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疊鞘石斛莖段組織培養與花芽誘導



錄入時間:2010-12-14 9:37:11 來源:中國論文下載中心

 

【摘要】    目的研究疊鞘石斛的快速繁殖及離體開花的培養體係。方法選用野生的疊鞘石斛帶側芽的莖段作為外植體,培養在附加不同激素的培養基上。結果MS培養基附加6-BA1.0 mg·L-1),NAA0.5 mg·L-1)對側芽的誘導效果最佳。而MS培養基附加6-BA2.0 mg·L-1),NAA0.4 mg·L-1)最適合叢生芽的增殖。把無菌苗培養在附加6-BA2.0 mg·L-1)的MS培養基中,少數植株被誘導開花,誘導率為10.0%。結論用帶腋芽的莖段作為外植體在MS培養基中,附加一定的6-BANAA可以誘導叢生芽的產生。

【關鍵詞】  疊鞘石斛; 組織培養; 花芽誘導

  AbstractObjectiveTo study rapid propagation and in vitro flowering system for Dendrobium denndanum.MethodsStem with lateral buds of wild  denndanum was used as explants and cultured on various culture media with different portions of hormone.ResultsThe best medium for lateral buds induction was the MS with addition of 6-BA (1.0 mg·L-1),NAA (0.5mg/L), while MS with the addition of 6-BA (2.0 mg·L-1),NAA (0.4 mg·L-1) was suitable for the cluster shoots propagation. A few plantlets were induced flowering after cultured on MS medium with addition of 6-BA (2.0 mg·L-1), the frequency of floral bud induction was 10.0%.ConclusionThe cluster shoots can be induced from the segments with lateral buds on the MS basic medium with addition of 6-BA and NAA.

  Key wordsDendrobium denndanum;   Tissue culture;   Induction of floral buds
   
  石斛是常用名貴中藥材,屬蘭科(Orchidaceae)石斛屬Ddendrobium。現已發現,該屬有很多種類具有藥用價值,其中鐵皮石斛、金釵石斛、霍山石斛等藥用價值很高,價格昂貴。石斛中含有多種生物堿、抗癌菲、類黃酮等物質,具有抗衰老、增強機體免疫力等作用[1],其應用範圍較廣,需求量不斷增加。但近年來由於受過度采伐、生長緩慢、繁殖率低等因素的影響,使石斛的野生資源嚴重枯竭,我國已將其列為瀕危藥用植物[2],為挽救石斛屬的植物物種,擴大藥源,前人已對多種石斛屬的植物進行了組織培養快速繁殖的研究[36],但對疊鞘石斛的組織培養目前尚未見報道。本文報道了疊鞘石斛莖段在不同激素配比培養基中出芽、發育成苗的過程,同時初步進行了離體開花的誘導。

  1   材料與方法

  1.1  材料供試材料疊鞘石斛Dendrobium denndanum采於貴州省紫雲縣,並經貴州大學生命科學學院植物學教研室鑒定為疊鞘石斛。標本種植於貴州大學植物標本地。

  1.2  材料處理與接種選取生長健壯、無病蟲害感染的莖段,將其截成長11.5 cm的帶芽莖段,用流水衝洗1 h,在超淨工作台用75%的酒精消毒30 s,再用0.1%HgCl溶液消毒12 min,無菌水衝洗5次。將此莖段接種於芽啟動培養基上。每個配方接種10瓶,每瓶接種5段,2224℃,光照12 h/d,光強度2 000 lx條件下培養。

  1.3   培養基

  1.3.1   芽啟動培養基①MS+6-BA 1.0mg·L-1+NAA 0.5 mg·L-1+2%蔗糖+0.8%瓊脂;②MS+6-BA 1.0mg·L-1+ NAA 1.0 mg·L-1+2%蔗糖+0.8%瓊脂;③1/2MS+6-BA 1.0 mg·L-1+NAA 0.5 mg·L-1+2%蔗糖+0.8%瓊脂;④1/2MS+6-BA 1.0 mg·L-1+NAA 1.0 mg·L-1+2%蔗糖+0.8%瓊脂。

