全 文 :中国农学通报 第22卷 第 2期 2006年2月
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新疆雪莲(SaussureainvolucrataKar.etKir.)也叫
雪莲花或天山雪莲,是菊科( Compositae)风毛菊属雪
莲亚属的多年生草本植物[1],是新疆的珍贵中草药之
一,主治一切寒症[1],具有除寒、壮阳补肾、调经止血、
强筋活络、补血活血等功用[2,3]。此外,尚能加强心脏收
缩力,降低血压,缓解肠平滑肌痉挛[4]。对动物子宫有
选择性兴奋作用,能终止早期妊娠,对风湿性关节炎也
有一定疗效[5]。近年来,随着开发利用雪莲滋补品热潮
的兴起,人们对其需求量越来越大,引发了对野生新疆
雪莲的过度采挖,目前已被国家列为三级保护植物。雪
莲种子的发芽率低、生长缓慢,人工栽培较难[6],利用
组织培养技术进行新疆雪莲的快速繁殖是一种行之有
效的方法,而组培苗的生根过程和生根质量是决定新
疆雪莲快繁能否成功的关键步骤之一,因此,不同激素
和活性炭对新疆雪莲组培苗生根影响的研究,对构建
新疆雪莲组培快繁体系具有重要的意义。
植物激素和活性炭对新疆雪莲组培苗生根的影响
徐春明 1,2,赵 兵 1,耿 楠 3,王晓东 1,王玉春 1
(1中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室,北京100080;
2中国科学院研究生院,北京100049;3北京市宣武区文化委员会,北京100052)
摘 要:研究了不同植物激素和活性炭对新疆雪莲组培苗生根的影响,测定了根长、根粗、根数和生根
率 4个生根指标,结果表明:添加生长素 IAA、IBA和 NAA均可以不同程度地促进生根,但 0.2mg/L
的 IAA效果最佳,根长最长达 5.5mm,根粗最小 0.96mm,根数最多达 9.75条,生根率达 100%;添加
活性炭可以提高生根质量,最适添加量为 1mg/mL。此时,根长最长达 25.51mm,根粗最小为 0.6mm,
根数最多达13条,生根效果最佳。
关键词:新疆雪莲;植物激素;活性炭;生根
EfectofthePlantHormonesandActiveCarbononRootingofinVitroShootof
SaussureainvolucrataKar.etKir.
XuChunming1,2,ZhaoBing1,GengNan3,WangXiaodong1,WangYuchun1
(1StateKeyLaboratoryofBiochemicalEngineering,InstituteofProcessEngineering,ChineseAcademyofSciences,
Beijing100080;2GraduateSchooloftheChineseAcademyofSciences,Beijing100049;
3CivilizationCommiteeofXuanwuDistrict,Beijing100052)
Abstract:EfectoftheplanthormonesandactivecarbononrootingofinvitroshootsofSaussureainvolu-
crataKar.etKir.wasstudied.Fourrootingindexes,includingrootlength,rootthick,rootingnumberand
rootinginductionrate,weremeasured.Itwasconcludedthataddingtheauxins,suchasIAA,IBAand
NAA,couldenhancetheinductionoftheroots,and0.2mg/LIAAcouldproducethebestresult,thelength
ofrootislongest(5.5mm),therootthickisthethinnest(0.96mm),rootingnumberismuchmorethanoth-
ers,therootinginductionrateis100%.Addingactivecarboncouldimprovethequalityoftherooting.
Theoptimalconcentrationwas1mg/mL,thelengthofrootis25.51mm,therootthickis0.6mm,androot-
ingnumberis13.
Keywords:SaussureainvolucrataKar.etKir.,Theplanthormones,Theinductionoftheroots,Tctive
carbon
基金项目:中国科学院知识创新工程方向性项目( KGCX2-SW-506)。
第一作者简介:徐春明,男,1978年出生,在读博士,主要从事生物化工方向的研究。通信地址:100080北京市海淀区中关村北二条一号中国科学院过程
工程研究所生化工程国家重点实验室。Tel:82627059,E-mail:xocom1978@sohu.com。
通讯作者:王玉春。
收稿日期:2005-10-13,修回日期:2005-10-17。
农业生物技术科学 41· ·
ChineseAgriculturalScienceBuletinVol.22No.22006February
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1材料与方法
1.1材料来源
试验于2004年进行,所用材料的产地为新疆维吾
尔自治区和静县。将由野外采得的新疆雪莲种子表面
消毒,进行无菌培养,以所得无菌苗的叶片为外植体诱
导愈伤组织,然后诱导愈伤组织再分化出苗,待苗高达
4cm左右时备用。
1.2研究方法
以组培苗的生根率、根长、根粗、根数为指标来衡
量组培苗生根的优劣,研究不同激素种类、不同激素浓
度对组培苗生根率、根长、根粗、根数的影响,并在确定
了最佳激素浓度的基础上研究了不同活性炭添加量对
组培苗生根率、根长、根粗的影响,从而确定新疆雪莲
组培苗生根的最佳培养基。
实验对每种激素和活性炭的添加量设置4个水
