全 文 ：江苏农业学报1 9 90 , 6 ( 2 ) : 2 2一2 6
J i a
n g 3 “ J o “ r ” a l o f A g r i e “ I t “ r a 正 S e i e ” e e s
棉属茎尖腋芽的离体培养
吴敬音 余建明
( 江苏省农业科学院农业生物遗传生理研究所 )
棉属 40 个不同种 、 远缘杂种的宿根 棉株的 茎
尖 、 腋芽离体培养结果如下 : 在 0 . 1 m g / 1 z T ,
0
.
0 2 m g / 1 I B A
,
1
.
9 9 / 1 K N O
3 , 3帕 蔗糖 的
M S 培养基上 , 诱导茎尖和腋芽为幼芽 。 幼芽诱导
率达 87 . 5肠 ; 幼芽增殖与基因型关系 密 切 ; 生 根
诱导依赖于幼枝的生长特征 K T 和 I A A的配比及
其含量 . 壮苗生长是提高试管苗移栽成活率和提高
试管苗应用效果的主因。
关键词 棉属 ; 栽培棉 ; 野生棉 ; 茎尖培养 ;
腋芽培养
茎尖 , 腋芽离体培养已广泛用于植物的
无性繁殖 。 近年来棉花茎尖培养研究已取得
不少进展 。 自 C h a p p e l 和M a u n o y ( 1 9 7 6 )
从陆地棉 ( G 。 从 sr ut “ 二 L 。 ) 茎尖培 养形
成叶原基 以来 , 1 9 5 6 年 R e n f r o e 和 S m i t h
也从陆地棉无菌幼苗的茎尖培养得到幼叶和
不定根 。 1 9 8 5 年 G o u l d 、 S m i t h 和贾景 日
相继从 陆 地 棉 、 海 岛棉 ( G . b a r b a d e ” s 。
L
.
)
、 中棉 ( G . a r b。 : 。 u o L . )茎尖培养 再
生完整植株 。 业且 G o lu d 和 S m i ht 已获得
正常开花植株 , 茎尖培养有希望作为一种遗
传转化的体系 。
为 了棉属的种质保存 、 繁殖和利用 , 兹
对棉属诸种广泛进行了茎尖培养。
E
,
F 染色体组和 F , 代远缘杂种 等 40 个 材
料。 取宿根棉株上不带幼叶或 1片幼叶 , 长
0
.
5一 0 . 8 c m 的茎尖 , 含腋芽或潜伏腋芽的
茎段 ( 简称茎段 ) 离体培养。
培养程序 幼芽诱导 ;幼芽增殖和生长 ;
完整小植株及其壮苗培养。
基本培养基 M S , M S + 1 . 9 9 / 1 K N O 3 ,
M S无机盐和 B 。有机 , W h i t e ( 1 9 3 4 ) 培养
基 。 外源植物激素有 Z T , K T , I B A , IA A
和酪肮水解物 。
培养条件 培养温度 28 一 30 ℃ , 光照时
间每天 1 6小时 , 光照强度 1 0 0 0 l x 。
结 果
材料和方法
本院经济作物所提供 A D , A , B , C , D ,
1 9 8 9年 9月 2 7日收到 。
1
. 本研究属 “ 七五 ” 国家重点科技攻关项目的 02 一
0 7一 0 3课题 。
2
. 参加该研究部分工作的还有陈卫平 、 黄苇 、 徐英
俊 、 殷淑贞同志。
( 一 ) 幼芽形成 茎尖和茎 段 在 添 加
0
.
1 m g / 1 Z T
, o
.
o Z m g / I I B A 或 单 加
0
.
0 2 m g / 1 I BA 的M S + 1 . 9 9 / 1 K N O 3 培
养基中培养 10 一 15 天 , 出现绿色幼芽 (图版
A )
。 在供试 40 个材料中 , 35 个材料形成幼
芽 。 幼芽诱导率为 8 7 . 5% ( 表 l ) 。 在无外
源植物激素的M S和M S + 1 . 9 9 l/ K N 0 3 培
养基中 , 陆地棉新品系 3 1 1 8 的 20 个茎尖和
腋芽的幼芽诱导率为 0 。
( 二 ) 幼芽增殖与生长 幼芽 在 0 . 1一
0
。
Z m g / I K T
,
Z m g / I I A A 或 0 。 0 4 m g
/ I I B A
,
o
.
