也可能刺激了分生组织的细胞,使细胞具有脱分
化的可能,从而诱导了不定芽的分化。试验中发现产生不定芽最多的为侧芽基部刻伤的部位,占不
定芽产生总数量的 45.75%,平切刻伤提高不定芽分化机理,还要从形态解剖、生理生化等方面进行
进一步研究。
6-BA有助于细胞分裂,继而影响器官的分化(Albers & Kunneman,1992;Bouza et al.,1994),
因此适当浓度的 6-BA对于芽的增殖是必须的,单独使用 6-BA,增殖率很低,只有与适当的 IAA配
合使用,才有利于牡丹侧芽不定芽增殖(Linsmaier & Skoog,1965;Gildow & Mitchell,1977),本
试验中,在 C2培养基中,IAA︰6-BA接近于 0.2︰3.0,增殖系数达最高,达到 787.50%,这个比例
可能是牡丹不定芽增殖培养基中生长素和细胞分裂素的最佳比例。前人在对牡丹的研究中也有类似
的报道(Bouza et al.,1994;Wang & van Staden,2001)。
牡丹生根一直是侧芽组织培养中的难题(Bouza et al.,1994;Wang & van Staden,2001)。本试
验中采用 1/2改良MS培养基作为基本培养基,IBA 4.0 mg · L-1 + NAA 1.0 mg · L-1的植物生长调节
剂组合来诱导不定根,生根率达 81.33%,生根数达 4.5个,效果较好。

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表 4 生长调节剂对不定根诱导的影响
Table 4 Effects of plant growth regulators on the adventitious root
induction
IBA/
(mg · L-1)
NAA/
(mg · L-1)
生根数
Number of roots
生根率/%
Rooting rate
2.0 1.0 3.25±0.50 C 65.87±0.25 C
3.0 1.0 2.75±0.25 D 70.24±0.25 B
4.0 1.0 4.50±0.50 A 81.33±0.50 A
5.0 1.0 3.25±0.75 C 68.21±0.75 C
2.0 2.0 2.25±0.25 E 56.32±0.25 D
2.0 3.0 3.50±0.50 B 58.61±0.50 D
注:不同大小写字母表示在 0.01和 0.05水平上差异显著。
Note:The data with different capital and small letters indicate
significant difference at 0.01 and 0.05 level.
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