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ORGANOGENESIS FROM IN VITRO CULTURE OF YOUNG COCONUT INFLORESCENCE

椰子幼花序离体培养的器官发生



全 文 :武汉植物学研究    , ! ∀# ∃ % &  ∋ ( )
∗ + , −. / # +0 1 , 2/ . 3 + 4/ . 56 / # 7 68 6/ −9 2
椰子幼花序离体培养的器官发生 ‘
之口 鲡 刃举门几 利之 旧下
∀中国科学院华南植物研究所 广 州 !  : ; !:∃
提 要 椰子幼花序在改良的 < = 附加高浓度的 > ? ? 与 ) , ( 一≅ 的培养基中产生愈伤组织 ,
在逐渐降低 > ? ? 和 ) , ( 一 ≅ 浓度的过程中 , 愈伤组织产生结构紧密的结节组织 。 结节组织内
有输导组织 、分生细胞团 、根原基及不同发育阶段的胚状体 , 有些进而发育成正常的根和绿色
芽状物 。 同时 , 某些幼花枝的基部直接长出绿芽 , 经继续培养形成具有正常根 、叶结构的完整
植株 , 但茎尖无顶端分生组织 , 无叶原基 , 有的发育成花枝 , 甚至 在顶部长出几朵发育不正常
的小花 。
关键词 椰子幼花序 , 离体培养 , 器官发生
椰子 ∀Α+ 9+ % #, ‘506 −/ Β Χ ∃属棕搁科椰子属单子叶多年生乔木 , 是经济价值很高 的作
物 。 发展椰子生产 , 采用组织培养技术能快速繁殖具有优良特性的无性系植株 。 椰子组培
已有很长的历史 , 直到   Δ & 年 , 英国伦敦大学 1 Ε6 学院 7 Χ 3−/ . 4 + . 等人以未成熟花器为
外植体培养出世界第  个椰子无性系小植株〔‘〕 , 取得这一技术领域的专利 。 接着   Δ ; 年
法国采用杂种椰果的合子胚芽组织培养成功 ,   Δ 年澳大利亚也获得椰子试管苗 。 但是 ,
他们的技术程序都处于保密阶段 。据报道 , 近几年欧洲与生产国合作开展椰子组织培养攻
关 , 研究项 目已被列 人欧洲科技发展计划 。参加该项目的国家有英国 、法国 、德国 、墨西哥 、
菲律宾 、科特迪瓦 , 研究期限为 & 年 ∀   ! ∋    年 ∃ 。 这说明已取得成功 的国家还在继续
深入研究 。 我国从   Δ  年开始此项研究 。 上海复旦大学遗传所与海南保亭热带作物研究
所用椰 子幼胚诱导出愈伤组织 , 并从愈伤组织中分化出若干胚芽〔, , &〕 。   Δ ! 年我们以成熟
椰胚离体培养成苗 〔‘〕。 本文报道椰子幼花序离体培养器官发生的研究结果 。
 材料和方法
门 材料
供试材料是海南高种椰子幼花序 。从椰树叶腋处切下幼嫩花序 , 经消毒后去掉内外两
层佛焰苞片 , 将小花枝置于培养基上 。 接种的幼花序长度为 : Χ ! ∋ ) Χ ! 9 Φ 。
收稿 口 %   ;一 :; 一 : Χ修 回 日 %   ;一 : 一  。 作者 %女 , !( 岁 , 助理研究员 。
, 广 东省科委资助项 目 。
武 汉 植 物 学 研 究 第  ! 卷
表  培养基的激素配比
Γ / Η #6  Ι + −Φ + . 6 6 + Φ ϑ + 8 545+ . 5. 42 6 Φ 6 Κ 5, Φ
培养基代号> , Φ Η 6 − + 0 Φ 6 Κ 5/
> ? ?
