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Plant Regeneration from Immature Embryos of Ginkgo biloba

银杏幼胚离体培养再生植株的研究



全 文 :园  艺  学  报  2005, 32 (1) : 105~107
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2004 - 02 - 02; 修回日期 : 2004 - 04 - 13
基金项目 : 国家自然科学基金项目 (30070634)3 通讯作者 Author for correspondence
银杏幼胚离体培养再生植株的研究
郭长禄 1, 2  陈力耕 13  何新华 1, 3  Syed A sgar Tori1
(1 浙江大学农业部园艺植物生长发育与生物技术重点开放实验室 , 杭州 310029; 2 哈尔滨工业大学海洋学院 , 威海
264209; 3 广西大学农学院 , 南宁 530005)
摘  要 : 以佛手银杏幼胚为外植体 , 研究了不同大小幼胚在不同培养条件下 , 愈伤组织和胚状体的诱
导发育情况。结果表明 : 大于 3 mm的幼胚 , 在 MK +NAA 110 mg·L - 1 +BA 110 mg·L - 1培养基上胚状体
诱导率最高 , 达到 5316% , 最多的一块愈伤组织形成多达 38个胚状体。暗培养不利于胚状体的发生。在
MK培养基上添加 10%椰汁对胚状体的生长发育有很好的促进作用 , 有 3415%生长成苗。
关键词 : 银杏 ; 胚培养 ; 胚状体发生
中图分类号 : S 66413  文献标识码 : A  文章编号 : 05132353X (2005) 0120105201
Plan t Regenera tion from Imma ture Em bryos of G inkgo biloba
Guo Changlu1, 2 , Chen L igeng13 , He Xinhua1, 3 , and Syed A sgar Tori1
(1 Key Laboratory of Horticultural P lan t Grow th D evelopm ent and B iotechnology, China M in istry of A gricu lture, Zhejiang U niver2
sity, Hangzhou 310029, China; 2 School of the O cean, Harbin Institu te of Technology, W eiha i 264209, China; 3A gricu ltura l
College of Guangxi U niversity, N ann ing 530005, Ch ina)
Abstract: Factors influencing the induction of callus and somatic embryogenesiswere studied with imma2
ture embryos of Ginkgo biloba. H ighest rate (5316% ) of somatic embryogenesiswas obtained on MK medium
containing NAA 110 mg·L - 1 +BA 110 mg·L - 1. Maximum number of embryoids observed on calluswas 38
with 3 mm p lus embryos and 3415% embryoids could be developed into p lants. Darkness is not suitable for
somatic embryogenesis. The growth and development of somatic embryos were p romoted by adding 10% CM
into the medium.
Key words: Ginkgo biloba; Embryo culture; Somatic embryogenesis
1 目的、材料与方法
银杏 (Ginkgo biloba) 组织培养分化特别困难 , 直到 20世纪 90年代国内外学者才先后采用不同
的外植体 , 如花粉〔1〕、雌配子体〔2, 3〕、未成熟胚〔4〕、成熟胚〔5〕, 成功的诱导出胚状体 , 但胚状体不能
继续萌发 , 最多也只是停留在显微结构上的子叶型胚 , 最大只有 1 mm便不再生长而褐化死亡。我们
通过幼胚培养 , 成功诱导出了胚状体并得到银杏组培苗。
L i〔6〕认为胚的大小约为 3 mm时 , 胚已经成熟 , 但我们发现 , 在浙江省无论胚是否大于 3 mm, 9
月中旬采收的银杏种胚都未成熟。将其划分为大于 3 mm和小于 3 mm两种处理 , 有助于了解不同大
小的幼胚诱导愈伤组织和胚状体的效果。供试材料为佛手银杏 , 9月中旬采收于浙江大学园艺系果
园 , 采收后 4℃冰箱放置 1周 , 接种时剥去骨质中种皮 , 常规消毒后 , 在无菌的条件下取出胚 , 分成
