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Studies on Regenerating Bulblets from Tissue Culture of Tulip

郁金香器官离体培养再生小鳞茎的研究



全 文 :园  艺  学  报  2006, 33 (5) : 1133~1136
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2006 - 02 - 23; 修回日期 : 2006 - 08 - 043 通讯作者 Author for correspondence ( E2mail: hanp ing_dai@yahoo1com1cn)
郁金香器官离体培养再生小鳞茎的研究
杨永刚 代汉萍 3  胡新颖 雷家军
(沈阳农业大学园艺学院 , 辽宁沈阳 110161)
摘  要 : 以 4个郁金香品种 ‘凯氏奈丽斯 ’、‘风流寡妇 ’、‘检阅 ’和 ‘金色检阅 ’的叶、花茎、花
托、子房、鳞片及腋芽等不同器官为外植体 , 在 MS + 2, 42D 011 mg·L - 1 , MS + 2, 42D 015 mg·L - 1 , MS +
BA 110 mg·L - 1 , MS +BA 510 mg·L - 1 , MS +BA 210 mg·L - 1 + IAA 015 mg·L - 1 5种培养基上进行离体培
养。结果表明 , 花托外植体直接诱导小鳞茎的频率最高 , 在培养基 MS + 2, 42D 015 mg·L - 1上诱导率达
5617% , 平均每块外植体产生小鳞茎数达 1017个 ; 其次是花茎 , 直接诱导小鳞茎的频率为 3313% , 平均每
块外植体产生小鳞茎数达 1919个 ; 鳞片及鳞片中的腋芽诱导鳞茎较难且需时间较长 ; 叶和子房则未能诱导
出小鳞茎。
关键词 : 郁金香 ; 组织培养 ; 愈伤组织 ; 再生鳞茎
中图分类号 : S 68212 + 63  文献标识码 : A  文章编号 : 05132353X (2006) 0521133204
Stud ies on Regenera ting Bulblets from T issue Culture of Tulip
Yang Yonggang, Dai Hanp ing3 , Hu Xinying, and Lei J iajun
(College of Horticulture, Shenyang A gricultural U niversity, Shenyang, L iaon ing 110161, China)
Abstract: The leaf, floral stem, recep tacle, ovary, scale, axillary bud of 4 tulip cultivars, ‘Kees Nel2
is’, ‘Merry W idow’,‘Parade’, and‘Golden Parade’, were used as exp lants in vitro culture on the media
ofMS + 2, 42D 011 mg·L - 1 , MS + 2, 42D 015 mg·L - 1 , MS +BA 110 mg·L - 1 , MS +BA 510 mg·L - 1 ,
MS +BA 210 mg·L - 1 + IAA 015 mg·L - 1 in the experiment. The results showed that the percent of bulblet
induction was highest when recep tacle was used as exp lant, with 5617% on MS + 2, 42D 015 mg·L - 1 , fol2
lowed by floral stem with 3313% on the same medium. The average number of the regenerating bulblets was
1017 per recep tacle exp lant and 1919 per floral stem segment exp lant. The scale segment and axillary bud
were difficult and with a longer time to regenerate bulblet. The leaf segment and ovary failed to regenerate
bulblet in the experiment.
Key words: Tulip; Tulipa gesneriana L. ; Tissue culture; Callus; Regenerating bulblet
1 目的、材料与方法
郁金香传统分球繁殖增殖速度很慢 , 而且容易造成品种退化 , 因此我国每年需从荷兰进口大量昂
贵的种球。利用组织培养方法不仅能保持原品种的优良特性 , 而且其繁殖系数为分球繁殖的 20~25
倍〔1〕。目前郁金香组织培养大多用鳞片作外植体 , 但分化出小鳞茎的频率较低 , 离生产应用还有一
段距离〔2, 3〕。作者对郁金香不同外植体离体诱导小鳞茎进行了研究。
本试验所用的郁金香种球引自沈阳植物园 , 4个品种为 ‘凯氏奈丽斯 ’、‘风流寡妇 ’、‘检阅 ’、
‘金色检阅’。
