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Studies on callus induction and gametophyte regeneration of Bartramia pomiformis

梨蒴珠藓愈伤组织诱导和配子体再生研究



全 文 :广 西 植 物 Guihaia 31,(3):403— 406 2011年 5月
DOI:10.3969/j.issn.1000~3142.2011.05.023
梨蒴珠藓愈伤组织诱导和配子体再生研究
付素静 ,方炎明2*,张启香0
(1.贵州省铜仁学院 生化系,贵州 铜仁 554300;2.南京林业大学 森林资源与环境学院,
南京 210037;3.浙江林学院 林业与生物技术学院,浙江 临安 311300)
摘 要:以梨蒴珠藓无菌藓株为外植体诱导愈伤组织和配子体再生,接种于含不同激素组合的 MS和 Knop
固体培养基上,分别进行愈伤组织和不定芽的分化 ,并探讨愈伤组织诱导和配子体再生 的适宜培养条件 。结
果显示,愈伤组织诱导的最佳培养基是 MS+0.5 mg/L BA+o.1 mg/L 2,4一D,愈伤组织诱导率为 33.3 ;不
定芽诱导的最佳培养基是 MS+1.0 mg/L BA,增殖系数为 10.0;不含激素的基本培养基有利于配子体的再
生。该研究旨在筛选出梨蒴珠藓愈伤组织的诱导体系,并为其在系统分类上提供参考依据。
关键词:梨朔珠藓;组织培养;愈伤组织;配子体再生
中图分类号 :Q943.1 文献标识码:A 文章编号:1000—3142(2011)03—0403—04
Studies on callus induction and gametophyte
regeneration of Bartramia pomiformis
FU Su-Jing1一,FANG Yan-Ming ,ZHANG Qi-Xiang0
(1.Department of Biology and Chemistry,Tongren University,Tongren 554300,China;2.Colege of Forest
Resources and E rrJnm ,Nanjing Forestry University,Nanjing 210037,China;3.School of
Forestry and Biotechnology,Zhejiang Forestry Colege,Lin’an 311300,China)
Abstract:This research was conducted to select a suitable culture system for the callus induction and gametophyte re—
generation of Bartramia pomiformis.And axenie mosses were inoculated on MS and Knop solid media with different
hormone combilations for callus and buds induction and differentiation.The result showed that MS medium contai—
ning 0.5 mg/L BA,0.1 mg/L 2,4~D was optimal for callus induction,with the induction rate of 33.3 .Optimal
medium for inducing gametophyte is MS+ 1.0 mg/L BA,and the achieved multiplication coefficient was 10.0.And
Knop with no hormone was as well as MS in generation of gametophyte.This investigation could provide some im—
portant references for callus induction and systemafics of B.pomiformis.
Key words:Bartramia pomiformis;in vitro culture;callus;gametophyte regeneration
梨蒴珠藓(Bartramia pomiformis)属于珠藓科
(Bartramiaceae)珠藓属(Bartramia)。植物体密集
丛生于落叶松林、白桦一落叶松混交林下阴湿土壤、
非石灰质的潮湿岩面和腐木上,多见于高山和森林
的潮湿郁闭处。分布在我国黑龙江、吉林、辽宁、新
疆等地区,蒙古、日本、朝鲜、俄罗斯(远东、西伯利
亚)、欧洲、非洲、北美洲、南美洲、新西兰也有分布。
梨蒴珠藓具有很高的药用价值,全草药用,含有三黄
酮类化合物,对淋巴细胞 白血病(代朝霞等,2000)、
神经胶质细胞瘤(吴玉环等,2004)等有抑制作用。
藓类植物愈伤组织的成功也较其他高等植物
少,从 1960年 Ward首次诱导了金发藓(Polytri—
chum CO?TlmblT~e)和仙鹤藓(Atrichum undulatum)原
丝体愈伤组织开始,迄今有 5O多种苔藓获得了愈伤
收稿日期:2010—10—16 修回日期:2011—03—28
作者简介:付素静(1980一),女(土家族),贵州思南人,硕士,讲师,主要从事植物发育生物学研究。
通讯作者 :方炎明,博士,教授 ,博士生导师,研究方向为植物学,(E—mail)jwu4@nifu.CO1TI.cn。
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组织。不管是苔类还是藓类,每种材料的愈伤组织
诱导所需要的培养基和添加的激素都不同,因此,每
种材料愈伤组织诱导都需要经过大量的摸索实验。
国内对藓类植物的组织培养研究较晚、较少,这与我
国丰富的苔藓资源(吴鹏程,1998)极不相称,目前国
内藓类植物愈伤组织的成功诱导仅小立碗藓(潘一
廷等,2005;陈静文等,2006)、牛角藓 (高永超等,
2003)、仙鹤藓(刚永运等,2003)有报道。本实验通
过对梨朔珠藓进行组织培养,摸索藓类植物组织培
养方法,为苔藓植物科学科研提供依据。就梨蒴珠
藓而言,尚未有其组织培养和生物发育学的相关报
道,作为珠藓科的一个重要种,本文的相关研究结果
将为本种植物在系统分类上提供参考依据。
1 材料和方法
1.1实验材料
梨蒴珠藓于 2004年 7月采自吉林长白山,采集
带有孢蒴的完整藓株,装入信封中带回后孢蒴低温
保存直至实验。实验所用试剂 BA、NAA、2,4-D均
购 自上海生工。
1.2方法
选择健壮、饱满的梨蒴珠藓的孢子体置于流水
下冲洗 2 h,然后转移到蒸馏水中浸泡待实验。等
待实验就绪后把准备好的梨蒴珠藓孢子体先在滤纸
上吸干水分 ,然后放入 7O 酒精 中浸泡 3O~60 S,
用无菌水冲洗 2~3次,用 0.1 的升汞对其进行表
面消毒,消毒时间 2 rain,然后用无菌水反复冲洗,
置于无菌滤纸上吸干备用。将梨蒴珠藓孢蒴消毒
后,用灭过菌的解剖针将孢子囊挑破,让孢蒴内的无
菌孢子释放出来,用适量的无菌水稀释,制成孢子悬
浮液。用 1O L的移液枪将孢子悬浮液均匀滴到约
10 mL Knop固体平板培养基上培养原丝体,用封
口膜封口后水平晃动培养皿,使培养皿内的孢子悬
浮液滴分散在培养基表面。培养 40 d后得到无菌
藓株。把培养得到的无菌藓株接种到添加了不同浓
度的 BA、NAA、2,4一D的愈伤组织诱导培养基中,
每处理重复 3次,具体实验设计见表 1。把诱导所
得愈伤组织或藓株分别 接种到配子体再生培养基
中,每处理重复 1O次,具体实验设计见表 2。使用
Olympus光学显微镜观察并拍照。
1.3培养条件
蔗糖浓度 4 ;琼脂浓度 0.65%;pH5.8;温度
25℃;光源为 日光灯 ,12 hpd,光照强度 1 500~2 000
lx(Duckett等,2004;高永超等,2002;Ono等,1987;
Marko等 ,2003)。
表 1 不同激素对梨蒴珠藓愈伤组织和芽诱导的影响
Table 1 Effects of different phytohormones on calus of B.pomiformis
注: 一无;+生长量小,生长势不明显;++生长量较大,生长势明显。下同。Note:一 Nonexistence;+ A few and growth potential is
not obvious;++ Many and growth potential is obvious;十++ Most and growth potential is obvious.The same below.
2
. 结果和分析
2.1不同激素对梨蒴珠藓愈伤组织和芽诱导的影响
将培养得到的无菌藓株接种到添加了不同浓度
BA、NAA、2,4一D的愈伤组织诱导培养基中,2O d
后,观察和统计实验结果(表 1)。在添加了0.5 mg/
L BA的 2号培养基中,外植体周围有突起出现,经
过镜检发现是高密度的芽体,有的已经有叶片分化
出来(图版 I:1,4)。当BA浓度升至 2 mg/L时,
接入的外植体周围没有突起出现,而与培养基接触
处出现结块现象,颜色逐渐变黑,但并未死亡;在复

