全 文 ：芒属植物荻愈伤组织的诱导与植株再生*
王青云, 程红焱, 王伟青, 宋松泉**
(中国科学院植物研究所, 北京摇 100093)
摘要: 利用资源植物荻 (Miscanthus sacchariflorus) 的幼穗作为外植体, 通过愈伤组织途径建立了植株
再生体系。 结果表明: 在附加 600 mg·L-1脯氨酸、 500 mg·L-1水解酪蛋白、 2. 0 mg·L-1 2, 4鄄D 和 0. 1
mg·L-1 6鄄BA的 MS培养基上能高效诱导出生长良好的愈伤组织; 将其转移到 MS+1. 5 mg·L-1 6鄄BA 培养
基上诱导产生芽, 再转移到 1 / 2 MS+0. 25 mg·L-1 NAA+0. 25 mg·L-1 IAA培养基上生根后, 可发育为生长
健壮的植株。
关键词: 愈伤组织途径; 芒属植物荻; 再生体系; 幼穗
中图分类号: Q 943. 1摇 摇 摇 摇 摇 摇 文献标识码: A摇 摇 摇 摇 摇 摇 文章编号: 2095-0845(2013)02-171-02
Efficient Induction of Callus and Plant Regeneration from
Miscanthus sacchariflorus Young Ear
WANG Qing鄄Yun, CHENG Hong鄄Yan, WANG Wei鄄Qing, SONG Song鄄Quan**
( Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100093, China)
Abstract: Plants belonging to the genus Miscanthus are considered promising bioenergy crops. Young ears of
Miscanthus sacchariflorus (Maxim. ) Benth. were used as explants, and its regeneration system was successfully es鄄
tablished via callus pathway. The results showed that Murashige and Skoog (MS) medium containing 600 mg·L-1
proline, 500 mg·L-1 hydrolyzed casein, 2. 0 mg·L-1 2, 4鄄D and 0. 1 mg·L-1 6鄄BA was an optimal medium for in鄄
duction and growth of callus from young ears. The shoots were induced on MS medium containing 1. 5 mg·L-1 6鄄BA
via callus. The roots were induced after shoots were transferred to 1 / 2 MS medium containing 0. 25 mg·L-1 NAA
and 0. 25 mg·L-1 IAA, after that, the young plants were cultivated and grew well on the nutrient soil.
Key words: Callus pathway; Miscanthus sacchariflorus; Regeneration system; Young ear
摇 芒属 (Miscanthus) 植物为禾本科 C4草本植
物, 具有高生物量、 C4光合特性、 高胁迫耐性以
及多年生等特性, 是一类可用于造纸、 水土保持
和矿区生态修复的资源植物, 也是一类可用作工
业原料、 发电和生产液体生物燃料 (例如乙醇)
的能源植物。 芒属植物异花传粉, 自交不亲和;
在自然生境下, 主要是通过根状茎进行营养繁
殖, 这种性状不利于其快速繁殖和品种的遗传改
良。 易自力等 (2001) 利用南荻幼穗、 成熟胚、
花药和芽尖等作为外植体, 建立了愈伤组织诱导
与再生系统, 并将马铃薯蛋白酶抑制基因导入愈
伤组织获得了转基因植株。 Wang 等 (2011) 利
用芒的成熟种子作为外植体诱导愈伤组织, 并利
用基因枪介导法进行了遗传转化。 本文以荻的幼
穗作为外植体, 在附加 600 mg·L-1脯氨酸、 500
mg·L-1水解酪蛋白、 2. 0 mg·L-1 2, 4鄄D 和 0. 1
mg·L-1 6鄄BA的 MS 培养基上, 获得了愈伤组织
的诱导率>90% , 随后的成芽率和生根率>90% ,
植 物 分 类 与 资 源 学 报摇 2013, 35 (2): 171 ~ 172
Plant Diversity and Resources摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 DOI: 10. 7677 / ynzwyj201312093
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基金项目: 国家科技支撑计划 (2012BAC01B05)
通讯作者: Auther for correspondence; E鄄mail: sqsong@ ibcas. ac. cn
收稿日期: 2012-06-21, 2012-08-21 接受发表
作者简介: 王青云 (1980-) 女, 实验员, 从事植物组织培养工作。
以及再生苗移栽后的成活率>95% 。
1摇 材料和方法
1. 1摇 材料
荻 (Miscanthus sacchariflorus (Maxim. ) Benth. ) 种植
于北京植物园实验地, 于 2011 年 8-9 月取发育中的幼
穗作为实验材料。
1. 2摇 方法
1. 2. 1摇 愈伤组织的诱导 摇 将发育中的幼穗 (外带剑叶
叶鞘, 长度分别为 1 ~ 9 cm) 用 75%乙醇进行表面消毒
