论文部分内容阅读
摘要以野生紫背天葵(Begonia fimbristipula Hance)的叶片为外植体,通过不定芽诱导途径,建立了快速高效的紫背天葵快速繁殖体系。研究结果表明:不同浓度6-BA和NAA组合的MS培养基上,1mg/L 6-BA和0.5mg/L NAA组合对不定芽的诱导效果最好,分化频率达到83.3 %,增殖倍数37.50;转到MS 0.2mg/L IBA的培养基上不定芽可100%生根并长成完整植株,小苗移栽成活率达到90%以上。
关键词紫背天葵;不定芽;快速繁殖;鼎湖山
中图分类号 S636.903.8 文献标识码A文章编号1007-5739(2008)24-0023-02
鼎湖山紫背天葵(Begonia fimbristipula Hance)为秋海棠科多年生草本植物[1],见于山坡林下湿润的石壁上,有消暑除热、助消化、健胃、解酒功效[2]。紫背天葵不仅含有多种药用和营养成分,还含有丰富的红色素。它既可作为中药使用,同时还被用于开发出多种紫背天葵的饮品和食品,现已享誉全国[3]。但是,由于长期采挖野生紫背天葵,自然资源已日益缺乏,现已被列为珍稀保护植物。因此,采用组织培养的方法建立紫背天葵的离体快速繁殖方法势在必行。
为了充分利用鼎湖山紫背天葵这一珍贵的植物资源,以种子为初始材料,通过叶片不定芽诱导及生根实现了紫背天葵的离体快速繁殖,并将一些植株种植在阴生环境,实现了紫背天葵的人工栽培,初步解决了野生紫背天葵日益短缺的问题,避免了野生紫背天葵的破坏性开采。同时,也满足了人们生活对中药紫背天葵的需求,为紫背天葵的药用研究和综合开发利用提供了基础条件。
1材料与方法
1.1材料及外植体消毒
野生紫背天葵采自广东省鼎湖山自然保护区,引种于肇庆学院生物园内。当春季叶片长至5 cm时,剪下叶片用自来水清洗30min,然后在超净工作台上用70 %的酒精浸泡30 s,再用0.1% HgCl2(1L加2~3滴Tween-80)处理5min,无菌水冲洗5~6次,无菌吸水纸吸干表面水分,剪成1cm2小块,接种于不定芽诱导培养基上。
1.2培养基
以MS为基本培养基[4],不定芽诱导培养基添加不同浓度配比的6-BA和NAA,同时含有有机附加物CH、LH和YE各200mg/L;生根培养基为1/2MS与NAA的组合。各种培养基附加3.0%的蔗糖和0.7%的琼脂,pH值5.8~6.2。配制分装后于温度121℃、压力1.1kg/cm2的条件下灭菌20min。
1.3培养条件
材料接种后,在照度1 600Lx,光照时间14h/d,温度25±1℃的条件下培养。
1.4培养过程及方法
将经表面消毒的外植体接入不定芽诱导培养基上,一般经过30d左右新芽长成1~3cm的健壮小芽。将新长出的小芽切下,接入继代培养基中增殖培养。当继代增殖的苗长到3cm高时,将丛生芽分割成单株,接入生根培养基中,每瓶接种5~8个。
1.5生根苗的移栽
根据紫背天葵的生长特性及对环境条件的要求,以腐殖质土为移栽基质。将生好根的试管小苗移出培养室,在室外炼苗3d,洗净根系上的培养基,移栽至装好基质的花盆中,在荫蔽度70%的大棚中培养,30d后统计成活率。
2结果与分析
2.16-BA和NAA组合对叶片诱导不定芽的影响
