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外源激素对牛大力无菌芽增殖的影响



全 文 :牛大力,学名美丽崖豆藤(Millettia specisoa Champ.),为豆科崖豆藤属植物。别名有猪脚笠、山莲藕、金
钟根、倒吊金钟、大力薯等,以根入药,是《广西中药材标准》(1990 年版)收载的地方药材。 其味甘、性平,归
肺、肾经,具有补虚润肺,强筋活络的功效,主治肺热、肺虚咳嗽、肺结核、风湿性关节炎、腰肌劳损、慢性支
气管炎、慢性肝炎、遗精、白带等[1-2],作为壮腰健肾丸、强力健身胶囊的原料已用于中成药生产 [3],两广民间
及越南等地常用块根褒汤饮用,是具有较高经济价值和广泛应用价值的药、食两用植物。
牛大力生于山谷、溪边、灌丛和疏林中,主要分布于我国福建、湖南、广西、广东、海南等省份以及东南
亚一些国家[4-5]。 牛大力作为地方药材,临床疗效显著,特别在伤科中的应用疗效佳,未发现不良反应,使用
频率较高,用量较大[6]。作为一种药食同源植物,牛大力的需求与日俱增。但因其尚未产业化,牛大力一直以
采挖野生资源供应市场为主。牛大力主要以种子进行繁殖,但是种子在自然状态下发芽慢,发芽率低,其植
株分布稀疏,生长缓慢,加上近年来过度采挖,野生资源遭到了极大的破坏,已近枯竭[5,7]。
为解决种源紧缺问题,利用组织培养技术对牛大力进行快速繁殖具有重要意义。本试验研究了外源激
素因子对牛大力无菌芽继代增殖的影响,旨在为牛大力的进一步保存与开发利用提供组培快繁技术依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试材料为牛大力(Millettia specisoa Champ.)茎段外植体诱导的无根试管苗。
1.2 仪器设备
高压灭菌锅、超净工作台、接种室、培养室、接种灭菌器、量筒、电冰箱、镊子、剪刀等。
外源激素对牛大力无菌芽增殖的影响
韦鹏霄 李冬萍 岑秀芬
(广西大学 农学院, 广西 南宁 530005)
摘 要:以牛大力茎段离体培养的无菌芽作为试验材料,以 MS 为基本培养基,进行双因子和三因子
激素组合处理比较试验,探讨外源激素因子对牛大力离体培养芽增殖的影响。 结果表明:在双因子激素组
合处理中,与 NAA0.2mg/L组合的 6-BA适宜浓度为 3.0mg/L,芽增殖倍数分别为 3.70倍(30d)、5.43倍(60d);
KT 适宜浓度为 4.0mg/L,芽增殖倍数分别为 2.03 倍(30d)、2.54 倍(60d);与 6-BA3.0mg/L 组合的生长素
IAA适宜浓度为 0.2mg/L,芽增殖倍数分别为 4.38倍(30d)、6.55 倍(60d)。 在三因子激素组合处理中,对牛
大力芽增殖效应依次为:6-BA+IAA+TDZ 组合处理>6-BA+IAA+CPPU 组合处理>6-BA+IAA 组合处理 (作
对照); 适宜的三因子激素组合为 6-BA3.0mg/L+IAA0.2mg/L+TDZ0.03mg/L, 其芽增殖倍数分别高达 6 倍
(30d)和 9.65 倍(60d)。
关键词:牛大力;无菌芽;外源激素;芽增殖
中图分类号:S 567 文献标志码:A 文章编号:1672-738X(2013)04-0080-06
收稿日期:2013-03-23
作者简介:韦鹏霄(1956—),男,广西百色人,副研究员,硕士生导师。 主要研究方向:植物组织培养和生物技术育种。
第 28卷 第 4期
2013年 7月
vol.28 No.4
Jul. 2013
岳 阳 职 业 技 术 学 院 学 报
JOURNAL OF YUEYANG VOCATIONAL TECHNICAL COLLEGE
DOI:10.13947/j.cnki.yyzyxb.2013.04.001
1.3试验方法
试验以 MS(Murashige and Skoog medium)培养基为基本培养基,设双因子激素组合处理和多因子激素
组合处理。
(1)双因子激素组合处理:NAA(α-Naphthalene acid)0.2mg/L+6-BA(6-Benzylam-inopurine)(0、1.0、2.0、
3.0、4.0)mg/L 共 5 个处理;NAA0.2mg/L+KT (Kinetin)(0、1.0、2.0、3.0、4.0)mg/L 共 5 个处理;6-BA3.0mg/L、6-
BA3.0mg/L+NAA0.2mg/L、6-BA3.0mg/L+IBA (Indole-3-butyric acid)0.2mg/L、6-BA3.0mg/L+IAA (Indole-3-
acetic acid)0.2mg/L 共 4个处理。