∀Φ Λ Μ Ν ∃
) , ( 一≅
∀Φ Λ Μ Β ∃
& : :
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) % %
Χ ) 培养基
经多次实验筛选出 Δ 种培养基 , 其组
成 为 < = 培 养 基 附 加 蔗 糖 ; Ο 、 琼 脂
: · ; ( Ο 、维生素Α ! : : Φ Λ Μ Β 、活性炭Π· ! Ο 、
泛酸钙 : Χ  Φ Λ Μ Β 、生物素。Χ  Φ Λ Μ Β 、氯 化
钾  ! : + Φ Λ Μ Β 、 水 解 酪 蛋 白 ( : Φ Λ Μ Β 。
ϑ Ι = · Δ一 ; 。 附加 激素为逐渐降低 浓度的
> ? ? 和 ) , ( 一≅ , 详见表  。
接种材料先在 Α 中培养 , 以后逐渐转
入 Α , 、Α % 、Α & 、Α Θ 、Α 。、Α ‘ 、Α 培养基中继续培
养 。 培养温度 ∀) Δ士 )∃ ‘Α , 每日光照 : 2 , 光
强  ! : :一 ) : : : #Ρ 。
9ΑΝ姚&认氏吼公
 Χ & 材料的制片与观察
组织学 观察的材料用 Σ? ? 固定 , 铁矾 一苏木精整体染色 , 石蜡法制片 , 切 片厚度 为
 : 拜Φ 。 Τ / . + Ρ 显微镜观察 、摄影 。
) 结果和讨论
) Χ  器官产生的条件
外植体的生理年龄对培养是否成功是至关重要的 , 这已被许多实验所证实 。椰子只有
: Χ ;一  Χ & 9 Φ 长的幼花序才能诱导出质地好的愈伤组织或者直接从幼花枝上长出芽 。 椰
子外植体极易褐变 , 褐变是影响实验成功的另一个重要因素 。 在培养基中加入 : Χ ! Ο活性
炭和维生素 Α !: : Φ Λ Μ Β , 有效地抑制外植体的褐变 。
在组织培养中 , 激素的种类与水平对外植体的去分化和分化起着决定作用 。在实验中
采用 了生长素和细胞分裂素的不同种类和浓度的多种配比 , 结果表明 , 椰子幼花序在高浓
度的 > ?? ∀& : : Φ Λ Μ Β ∃与 ) , ( 一≅ ∀( Φ Λ Μ Β ∃配比的培养基 ∀Α 培养基 ∃中产生了质地好的愈
伤组织 , 或者使幼花枝的花芽转变为叶芽 。 逐渐降低 > ? ? 和 ) , ( 一≅ 的浓度 ∀Α #一Α 培养
基 ∃ , 营养器官才能发生 。 幼花序在其它激素水平配比的培养基中 , 花枝梗迅速生长 , 不产
生愈伤组织 。 枝梗上的花芽退化成鳞片状 , 极少数花芽发育成不正常的花 , 花呈 白色或者
半透明 , 只有花瓣 , 没有雌雄蕊 。
) Χ ) 器官的发生
幼花枝在 Α 培养基上 , 初期生长缓慢 , 主要是下部逐渐长粗 , 呈蟒蚌形 , 后来逐渐长
大 ∀图版 Ν % ; , Δ∃ 。 幼花序器官的发生主要有两条途径 。 一条途径是在 Α 培养基上培养 )
个月后 , 花枝下部产生成团的愈伤组织 , 把愈伤组织逐渐转移到 Α , ∋ Α Υ 培养基上继续培
养 , 则产生结构紧密的结节组织 ∀图版 Ν % )∃ Θ结节组织长 出许多白色或黄色 的幼根 ∀图版
Ν % ! ∃ , 绿色芽状物 ∀图版 Ν % & , (∃ 和少数胚状体 ∀图版 亚 % ) ∃ , 最后胚状体从结节组织上脱
落下来 。 胚状体长  Χ  9 Φ , 中间宽  。Φ , 呈长圆形 , 两端稍细 , 有芽端和根端之分 。 一端是
典型的幼根 , 根冠外还有黄褐色绒毛包着 Θ 另一端绿色 , 像芽 。 与 7 Χ 3 −/ .4 + . 川报道的不
同 , 本实验产生的椰子胚状体没有吸器 。 继续培养 ,未发育成植株 。 另一条途径是幼花枝
第  期 温颖群 %椰子幼花序离体培养的器官发生
基部在 Α % 培养基上直接长出绿芽 ∀图版 Ν% ; , ∃ ,芽在 Α ( 培养基上长出叶子 。 在 Α 。培养基