5 min, 无菌剥离幼穗并用 75%乙醇和 0. 1%次氯酸钠分
别消毒 3 min和 15 min, 再用无菌水冲洗 4 ~ 5 次。 将灭
菌后的幼穗切成 1 cm的小段, 接种于愈伤组织诱导培养
基上。 培养基的成分为 MS 或者 NB (N6 大量元素、 B5
微量元素) 培养基, 附加 600 mg·L-1脯氨酸, 500 mg·
L-1水解酪蛋白, 30%蔗糖, 8 g·L-1琼脂, 以及不同种类
和浓度的激素, pH 5. 8 ~ 6. 0。 培养条件为 (26依2)益,
黑暗。 每隔 3 ~ 5 d观察 1 次, 30 d后统计结果。 愈伤组
织诱导率 (% )=愈伤块数 /接种外植体的个数伊100。
1. 2. 2摇 丛生芽的诱导摇 待愈伤组织块长到 0. 5 cm 大小
时, 将其转移到生芽培养基上。 培养基的成分为 MS+
1. 5 mg·L-1 6鄄BA, 附加 600 mg·L-1脯氨酸, 500 mg·L-1
水解酪蛋白, 30%蔗糖, 8 g·L-1琼脂, pH 5. 8 ~ 6. 0。
培养条件为 (26依2)益, 光照时间为 14 h / d, 光照强度
为 27 滋mol m-2 s-1。 每隔 3 ~ 5 d观察 1 次, 30 d后统计结
果。 成芽率 (% )= 产生丛生芽的愈伤组织块数 /接种的
愈伤组织块数伊100。
1. 2. 3摇 根的诱导摇 当丛生芽长到 1 ~ 3 cm时, 将其转移
到生根培养基上。 培养基的成分为 1 / 2 MS+0. 25 mg·L-1
NAA+0. 25 mg·L-1 IAA, 附加 600 mg·L-1脯氨酸, 500
mg·L-1水解酪蛋白, 30%蔗糖, 8 g·L-1琼脂, pH 5. 8
~ 6. 0。 培养条件、 光照时间和光照强度同 1. 2. 2。 每隔
3 ~ 5 d观察 1 次, 15 d后统计结果。 生根率 (% )=生根
苗数 /接种苗数伊100。
1. 2. 4摇 炼苗与移栽摇 打开培养瓶的封口膜, 置于室温、
自然光照的条件下放置 2 ~3 d; 取出瓶苗, 清洗附带的培
养基后移栽到营养土中。 适当浇水, 并用塑料袋保持适
当湿度。 置于 25 益和光照条件下 (光照时间: 14 h / d;
光照强度: 63 滋mol m-2s-1) 生长。 7 d后移去塑料袋, 20
d后检查其成活率; 以植株直立, 萌发出新叶的幼苗作
为成活的标准。 成活率 (% )=成活苗数 /移栽苗伊100。
2摇 结果与讨论
2. 1摇 愈伤组织的诱导
不同的培养基对荻愈伤组织的诱导率和质量
影响不同。 在 2. 0 mg·L-1 2, 4鄄D 和 0. 1 mg·L-1
6鄄BA存在时, MS培养基的愈伤组织诱导率显著
高于 NB培养基。 与易自力等 (2001) 的结果类
似。 植物激素的组分与比例在荻愈伤组织的诱导
中也起重要的作用, Wang 等 (2010) 报道, 较
高的 2, 4鄄D (5 mg·L-1) 和较低的 6鄄BA (0. 01
mg·L-1) 组合能高效地诱导芒的成熟种子产生
愈伤组织; 高水平的 6鄄BA 引起愈伤组织褐化,
2 mg·L-1 6鄄BA是植株再生的适宜浓度。 我们的
结果表明, 荻愈伤组织的诱导的适宜激素组合为
2 mg·L-1 2, 4鄄D+0. 1 mg·L-1 6鄄BA。
2. 2摇 植株再生
选择亮黄色、 生长良好且质地紧密的愈伤组
织, 转接到生芽培养基上, 4 星期后产生不定
芽, 成芽率>90% 。 当不定芽生长至 3 ~ 5 cm时,
转接到生根培养基上, 3 星期后可观察到根长
出; 生根率>90% 。 值得注意是, 添加 0. 5%活
性碳有利于根的生长。 当再生苗的根数达到 3 ~
5 条、 根长为 2 ~ 3 cm、 苗高为 5 ~ 6 cm 时就可
以开始炼苗, 再生苗移栽后的成活率>95% 。
摇 摇 荻愈伤组织在 MS+1. 5 mg·L-1 6鄄BA 培养基
上容易产生芽, 在 1 / 2 MS+0. 25 mg·L-1 NAA+
0. 25 mg·L-1 IAA培养基上容易生根。 这些结果
与易自力等 (2001) 的报道不同, 他们认为适
宜的生芽培养基是 MS+2 mg·L-1 6鄄BA+1 mg·L-1
NAA, 适宜的生根培养基是 MS+0. 5 mg·L-1 NAA
+0. 25 mg·L-1 MET。
摇 摇 利用幼穗作为外植体诱导产生愈伤组织往往
受到生长季节或者栽培温室空间的限制。 利用荻
的成熟种子或者芽端分生组织诱导愈伤组织的高
效产生是值得研究的。
也参摇 考摇 文摇 献页
Wang X, Yamada T, Kong FJ et al., 2011. Establishment of an effi鄄
cient in vitro culture and particle bombardment鄄mediated trans鄄
formation systems in Miscanthus sinensis Anderss., a potential
bioenergy crop [J] . GCB Bioenergy, 3 (4): 322—332
Yi ZL (易自力), Zhou PH (周朴华), Chu CC (储成才) et al.,
2001. Establishment of genetic transformation system for Miscant鄄
hus sacchariflorus and obtaining of its transgenic plants [ J] .
High Technology Letters (高技术通讯), (4): 20—24
271摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 植 物 分 类 与 资 源 学 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 第 35 卷