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Effect of Three Growth Regulators on Spore Germination,Protonema Development and Bud Differentiation in Entodon challengeri

三种植物生长调节剂对密叶绢藓(Entodon challengeri)孢子萌发、原丝体发育及芽体发生的影响



全 文 :武汉植物学研究 2007,25(1):65-69
Journa/of Wuhan Botanical Research
三种植物生长调节剂对密叶绢藓 (Entodon chalengeri)
孢子萌发、原丝体发育及芽体发生的影响
黄士良 ,一,李敏 ,张秀萍2,赵建成h,王振杰
(1.河北师范大学生命科学学院,石家庄 050016;2.河北师范大学实验中心,石家庄 050016;
3.河北女子职业技术学院,石家庄 050091)
摘 要:研究了3种植物生长调节剂苯基噻二唑基脲(TDZ)、6-苄基腺嘌呤(6-BA)、萘乙酸(NAA)对密叶绢藓
[Entodon chalenged(Paris)Cardot]孢子萌发、原丝体发育及芽体发生的影响,并对整个发育过程进行了显微观察
和照相,结果表明:(1)3种植物生长调节剂对密叶绢藓孢子萌发影响不显著;(2)在原丝体发育阶段,1.0 m L
NAA对原丝体初期的发育促进效果显著,0.4 ms/LTDZ对原丝体发育中期分枝的形成促进效果显著,6-BA处理效
果不显著;(3)3种植物生长调节剂单独处理均促进芽体的发生,但0.4 mg/L TDZ效果最佳。而1.5 mg/L
6-BA+TDZ组合处理效果更加显著;(4)芽体的发生数量与芽体的长势无正相关性。
关键词:密叶绢藓;TDZ;6-BA;NAA;孢子萌发;原丝体发育;芽体发生
中图分类号:Q945.4 文献标识码 :A 文章编号:1000—470X(2007)01.0065—05
Efect of Three Growth Regulators on Spore Germination,Protonema
Development and Bud Diferentiation in Entodon challenged
HUANG Shi.Liang ,LI Min ,ZHANG Xiu.Ping2
, ZHAO Jian.Cheng ’,WANG Zhen.Jie
(1.Colege ofLife Science,ltebei Normal University,Shijiazhuang 050016,China;2.Experimental Center,Hebei Normal
University,Shijiazhuang 050016,China;3.1tebei Women’5 Vocational Colege.Shijiazhuang 050091,China)
Abstract:Based on the tissue culture,the efect of N—phenyl—N’一l,2,3-thiadiazol-5一ylurea(TDZ),6一
benzyla minoprine(6一BA)and 1-Naphthylacetic acid(NAA)on spore germination,protonema develop—
ment an d bud diferentiation in Entodon challengeri Was investigated in this paper. e whole process was
observed an d taken pictures. nle results show that TDZ.6一BA an d NAA have no signifcan t efect on the
spo re germination.During the process of protonema development.1.0 mg/L NAA can promote the pri—
mary development of protonema sign ifcantly.and 0.4 mg/L TDZ promotes bran ches form ation in inter-
mediate stage of the protonema development。The number of bud increases wi山 the concentrations aug-
mentation of the three growth regulators.but it is beter under 0.4 mg/L TDZ.And it is the best efect
when 1.5 mg/L 6-BA and ,IDZ is mixed.The bud quantity isn’t correlated directly with its growing
trend.