上 , 长有 ( 片叶的绿芽从幼花枝上自然脱落 ∀图版 Ν% Δ∃ , 将其转移到 Α 培养基上 , 芽的底
部长出根 , 形成完整植株 ∀图版  %  ; , # % )  ∃ 。 曾将一苗移栽于盆中 , 但未成活 。 从花枝接
种到植株再生 , 共需 Δ ∋ ) 个月 。
) Χ & 组织学观察
结节组织内有输导组织 ,还有许多分生细胞 团 、根原基 ∀图版 # % ∃ 及少数不同发育时
期的胚状体 ∀图版 # %  : ,   ∃ 。 其分化出来的根与正常根的结构相 同 ,从顶端向后是根冠 、
顶端分生组织区 、伸长区 。 绿色芽状物大多数无顶端分生组织 , 芽状物 内的薄壁组织中间
是发达的输导组织 。 个别的芽状物有顶端分生组织和幼叶 。 胚状体根的结构也与正常根
相似∀图版 # %  & ∃ 。绿色芽端的最前面是十几层较大的薄壁细胞 , 其后是分生组织细胞 ∀图
版 Ν %  ! ∃ 。 胚状体中部的表皮内是薄壁组织和输导组织 , 根与芽端由输导组织相连 ∀图版
亚 %  ( ∃ 。椰果成熟胚与胚状体整个结构近似 , 成熟胚中的胚根 、胚芽也各在一端 , 中间也是
由输导组织相连 。 以上结果表明 , 本实验产生的胚状体芽端和根端的发育不同步 , 芽端发
育慢 ,应促进其发育 , 方能形成植株 。
苗 #∀ 图版 卜  ;∃ 的茎尖无顶端分生组织 , 无叶原基 , 结构很简单 , 薄壁组织中间是发
达的输导组织∀图版 # % ) : ∃ 。 这种不正常的结构是植株移栽不能成活的原因之一 。 茎的薄
壁组织中有规律地分布着许多纤维束和维管束 ∀图版 班 %  Δ ∃ 。叶子上下表皮各由一层小的
细胞组成 , 基本组织 由圆形的薄壁细胞组成 , 也有许多纤维束和维管束分布于其中 ∀图版
# %  ∃ 。 根具正常结构 ∀图版 # %  ∃ 。 苗 )∀ 图版 # % ) ∃ 的上部像退化的幼嫩花枝 , 其内细
胞小 , 核大 , 顶端是一些分生细胞 ∀图版 # % ) ) ∃ 。 苗 ) 的下部 , 薄壁组织内具有发达的输导
组织 ∀图版 # % ) (∃ 。 苗的底部有一条还未形成根冠的幼根 ∀图版 班 % ) & ∃ 。 另有一苗的上部
也是花枝 , 顶上甚至长 了几朵发育不正常的小花 , 这说明芽顶端的发育方向没有完全确
定 。 产生这种现象的原因尚不清楚 , 有待继续研究 。
在离体培养条件下 , 以幼花序为外植体的研究已有不少报道 。例如水稻和稗草幼花序
的离体培养〔!〕 , 通过调节培养基中激素的种类与浓度 , 可以使水稻和稗草的幼花序向直接
出芽 , 非胚性愈伤组织的器官发生及胚性愈伤组织产生胚状体等途径发育 。本实验结果表
明离体培养的椰子幼花序也具有这些能力 。 不 同的是本实验的椰子幼花序是在同一条件
下 ∀培养基成分 , 培养条件完全相同 ∃出现这些发育途径的 。 组织培养中 , 从营养器官上直
接诱导不定芽是普遍的 , 但从 已分化成生殖器官的幼花序直接出芽的例子不多 。椰子树有
珠芽现象 , Ι Χ = , Κ/ 8 −5 ϑ ∀  Δ∃ 描述了这种现象 % “有些异常的椰子树 , 其肉穗花序 、花枝 、雌
花甚至雄花都可转变成营养枝 。 ”所以 , 本实验 : Χ ;一  Χ & 。Φ 长的幼花序在适宜浓度的外
源激素诱导下能够直接出芽 。 迄今 , 离体椰子幼花序直接诱导出芽尚未见报道 。
致谢 海南海 口市园林管理处提供实验材料 , 在工作中得到林世全 、黄鸿枢 、陈泽镰等同志的帮助 ,
特此致谢 。
( ) 武 汉 植 物 学 研 究 第 ! 卷
参 考 文 献
3− / . 4 + . 7 , 3 #/ ς 6 ∗Χ ? #+ Τ 6 #Ε 6 #+ . 6 + 0 6 + 6 + . , 4 8 Χ > 尸叨 = 9介 , % 458 4 ,   Δ & , ) ; % ! ! ( ∋ ! !