在培养基中添加合适的激素种类和浓度对不定芽的诱导非常重要。从表1可以看出,6-BA浓度对不定芽形成时间、诱导率和增殖倍数均有较大影响。如:S1、S4和S7比较,随着6-BA浓度的升高,出芽时间明显缩短,S7出芽时间比S1提前7d,不定芽诱导率S7比S1低37.2%。高浓度的NAA有利于不定芽的形成和生长,在6-BA 0.5~1.0mg/L范围内,不定芽诱导率和增殖倍数明显增加。如S5与S6比较,S6的不定芽诱导率提高16.6%,增殖倍数提高28.5。当6-BA浓度达到2.0mg/L时,NAA 0.5mg/L不定芽诱导率反而降低,同时芽苗弱化,生长速度缓慢。经多次试验发现,在培养基MS 6-BA 1.0mg/L NAA 0.5mg/L中,不仅不定芽诱导率最高,而且增殖倍数最大,生长速度也比较快。
2.3生根苗的移栽
当幼根在生根培养基上长到2cm时,去除瓶盖炼苗,3d后将组培苗从瓶中小心取出,漂洗清理根上的培养基,并保持组培苗根部湿润,移栽至装好基质的花盆中,在荫蔽度70%的大棚中培养,30d后成活率为90%(图1)。
3结论
在植物组织培养快速繁殖中,增殖系数和成苗率一直是人们所关心的问题,只有增殖速度快,在生产实践中才有应用价值[5]。张兰英等[6]以紫背天葵叶片为外植体进行了胚状体诱导,成功地获得了再生植株,但是效率不高,同时以叶片进行的离体快速繁殖研究未见报道。本试验采用紫背天葵叶片为外植体,以MS为基本培养基,添加不同浓度6-BA和NAA成功的再生了紫背天葵植株。外植体在S1-S9培养基上均可以诱导出不定芽,各种指标显示S6优于其他培养基,诱导不定芽频率最高,达到83.3%,增殖倍数最大,达到37.50,而S7培养基诱导不定芽的频率仅为8.3 %。比较可知:1.0mg/L 6-BA与0.5mg/L NAA组合使用效果最佳。
有研究认为不定根形成受到植物生长物质和培养基中离子浓度的共同影响[7],大多数材料在1/2MS或者低离子强度的条件下进行生根试验。如在1/2 MS 1.0mg/L IBA的培养基上可以100%的诱导轮生香茶菜生根[8],广藿香在MT 0.2mg/L IBA的培养基上可以100%的生根[9],1/2MS与NAA搭配使用可以100%的诱导单色蝴蝶草生根[10]。紫背天葵不定芽在R2培养基上可以100%诱导不定根形成,同时长根时间最早,根的平均个数、平均根长、平均株高和平均叶片数等方面均表现较好。因此,紫背天葵生根最佳条件为:1/2 MS 0.2mg/L NAA。
从鼎湖山紫背天葵野生苗取叶片外植体,获得紫背天葵再生植株上百万株,已经建立了完善的再生体系。从外植体到再生苗移栽至大田整个过程需要90d左右,可快速、高效且低成本的解决人工栽培紫背天葵所需的种苗问题。
4参考文献
[1] 中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志(第五十二卷第一分册)[M].北京:科学出版社,1999.
[2] 全国中草药汇编编写组.全国中草药汇编(下册)[M].北京:人民卫生出版社,1978.
[3] 陆定如.饮料植物紫背天葵[J].生命世界,1984(1):31.
[4] MURASHIGE T,SKOOG F.A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue culture[J].Physiol. Plant,1962,15(3):473-479.
[5] 吴毅歆,谢庆华,桑林,等.灯盏细辛的组织培养与快速繁殖[J].植物学通报,2005,22(1):54-57.
[6] 张兰英,李耿光,郭俊彦.紫背天葵叶片培养体细胞胚状体发生的研究[J].植物学报(英文版),1988(2):134-139.
[7] 王瑛华,陈刚,陈雄伟.蓝猪耳叶片高频率再生体系的建立[J].肇庆学院学报,2007,28(2):58-61.
[8] 陈刚,李玲.轮生香茶菜的组织培养和快速繁殖[J].北方园艺,2008(7):205-207.