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并非愈伤组织而是密度很大的芽体;在 15号培养基
中,接入的组织块周围和中间都长出很多小芽。
用愈伤组织块作为外植体诱导配子体的再生,
用不含激素的 Knop培养基最好,以无菌藓株作为
外植体来源的,用不含激素的 MS培养基可以诱导
出较壮的梨蒴珠藓芽体。
3 讨论
3.1不同激素对梨蒴珠藓愈伤组织和芽诱导的影响
目前,维管植物胚性愈伤组织诱导及其再生的
研究已取得了较大成功,但苔藓植物相关方面的研
究则刚刚开始(高永超等,2002)。
以梨蒴珠藓无菌藓株为外植体进行愈伤组织诱
导的过程中,在复合了不同浓度 2,4一D的培养基上,
外植体的边缘都有颗粒状愈伤组织形成,以 BA0.5
mg/L+2,4-D 0.1 rng/L组合效果最好,而在未添
加 2,4一D,仅添加有 BA的培养基上,藓株外植体没
有愈伤组织形成。这表明在愈伤组织诱导过程中,
梨蒴珠藓与其它高等植物的激素使用相类似,2,4一D
在此过程中起非常重要的作用。梨蒴珠藓愈伤组织
成功诱导的激素组合与多数被子植物相似,都添加
了BA和 2,4一D,仅在浓度上有所差别。高永超等
(2003)认为 2,4-D和 GA3对牛角藓愈伤组织的诱
导作用十分明显,而 BA对其起抑制作用;相反,陈
静文等(2006)则认为低浓度(0.05 mg/L)的细胞分
裂素类物质 BA或者 KT能诱导小立碗藓愈伤组织
的发生,生长素类物质 2,4-D和 IAA能使愈伤组织
停止脱分化产生新的植株;仙鹤藓及仙鹤藓小型变
种(吴玉环等,2004)、小立碗藓(潘一廷等,2005)愈
伤组织的成功诱导采用的培养基为:BCD+4 葡萄
糖+lmg/L 6-BA,而2,4一D会抑制芽的发生。以上
结果表明,藓类愈伤组织诱导的激素组合各不相同,
进一步说明了藓类植物的种问差异比较大(高永超
等 ,2002)。
3.2不同培养基对梨蒴珠藓配子体再生的影响
从再分化来看,梨蒴珠藓愈伤组织的再分化相
当容易,甚至不用激素诱导,把愈伤组织接种到不含
激素的基本培养基上就可以直接分化出藓株,这与
李文安(1990)和陈静文等(2006)的结果基本一致,
虽然分化比较容易但需要 2O d左右,这比藓类植物
在自然界的正常生长速度要慢。如果诱导再分化的
激素配比合适,再分化的时间一定会缩短,这需要进
一 步的探索。
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