大于 3 mm和小于 3 mm两组 , 分别接种在不同诱导培养基 (表 1) 上培养 , 20 d统计愈伤组织诱导
率 , 50 d统计胚状体的诱导情况。另外 , 将幼胚分成大于 3 mm和小于 3 mm两组 , 接种在 MK +NAA
110 mg·L - 1 +BA 110 mg·L - 1培养基上 , 分光照培养和暗培养两种处理进行愈伤组织和胚状体诱导 ,
园   艺   学   报 32卷
15 d后将暗培养的材料转到光下培养。培养 温 度 ( 25 ±2 ) ℃, 光 照 强 度 2000 lx, 光 照 时 间
16 h·d - 1。MK培养基为改良 MS培养基 , 其培养基组分中 MgSO4 ·7H2 O为 317 g·L - 1 , KH2 PO4 为
117 g·L - 1 , 其他同 MS培养基。pH 518, 蔗糖 30 g·L - 1 , 琼脂 8 g·L - 1。
2 结果与分析
211 银杏幼胚愈伤组织诱导和胚状体发生
幼胚在接种后 3 d形态上开始发生变化 , 逐渐膨大 , 形成淡绿色愈伤组织 , 质地均匀 , 细腻。由
表 1可知 , 胚无论大小 , 都较易形成愈伤组织 , 但大于 3 mm的胚更容易。从基本培养基来看 , MS
和 MK培养基都能很好的诱导愈伤组织的形成 ; 但受植物生长调节剂的影响较大 , 2042D、KT不利于
诱导愈伤组织 , NAA和 BA有利于诱导愈伤组织 , 在添加 NAA和 BA的 MS、MK培养基上 , 大于
3 mm幼胚愈伤组织 (图版 , 1) 诱导率都能达到 100%。
从胚状体的诱导情况 (表 1) 来看 , 有 4个处理形成的愈伤组织继续生长可直接诱导出胚状体。
开始在愈伤组织上出现绿色芽点 , 随后慢慢长大形成胚状体。在适宜的条件下 , MS和 MK培养基都
能诱导出胚状体 , 但 MK优于 MS培养基 , 这可能因为 MK培养基能为胚状体的生成提供更好的营养
条件 , 促进胚状体的发生。从激素的种类来看 , 幼胚诱导的胚状体都是在添加 NAA和 BA的培养基
上发生 , 在没有 BA的情况下 , 无胚状体发生 , 也许 NAA和 BA有利于胚状体的诱导 , 其中 BA可能
更重要一些 , 2042D和 KT不能诱导胚状体的形成。大于 3 mm的幼胚比小于 3 mm的幼胚更易形成胚
状体 , 其中在 MK +NAA 110 mg·L - 1 +BA 110 mg·L - 1培养基上诱导率最高 , 达到 5316% (图版 ,
2)。一块愈伤组织最多可形成 38个胚状体 , 而小于 3 mm幼胚胚状体诱导率只有 815%。
表 1 银杏幼胚愈伤组织诱导和胚状体发生
Table 1 Ca llus induction and soma tic em bryogenesis of imma ture em bryo in G inkgo biloba
培养基
Medium
浓度
Concentration (mg·L - 1 )
NAA 2042D BA KT 胚 Embryo > 3mm接种胚数No. of
inoculated
生愈率
Callus
induction
rate ( % )
胚状体
诱导率
Embryogenesis
rate ( % )
胚状体数 /块
No. embryo
/callus
胚 Embryo < 3mm
接种
胚数
No. of
inoculated
生愈率
Callus
induction
rate ( % )
胚状体
诱导率
Embryogenesis
rate ( % )
胚状体数 /块
No. embryo
/ callus
MS 015 33 100 0 0 30 9617 0 0
MS 110 110 37 100 514 4~21 33 9319 0 0
MS 115 110 34 100 0 0 40 9715 0 0
MS 110 015 35 8517 0 0 25 8010 0 0
MS 110 110 29 8218 0 0 29 7519 0 0
MS 110 115 33 9019 0 0 33 8418 0 0
MK 015 30 100 0 0 32 9318 0 0
MK 110 110 28 100 5316 3~38 47 9115 815 3~25
MK 115 110 28 100 1017 5~28 28 9614 0 0
212 暗培养和光培养对幼胚愈伤组织和胚状体诱导的影响
大于 3 mm和小于 3 mm的银杏幼胚在 MK +NAA 1 mg·L - 1 +BA 1 mg·L - 1培养基上 , 黑暗培养
15 d后均形成颜色淡黄、质地疏松的愈伤组织 (表 2) , 转到光照条件下培养 , 又逐渐变绿 , 愈伤的
生成相对平均 , 较一直在光照条件培养的生成量多 , 生长速度快。胚无论是否大于 3 mm, 暗培养都
不利于胚状体的发生 , 其中当胚小于 3 mm时 , 暗培养不能形成胚状体 , 胚大于 3 mm时 , 暗培养也
较光培养胚状体诱导率下降很多 , 这也许是黑暗和光照条件对愈伤组织内部的生理变化影响不同所造
成的。
213 植株形成
胚状体在愈伤组织上生长到一定阶段 , 不再生长 , 在无菌条件下 , 将胚状体剥离并接种在无激素
的 MS和 MK培养基上 , 胚状体也不能继续生长。王伏雄等〔7〕认为椰汁对银杏种子内幼胚的继续生长