[9] 林小桦,贺红,吴立蓉,等.广藿香不同外植体离体培养的研究[J].广西植物,2007,27(4):658-661.
[10] 陈刚,陈雄伟,王瑛华.单色蝴蝶草的组织培养和快速繁殖[J].植理学通讯,2007,43(3):499.
关键词紫背天葵;不定芽;快速繁殖;鼎湖山
中图分类号 S636.903.8 文献标识码A文章编号1007-5739(2008)24-0023-02
鼎湖山紫背天葵(Begonia fimbristipula Hance)为秋海棠科多年生草本植物[1],见于山坡林下湿润的石壁上,有消暑除热、助消化、健胃、解酒功效[2]。紫背天葵不仅含有多种药用和营养成分,还含有丰富的红色素。它既可作为中药使用,同时还被用于开发出多种紫背天葵的饮品和食品,现已享誉全国[3]。但是,由于长期采挖野生紫背天葵,自然资源已日益缺乏,现已被列为珍稀保护植物。因此,采用组织培养的方法建立紫背天葵的离体快速繁殖方法势在必行。
为了充分利用鼎湖山紫背天葵这一珍贵的植物资源,以种子为初始材料,通过叶片不定芽诱导及生根实现了紫背天葵的离体快速繁殖,并将一些植株种植在阴生环境,实现了紫背天葵的人工栽培,初步解决了野生紫背天葵日益短缺的问题,避免了野生紫背天葵的破坏性开采。同时,也满足了人们生活对中药紫背天葵的需求,为紫背天葵的药用研究和综合开发利用提供了基础条件。
1材料与方法
1.1材料及外植体消毒
野生紫背天葵采自广东省鼎湖山自然保护区,引种于肇庆学院生物园内。当春季叶片长至5 cm时,剪下叶片用自来水清洗30min,然后在超净工作台上用70 %的酒精浸泡30 s,再用0.1% HgCl2(1L加2~3滴Tween-80)处理5min,无菌水冲洗5~6次,无菌吸水纸吸干表面水分,剪成1cm2小块,接种于不定芽诱导培养基上。
1.2培养基
以MS为基本培养基[4],不定芽诱导培养基添加不同浓度配比的6-BA和NAA,同时含有有机附加物CH、LH和YE各200mg/L;生根培养基为1/2MS与NAA的组合。各种培养基附加3.0%的蔗糖和0.7%的琼脂,pH值5.8~6.2。配制分装后于温度121℃、压力1.1kg/cm2的条件下灭菌20min。
1.3培养条件
材料接种后,在照度1 600Lx,光照时间14h/d,温度25±1℃的条件下培养。
1.4培养过程及方法
将经表面消毒的外植体接入不定芽诱导培养基上,一般经过30d左右新芽长成1~3cm的健壮小芽。将新长出的小芽切下,接入继代培养基中增殖培养。当继代增殖的苗长到3cm高时,将丛生芽分割成单株,接入生根培养基中,每瓶接种5~8个。
1.5生根苗的移栽
根据紫背天葵的生长特性及对环境条件的要求,以腐殖质土为移栽基质。将生好根的试管小苗移出培养室,在室外炼苗3d,洗净根系上的培养基,移栽至装好基质的花盆中,在荫蔽度70%的大棚中培养,30d后统计成活率。
2结果与分析
2.16-BA和NAA组合对叶片诱导不定芽的影响
在培养基中添加合适的激素种类和浓度对不定芽的诱导非常重要。从表1可以看出,6-BA浓度对不定芽形成时间、诱导率和增殖倍数均有较大影响。如:S1、S4和S7比较,随着6-BA浓度的升高,出芽时间明显缩短,S7出芽时间比S1提前7d,不定芽诱导率S7比S1低37.2%。高浓度的NAA有利于不定芽的形成和生长,在6-BA 0.5~1.0mg/L范围内,不定芽诱导率和增殖倍数明显增加。如S5与S6比较,S6的不定芽诱导率提高16.6%,增殖倍数提高28.5。当6-BA浓度达到2.0mg/L时,NAA 0.5mg/L不定芽诱导率反而降低,同时芽苗弱化,生长速度缓慢。经多次试验发现,在培养基MS 6-BA 1.0mg/L NAA 0.5mg/L中,不仅不定芽诱导率最高,而且增殖倍数最大,生长速度也比较快。
