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Studies on Tip Meristem Culture Rapid Propagation and Induction of in VitroStolon of Manyflower Betony ( Stachys floridana Schuttl . ex Benth. )

银条茎尖培养快繁及离体根状茎的诱导



全 文 :园  艺  学  报  2004 , 31 (1) : 106~108
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2003 - 03 - 24 ; 修回日期 : 2003 - 06 - 06
基金项目 : 中、德政府间科技合作项目 (CH - 01/ 04) ; 国家农业科技成果转化资金项目 (02EFA216100592)3 通讯作者
银条茎尖培养快繁及离体根状茎的诱导
张国裕1  程智慧1 3  李 娟1  周文安2  王新华3
(1 西北农林科技大学园艺学院 , 杨凌 712100 ; 2 陕西省武功烟叶复烤厂 , 武功 712200 ; 3 西安大鹏生物科技股份有限
公司 , 西安 710075)
摘  要 : 以银条‘二细一粗’品种为试材 , 研究了蔗糖浓度、激素组合对茎尖培养和快速繁殖的影响
及温度、光照、蔗糖浓度等因素对根状茎离体诱导的影响。结果表明 : 茎尖培养较理想的培养基为 MS + 蔗
糖 4 % + 62BA 015 mg·L - 1 + NAA 011 mg·L - 1 , 成苗率可达 7410 %。茎尖增殖较适培养基为MS + 62BA 310 mg·
L - 1 + NAA 015 mg·L - 1 , 每个外植体平均可产生 516 个芽。根状茎诱导以 MS + 蔗糖 10 % + 62BA 510 mg·L - 1
+ CCC 500 mg·L - 1培养基 , 20 ℃全黑暗培养效果最好。
关键词 : 银条 ; 茎尖培养 ; 快速繁殖 ; 根状茎诱导
中图分类号 : S 63219   文献标识码 : A   文章编号 : 05132353X (2004) 0120106203
Studies on Tip Meristem Culture Rapid Propagation and Induction of in Vitro
Stolon of Manyflower Betony ( Stachys floridana Schuttl . ex Benth. )
Zhang Guoyu1 , Cheng Zhihui1 , Li Juan1 , Zhou Wenpian2 , and Wang Xinhua3
(1 College of Horticulture , North2West Sci2Tech University of Agricultural and Forestry , Yangling 712100 , China ; 2 Wugong Tobacco
Re2baking Factory , Wugong 712200 , China , 3 Xipian Dapeng Biological Sci2Tech Stock Sharing Company , Ltd. Xipian , 710075 ,
China)
Abstract : The factors which affect tip meristem culture , rapid propagation and the induction of in vitro stolon
of manyflower Betony ( Stachys floridana Schuttl . ex Benth. ) were studied. The results showed that the optimum
medium for tip meristem culture were MS + sucrose 4 % + 62BA 015mg·L - 1 + NAA 011 mg·L - 1 with 7410 %plant2
let ratio. MS supplemented with 62BA 310 mg·L - 1 and NAA 015 mg·L - 1 was successful for propagation , each
explant produced up to 516 seedlings. Total darkness , 20 ℃and MS medium with 62BA 510 mg·L - 1 + CCC 500
mg·L - 1 were better for the induction of in vitro stolon.
Key words : Manyflower Betony ( Stachys floridana Schuttl . ex Benth. ) ; Tip meristem culture ;
Propagation ; Stolon induction
1  目的、材料与方法