(2)多因子激素组合处理:6-BA3.0mg/L+IAA0.2mg/L+CPPU(Forchlorfenuron)(0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5) mg/L共 6个
处理;6-BA3.0mg/L+IAA0.2mg/L+TDZ (Thidiazuron.N-pheny-N'-1,2,3-thiadizol-5-yluera)(0、0.01、0.02、0.03、
0.04、0.05)mg/L共 6个处理。
以上试验每个处理 30瓶,每瓶接 5个带 2芽的茎段外植体,设 3次重复。
1.4 培养基配制与培养条件
以上各试验处理培养基均附加蔗糖 30g/L,琼脂 6g/L,pH值调至 5.8,在 121℃高压灭菌 25min。 培养室
温度为 26~28℃,光照强度为 1500~1800lx,每天光照 12h。
1.5 统计方法
在接种培养 30d和 60d时分别观测和统计芽增殖和生长情况。
统计公式:芽增殖倍数=培养后芽的数量/接种前芽的数量;对有关的试验数据采用 DPS 软件 LSD 法进
行统计分析。
2 结果与分析
2.1 不同浓度 6-BA、KT与 NAA组合对牛大力芽增殖的影响
将长势良好的牛大力无菌芽分别接种于含有不同浓度 6-BA、KT+NAA0.2mg/L 培养基上,进行芽增殖
比较试验,结果见表 1。 由表 1 可知,6-BA 浓度为 0 的对照处理 A1(CK)组中,其芽增殖倍数仅为 1.35 倍
(30d)和 1.45 倍(60d);在 6-BA1~4mg/L 处理(A2~A5)的范围内,芽的增殖倍数均随着 6-BA 浓度的增加
呈现出先上升后下降的趋势,以处理组 A4的芽增殖倍数最高,分别为 3.70倍(30d)和 5.43倍(60d)。 含有
不同浓度的 6-BA处理(A2~A5)与不含 6-BA的 A1(CK)组对比,芽增殖倍数的差异均达到极显著水平。 在
KT1~4mg/L 处理(A6~A9)的范围内,芽的增殖倍数随着 KT 浓度的增加而增大,以处理组 A9 的芽增殖倍
数最高,分别为 2.03倍(30d)和 2.54倍(60d)。含有不同浓度的 KT处理(A6~A9)与不含 KT的 A1(CK)组对
比,芽增殖倍数的差异均达到极显著水平。总体来看,KT对芽的增殖效果明显不如 6-BA,产生的芽纤细且
有木质化趋势,不如添加 6-BA的芽粗壮。
表 1 不同浓度 6-BA、KT 与 NAA0.2mg/L 组合对牛大力无菌芽增殖的影响
注:同列数据后不同大小写字母分别表示在 1%、5%水平上的差异显著性。 下同。
韦鹏霄 李冬萍 岑秀芬:外源激素对牛大力无菌芽增殖的影响第 4期 81
2.2 不同生长素与 6-BA组合对牛大力芽增殖的影响
不同生长素 NAA、IBA、IAA 与 6-BA 的 3 种组合对牛大力芽增殖的影响结果见表 2。 从表 2 可知,在
不同生长素 NAA、IBA、IAA 与 6-BA 的 3 种组合中,以 IAA 与 6-BA 组合的牛大力芽增殖倍数最高,分别
达 4.38 倍(30d)和 6.55 倍(60d),芽质量也最好。 NAA、IBA 与 6-BA 组合对牛大力芽增殖的影响也比较
大,从整体上看,IAA与 6-BA组合更适合牛大力芽增殖。3种生长素 NAA、IBA、IAA与 6-BA进行组合,对
芽的增殖效果均优于无生长素的对照处理(B1),4种处理在芽增殖的差异均达极显著水平。
2.3 不同浓度 CPPU与 6-BA+IAA组合对牛大力芽增殖的影响
不同浓度 CPPU 与 6-BA+IAA 组合对牛大力芽增殖的影响结果见表 3。 由表 3 得知,CPPU 浓度为 0
的对照处理 C1(CK)中,芽的增殖倍数为 4.34 倍(30d)和 6.52 倍(60d);在 CPPU0.1~0.5mg/L 处理(C2~
C6)的范围内,它的芽增殖倍数随着 CPPU 浓度呈现出先升后降的趋势,以处理组 C4 的芽增殖倍数最
高,达 5.65 倍(30d)和 8.98 倍(60d)。含有不同浓度的 CPPU 的处理(C2~C6)与不含 CPPU 的 C1(CK)组对
比,芽增殖倍数的差异均达到显著水平。
2.4 不同浓度 TDZ与 6-BA+IAA组合对牛大力芽增殖的影响
不同浓度 TDZ 与 6-BA+IAA 组合对牛大力芽增殖的影响结果见表 4。 由表 4 可知,TDZ 浓度为 0 的
表 2 不同生长素 NAA、IBA、IAA 与 6-BA 组合对牛大力无菌芽增殖的影响
表 3 不同浓度 CPPU 与 6-BA+IAA组合对牛大力无菌芽增殖的影响
表 4 不同浓度 TDZ 与 6-BA+IAA组合对牛大力无菌芽增殖的影响
岳 阳 职 业 技 术 学 院 学 报 第28卷82
D1(CK)处理中,芽增殖倍数为 4.43 倍(30d)和 6.60 倍(60d);TDZ 在 0.01~0.05mg/L 处理(D2~D6)范围内,
