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Studies on germination of dormant bud and seed of Elaeagnus mollis under tisssue culturing

翅果油树休眠芽和种子的试管萌发



全 文 :·药材·
翅果油树休眠芽和种子的试管萌发
尹大泽 ,王小国 ,陈 惠
(山西师范大学 生物系 ,山西 临汾  041004)
摘 要: 目的 为了扩大珍稀濒危植物翅果油树组织培养的取材范围和研究其种子休眠的原因。 方法 以翅果油
树一年生枝条的休眠芽 (分别于 10, 11, 12, 1, 2, 3,月份取材 )和当年生种子为材料 ,采用 MS为基本培养基 ,附加 6-
BA、 NAA、 GA3等外源激素进行试管苗萌发研究。结果  1. 休眠芽的萌发率表现为从秋季到冬季逐渐下降和从冬
季到春季逐渐提高的规律性变化。其中以 3月份取材最佳 ,休眠芽可萌发为小苗。2. 对种子进行试管内和试管外萌
发研究 ,表明翅果油树种子休眠的原因有:中果皮坚硬 ,种皮革质化 ,透水透气性差 ;中果皮和种皮内有抑制物质存
在 ;种仁营养丰富 ,易引起土壤、空气中微生物的繁殖而烂种 ;此外 ,裸露的种仁在试管中的萌发率高达 70% ,可发
育为无菌苗。 结论  3月份取材的休眠芽和种仁无菌萌发的实生苗可为组织培养提供新的材料来源。
关键词: 翅果油树 ;试管萌发 ;休眠芽 ;种子
中图分类号: R282. 21   文献标识码: B   文章编号: 0253 2670( 2001) 12 1113 03
Studies on germination of dormant bud and seed ofElaeagnus mollis under
tisssue culturing
YIN Da-ze, W ANG Xiao-guo , CHEN Hui
   ( Depa rtment o f Bio log y, Shanxi No rmalUniv ersity, Linfen Shanxi 041004, China)
Abstract: Object  To study the facto rs causing the do rmancy of seed and to broaden the scope in the
choice o f explant for the tissue culture of the rare and near ex tinct plant Elaeagnus moll is Diels.Methods 
Dormant buds f rom one-year old branch collected each month f rom Autumn to nex t Spring , and seed o f the
very yea r w ere selected and cul tured on basic media w ith the addition of 6-BA, N AA and GA3 . Results 
The germination ra te of do rmant bud follow s the regular order o f the months w hen it wa s taken. Those
taken in Autumn declined every month unti l nex t Spring, and the nreviv ed monthly wi th those taken in
March show ing the most pro sperous germination. The do rmant bud can germinate into shoots. When seed
w as cul tured, there are several facto rs leading to it s do rmancy: ha rdness of the mesocarp, keratiniza tion of
periderm, ref ractory to w ater permea tion and the presence of certain inhibitory subtances. Seed kernal is
rich in nutri tio n, but susceptible to bacterial infection leading to i t s decay. But the germination rate w as
w ell ov er 70% which can be cultured to giv e bacteria f ree shoo ts. Conclusion  Bo th dormant buds ob-
tained in Ma rch and bacteria f ree shoo ts g ermina ted f rom naked kernal can be used as new sources fo r the
tissue culture of E.moll is .