将种球进行水培 , 待其第 3片叶刚长出时 , 取出整个植株用自来水冲洗 20 m in, 然后用 70%的
酒精消毒 1 m in, 再用 011%的升汞消毒两次 , 每次 5 m in, 最后用无菌水冲洗 3次。分别取叶、花
茎、花托、子房、鳞片以及鳞片中的腋芽为外植体。接种前先将外植体放到已灭菌的滤纸上除去多余
园   艺   学   报 33卷
的水分 , 再在其伤口处切去约 2 mm, 防止产生药害。将花茎和花托切成长约 8 mm的小段 , 叶和鳞
片切成 8 mm ×8 mm的小块接种到培养基上 , 腋芽和子房则直接接种到培养基上。每处理接种 16瓶 ,
每瓶接 5个外植体。
试验以 MS为基本培养基附加 2, 42D, BA及 IAA (表 1) , pH调至 518。培养温度 24℃, 每天光
照 12 h, 光强 2 000 lx。
2 结果与分析
211 不同外源激素对花茎诱导愈伤组织及小鳞茎的影响
将 ‘风流寡妇 ’品种的花茎外植体接种到 5种不同的培养基上 , 均能诱导愈伤组织 (表 1)。在
MS + 2, 42D 011 mg·L - 1与 MS + 2, 42D 015 mg·L - 1上愈伤组织诱导率较高 , 均为 30%左右 , 但前者
直接诱导小鳞茎的频率和平均每块外植体能诱导出的小鳞茎数均低于后者 ; 培养基 MS +BA 210 mg·
L - 1 + IAA 015 mg·L - 1上的愈伤组织诱导频率最低 , 仅为 1614% , 直接诱导小鳞茎的也较低 , 为
515% ; 仅用 BA作为外源激素的培养基虽能诱导产生愈伤组织 , 但不能直接诱导产生小鳞茎。可见 ,
由 MS附加一定浓度的 2, 42D是郁金香花茎组织培养较好的培养基。
212 不同品种花茎诱导愈伤组织及小鳞茎的比较
4个郁金香品种的花茎外植体接种在 MS + 2, 42D 015 mg·L - 1培养基上均产生了愈伤组织 , 并且
都有小鳞茎的直接诱导 (表 1)。4个品种产生愈伤组织的频率非常接近 , 均为 30%左右 , 但这些愈
伤组织均褐化死亡 , 未能进一步分化出苗。4个品种直接诱导鳞茎的频率也很接近 , 均为 30%左右 ,
平均每块外植体大约能产生 20个小鳞茎。
试验中还观察发现 , 不同品种诱导产生愈伤组织和小鳞茎的时间不同 , ‘风流寡妇 ’第 8周就有
少量外植体直接诱导出小鳞茎 , 同时也有少量外植体开始形成愈伤组织。‘检阅 ’最晚 , 第 10周才
开始产生愈伤组织和诱导小鳞茎。
表 1 外源激素对不同品种郁金香花茎诱导愈伤组织及小鳞茎的影响
Table 1 Effects of extraneous horm ones on induc ing ca llus and bulblets from flora l stem of tulip
品种
Cultivars
浓度 Concentration
(mg·L - 1 )
BA 2, 42D IAA 接种外植体数Number ofexp lantsincubated 形成愈伤组织的外植体Exp lants inducing callus数量Number 频率Percent ( % ) 直接诱导鳞茎的外植体Exp lants regeneratingbulblet数量Number 频率Percent ( % ) 诱导鳞茎总数Number ofbulbletsinduced 平均每块外植体产生鳞茎数Mean bulbletsper exp lant
风流寡妇 110 68 19 2719 0 010  0 010
Merry W idow 510 71 15 2111 0 010  0 010
210 015 73 12 1614 4 515 22 515
011 73 23 3115 13 1718 116 819
015 69 21 3014 23 3313 457 1919
凯氏奈丽斯 015 67 21 3113 22 3218 430 1915
Kees Nelis
检阅 015 69 20 2910 22 3119 415 1818
Parade
金色检阅 015 71 23 3214 21 2916 427 2013
Golden Parade
213 不同器官诱导愈伤组织及小鳞茎的比较
将郁金香品种 ‘风流寡妇’的叶、花茎、花托、子房、鳞片以及鳞片中的腋芽接种在 MS + 2, 42D
015 mg·L - 1培养基上。从表 2可以看出 , 鳞片的污染率最高 (2614% ) , 腋芽次之 , 叶、花茎、花
托和子房的污染率均较低 (约 8% )。
花托与花茎诱导愈伤组织的频率最高 , 均为 30%左右 , 花托直接诱导小鳞茎的频率最高 , 达
5617% , 平均每块能产生 1017个小鳞茎 ; 花茎直接诱导小鳞茎的频率为 3313% , 平均每块能产生小
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 5期 杨永刚等 : 郁金香器官离体培养再生小鳞茎的研究  
鳞茎数最高 , 达 1919个 , 试验中最多的能达到 27个 , 因此花托和花茎是比较理想的外植体。腋芽与
鳞片诱导愈伤组织的频率较接近 , 分别为 2212%和 2314% , 它们直接诱导小鳞茎的频率和平均每块
能产生的小鳞茎数均低于花托和花茎。
本试验中叶片与子房均未能诱导产生愈伤组织和小鳞茎 , 其它外植体诱导产生的所有愈伤组织均
褐化死亡。
表 2 郁金香品种 ‘风流寡妇’不同器官诱导产生愈伤组织及小鳞茎的比较