Key words:Entodon challengeri;TDZ;6一BA;NAA;Spore germ ination;Protonema development;Bud
diferentiati0n
在苔藓植物的生活史中,原丝体阶段是其从孢
子萌发至配子体发生过程中的关键环节,也是苔藓
植物区别于其他高等植物的重要特征之一。研究不
同环境因子对藓类植物孢子萌发与原丝体发育的影
响,对于探讨苔藓植物的种系发生和系统分类,缩短
其配子体发生的时问,建立苔藓植物的快速人工繁
殖体系具有非常重要的实践价值,并且对于苔藓植
物的次生代谢物和分子系统学研究也具有非常重要
的理论意义 ¨J。
苔藓植物不同于其他高等植物 ,在发育过程中,
少数外界生长物质的干扰对其根本不产生显著影
响-6 J。国外学者对此研究相对较多,但他们主要
是用激素处理苔藓植物愈伤组织,而利用生长调节
剂来处理苔藓植物原丝体发育的研究较少。刘晓红
等的研究表明,CaM的专性抑制剂氯丙嗪和细胞分
裂素对葫芦藓配子体的形成具有明显的抑制作用 ,
收稿日期:2006-05—14,修回日期:20O6—12-06。
基金项 目:国家自然科学基金重大研究计划(90202019);河北省自然科学基金项目(303150,(:2006000147)。
作者简介:黄士良(1977一),男,河北清河县人,硕士,主要从事苔藓植物学研究。
· 通讯作者(E-mail:zhaojiancheng@mail.hebtu.edu.er)。
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武 汉 植 物 学 研 究 第 25卷
且抑制程度与浓度成正比 J。Schnept和 Reinhard
的实验证明,脱落酸(ABA)能够诱导正常生长的葫
芦藓绿丝体变成短囊状细胞(Brachycytes),叶绿体
形态变为狭长形[1。。 而 Christianon的实验却表明,
ABA能够通过阻止细胞分裂素发挥作用,从而抑制
葫芦藓原丝体上配子体的形成 。
新型植物生长调节剂噻二唑苯基脲 (N—phenyl—
N’1,2,3-thiadiazol-5一ylurea,TDZ)是噻重氮苯基类
有机化合物,它具有强烈的细胞分裂素活性,在植物
组织培养中,能促进植物组织的形成和茎的增殖,作
用比腺嘌呤型细胞分裂素还要强 ¨-1引。TDZ、萘乙
酸(NAA)和 6一苄基 腺嘌呤 (6-benzyla minoprine,
6-BA)对种子植物生长发育的影响早有报道,但其
对苔藓植物生长发育影响的研究尚属空白。
密叶 绢 藓 (Entodon chalengeri)属 绢 藓 科
(Entodontaceae)绢藓属(Entodon),它的生活幅相对
较宽,且具有治疗水肿病的药用价值 引,因此,我们
以密叶绢藓为材料,研究 3种植物生长调节剂在其
孢子萌发和原丝体发育过程中的作用,这将对密叶
绢藓的人工规模化培养及其应用奠定理论和实践
基础 。
1 材料与方法
1.1 实验材料
实验材料取自河北师范大学植物标本室密叶绢
藓[Entodon chalenged(Paris)Cardot]标本上的成
熟孢 蒴。凭 证标 本:密 叶绢藓,李 凤岚 020131
(HBNU),2002年 9月 21 13,河北省围场县,海拔
1150 nl,腐木生。
1.2 实验方法
实验组为含有改良的Knop营养液的琼脂培养基,
其中琼脂为SIGMA公司生产。实验步骤H 如下:
(1)培养基的制备:在一定量的Knop营养液中
加入适量的琼脂 ,使其浓度为7 g/L。加入3种植物
生长调节剂,使其浓度分别配成 0.2、0.4、1.0、
1.5 mg/L,经灭菌后即可使用。以上浓度各做 3个
重复,1组空白对照。
(2)孢子悬液的制备:在超净工作台上,取密叶
绢藓的成熟孢蒴,将其浸入75%的酒精中,20 s后
取出用蒸馏水反复冲洗 3次,用镊子和解剖针打开
孢蒴,将孢子散入适量的蒸馏水中。制成适当浓度
的孢子悬液。
(3)用移液器将稀释后的孢子悬液分别接种于
已凝固的培养基质上。
(4)培养皿加盖后放在 RXZ型智能人工气候
箱中培养,温度(23 4-2)℃,相对湿度大于 85%,光