银条 ( Stachys floridana Schuttl . ex Benth. ) 为唇形科水苏属一年生蔬菜 , 无性繁殖〔1〕。对银条茎
尖培养及根状茎离体诱导的研究国内外尚未见报道。本试验旨在建立银条茎尖培养与快速繁殖体系 ,
并对影响离体根状茎诱导的因素进行探讨 , 为种苗的脱毒快繁奠定基础〔2 ,3〕。
取室内栽植银条‘二细一粗’品种植株的幼嫩茎尖 (1 cm 左右) , 去掉较大叶片 , 用体积分数
015 %的次氯酸钠溶液消毒 7 min (加几滴吐温 80) , 无菌水冲洗 3~5 次 , 在双筒解剖镜无菌条件下切
取茎尖分生组织 (013~015 mm) , 迅速接种于添加不同生长调节剂的培养基上 , 进行茎尖培养试验。
将茎尖培养形成的无菌苗的较大茎尖 (013~015 cm) 与切割成带两片叶的单节茎段 , 分别转接于茎
尖增殖与根状茎诱导培养基上 , 进行茎尖增殖与根状茎诱导试验。
基本培养基为 MS , 蔗糖 30 g·L - 1 , 琼脂 615 g·L - 1 (pH 518) , 培养温度 26~28 ℃, 光照强度
2000~3000 lx , 光照时间 14 h/ d。根状茎诱导试验除光照处理外均培养在黑暗条件下 , 培养温度
20 ℃。其它条件同茎尖培养。
2  结果与分析
211  62BA、NAA对银条茎尖生长成苗的影响
添加不同浓度 62BA 与 NAA 的 MS 对银条茎尖 40 d 的培养结果 (表 1) 表明 : 银条茎尖组织在空
白MS 培养基上即可成活。62BA 能促进茎尖较早转绿生长 , 显著提高成苗率。NAA 对植株主茎的伸
长有明显作用 , 与 62BA 配合 , 增加了正常苗的比率 , 提高了成苗率。其中 , 62BA 浓度不宜大于 015
mg·L - 1 , NAA 以 011 mg·L - 1为宜 , 浓度提高使茎尖形成丛生芽团 , 叶面积扩大肥厚而抑制主茎伸长 ,
或愈伤化严重 , 难以分离出正常小苗 , 成苗率反而下降。MS + 62BA 015 mg·L - 1 + NAA 011 mg·L - 1最
适于银条茎尖的生长 , 40 d 即可长成 017 cm 大小的小植株 , 成苗率达到 7410 %。
212  蔗糖对银条茎尖培养、根状茎诱导的效果
在 MS + 62BA 015 mg·L - 1 + NAA 011 mg·L - 1基础上 , 以浓度为 3 %、4 %、5 %、6 %的蔗糖进行银
条茎尖培养试验。结果表明 : 蔗糖 4 %对培养效
果最好 , 诱导率最高 , 植株生长健壮 , 叶色嫩绿 ,
茎杆粗壮。提高蔗糖的浓度不但没有提高再生苗
的质量 , 还使之有所下降 , 可能的原因是蔗糖不
仅能提供碳源 , 还具有调节渗透压的作用 , 外部
较低的渗透势不利于银条茎尖的生长。
213  62BA、NAA对银条茎尖增殖的影响
为提高繁殖系数 , 以再生苗的较大茎尖
(013~015 cm) 为外植体 , 研究 62BA 与 NAA 对银
条较大茎尖增殖的影响 (表 2) 。结果表明 , 以 MS
+ 62BA 310 mg·L - 1 + NAA 015 mg·L - 1组合对茎尖增
殖综合效果最好 , 每个外植体可产生 516 个芽 , 植
株平均高 0196 cm , 易于切割转接。62BA 对茎尖的
增殖有明显的促进作用 , NAA 015 mg·L - 1对促进主
茎伸长 , 改善植株质量有较好的作用。
214  蔗糖对银条根状茎诱导的影响
20 ℃全黑暗培养条件下 , 在 MS 培养基上添
加不同浓度的蔗糖 (2 %、3 %、5 %、10 %) , 研
究对银条根状茎离体诱导的影响。试验结果为 :
蔗糖浓度在 2 %、3 %、5 %的情况下形成两个向
上生长细嫩黄化的侧枝 , 而未能生成膨大的根状
茎。10 %的蔗糖则诱导出了正常根状茎。表明在
较高的蔗糖浓度下 , 不添加其他化学试剂或植物
生长调节物质 , 可以引发诱导根状茎形成。
表 1  62BA、NAA对银条茎尖生长成苗的影响
Table 1  The effect of 62BA、NAA on tip meristem regeneration
62BA
(mg·L - 1)
NAA
(mg·L - 1)
接种数
No. of
explants
成苗数
No. of
plantlet
成苗率
Plantlet
rate ( %)
平均苗高
Average
length (cm)
0 0 30 14 4617 d 0151 bc
011 0 30 15 5010 cd 0148 c
015 0 30 20 6617 ab 0162 b
110 0 28 21 6017 bc 0154 bc
210 0 30 11 2617 e 0131 d
015 0105 26 23 6912 ab 0157 bc
015 011 27 25 7410 a 0176 a
015 012 30 12 4313 d 0153 bc
110 011 30 24 6017 bc 0146 c
110 012 30 26 6313 ab 0151 bc
  注 : MS + 蔗糖 30 g·L - 1 + 琼脂 615 g·L - 1。
Note : MS + sugar 30 g·L - 1 + agar 615 g·L - 1.
