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杏香兔耳风组培苗根系发育解剖学研究



全 文 :收稿日期:2008-10-10
基金项目:江西省财政厅重大科研及成果推广专项“ 杏香兔耳风等森林中药材 GAP种植技术及产业化开发”的研究内容。
作者简介:于宏,女,硕士,工程师,从事植物组培繁育及解剖学等研究。
★通讯作者
江西林业科技 2008 年第 6 期
杏香兔耳风组培苗根系发育解剖学研究
于 宏,戴小英,江香梅★
( 江西省林业科学院 省植物生物技术重点实验室,江西南昌 330032)
摘 要:以杏香兔耳风组培生根苗同一个无性系的不同分株为试验材料,在生根培养过程中,采取每天取样的方
法对组培苗不定根的发育进行系统的显微观测和分析。结果表明:杏香兔耳风组培苗根系产生的根原基源于髓射线
分生细胞,根系发育过程可大致分为髓射线分生细胞分化、根原基产生和不定根形成 3个阶段;完成根系发育所需的
时间大约为 13d。本研究可为杏香兔耳风组培生根培养条件的优化提供参考依据。
关键词:杏香兔耳风;组织培养;根原基;不定根;解剖学
分类号:Q813.12:S567.239 文献标识码:A 文章编号:1006-2505(2008)06-0025-03
杏香兔耳风 Ainsliaea fragrans Champ 为菊科兔耳风属植
物,天然分布于长江以南丘陵、山地阴湿林下 [1-2]。 全草入药,
能清肺解毒,消积散结,用于治疗上呼吸道感染、肺结核咳血
等,外用可医治中耳炎及毒蛇咬伤等 [3-7],药用价值高。 但该植
物的原料药材至今为止仍以野生资源为主,过渡采集已使野
生资源无法实现世代更替而导致资源锐减。 采用组培快繁技
术是一条快捷有效的繁殖途径。 本研究对杏香兔耳风组培苗
不定根发育过程进行了较系统的显微观测和分析,基本摸清
了组培苗根系的着生部位、生根方式、发育过程和时间等,可
为杏香兔耳风组培生根培养条件的优化提供依据。
1 试验材料与方法
1.1 试验材料及取样方法
试验材料取自本实验室杏香兔耳风组培试验苗。 从生根
培养第二天开始,每天采集同一个无性系不同分株的基部约
7mm 的茎段作为观测材料,样品采集后放入 FAA 固定液中,
直到用肉眼看见根系长出为止才停止取样。
1.2 试验仪器及试剂
试验用仪器主要有 Motic BA400 摄影显微镜、解剖镜、切
片机、烘箱、恒温箱、水浴锅、染色篮、小蜡台、包埋盒及生物
样品制备的有关仪器设备。
所用试剂主要有纯二甲苯、 铁矾苏木精、 无水乙醇、石
蜡、甲醛。 配制方法如下:
洗液:重铬酸钾 20g+蒸馏水 100mL+浓硫酸 100mL。
FAA 固定液 :70%乙醇 90mL+冰醋酸 5mL+福尔马林
5mL。
染色剂:铁矾苏木精。
展片剂:3~4%甲醛溶液。
粘片剂:明胶 1g+蒸馏水 100mL+石炭酸 2g+甘油 15mL。
封藏剂:加拿大树胶溶于二甲苯中。
1.3 解剖方法及步骤
采用石蜡切片法进行。 其步骤包括:
染色:将试验材料从 FAA 固定液中取出,用铁矾苏木精
染色 6 天后放入 70%酒精中待用。
脱水:将试验材料从固定液中取出,放入 30%乙醇中浸
泡 2h,50%乙醇中浸泡 2h,70%乙醇中浸泡 2h,95%乙醇中浸
泡 2h,100%乙醇中浸泡 2h( 中间换一次) 。
透明:从 100%乙醇中取出试验材料,放入 1/2( 100%酒
精+二甲苯)中浸泡 2h,再放入 100%二甲苯中 2h( 中间换一
次) 。
透蜡:试验材料透明后放入二甲苯和已溶的石蜡各半的
溶液中 38℃恒温透蜡 36h,58℃~60℃恒温熔蜡 1h, 将试验材
料取出后放入已熔好的纯蜡中,换纯蜡 3 次,1h 换一次,最后
一次包埋。
包埋、削片:将试验材料切成厚度为 14μm 的切片,在解
剖镜下镜检后,放入甲醛中展片、上片,再在 38℃恒温箱中烘
干存放 2 天。
封片:将石蜡切片放入纯二甲苯中 20min 进行脱蜡,再用
加拿大中性树胶封片。
拍照:Motic BA400 摄影显微镜观察并拍照。
2 试验结果与分析
2.1 杏香兔耳风不定根形成过程
通过连续解剖观察发现,杏香兔耳风组培苗生根过程可
大致分为 3 个阶段, 即髓射线分生细胞分裂活动活跃阶段、
根原基产生阶段和不定根形成阶段。
杏香兔耳风无根植株插入生根培养基培养后的第 3 天,
茎内有少数维管射线细胞从形成层交叉处向韧皮部方向加
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DOI:10.16259/j.cnki.36-1342/s.2008.06.002
宽成多列,射线加宽处呈楔形,与其它未加宽的射线有明显
区别( 见图 1 箭头所示) 。 这一阶段即为髓射线分生细胞分裂
活动活跃阶段。
培养时间增加到第 5 天时, 维管束中形成层那部分的髓
射线细胞脱分化,恢复分生能力,细胞开始平周分裂,形成一
团细胞核大、排列紧密、与周围细胞有明显区别的薄壁细胞团
( 见图 2箭头所示) 。 通过连续 7天的切片观察发现,恢复分生
能力的薄壁细胞团从其先端 ( 近皮层的一端) 分化出细胞核
大、细胞质浓、染色较深的一群分生细胞,这就是初期的根原
基( 见图 3箭头所示) 。 这一阶段可称为根原基产生阶段。
位于根原基最先端的几层细胞像根冠一样在外层起保护
作用。随着培养时间的增加,根原基细胞不断分裂,随后又逐渐
伸长。培养 7天后,为根原基发育的高峰时期,根原基分化出的
维管束与其两侧茎维管束相连( 图 3)。 培养 9天后,根原基进
一步分化,突破其皮层细胞和表皮,形成幼根( 见图 4 箭头所
示)。 继续培养到第 13天时, 根系沿茎基周围分化出 10条左
右、长约 1cm的不定根。 至此,再生植株基本形成( 图 5)。
图 5 生根培养 13天的杏香兔耳风组培苗根系
2.2 杏香兔耳风组培苗根系着生部位和着生方式
从上述杏香兔耳风组培苗不定根形成过程的显微观测
结果不难发现,组培苗根系发育的根原基来源于髓射线分生