2.3生根苗的移栽
当幼根在生根培养基上长到2cm时,去除瓶盖炼苗,3d后将组培苗从瓶中小心取出,漂洗清理根上的培养基,并保持组培苗根部湿润,移栽至装好基质的花盆中,在荫蔽度70%的大棚中培养,30d后成活率为90%(图1)。
3结论
在植物组织培养快速繁殖中,增殖系数和成苗率一直是人们所关心的问题,只有增殖速度快,在生产实践中才有应用价值[5]。张兰英等[6]以紫背天葵叶片为外植体进行了胚状体诱导,成功地获得了再生植株,但是效率不高,同时以叶片进行的离体快速繁殖研究未见报道。本试验采用紫背天葵叶片为外植体,以MS为基本培养基,添加不同浓度6-BA和NAA成功的再生了紫背天葵植株。外植体在S1-S9培养基上均可以诱导出不定芽,各种指标显示S6优于其他培养基,诱导不定芽频率最高,达到83.3%,增殖倍数最大,达到37.50,而S7培养基诱导不定芽的频率仅为8.3 %。比较可知:1.0mg/L 6-BA与0.5mg/L NAA组合使用效果最佳。
有研究认为不定根形成受到植物生长物质和培养基中离子浓度的共同影响[7],大多数材料在1/2MS或者低离子强度的条件下进行生根试验。如在1/2 MS 1.0mg/L IBA的培养基上可以100%的诱导轮生香茶菜生根[8],广藿香在MT 0.2mg/L IBA的培养基上可以100%的生根[9],1/2MS与NAA搭配使用可以100%的诱导单色蝴蝶草生根[10]。紫背天葵不定芽在R2培养基上可以100%诱导不定根形成,同时长根时间最早,根的平均个数、平均根长、平均株高和平均叶片数等方面均表现较好。因此,紫背天葵生根最佳条件为:1/2 MS 0.2mg/L NAA。
从鼎湖山紫背天葵野生苗取叶片外植体,获得紫背天葵再生植株上百万株,已经建立了完善的再生体系。从外植体到再生苗移栽至大田整个过程需要90d左右,可快速、高效且低成本的解决人工栽培紫背天葵所需的种苗问题。
4参考文献
[1] 中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志(第五十二卷第一分册)[M].北京:科学出版社,1999.
[2] 全国中草药汇编编写组.全国中草药汇编(下册)[M].北京:人民卫生出版社,1978.
[3] 陆定如.饮料植物紫背天葵[J].生命世界,1984(1):31.
[4] MURASHIGE T,SKOOG F.A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue culture[J].Physiol. Plant,1962,15(3):473-479.
[5] 吴毅歆,谢庆华,桑林,等.灯盏细辛的组织培养与快速繁殖[J].植物学通报,2005,22(1):54-57.
[6] 张兰英,李耿光,郭俊彦.紫背天葵叶片培养体细胞胚状体发生的研究[J].植物学报(英文版),1988(2):134-139.
[7] 王瑛华,陈刚,陈雄伟.蓝猪耳叶片高频率再生体系的建立[J].肇庆学院学报,2007,28(2):58-61.
[8] 陈刚,李玲.轮生香茶菜的组织培养和快速繁殖[J].北方园艺,2008(7):205-207.
[9] 林小桦,贺红,吴立蓉,等.广藿香不同外植体离体培养的研究[J].广西植物,2007,27(4):658-661.
[10] 陈刚,陈雄伟,王瑛华.单色蝴蝶草的组织培养和快速繁殖[J].植理学通讯,2007,43(3):499.