o Z m g / I N A A
, 3% 蔗 糖 的
M S 培养基中培养 20 一 25 天 , 14 个材料的幼
芽生长为数个茎节的叶枝 ( 简称幼枝 ) ( 图
版 B ) 。 在幼枝的叶腋中含腋芽或潜伏腋芽
( 表 2) 。 当幼枝切成含 1一 2个茎节的切段
继续增殖培养时 , 又发育为多个腋芽的幼枝
( 图版 C ) 。 个别棉种如尖斑棉 ( G . 从 sr u -
棉属茎尖腋芽的离体培养
T a l b e二. R a t eo f
表1
i nd u e ed
棉属茎尖 、 腋芽培养的幼芽诱导率
bu d l e ts f r o m eu l tu r eo f s ho o ta p ex es a nd a x i l l a r y bu d s o f
Go s s y Pf 认m s P P.
不同染色体
G eo nm o ef
组的棉种
G
.
s P P
.
AB C DE F
远缘杂种 试材总数 幼芽诱导率
Di s ta n t hy br i d s T o ta l R a t eo f i nd u e ed
;而~ ” u d , e ` s ( % )
供试材料数
N o
.
o f e u l t u r e d
e x P ] a n t s
诱导幼茅的材料数
N o
.
o f e x P l a n t s w i t h
i n d u c e d b u d l e t s
玄u m r a c e p u n c t a t u m ) 既增殖腋芽 也 增
殖不定芽 。
( 三 ) 幼枝生根和完整小植株生长 由
表 2可见在供诱导幼枝生根的 14 个材料中 ,
1 个材料的幼枝产生不定根 , 占供试材料的
7 8
.
5%
。 不同材料的幼枝生根率表现一定的
差异 。 如斯托提棉 ( G . s ￡u r 孟i a n u m v a r ,
S t u r t诬a ” u m )幼枝生根率为 7 1 . 4% , 陆地棉
新品系 3 1 1 8为 50 % , 远缘杂种一代 (江苏棉
1号无酚 X 斯托提棉 ) 为 4 5。 8% 。
R
一工生根培养基 (M S的无机盐 , B S的维
生 素 , 0 。 z m g / I K T , 2 。 o m g / I I A A ,
50 0 m g / 1 L H
, 3%蔗糖 ) 适于 7 个材料的
幼枝生根 , 占生根材料的 63 . 7% 。 但是对节
间尚未伸长的幼芽诱导生根未见效果 。 培养
墓 中 I A A 与 K T 的比为 10 : 1 时 , 其绝对量
的上升或下降对不 同棉种的反应不同 (表 3) 。
(陆地棉 X A l l l ) F : 的幼枝在 6 m g / 1 I A A ,
O
。
6 m g / I K T 的水平下较 Z m g / I I A A ,
o
.
Z m g / I K T 的幼枝生根率提高 1倍 。 ( 海
岛棉 X 澳州棉 ) F : 的幼枝生根对 I A A 和K T
绝对量的反应则与 ( 陆地棉 X A n l) F : 完全
相反 。
( 四 ) 壮苗和试管苗移栽成活率的提高
将根 、 茎 、 叶生长正常的完整小植株置于含
0
.
5%活性碳的 W h i t 。 ( 1 9 3 4 ) 壮苗培养基
中培养 20 一45 天 , 根 、 茎 、 叶均旺盛生长 ,
特别根系生长快 , 在培养基 中一直保持白色
( 图版 D ) 。 不同材料再生小植株在壮苗 培
养基 中的壮苗率为 10 % 。 未经壮苗培养 的
再生小植株的移栽成活率为 O一 20 % , 壮苗
的移栽成活率为 9 1 . 7一 10 % 。 移栽植株 生
长正常业能开花结籽 ( 图版 E 、 F ) 。
讨 论
( 一 ) 棉花茎尖 、 腋芽的培养效果与基
因型及生理状态的关系 表 1 和表 2 的数据
表明 , 幼芽诱导受材料的基 因型影响较小 ,
主要受供体棉株生理状态的影响 。 从营养生
长期的棉株或生殖生长期果枝带以下的营养
枝上得到的茎尖 、 腋芽均易诱导产生幼芽 。
而从果枝或果枝带以上主茎上选取的茎尖或
茎段培养 , 几乎未能诱导出幼芽 。
幼芽增殖和幼枝生长受材料的基因型影
响大 。 来自D 染色体组的茎尖 、 腋芽的增殖
培养较困难 , 培养成功的仅野生拟似棉 , 然
而继代培养未能成功 。 A D , C和 E染色体组
的材料则较易培养业得到再生植株 。
( 二 ) 诱导生根的关键 分析表 2 、 3 的
24 江 苏 农 业 学 报 6 卷
表 2茎尖 、 腋芽培养的再生植株
T ab l e2
.