牛大力的芽增殖倍数随着 TDZ 浓度增加呈现出先升后降的趋势,以 D4 组的芽增殖倍数最高,达 6.00 倍
(30d)和 9.65倍(60d)。 含有不同浓度的 TDZ处理(D2~D6)与不含 TDZ的 D1(CK)处理比较,芽增殖倍数的
差异均达到极显著水平。
3 讨论
3.1 细胞分裂素是牛大力芽增殖的主要外源激素
细胞分裂素的主要生理作用是促进细胞的分裂与扩大,促进芽的分化和侧芽的发育 [8],所以在植物组
织培养中常用于芽的形成和增殖。 本研究结果表明,细胞分裂素 6-BA 对牛大力芽增殖有明显促进作用,
诱导的芽多而壮,苗长势好;而细胞分裂素 KT 对芽的增殖效果不如 6-BA,诱导的芽少且细;没有细胞分
裂素 6-BA 或 KT 的处理,对芽的增殖效果最差,诱导的芽最少且弱。 因此,在牛大力芽继代增殖中,外源
激素应以细胞分裂素为主,2 种细胞分裂素应优先考虑采用 6-BA(见图 1)。在双因子激素比较试验中,6-
BA 3.0mg/L+NAA 0.2mg/L 组合对牛大力芽增殖倍数分别为 3.70 倍(30d)和 5.43 倍(60d)。此与黄碧兰、
潘颖南 [9~10]等的研究结果略有差异,这可能与试验材料、生长素种类及浓度、试验培养条件等相关因素的差
异有关。
3.2 不同生长素 NAA、IBA、IAA与 6-BA组合对牛大力芽增殖的影响
在对牛大力进行芽增殖时,细胞分裂素虽是主要的外源激素,但仍需适宜的生长素配合,才能提高芽
增殖效果。 不同生长素与细胞分裂素组合对牛大力芽增殖的影响不同。 本研究发现,对牛大力芽增殖效应
以 IAA+6-BA组合>IBA+6-BA组合>NAA+6-BA组合(见图 2)。最适宜牛大力试管苗增殖的生长素为 IAA
及其组合为 6-BA3.0mg/L+IAA0.2mg/L,芽增殖倍数分别为 4.38 倍(30d)和 6.55倍(60d)。
3.3 细胞分裂素 CPPU和 TDZ在牛大力芽增殖中的作用
CPPU 是一种很重要的细胞分裂素,具有诱导愈伤组织生长,促进芽的发育、种子的萌发,保绿和延缓
衰老等显著的生理活性[11]。 本文首次对 CPPU在牛大力芽增殖中的作用进行研究,结果表明:CPPU在一定
浓度范围内对牛大力芽增殖具有明显的促进作用,苗绿而且生长健壮,但在高浓度(≥0.4mg/L)时对牛大
力芽增殖则起抑制作用, 且苗明显矮化。 在 CPPU 组处理中, 适合牛大力试管苗增殖的激素组合为 6-
BA3.0mg/L+IAA0.2mg/L+CPPU0.3mg/L,芽增殖倍数分别为 5.65倍(30d)和 8.98 倍(60d)。 TDZ(Thidiazuron)
是 Schering 公司 1976 年合成的新型植物生长调节剂。 Mok 等发现 TDZ 具有很强的细胞分裂素活性,能
图 1 6-BA、KT 与 NAA0.2mg/L 组合对牛大力无菌芽增殖的影响
图 2 不同生长素 NAA、IBA、IAA 与 6-BA3.0mg/L 组合对牛大力芽增殖的影响
CK(无生长素) NAA0.2mg/L IBA0.2mg/L IAA0.2mg/L
韦鹏霄 李冬萍 岑秀芬:外源激素对牛大力无菌芽增殖的影响第 4期 83
促进植物的芽增殖 [12]。 本研究首次将 TDZ 应用于
牛大力芽增殖,结果表明:TDZ 对牛大力芽增殖有
十分明显的促进作用,诱导的芽多而壮,主芽生长
抑制而侧芽明显增多,以 TDZ 浓度为 0.03mg/L 时
的芽增殖倍数最高, 达 6.00 倍 (30d) 和 9.65 倍
(60d)。 在本研究中,细胞分裂素 TDZ(0.03mg/L)对
牛大力的芽增殖能力很强,比 CPPU(0.3mg/L)大 10
倍以上,比 6-BA(3.0mg/L)大 15 倍以上(见图 3)。
TDZ 比 6-BA 对芽的增殖效应明显,这与相关研究
结果相符[13]。 因此,在对牛大力进行芽增殖时,可优
先选择 TDZ作为外源细胞分裂素。
3.4 三因子激素组合比双因子激素组合更利于牛
大力芽增殖
在本研究中, 三因子激素组合处理 (6-BA+
IAA+CPPU 和 6-BA+IAA+TDZ)对牛大力芽增殖的
效应,显著优于双因子激素组合处理(6-BA+IAA、
6-BA+NAA和 6-BA+IBA)。 在三因子激素组合中,
细胞分裂素与生长素的种类之比为 2:1, 仅多加
CPPU(0.3mg/L)或 TDZ(0.03mg/L),对牛大力芽增
殖倍数即可从双因子激素最佳组合(6-BA+IAA)的
4.38 倍分别提高到 5.65 倍和 6 倍。 这可能是由于
不同细胞分裂素组合后,提高了对牛大力芽增殖的
综合能力和促进作用。 因此,在对牛大力进行芽增
殖时,可选用适宜的以细胞分裂素为主的三因子激
素组合。
4 结论