照强度 24 mol·in~·s~,光照时间12 h/d。
(5)自接种培养后,每天定时镜检孢子萌发情
况,对具代表性的个体的萌发过程进行显微照相及
绘图,并详细记录其发育过程。
(6)萌发率的统计,自接种24 h后开始在显微
镜下统计孢子的萌发率。统计时,在每一个培养皿
里随机抽取 3个视野(10倍物镜下),统计每一视野
内的孢子总数和萌发的孢子数目,并计算孢子的单
极、两极和三极萌发率,每一浓度求其平均值即为该
浓度条件下孢子的萌发率;在原丝体培养至 15 d
时,在每一个培养皿里随机抽取 3个视野(10倍物
镜下),统计每一视野内的芽体总数,每一浓度条件
下求其平均值即为该浓度的芽体发生数目。
(7)参数的测量。任意选取一个孢子萌发形成
的原丝体测量。取最长的主轴绿丝体测量其长度、
直径及单个原丝体细胞的长度、直径,各数值均取其
最大值;选取原丝体上最长的分枝,测量分枝长度及
直径;对所取数值进行方差分析,计算出结果。
2 实验结果
2.1 3种植物生长调节剂对密叶绢藓孢子萌发的
影响
结果表明,密叶绢藓的孢子接种后第 5 d,各种
处理条件下的孢子萌发率均达到 95%左右 (见
表 1),上述数据为 3组重复处理密叶绢藓孢子萌发
率的平均值。可见3种生长调节剂对密叶绢藓的孢
子萌发没有显著的影响。
表 1 3种植物生长调节剂对密叶绢藓孢子萌发的影响
Table 1 Efect ofTDZ,6-BA,NAA on spore germination
in Entodon chalenged
2.2 3种植物生长调节剂对密叶绢藓原丝体发育
的影响
2.2.1 对绿丝体发育的影响
培养8 d时的统计结果显示:
NAA 0.2一1.0 ms/L均促进绿丝体伸长(图I:A)。
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第1期 黄士良等:三种植物生长调节剂对密叶绢藓(西撬 吼g )孢子萌发、原丝体发育及芽体发生的影响
为对照组的1.2倍(图3:E)。
3 小结
(1)在密叶绢藓孢子萌发阶段,3种植物生长
调节剂处理的各组孢子的萌发率方差分析并没有显
著差异,说明在实验浓度梯度范围内,它们对密叶绢
藓孢子萌发没有显著影响。由此可以认为,孢子萌
发所需的生长物质主要来源于其自身,外界生长物
质对孢子萌发的影响不显著。在孢子萌发率统计
时,由于实验采用的孢子为2002年采集的,萌发率
会有所降低,需要考虑此因素。
(2)在密叶绢藓原丝体发育阶段,3种植物生
长调节剂单独处理比组合处理效果显著。
在原丝体发育前期,1.0 mg/LNAA处理组的发
育效果最好,其次是0.4 mg/L TDZ处理组,6-BA处
理组的效果不显著,而组合处理组的效果最差。因
此,在原丝体发育前期阶段,生长调节剂 NAA是最
佳选择。这是因为 NAA主要是通过促进细胞的纵
向延长来促进植物的生长,即通过促进原丝体细胞
的伸长来促进其生长,这与实验结果是一致的。
在原丝体发育中期阶段:NAA和6一BA单独处
理及TDZ+NAA+6-BA组合处理均抑制原丝体产
生分枝,而只有 TDZ处理可促进原丝体分枝的产
生,且0.4 mg/L的促进效果最显著,这与 TDZ能促
进植物茎的增殖效应具有一致性。但是,当 TDZ、
NAA和6一BA一起处理时,由于后两者的抑制作用,
降低了TDZ促进原丝体产生分枝的效应。
(3)在芽体发生阶段,3种植物生长调节剂不
管是单独处理还是组合处理均促进芽体的发生。
在单独处理时,0.4 mg/L TDZ效果显著,其次
是 0.2 mg/L 6一BA处理组,NAA处理组效果最差。
在组合处理组中,TDZ和6-BA组合效果最佳;而
TDZ+NAA+6-BA组合处理产生的芽体数比前一组
合减少了11.1个,这说明NAA抑制了6一BA+TDZ
组合的促进作用。
与此同时,3种植物生长调节剂对芽体发生的
时间也有影响。6-BA处理组的芽体发生时间比对
照组提前了4 d,TDZ单独处理组和两个组合处理组
均比对照组提前了6 d。
由此可见,合理的组合与单独处理相比,可缩短
芽体的发生时间并提高芽体发生数量。如6-BA+