平,每个水平设置15个重复,基本培养基为1/2MS培
养基,培养温度为25℃,光照强度为1600Lx。
1.3测试项目
生根率是以已生根苗数/总苗数来计算;根长是
用游标卡尺测量每条根长后得到的平均数;根粗是利
用螺旋测微器测量每条根粗后取平均值;生根率以总
根数/总苗数来计算。
2结果分析
2.1不同浓度IAA对生根的影响
IAA对植物生长和形态建成有着广泛的影响,已
知IAA的一个非常重要的生理功能就是促进不定根
的形成。在诱导不定根发生过程中,与IAA含量关系
密切[7]。
由表1可知,当在培养基中不添加任何激素时,雪
莲组培苗也可以生根,但是生根率较低,而且从根数和
根长判断都不足以满足移栽条件,而当IAA浓度为
0.2mg/L的根数最多、根长最长、根粗最小,生根效果
最佳。浓度高于0.2mg/L时,根数逐渐减少,根长逐渐
降低,根粗也随之增大成为畸形根。
2.2不同浓度IBA对生根的影响
前人的研究表明IBA对生根的作用是通过IAA
而起作用的,在一定的IBA浓度范围内,IBA浓度增
加,内源IAA含量也随之增加[8]。
由表2可知,无论是根长、根数还是生根率在IBA
浓度为0.1mg/L时,均达到最大值而根粗在IBA浓度
为0.1mg/L时最小,而在IBA浓度继续加大时衡量组
培苗生根优劣的各指标均向较差的方向发展。
2.3不同浓度NAA对生根的影响
外源 NAA对生根的影响的机理主要是外源
NAA能促进内源IAA的合成,有利于根的形成,但与
内源的IAA的含量不成比例关系[9]。
从表3中看出,在NAA浓度为0.05mg/L时,可获
得 80%的生根率,最多生根数 (8.75)和最长根长
(3.28mm)。因此,在生根培养基中添加NAA时,浓度
为0.05mg/L为最佳。同时随着NAA浓度的增加,生
根率下降,甚至降为零。说明NAA浓度太高对根的生
长很不利。
2.4不同激素最佳生根条件比较
在生根培养基中加入 IAA、IBA、NAA都可以促
进新疆雪莲组培苗的生根,但是不同激素的最佳适用
浓度不同,IAA为 0.2mg/L、IBA为 0.1mg/L、NAA为
0.05mg/L。
从图1~4中可以看出,在每种最适生根浓度下,
添加IAA的生根状况较添加IBA、NAA的生根状况,
表 1不同浓度 IAA对生根的影响
表 2不同浓度 IBA对生根的影响
NAA(mg/L) (mm) (mm) () %
0.05 3.28 1.00 8.75 80
0.1 2.26 1.08 4.00 20
0.15 0 0 0 0
0.2 0 0 0 0
表 3不同浓度 NAA对生根的影响
图 1不同激素最适生根浓度下的根长
图 2不同激素最适生根浓度下的根粗
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中国农学通报 第22卷 第 2期 2006年2月
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根长最长、根数最多、生根率最高,根粗较小,且发育正
常,因此IAA应是新疆雪莲组培苗的最佳激素选择。
2.5活性炭添加量对生根的影响
活性炭在培养基中能吸附有毒物质,因此促进根
再生和发育,同时也能吸附外源激素。而且活性炭在离
体培养中对根系具有遮光作用,给组培苗生根提供了
一个暗环境从而避免强光对根生长的抑制[10]。
从前述实验结果中得出,1/2MS+0.2mg/LIAA生
根效果最好。因此,在研究不同活性炭浓度对生根效果
影响的实验中,以此浓度配比作为基准,在此基础上添
加不同百分比的活性炭。
从表4中可以看出,不同活性炭添加量对生根效
果的影响较为明显。在活性炭添加量为1mg/ml,即添
加0.1%( w/v)活性炭时,根长最长( 25.51mm),根数最
多( 13),根粗最小( 0.6mm),生根效果最佳。在此之前
呈上升趋势,在此之后呈下降趋势。因此在新疆雪莲组
培苗生根培养基中的活性炭的添加量以1mg/ml为最
适宜。说明活性炭添加过少不能充分的吸附有毒物质,
而活性炭浓度过高,活性炭不仅吸附了有害物质,同时
也有可能吸附生长素等有利于生根的物质。
3结论与讨论
3.1结论
3.1.1不同浓度的IAA对新疆雪莲组培苗生根有极大
的影响,添加IAA可以促进组培苗生根,但是浓度太
高生根状况会变差。当IAA的浓度为0.2mg/L时,根
最长、最细,根数最多。
3.1.2添加不同浓度IBA时也可以促进新疆雪莲组培
苗的生根状况,但是生根率较添加IAA时低。当IBA
的浓度为0.1mg/L时,生根率最大,达到80%。
3.1.3在生根培养基中添加NAA时,浓度为0.05mg/L
为最佳。同时随着NAA浓度的增加,生根率下降,甚
至降为零。说明NAA浓度太高抑制根长长,对根的生
长不利。
3.1.4通过综合比较发现IAA是新疆雪莲组培苗生根
的最佳激素,最适浓度为0.2mg/L。
3.1.5不同添加量的活性炭对新疆雪莲组培苗生根效
果影响较为明显,最适宜的添加量为1mg/ml。
3.2讨论
3.2.1添加外源生长素可以改善新疆雪莲组培苗的生
根状况。文献报道认为,无论是添加何种外源生长素都
是通过调节内源IAA的含量来改善组培苗的生长状
况,从此文也可以看到在几种生长素中以IAA效果最
佳,但是似乎外源生长素对内源生长素的调节并不是
和其浓度成正比。
3.2.2活性炭在培养基中能吸附有毒物质,并且可以提
供暗环境,但是活性炭的添加量要适量,活性炭添加过
少不能充分的吸附有毒物质,而活性炭浓度过高,活性
炭不仅吸附了有害物质,同时也有可能吸附生长素等
有利于生根的物质。
参考文献
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( 责任编辑:陶冶之)
图 3不同激素最适生根浓度下的根数
图 4不同激素最适生根浓度下的生根率
(mg/ml) (mm) (mm) ()
0 5.50 0.96 9.75
0.5 13.15 0.68 9.40
1 25.51 0.60 13.00
1.5 13.46 0.64 11.50
2 16.21 0.63 10.00
表 4不同活性炭添加量对生根的影响
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