  1.3.2  芽增殖培養基①MS+NAA 0.4 mg·L-1+ 不同濃度6BA(單位同前) +2%蔗糖+0.8%瓊脂;②MS+NAA 0.4 mg·L-1+ 不同濃度KT(單位同前) +2%蔗糖+0.8%瓊脂; ③MS+NAA 0.4 mg·L-1+ 不同濃度ZT(單位同前)+2%蔗糖+0.8%瓊脂。

  1.3.3  生根培養基  MS+6-BA 2.0 mg·L-1+NAA 0.4 mg·L-1 +2%蔗糖+0.8%瓊脂;② MS+6-BA 1.0 mg·L-1+NAA 0.4 mg·L-1 +2%蔗糖+0.8%瓊脂;③ MS+6-IBA1.5 mg·L-1+NAA 0.4 mg·L-1+2%蔗糖+0.8%瓊脂。

  1.3.4   成花誘導培養基① MS+6-BA 2.0 mg·L-1+NAA0.5 mg·L-1 +2%蔗糖+0.8%瓊脂;②  MS+ ABA 0.5 mg·L-1+2%蔗糖+0.8%瓊脂;③ MS+24D 0.1 mg·L-1+6-BA0.5mg·L-1+2%蔗糖+0.8%瓊脂;④ MS+6-BA 2.0 mg·L-1+2%蔗糖+0.8%瓊脂;上述培養基pH均為5.8

  2   結果

  2.1  啟動培養外植體培養30 d後,莖節部的側芽開始萌動,與培養基接觸的部位逐漸形成乳白色的瘤狀突起,以後突起逐漸膨大,顏色由白轉綠(見圖1),大約40 d以後芽開始伸長, 60 d後形成叢生狀小苗。幾種誘導啟動培養基均能誘導芽的萌發(見圖2),其中以培養基①和③中產生的芽多。培養基① 和③ 所含的激素濃度相同而基本培養基不同,分別是MS培養基和1/2MS培養基,說明基本培養基對疊鞘石斛芽的萌發影響不大,6-BANAA的濃度對芽的萌動和發育有一定影響,當6-BA1.0 mg·L-1NAA0.5 mg·L-1時對芽的萌發生長最有利。此外,選擇靠近莖尖的莖節端,通常容易誘導芽的萌發,這可能與莖尖主要由具有胚性的分生細胞構成,其分裂能力高於莖段的其它部位。

  2.2  叢生芽的增殖培養 把無菌苗從莖上切下轉接到增殖培養基中培養。大約10 d左右,在原來萌發的芽周圍開始產生不定芽,進而形成叢生芽,連續轉接23次,可以不斷增加叢生芽的數量。常用的細胞分裂素有KTZT6-BA,將這3種激素及不同濃度配比的增殖培養基對芽的增殖進行比較(見表1)。結果表明,6-BA的對叢生芽的增殖效果最明顯,平均芽增殖倍數為7.3倍,其中當濃度為2.0 mg·L-1時,形成較多的叢生芽,形成的叢生芽最多、且長勢好(見圖3),芽的增殖倍數最高,為9.0倍。從表中看出,6-BA影響芽增殖的3個實驗濃度中,芽的增殖倍數與6-BA質量濃度成正相關。KTZT對芽的增殖也有一定的作用,但效果較6-BA稍差。相同激素不同質量濃度的差異性比較,P值大於0.05,而不同激素組合相同質量濃度的顯著性分析,P值大於0.05KT質量濃度的不同對芽增殖的影響無明顯的影響。而ZT的兩個實驗濃度對芽的倍增數也無顯著的影響。

剛萌動的腋芽(略)

  圖不同培養基對芽啟動的影響(略)

  表不同激素對疊鞘石斛叢生芽分化的影響(略)
 
  p代表顯著性差異檢測(P0.05;與相同濃度不同激素組合相比)

  2.3  生根培養將疊鞘石斛健壯無菌苗轉入生根培養基,大約15d左右,在芽的另一端產生被白色根被覆蓋的幼根,以後根開始生長,每株生根23條。生根效果(表2),從表中看出幾種培養基都能誘導根的產生,其中以MS+6-BA 2.0 mg·L-1 +NAA 0.4 mg·L-1最好,生根率達91%,MS+6-BA 1.0 mg·L-1+NAA 0.4 mg·L-1培養基對生根的誘導率為88%,與MS+6-BA 1.0 mg·L-1+NAA 0.4 mg·L-1培養基的誘導率接近。而MS+6-IBA1.5 mg·L-1+NAA0.4 mg·L-1對根的誘導率相對較低,僅為80%。從生根的時間看,3種培養基的生根時間差別不大,為1416d 3種配比的培養基促發新根數量以MS+6-BA2.0 mg·L-1+NAA0.4 mg·L-1最多,平均為6條,而另外兩種配比的培養基促發根的數量平均為4條。