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 1期 郭长禄等 : 银杏幼胚离体培养再生植株的研究  
发育有促进作用。我们通过试验发现 , 椰汁对胚状体的生长发育也有促进作用 , 椰汁浓度分别为
10%、20%两个处理 , 每处理接种 29个胚状体 , 在 MK培养基上添加 10%椰汁 , 有 3415%生长成苗
(图版 , 3) , 在 MK培养基上添加 20%椰汁有 619%生长成苗 , 幼苗生长健壮 , 均可成活。
本试验成功诱导出胚状体 , 并发育成苗 , 将促进银杏遗传转化体系的建立。
表 2 暗培养和光培养对幼胚愈伤组织和胚状体诱导的影响
Table 2 Effection of dark culture and light culture on induction of ca llus and soma tic em bryos from imma ture em bryo
幼胚大小
Measures of
embryos(mm)
培养方式
Culture type
愈伤诱导情况
Callus induction
胚状体诱导率
Embryos induction
rate ( % )
< 3
 
光培养 L ight 92% ;淡绿色 ,质地由疏松到致密 L ight green, from soft to thick 815
暗培养 Dark 100% ;淡黄色 ,质地疏松 L ight yellow, soft 0
> 3
 
光培养 L ight 100% ;淡绿色 ,质地由疏松到致密 L ight green, from soft to thick 5316
暗培养 Dark 100% ;淡黄色 ,质地疏松 L ight yellow, soft 615
参考文献 :
1 Laurain D, Guiller J, Chenieux J. Embryogenesis from m icrospores of Ginkgo biloba L. , a medicinal woody species. Plant Cell Reports,
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2 Laurain D, Chenieux J, Guiller J. D irect embryogenesis from female hap loid p rotop lasts of Ginkgo biloba L. , a medicinal woody species.
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3 Fontanel A, Isabelle S, V incent P. Regeneration in Ginkgo biloba L. : Induction of embryogenesis from megagametophyte according to the
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W u Y L, Yan X C. The mature embryo of Ginkgo biloba L. : in vitro culture and its cytohistological studies. Scientia Silvae Sinicae, 1998, 34
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6 L i T T. The development of Ginkgo embryo in vitro. Contributions from the botanical laboratories of national Tsing Hua university, Beijing:
Tsing Hua University Press, 1934. 7
7 王伏雄 , 陈祖铿. 银杏幼胚离体培养的研究———椰子乳汁对幼胚生长的影响. 植物学报 , 1965, 13 (3) : 224~238
W ang F H, Chen T K. Experimental studies of young ginkgo embryos—the effect of coconutm ilk on the embryos cultured in vitro. Acta Botan2
ica Sinica, 1965, 13 (3) : 224~238 ( in Chinese)
图版说明 : 胚诱导胚状体成苗过程。1. 胚诱导的愈伤组织 ; 2. 胚状体发生 ; 3. 胚状体发育成苗。
Explana tion of pla tes: Plan t obta ined from imma ture em bryo by tissue cuture. 1. Callus induced from immature embryo; 2. Somat2
ic embryogenesis; 3. Plant developed from smatic embryo.
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