Key words: Elaeagnus mollis Diels; germination in culturing tube; do rmant bud; seed
  翅果油树 Elaeagnus mollis Diels属胡颓子科 ,
多年生落叶乔木或灌木 ,主要分布于山西吕梁山和
陕西渭河流域的部分县区 ,为国家二级保护植物 [1 ] ,
已被国务院正式批准列入国家重点保护野生植物名
录 [2 ]。翅果油树不但是一种新型的油料树种 ,而且种
仁中的亚油酸、 Vit E具有降血压、血脂、抗衰老等功
用 [3 ]。
关于翅果油树的组织培养 ,陈惠老师等自 1993
年以来 ,以 MS为基本培养基 ,对翅果油树成年植株
的多种植体进行过离体培养 ,筛选出最佳外植体为
茎节、茎段和诱导愈伤组织的最佳培养基 ,愈伤组织
经过多次继代培养 ,能分化出不定芽 ,且不定芽能发
育为无根小苗 [3 ]。总之 ,成年植株的各种外植体均能
诱导出不定芽和愈伤组织 ,但无根苗生根很难。根据
桉树、杉木、针叶树等的结果 ,从实生苗取材培养易
获得再生植株 [4, 5 ]。为了扩大翅果油树组织培养的取
·1113·中草药  Chinese Traditiona l and He rbal Drug s  2001年第 32卷第 12期
收稿日期: 2001-02-16基金项目:山西师大自然基金资助项目作者简介:尹大泽 ,男 , 2001届山西师大生物系本科毕业生。 本文获 2000年山西师大首届青年“创新杯”科技作品大赛二等奖。
* 通讯联系人
材范围 ,我们做了其休眠芽的试管萌发和种子的试
管外、试管内萌发。尤其是种子的试管无菌苗可为翅
果油树完整植株的再生提供有效的材料来源。
1 材料与方法
  试验材料: 于 1999年 10月~ 2000年 3月采自
山西翼城甘泉林场 ,为 1年生枝条 ( 5~ 6 cm )和当年
生种子。基本培养基为 MS每升附加蔗糖 30 g ,琼脂
7 g , pH值 5. 8,附加激素种类和浓度见实验结果。
培养温度 ( 25± 2)℃ ,光照时间 10~ 12 h /d,光照强
度为 1 000~ 1 500 1x。
材料消毒:先将 1年生枝条置于洗衣粉水中刷
洗数遍 ,再用吸水纸吸干表面水分 ,截成 2~ 3段 ,置
于三角瓶中 ,用 70%的酒精浸泡 5 min,升汞浸泡
8~ 10 min,无菌水冲洗数遍 ,接种时将枝条切成带
1个休眠芽的小段 ,长度大约 0. 8 cm(种子的有关处
理见实验结果 )。
2 实验结果
2. 1 不同月份取材对休眠芽的影响: 我们分别于
1999年 10, 11, 12月份和 2000年 1, 2, 3月份 6次
取休眠芽并及时接种在相同培养基上 ,休眠芽的萌
发表现为由秋季到冬季逐渐降低和由冬季到春季逐
渐提高的规律性变化 ,以 3月份取材最好 ,休眠芽能
萌发为小苗 (图 1)。
图 1 不同月份取材对休眠芽萌发的影响
   1999年 10月 26日第一次取材培养的休眠芽 3
d左右即有明显膨大 , 10 d左右嫩叶展开 , 1个月后
无根苗最长达 1. 5 cm,且有 2~ 5片叶子 ; 11月 30
日取材培养的休眠芽 1周后明显膨大 ,但未见叶片
展开 ; 12月份、 1月份接种的休眠芽几乎无变化。 3
月份取材培养的休眠芽 1个月后可长出 2~ 3 cm的
小苗。
2. 2 不同培养基对 3月份取材的休眠芽萌发的影
响:实验中发现 ,用休眠芽作为外植体进行翅果油树
的组织培养 , 3月份取材最佳 ,为了进一步提高休眠
芽的萌发率和成苗率 ,我们采用了 4种培养基。结果
见表 1。
  结果表明: 2号培养基上休眠芽长成小苗 ,叶片
表 1 不同培养基对 3月份取材的休眠芽萌发的影响
编号 培养基
( gm /L)
接种数 萌发率
(% )
成苗率
(% )
1 M S 16 68 37
2 M S+ GA3 1 19 84 52
3 M S+ BA 0. 5+ N AA 0. 1 19 100 37
4 M S+ BA 0. 5+ N AA 0. 5 13 92 53
细小 ,呈深绿色 ,培养基中附加 6-BA、NAA两种激
素对休眠芽的萌发率和成苗率有一定的促进作用 ,
小苗较粗壮 (图 2)。
图 2 休眠芽在 MS+ GA3 1 mg /L
培养基上萌发成小苗
2. 3 不同 GA3浓度对休眠芽萌发的影响: 为了促
进秋冬季休眠芽的萌发 ,我们在培养基中附加了不
同浓度的赤霉素 ,对 10月份取材的休眠芽进行培养
(图 3)。
图 3 不同 GA3浓度对休眠芽的影响
  由图 3可知 ,此时休眠芽用附加了高浓度的赤
霉素的培养基培养 ,可显著提高休眠芽的萌发率。