Pl antr eg enr e at i o nfr om
s h o ot aP ex and ax i l lr ab y ud eu lt ur eof eot t o n
染色体组
G eo nm
e
材料名称
G n e et i em atr ei als
培养效果
C u lt ur e ef f e et
2一+十1 3
十十+
卜
t.
l
.
+
十十+十
十
+十+十十
( A D )1
( A D )1
( A D ) 2
( A D )1
C
l
C
:
C
2
D
.
E
:
E
,
+
十+ +十
十+
G
. 耘云r s 肠 t “ 机 L . e v . 3 1几8
G
.
h 云r s “ 忿“ m L . e v . G l a n d l e s s
G
.
d a r w i ” e s i云
G
.
h i r s 材 t “ 饥 r a e e P u n e t a t u m
G
.
s t “ r 之云a ” “ 扭 v a r . s忿“ r t云a 砚 “ 饥
G
.
5 玄“ r t玄a 扑 “ 饥 v a r . ” a ” d e r w a r 。摊 s e
G
.
r o b云” 5 0 ” i云
G
.
g o s s y P云o d e s
G
.
5 0 衍 a l e ” s 已
G
。
5 t o e几s 玄云
( G
。
h 云r s “ t “ 仍 L . e v . G l a n d l e s s x G . s t u r t云a 月 u 拼
v a r
.
s ￡“ r t云a ” , 饥 ) F l
( G
.
h i r s “ 忿“ 仍 L . e v . 8 6一 1 x G . a ” o 拼 a 王“ 饥 ) F :
( G
.
h云r s “ 止“ 饥 L . c v . S h i y a n g 2 X A l l l ) F ,
( G
. 人云r s “ 亡“ 抓 L . e v . S h i y a n g Z 只 G . t “ r ” 。 r 云云) F ,
注 : 1 幼芽增殖 ; 2 生根 ; 3 移栽成活 十 有效果 ; 一 无效果
N
o 亡e : 1 . B u d l e t m u l t i P l i e a t i o n ; 2 . R o o t i n g ; 3 . S u r v i v i n g a f t e r t r a n s P l a n t a t i o n ; + E f f e e t i v e :
一 N o n e f f e e t i v e
表 3 培养基中I A A和 K T 含量对生根诱导的影响
T a b l e 3 E f f e e 七 o f IA A a n d K T e o n t e n t s i n m e d i u m o n r o o t i n g i n d u e t i o n
M a t e r i a l s
I A A
( m g / 1 )
K T
( m g / 1 )
N o
.
o f
e u l t u r e d s h o o t s
N o
,
o f
r o o t i n g s h o o t s
R o o t i n g
r a t e ( % )
n一nUCU月钟今曰八`一气」4,自弓山ìj10
/
O八乙
矛
O口曰
( G
. 五主r s “ ￡“ 饥 x
A l l l ) F
:
( G
.
b a r 石a d e ” s e x
G
.
a “ s ￡r a 正e ) F ,
0
.
6
0
.
2
0
.
6
0
.
2
注 : M S培养墓 , 3%葡萄糖 , p H 6 . 4 , 0 . 7 9 / 1琼脂
N o t e : M S m e d i u m
,
3写 g l u e o s e , p H 6 . 4 , 0 . 7 9 / 1 a g a r .
试验结果 , 在诱导生根的所有材料中 , 7 8 . 5%
的材料具有产生不定根的能力 。 这说明基因
型的影响较小 。 据实验观察 , 幼芽的节间未
伸长对诱导生根有抑制作用 , 在不同激素水
平下均未发生不定根 。 所以选取合适的幼枝
进行生根诱导是成功的关键因素。 表 3 的两
种水平 I A A和 K T 对两种不同材料的生根影
响结果说明 IA A 和 K T 的合适配比促进了幼
枝不定根的发生 。从本文所得结果来看 ,棉花
幼枝产生不定根较为容易 。这与前人 ( C h a -
p p e l l
,
1 9 7 6 ; G o u l d
, 1 9 5 5 ) 所报道的棉
花茎尖培养诱导生根困难有区别 : 与贾景 日
( 1 9 8 8 ) 使用的 I A A 和 K T 的 配比较为一
致 , 二者比例均为 10 : 1 。 这些异 同可能与
培养体的生长状态有关 , 与基因 型 关 系 较
小 。
( 三 ) 壮苗培养基 的作用在于有利于再
生小植株的迅速生长 , 特别促进建成发达的
J i
a ”9 5 “ J
.
o
fg A
r
.