细胞。 进一步观测还发现,生根培养过程中无根苗基部形成
的愈伤组织内并未发现有根原基形成。 这从另一方面支持上
述结果,即杏香兔耳风组培苗根系源于髓射线细胞。
前已述及,杏香兔耳风组培苗根系沿茎基周围长出,且根
原基分化出的维管束与其两侧茎维管束相连,从而使不定根
不仅数量多,且根系着生牢固,不易从基部折断。 这可能是组
培苗移栽成活率高的一个重要原因。
2.3 杏香兔耳风组培苗根系发育时间
杏香兔耳风无根植株生根培养 13 天即长成长约 1cm 的
完整根系,完成根系发育和植株再生的整个过程。 这一观测
结果可为杏香兔耳风组培规模化生产提供成本核算的重要
依据。
3 小结与讨论
植物不定根可以从木质部、韧皮部、形成层、皮层薄壁细
胞、髓射线细胞、髓以及愈伤组织中产生 [8-17]。本试验通过系统
观察,发现杏香兔耳风组培苗不定根原基源于髓射线细胞,形
成完整根系的发育时间约为 13 天。
参考文献:
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图 1 髓射线细胞加宽成楔形
图 2 恢复分生能力的髓射线薄
壁细胞团( 生根培养第5天)
图 3 根原基产生,并从中分化
出维管束与其两侧茎维管束相
连( 生根培养第7天)
图 4 不定根突破皮层和表皮
( 生根培养第9天)
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Construction on Efficient Regeneration System
with Explants of Ainsliaea fragrans Leaves
DAI Xiaoying, YU Hong, JIANG Xiangmei★
(Jiangxi Provincial Bio-tech Key Lab for Plant, Jiangxi Academy
of Forestry, Nanchang Jiangxi 330032, China)
Abstract: With leave and petioles as explants, the regeneration system for the buds inducing in Ainsliaea fragrans was constructed in
this paper. The tested results demonstrated that the optimization medium for the buds inducing from leave was MS+6-BA2.0mg/L(the
same as follows)+NAA0.2+2,4-D0.1+Sugar 40g/L, the buds inducing medium from petioles was 6-BA2.0+NAA0.5+Sugar30g/L, which
was the ideal conditions of constructing efficient tissue regeneration system with leaf explants.
Key words: Ainsliaea fragrans; Leaf; Petiole; Explant; Tissue culture
Anatomy on Roots Development for Tissue
Cultural Plantlets of Ainsliaea fragrans
YU Hong, DAI Xiaoying, JIANG Xiangmei★
(Jiangxi Provincial Bio-tech Key Lab for Plant, Jiangxi Academy
of Forestry, Nanchang Jiangxi 330032, China)
Abstract: Taking different plants of the same clones of tissue culturerooted seedlings of Ainsliaea fragrans as test
materials. With continuous collecting material a time for each day, the root development process in vitro was observed and
analyzed systematically by micro-anatomizing in Ainsliaea fragrans in this paper. The results showed that the primordial for
the adventitious root in vitro was originated in the pith ray cells, the development process of the adventitious root could be
divided into three stages, just as the pith ray meristematic cells differentiation stage, the primordial root formation stage and
the adventitious root formation stage; it needed about 13 days for a cycle. This research can provide a foundation for
optimizing the rooting culture conditions in vitro of A. fragrans.
Key words: Ainsliaea fragrans; Tissue culture; Primordial rooting; Adventitious root; Anatomy
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