TDZ组合比它们各自单独处理时的芽体发生时间均
提前。这也充分体现了植物生长调节剂的高效性。
(4)密叶绢藓原丝体发育时期,在没有加入外
界生长物质时,原丝体细胞一直保持顶端生长,形成
侧枝,并保持丝状生长。同时,丝状原丝体内产生促
使芽体生成的物质,但只有原丝体达到一定的数量,
即产生的生长物质浓度达到促使芽体发生的临界值
时,原丝体才能由营养生长进入生殖生长。但如果
人为地加入促芽体生长物质,使培养基质中生长物
质浓度提前达到芽体发生的临界标准,就会促使原
丝体细胞呈现出新的形态学变化,原丝体就会从丝
状生长转为分生组织生长,即可以提前促使芽体发
生。关于生长物质如何通过外界基质运输到原丝体
内部,并促使其芽体提前发生尚待进一步研究。
参考文献:
[1] 吴鹏程.苔藓植物生物学[M].北京:科学出版社,1998.23—55.
[2] NishidaYuko.Studies on the sporeling types in Mosses[J]..,
Hator/Bot Lab。1978。44:371—454.
[3] 赵建成。李秀芹。张慧中.十种藓类植物孢子荫发与原丝体发
育的初步研究[J].干旱区研究,2002,19(1):32—38.
[4] 黄士良,李敏,赵建成,张元明,李辉,范庆书.N一(2.氯4.吡啶
基)一N’-苯基脲(CPPU)对无疣墙藓原丝体发育与配子体发
生的影响[J].植物生理学通讯,2005,41(4):479—482。
[5] Zhac Jc,Huang SH L,LiM,Mamtimin s,He J,ZhangYM,Li
X.Stud),on the characteristics of spore germination and proton e-
ma developmentin 咖 brachyp~ra[J].Araoa,2004,13:
223—228.
[6] 李艳红,宋秀珍,张便勤.不同培养基及酶对立碗藓原丝体的
作用研究[J].植物研究,2004,24(2):192—196.
[7] 高永超,薛红,沙伟,张晗.大量元素对牛角藓愈伤组织悬浮细
胞的生理效应[J].植物生理学通讯,2003,39(6):595—598.
[8] BraunM,RichderP.Relocalization ofthe cMcium gradient and a
dibydmpyridine receptorisinvolvedin upwardbendingbybulging
ofChara protonemata,but notin downwardbending by bowing of
Chain Thi胁id8[J]I Pham,1999,2O9:414—423.
[9] 刘晓红.细胞分裂素、氯丙嗪对葫芦藓发育过程的影响[J].
西南师范大学学报,1998,23(4):476—480.
[10] Schnepf E,Reinhard c.Brachycytes in Funar/a protonemate:
induction by abscisic acid andfine structure[J].PlantPhysiolo-
gY,1997,151:166—175.
[11] Christianon M L.ABA prevents the second c Dkinin—mediated
event during the induction of shoot buds in the moss Funar/a
hygrometrica【J].Amer J Bot,2OOO,87:1540—1545.
[12] 苑兆和,杨世忠,王家喜.TDZ在组织培养中的生物学效应
[J].果树科学,1995,12(增刊):138—140.
[13] 陈肖英,叶庆生,刘伟.TDZ研究进展[J].亚热带植物科学 ,
2003,32(3):59—63.
[14] 黄士良,李琳,范庆书.河北省药用苔藓资源的初步研究[J].
河北师范大学学报(自然科学版),2003,27(6):623—626.
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