表 2  62BA与 NAA对银条茎尖增殖影响
Table 2  Eeffect of 62BA、NAA on proliferation of the stem tip
62BA
(mg·L - 1)
NAA
(mg·L - 1)
接种数
No. of explants
增殖倍数
Multiplied rates
平均苗高
Average
length (cm)
110 015 20 211 d 2137 a
210 012 17 316 b 0176 b
210 015 18 312 bc 1102 bc
310 015 16 516 a 0196 cd
410 015 20 218 c 0158 d
7011 期              张国裕等 : 银条茎尖培养快繁及离体根状茎的诱导              
215  62BA与矮壮素对银条根状茎诱导的影响
以添加蔗糖 10 %的空白培养基作对照 , 研究不同浓度的 62BA、矮壮素 (CCC) 对银条根状茎离
体诱导的影响。由结果 (表 3) 可知 , 62BA、CCC 提高了银条单株的根状茎鲜样质量 , 10 %蔗糖 + 62
BA 510 mg·L - 1 + CCC 500 mg·L - 1与对照差异显著。添加 62BA、CCC 后使单株平均产量提高是因为诱
导根状茎数的增加 , 而且使根状茎产生了多个分枝 , 但根状茎的长度与平均鲜样质量因根状茎数的增
加而略有下降。在 62BA 510 mg·L - 1与 CCC 500 mg·L - 1的存在下 , 3 %蔗糖也能成功的诱导出根状茎 ,
虽然根状茎数较多但平均鲜样质量低 , 单株产量很低。
表 3  62BA、CCC对银条根状茎诱导的影响
Table 3  Effect of 62BA and CCC on stolon induction
蔗糖
Sucrose ( %)
62BA
(mg·L - 1)
矮壮素
CCC
(mg·L - 1)
接种数
No. of
explants
每株诱导根状茎数
Induced stolon per plant
根状茎平均长度
Average length of
stolon(cm)
根状茎平均鲜样质量
Average mass of
stolon(g)
每株根状茎鲜样质量
Stolon mass per plant
(g)
10 510 500 20 1175 b 2154 cd 01242 c 01424 a
10 510  0 20 1156 bc 2168 c 01239 c 01373 ab
10 1010  0 20 1160 bc 2143 d 01231 c 01370 ab
10 310  0 20 1147 bc 2191 b 01243 c 01357 bc
10 110  0 20 1115 cd 3103 b 01273 b 01314 bc
10(对照 Control) 0  0 20 1100 d 3124 a 01307 a 01307 c
3 510 500 20 2126 a 1132 e 01067 d 01151 d
216  温度与光照对银条根状茎诱导的影响
21611  温度的影响  在 10 %蔗糖 + 62BA 510 mg·
L - 1 + CCC 500 mg·L - 1的基础上研究温度对银条根
状茎诱导的影响。40 d 的统计结果 (表 4) 表明 ,
以 20 ℃为宜 , 单株平均产量最高可达 01437 g , 与
其他处理差异显著。较低的温度 (15 ℃) 提高了
根状茎的诱导数 , 但降低了根状茎长度及鲜样质
量。10 ℃已超出了银条根状茎发生的温度临界条
件 , 植株长期培养未见有根状茎生成。
表 4  温度对银条根状茎诱导的影响
Table 4  Effect of different temperature on stolon induction
温度处理
Treatment
( ℃)
每株根
状茎数
No. of stolon
根状茎
平均长度
Stolon length
(cm)
平均鲜样
质量
Single stolon
mass(g)
每株根状茎
鲜样质量
Stolon mass
per plant (g)
25 1125 b 3123 a 01304 a 01380 b
20 1163 a 2172 b 01268 b 01437 a
15 1189 a 2131 c 01187 c 01353 b
10 0 c 0 d 0 d 0 c
21612  光照的影响  在以上研究的基础上对光照条件进行比较 , 发现全黑暗培养是银条根状茎诱导
的必需条件。直接将诱导植株置于光照条件下 , 无论是短日照 (8 h/ d) 或长日照 (14 h/ d) , 腋芽均
会萌发出侧枝而不是匍匐茎。在全黑暗条件下诱导出根状茎后再置于短日照环境中培养 , 根状茎会逐
渐向侧枝的方向发育 , 由向下伸长膨大转而向上生长并伸展出叶片。
茎尖培养形成的再生苗在 MS + NAA 015 mg·L - 1 + 活性炭 3 %的培养基上诱导生根 , 当生长到有
3~4 片叶 , 7~8 条根时就可以进行移栽。移栽时 , 将试管苗从培养瓶里轻轻取出 , 用自来水冲去根
上附着的培养基 , 然后栽于盛有消毒蛭石的营养钵中。注意及时喷水 , 保持湿度 , 并用薄膜覆盖。温
度控制在 26~28 ℃, 置于散射光下。5~7 d 后进行逐渐通风炼苗。7 d 浇 1 次 1/ 10 MS 营养液。成活
率可达 95 %以上。
参考文献 :
1  程智慧 , 孟焕文 , 周文安 , 等. 地灵高产栽培. 西北园艺 , 2003 , (1) : 30~32
2  李昌华 , 李小川. 大蒜茎尖脱毒技术及组织培养研究. 华北农学院学报 , 1995 , 10 (3) : 20~25
3  Xu X , van Lammeren A A M , Vermeer E , et al . The role of gibberellin , abscisic acid , and sucrose in the regulation of potato tuber formation in
vitro. Plant Physiol . , 1998 , 117 : 575~584
801                  园   艺   学   报                    31 卷