王安美 ,林乃忠 , 葛扣林等 Χ 椰子幼胚的愈伤组织培养出芽成功 Χ 热带作物科技 ,  Δ ( ∀!∃ % Δ) 一 Δ&
杨金水 , 邹高治 , 王安美等 Χ 椰胚愈伤组织诱导的研究 , 热带作物科技 ,  Δ ( ∀( ∃ % . 一 &
曾碧露 , 温颖群 , 何兴兰等 Χ 椰子组织培养  Χ 离体胚的生长和发育 Χ 细 胞生物学杂志 ,  Δ! , ∀ 增刊∃ % ) ∋ ) Δ
凌定厚 , 陈梅芳 , 陈碗英等 Χ 某些单子叶植物幼嫩花序培养中外植体的直接出芽 Χ 植物学报 ,   Δ , & ∀( ∃ % ) &一 ) 
Π 7 Ω ? > Π Ω Ξ > Ξ =Ν= Σ 7 Π < Ν> Ψ ΝΓ 7 口
Α Ζ Β Γ Ζ 7 Ξ Π Σ [ Π Ζ > Ω Α Π Α Π > Ζ Γ
Ν> ΣΒ Π 7 Ξ =Α Ξ > Α Ξ
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? Η 84 − / 64 Α / ##, 8 ⊥ / 8 5. Κ , 6 6 Κ 5. 426 Φ + Κ 5056 Κ < = Η / 8 / # . #6 Κ 5, Φ ⊥ 54 2 2 5Λ 2 6 + . 6 6 . 4 − / 4 5+ .
+ 0 > ? ? / . Κ _ , ( 一 ≅ 0− + Φ Ε + , . Λ 5. 0#+ − 6 8 6 6 . 6 6 + 0 6 + 6 + . , 4 ∀Α + 6 + 8 , , ]‘9#06 −/ Β Χ ∃ Χ ≅ , − 5. Λ 42 6
6 / ##, 8 8 , Η 6 , #4 , − 6 ⊥ 542 Λ − / Κ , / ##Ε − 6 Κ , 6 6 Κ 6 + . 6 6 . 4 − / 4 5+ . + 0 > ? ? / . Κ _ , ( 一≅ , 54 Κ 6 Τ 6 #+ ϑ 6 Κ
5. 4+ 6 + Φ ϑ / 6 4 . + Κ , #/ − 4 58 8 , 6 Χ Γ 2 6 − 6 ⊥ 6 − 6 6 + . Κ , 6 45. Λ 4 58 8 , 6 , Φ 6 − 58 4 6Φ / 4 56 6 6 ## 6 #, Φ ϑ 8 , − + + 4
ϑ − 5Φ + − Κ 5/ / . Κ 6Φ Η − Ε + 5Κ 8 / 4 Κ 5006 − 6 . 4 Κ 6 Τ 6 #+ ϑ 5. Λ 8 4 / Λ 6 5. 42 6 . + Κ , #/ − 458 8一, 6 Χ Γ 2 6 . + − . ] / #
− + + 4 8 / . Κ Λ − 6 6 . Η , Κ 8 ⊥ 6 − 6 Κ 6 Τ 6 #+ ϑ 6 Κ 8 , Η 8 6 ∴ , 6 . 4#Ε 0− + Φ 8 + 4. 6 + 0 426 . + Κ , #/ − 4 58 8 , 6 Χ ? 4
426 8 / Φ 6 45Φ 6 , 8 + Φ 6 Λ − 6 6 . Η , Κ 8 Λ − 6 ⊥ + , 4 Κ 5− 6 6 4 #Ε 0− + Φ 4 2 6 Η / 8 6 + 0 4 26 Ε + , −#Λ 0#+ ⊥ 6 −
Η − / . 6 26 8 , / . Κ 05. / ##Ε Η 6 6 / Φ 6 4 2 6 ϑ #/ . 4#6 4 8 ⊥ 54 2 . + − Φ / # − + + 4 8 / . Κ #6 / Τ 6 8 , Η , 4 ⊥ 542+ , 4 / ϑ # ⎯
6 / # Φ 6 − 58 4 6 Φ / . Κ #6 / 0 α − 5Φ + − Κ 5/ Χ < + − 6 + Τ 6 − , 8 + Φ 6 + 0 42 6 8 4 6 Φ / α6 Ρ Κ 6 Τ 6 #+ α 6 Κ 5. 4 + 0#+ ⊥ 6 −
Η − / . 6 26 8 / . Κ 6 Τ 6 . 82 + ⊥ 6 Κ 8 6 Τ 6 − / # 8 Φ / ## / Η . + − Φ / # 0#+ ⊥ 6 − 8 Χ
β 6 Ε ⊥ + − Κ 8 [ + , . Λ 5. 0#+ − 6 8 6 6 . 6 6 + 0 6 + 6 + . , 4 , Ν , , Τ 54−+ 6 , #4 , − 6 , Π − Λ / . + Λ 6 . 6 8 58