2. 4 种子的试管外和试管内萌发
2. 4. 1 种子的试管外萌发: 1999年秋季收获的翅
果油树的果实作 3种处理: ( 1)去掉外果皮成为带中
果皮的坚果 ; ( 2)去掉坚硬的中果皮成为带革质种皮
的种子 ; ( 3)去掉革质种皮成为裸露的种仁。 3种处
理材料各取 40粒 ,埋入盛有湿沙的塑料钵中进行沙
基培养 ,室温 ( 25± 2)℃ ,人工光照 ,结果见图 4。
图 4 各类处理种子的试管外萌发比较
·1114· 中草药  Chinese Traditiona l and He rbal Drug s  2001年第 32卷第 12期
  由图 4可知 ,坚果与带种皮种子萌发率为零 ,之
后剥掉种皮、果皮 ,发现胚根有明显突出 ;而种仁沙
基培养 7 d后 ,胚根突出膜质内种皮 5~ 6 cm ,胚根
露出率达 50% ,继续培养 3~ 4 d,种子表面光滑有
臭味 ,可能是由于种仁营养丰富 ,沙基中水份充足 ,
导致微生物大量繁殖的缘故。
2. 4. 2 种子的试管内萌发:人工去除翅果油树的外
果皮、中果皮以及种皮 ,获得带革质种皮的种子和裸
露的种仁两种材料 ,经常规表面消毒灭菌 ,接种在一
系列培养基上 ,如 1 /3M S、 1 /2M S、 MS、 MS+ 2, 4-D
l mg /L等。结果表明: 带革质种皮的种子萌发率为
零 ,且革质种皮向培养基中分泌褐色物质 ,推测为酚
类化合物 ;而种仁的萌发率高达 70% ,在最佳培养
基上 , 20 d后可长至 7 cm ,结果见图 5, 6。
图 5 带革质种皮种子种仁试管内萌发率比较
图 6 种仁培养 20 d后萌发成的小苗
  由图 5可以看出 ,种皮限制了胚的萌发 ,可能是
由于种皮的限制 (不透气、不透水 ) ,以及其内抑制物
质存在两种原因造成的。
2. 4. 3 中果皮、种皮内化学成分对种子萌发的影
响:分别用蒸馏水、翅果油树种皮浸出液、中果皮浸
出液处理 5月慢油菜籽 (北京市农科院科技开发中
心提供 )做萌发率对照试验 ,结果见图 7( 4 d后测定 )。
  由图 7可以看出 ,中果皮和种皮内富含抑制种
子萌发的化学物质 (具体成分有待进一步测定 ) ,其
中 ,中果皮内物质对种子萌发的影响最为显著 ,此结
果与杜大至、李荣儿等在翅果油树种子的休眠和萌
发生理 [6 ]一文中的结果相似。
图 7 中果皮、种皮内化学成分对种子萌
发的影响
3 讨论与结论
  通过本文的工作 ,我们可以得出以下结论:
3. 1 翅果油树休眠芽的萌发率表现为从秋季到冬
季逐渐减低和从冬季到春季逐渐升高的规律性变化
(其中以 3月份取材最佳 ) ,这主要与其内源性抑制
物质的季节性变化有直接关系 [7 ] ,赤霉素可打破休
眠芽的休眠 ,因此 ,以休眠芽作外植体进行离体培
养 ,在培养基中加赤霉素来提高萌发率。
3. 2 通过翅果油树带中果皮的坚果 ,带革质种皮的
种子和种仁的试管内外萌发结果 ,以及杜大至等人
的工作 ,我们总结出引起翅果油树种子休眠的原因
有 4: ①坚硬的中果皮的机械性限制 ;②种皮的限
制 ,透水透气性差 ;③中果皮和种皮内存在抑制物
质 ;④种仁营养丰富 ,富含亚油酸 ,易引起烂种。打破
休眠的方法有:人工去掉中果皮 (用硫酸浸泡 )或低
温层积处理 [6 ] ,以及试管内无菌萌发种仁。
参考文献:
[1 ] 中条山树木志编委会主编 . 中条山树木志 [M ]. 北京:中国林
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[ 2 ] 于永福 . 国家重点保护野生植物名录 (第一批 ) [ J ]. 植物杂
志 , 1999, ( 5): 3-11.
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等编 . 北方植物学研究 (第一集 ) [C ] .天津:南开大学出版社 ,
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[ 5 ] 王怀智 . 植物组织培养与植物造林 [A ]. 罗士韦 ,许智宏 . 经
济植物的组织培养 [ C ]. 北京:科学出版社 , 1998.
[6 ] 杜大至 ,李荣儿 ,原福虎等 ,翅果油树种子的休眠和萌发生理
[ J ]. 植物生理学通讯 , 1989, ( 6): 36-38.
[7 ] 潘瑞炽 ,董愚德 . 植物生理学 [M ] . 北京:高等教育出版社 ,
1995.
保 护 环 境     保 护 植 被
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