Table 2 Effects of d ifferen t organ s of tulip‘M erry W idow’on ca llus inducem en t and bulblet regenera tion
外植体
Exp lants
接种外植体数
Number
exp lants
incubated
污染的外植体
Number exp lants
contam inated
数量
Number
频率
Percent ( % )
形成愈伤组织的外植体
Exp lants inducing callus
数量
Number
频率
Percent ( % )
直接诱导鳞茎的外植体
Exp lants regenerating
bulblet
数量
Number
频率
Percent ( % )
诱导鳞茎总数
Number of
bulblets
induced
平均每块外植
体产生鳞茎数
Mean bulblets
per exp lant
叶 Leaf 83 8 916 0 010 0 010  0 010
花茎 75 6 810 21 3014 23 3313 457 1919
Floral stem
花托 32 2 613 9 3010 17 5617 182 1017
Recep tacle
子房 Ovary 32 3 914 0 010 0 010  0 010
鳞片 Scale 87 23 2614 15 2314 3 417 11 317
腋芽 88 16 1812 16 2212 5 619 29 518
Axillary bud
花茎下部被鳞片包裹 , 呈白色 , 组织成熟度较高 , 接种不久后均褐化死亡。花茎上部未被包裹 ,
呈绿色 , 较幼嫩 , 接种 1周后变为黄绿色 , 表面光滑且有光泽 , 第 8周开始部分外植体产生黄绿色乳
状突起 , 第 10周这些突起长成小鳞茎 (图版 , A)。
花托接种 1周后 , 部分外植体颜色由淡黄绿色变为嫩绿色 , 表面有光泽 , 第 7周后部分花托开始
产生黄绿色乳状突起 , 第 8周这些突起长成可分辨的小鳞茎 , 第 20周小鳞茎的顶端出现枯萎现象
(图版 , B )。
鳞片接种 1周后开始膨大 , 少部分鳞片的颜色由白色变为淡黄色。约在第 11周开始有少量外植
体从切口处直接诱导出小鳞茎 (图版 , C)。
腋芽接种时为白色 , 1周后开始膨大生长 , 基部逐渐长成圆球形 , 10周后外层呈灰褐色 , 剥去外
层 , 里面的鳞茎呈白色 , 继续培养这些鳞茎 , 大约在第 21周部分腋芽的基部产生淡黄绿色的愈伤组
织 , 2周后在愈伤组织与正常组织交界处诱导出小鳞茎 (图版 , D )。
图版说明 : A. 郁金香花茎培养 10周后诱导出的小鳞茎 ; B. 花托培养 20周后小鳞茎的生长发育状态 ; C. 鳞片培养 11周后诱导出小
鳞茎 ; D. 腋芽培养 23周后诱导出小鳞茎。
Explana tion of pla tes: A. The bulblets induced from floral stem segment after culturing 10 weeks; B. The status of the bulblets regenerated from
recep tacle after culturing 20 weeks; C. The bulblets induced from the scale segment after culturing 11 weeks; D. The bulblets induced from the ax2
illary bud after culturing 23 weeks.
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3 讨论
部分研究者将郁金香花茎、鳞片等外植体离体培养产生的形态上象芽的结构称之为芽〔2, 3〕, 但本试
验中观察发现 , 它由一层封闭的鳞片构成 , 不是正常的叶片 , 且其在试管中的生长过程及生长状态与鳞
片叶腋处的小鳞茎一致 , 虽然形态较长 , 但从结构上看它是一个鳞茎 , 因此本试验将其称为小鳞茎。
试验中郁金香花茎上部外植体诱导出小鳞茎的频率高 , 下部外植体则完全褐化死亡 , 这与 Taeb
等〔4〕的结果相反。他们认为花茎下部组织比较活跃 , 诱导出小鳞茎的频率高 , 这可能与取材时间不
同有关 : 他们所取的花茎长约 12~14 mm , 而本试验中花茎长约 30~40 mm。陆文梁等〔2〕在对花茎的
培养中大约在第 8周分化出愈伤组织 , 第 20周这些愈伤组织再分化形成小鳞茎 , 平均每块外植体最
多形成 15个小鳞茎。R ice等〔5〕在对 ‘风流寡妇 ’花茎的培养中先将外植体放到 20℃下培养 14~18
周 , 然后用 4℃处理 8周 , 最后再移回到 20℃下培养 , 通过这样的处理平均每块外植体能产生 20~25
个小芽。而本试验中的花托和花茎外植体没有经过任何特殊的处理即在第 8周产生了小鳞茎 , 而且平
均每块花茎外植体产生的小鳞茎也能达到 20个。
另外 , 前人在郁金香组织培养中多先诱导形成愈伤组织〔1, 3, 6, 7〕, 然后再分化形成小芽 , 而本试验
中所有的小鳞茎均从外植体上直接诱导产生 , 不但缩短了培养时间 , 还避免了因经过愈伤组织阶段而
可能产生的变异 , 但郁金香小鳞茎再生后增殖快繁尚待进一步研究。
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