外源激素对牛大力试管苗芽增殖的影响很大。
细胞分裂素是牛大力芽增殖的主要外源激素。 6-
BA对牛大力芽增殖的效果优于 KT, 但不如 CPPU
和 TDZ。 CPPU 和 TDZ 作为高活性细胞分裂素,对
牛大力芽增殖的适宜浓度分别为 0.3mg/L 和
0.03mg/L。 6-BA与不同生长素(IAA、NAA 和 IBA)
组合,对牛大力芽增殖的效应不同,以 6-BA+IAA
组合的芽增殖效果为好,适宜的 6-BA 和 IAA 浓度
分别为 3.0mg/L 和 0.2mg/L。 三因子激素组合处理
(6-BA+IAA+CPPU 和 6-BA+IAA+TDZ) 比双因子
激素组合处理(6-BA+IAA)更利于牛大力的芽增殖
生长。
参考文献:
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(责任编校:马余平)
图 3 CPPU、TDZ 与 6-BA3.0mg/L+IAA0.2mg/L 组合对牛大力无菌芽增殖的影响
CK CPPU0.3mg/L TDZ0.03mg/L
岳 阳 职 业 技 术 学 院 学 报 第28卷84
Effects of Exogenous Hormone on Aseptic Buds Proliferation
of Millettia Specisoa Champ
WEI Peng-xiao LI Dong-ping CEN Xiu-fen
(Agricultural College , Guangxi University, Nanning, Guangxi 530005)
Abstract: The comparison experiments of the hormone combinations with two or three factors were
conducted and the effects of exogenous hormone factors on aseptic buds multiplication of Millettia specisoa
Champ were explored, in which the aseptic plantlets were used as the experimental materials and MS medium
was used as the basic medium . The results indicated that the suitable concentration of 6-BA was 3.0mg/L and
the bud multiplication showed 3.7 times (30d) and 5.43 times (60d) respectively , and that of KT was 4.0mg/L
and showed 2.03 times (30d) and 2.54 times (60d) in the hormone combinations with two factors which
combined with NAA 0.2 mg/L. The suitable concentration of auxin IAA was 0.2mg/L combined with 6-BA
3.0mg/L, which the bud multiplication was 4.38 times (30d) and 6.55 times (60d) respectively. In the hormone
combinations with three factors, the order of bud multiplication was
6-BA+IAA+TDZ>6-BA+IAA+CPPU >6-BA+IAA(CK) and the suitable hormone combination was 6-BA3.0mg/
L +IAA0.2mg/L +TDZ0.03mg/L, in which the bud multiplication reached to 6 times (30d) and 9.65 times(60d)
respectively.
Key words: Millettia Specisoa Champ; aseptic bud; exogenous hormone; bud multiplication
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
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岳阳职业技术学院学报编辑部
韦鹏霄 李冬萍 岑秀芬:外源激素对牛大力无菌芽增殖的影响第 4期 85