  2.4  花芽的初步誘導將長至株高約2cm左右、發育良好的無根苗轉入誘導成花的培養基中,4種類型的成花誘導培養基分別接種10瓶,每瓶接種3個外植體,2個月後,僅有培養基④中的少部分植株形成花芽並開花,其餘未見花芽形成,誘導成花的培養基④中,30個植株僅有3株開花,誘導率為10%。花芽生自頂芽位置,且生於叢生苗中(見圖4)。但花朵未完全開放,1周左右即枯萎。由於僅有培養基④中少量的植物誘導開花,難以看出培養基類型、激素類型和配比與成花的相關性。

  表誘導根的結果(略)

  圖叢生芽(略)               

  圖開花植株(略)

討論
   
  組織培養獲得石斛再生植株的途徑有器官發生型和原球莖發生型[6]。器官發生型是通過外植體組織培養,使預先存在的分生組織形成芽(如腋芽)或不定分生組織(如子葉、莖段、愈傷組織等)形成不定芽,該方法是石斛快速繁殖的主要方法。原球莖發生途徑是通過石斛適宜外植體誘導產生胚性愈傷組織並增殖,隨後形成類胚組織原球莖進而發育成完整的再生植株。原球莖再生植株的方式技術上相對較困難,周期長,需反複壯苗,而直接用帶腋芽的莖段誘導叢生芽,具有取材方便、操作簡便、繁殖係數高等優點,可以較短時間內獲得大量無菌苗。對疊鞘石斛的組織培養,目前尚未見報道。本實驗結果對疊鞘石斛的離體快繁和野生種質資源的保存具有一定的參考價值。
   
  此外,作者對疊鞘石斛的離體成花作了初步嚐試。前人對蘭科植物離體條件下的花芽形成已有不少報道[79],蘭科植物可以用原球莖和幼小植株進行成花誘導。筆者僅對長有莖葉的小植株進行誘導。結果表明,單加6-BA對花芽的形成有一定的促進作用,這與王遠光等[8]的結果相一致。植物的開花與外界因子和內在因素的變化存在複雜的關係,影響植物成花的主要外界因子如光周期、溫度、水分、營養等在很大程度上是通過影響植物內源激素而起作用。因此,有關植物離體開花的研究還需從生理生化、分子生物學方麵作更深入、仔細的研究。

作者:關萍,石建明 《時珍國醫國藥》

【參考文獻】
 
  [1] 夏鴻西.石斛屬植物化學成分研究進展[J.實用藥學,1999,13(3):11.
  [2] 宋經元,郭順星,肖培根.10年來石斛屬植物的研究進展[J.中國中藥雜誌,2004,39(10):725.
  [3] 孫 廷,楊玉珍,胡如善. 金釵石斛的組織培養與快速繁殖技術[J.河南科技大學學報(農學版),2004,243):35.
  [4] 高培元,陳健妙,甘 銓. 金釵石斛的莖段組織培養與植株再生[J.中草藥,2002,3311:1031.
  [5] 朱 豔,秦民堅.鐵皮石斛莖段誘導叢生芽的研究[J.中國野生植物資源,2003,222:56.
  [6] 張 明,夏鴻西,朱裏泉,. 石斛組織培養研究進展[J.中國中藥雜誌,2000,256:323.
  [7] 王光遠,許智宏,蔡德發,. 鐵皮石斛的離體開花[J.中國科學(C輯),1997,273:229.
  [8] 王光遠,劉 培,許智宏,.石斛離體培養中ABA對誘導花芽形成的影響[J.植物學報,1995,37(5):374.
  [9] 溫雲飛,魯潤龍,謝子立.霍山石斛的快速繁殖和花芽誘導[J.植物生理學通訊,1999,354:296.

 

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