S e` .19 9 0, 6 ( 2 ) : 22一26
根系 。 所有材料均有共同的培养效果 。 这表
明壮苗培养基的作用是提供了有根试管苗继
续生长的更合适营养; 高浓度的活性炭吸附
了棉根分泌的一些抑制生长的物质 。 壮苗培
养基 的培养效果系 S H培养基所难以达到的 ,
所以本文的移栽效果均较前人的结果为优 ,
从而提高了试管苗的应用效果 。
参 考 文 献
贾景 日、 徐荣旗 、 刘金星 . 198 . 三个棉种茎尖培养再生植
25
株培养基的研究 . 华北农学报 3 ( 4 ) : 4 5一 49 .
C h a p p e l l E J
.
e t 往 1 . 1 9 7 6 . C u l t u r e o f t h e a p i -
e a l m
e r l s t e m o f G
. 卜i r s “ ￡“ m L . 云牡 ” i亡r o .
P h y t o
.
2 4 : 9 3一 10 0 .
G o u l d J a n d S m i t h R
.
19 8 8
.
S h o o t t t P e u l t u
r c
a s a p o t e n t ; a l t r a n s f o r m a t i o n s y s t e m
.
P r -
o e e e d i n g s o f B e l t w i d e C o t t o n P r o d u e t i o n
R
e s e a r e h C o n f e r e n e e s
.
9 1
.
R e n f r o e M H
.
a n d Sm i t h R
.
1 9 8 6
.
C o t t o n s h o o t
t i P e u l t u r e
.
P r o e e e d i n g s o f B e l t w i d e C o t -
t o n P r o d u e t i o n R e s e a r c h C o n f e r e n e e s
.
7 8一
79
.
Sh o o t Ap e x a n d A x i l l a r y B u d C u l t u r e o f G o s s夕P i u 川 s PP .
W
u J i n g y i n
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S h e J i a n m i n g
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” s t玄t o t 。 o f A g r o b 玄0 20 9玄。 a 王 G 。 ” e t云c s a , d P h夕 s 云。王o g y , J 云a , g s u A c a d e 别 夕
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了 i c “ l t u , a 正 S e 玄e ” e e : , N a ” 11” 9 2 1 0 0 1 4 )
Ab s t r a e t
C u l t u r e o f s h o o t a P e x e s a n d a x i l l a r y b u d s o f e o t t o n 云竹 ” 诬￡r o h a d
r e s u l t e d i理 t h e r e g e n e r a t i o n o f a n u m b e r o f p l a n t l e t s o f d w a r f t y P e -
b u t f e w i n s t a n e e s o f s e e d l i n g s u r v i v a l a f t e r t r a n s P l a n t i n g h a d b e e n
r e P o r t e d
。
T h e P r e s e n t r e s e a r e h w a s a i m
e d a t d e v e l o P i n g w h o l e p l a n t s f r o m
s h o o t t ip e u l t u r e
, e n h a n e i n g t h e r a t e o f P o s t
一 t r a n s p l a n t s u r v i v a l a n d
d 1s e u s s i n g t h e P o t e n t i a l u s e i n g e r m P l a s m
r e s e a r e h
。
E x P e r i m
e n t s w e r e e a r r i e d o u t w i t h 4 0 s P e e i f i e m a t e r i a l s
,
i n e l u d i n g
e u l t i v a t e d s P e e i e s
,
w i l d s P e e i e s a n d d i s t a n t h y b r i d s i n G o s s y P泣u m 。 O n
M S m e d i u m s u p p l e m e n t e d w i t h 0
.
1 m g / 1 Z T
, 0
.
0 2 m g / 1 I B A
,
1
.
9 9 / l
K N O
3 a n d 3 % s u e r o s e
, t h e r a t e o f b u d l e t i n d u e t i o n w a s 8 7
。
5%
。
T h e
e f f e e t o f g e n o t y p e o n b u d l e t P r o P a g a t i o n w a s o b v i o u s
。
R o o t i n g a n d
v i g o r o u s g r o w t h o f P l a n t l e t s w e r e a k e y t o t r a n s P l a n t i n g s u e e e s s
.
C l o
-
n a l p l a n t s a n d t h e i r p r o g e n i e s w e r e 刊 o r m a l i n g r o w t h a n d f e r t i l i t y .
K e y w o r d s
:
G o s s 夕P诬u 拼 ; S h o o t a p e x , A x i l l a r y b u d多 T i s s u e e u l t u r e ;
P l a n t r e g e n e r a t i o n