摘要:本文通過對銀邊吊蘭進行的組織培養,研究了以MS培養基為基礎進行的吊蘭愈傷組織誘導和分化所需的植物激素種類和含量,記錄其生長過程,並對組織培養過程的一般方法和出現的問題進行了研究和總結。
關鍵詞:吊蘭, 組織培養, 愈傷組織,分化
緒論:
1.植物組織培養(Plant Tissue Culture),是植物組織和細胞培養的簡稱,又叫植物體細胞遺傳學或植物克隆,是基因工程的一個環節,生物工程的重要組成部分。植物組織培養不涉及到基因的遺傳重組,所以克隆出的植物與其源植物具有完全相同的遺傳背景,因此克隆植物的性狀較一致。另外對一些通過種子繁殖較困難或後代產生重大分離的物種而言,組織培養技術更實用。同時這種技術具有植物生長周期短、節省空間、不受環境季節影響等許多優勢。
1965年瓦斯爾和黑爾德埔蘭特首次以胡蘿卜的實驗證明了植物細胞具有全能性,這意味著一個植物細胞中的基因表達方式給予這個細胞一種潛力,即在成熟植物體中它能成為任何類型的細胞,反過來,當條件適宜時,任何具有生活力的植物細胞(包括那些已高度分化了的細胞)都能脫分化,重新回到“胚性細胞”狀態,即愈傷組織,進而再分化成完整的植株。這一發現帶動了植物細胞組織培養技術的快速發展。經過世界各國科學家30多年的不懈努力,這一技術漸趨成熟。迄今700多種植物可以進行莖尖培養或由愈傷組織再生植株。組培生物技術為提高主要無性繁殖經濟作物的種苗質量和繁殖係數,降低生產成本,減少環境汙染,發揮了巨大的作用。以無性繁殖為主的經濟作物是高效、優質、創匯、生態農林業的重要組成部分,尤其是西部開發、貧困地區脫貧致富的重要支柱產業,在當前我國種植業結構調整中占重要地位。
2.吊蘭(Chlorophytum comosum),別名掛蘭、釣蘭、折鶴草、鴨蹠草、蘭草參,百合科吊蘭屬,多年生宿根常綠草本植物。因其葉和根形態似蘭,而又花梗橫生倒臥,宜懸空憑虛而得名。肉質須根,根係發達,貯有大量水分。葉簇生,線狀披針形,長20—45厘米。花莖細長,高出葉麵。總狀花序,小花白色,不顯眼,夏季開放。花葶從葉腋抽出,彎垂而下,花後變為匍匐枝,頂部長出氣生根,萌發出新植株。原產於非洲南部,性喜濕潤,具較強的抗旱能力,喜半陰環境,不耐霜凍。一年四季,翠綠依然,有"綠色仙子"之美稱。家庭常見栽培有金心吊蘭,葉中心部具黃色縱條紋;銀邊吊蘭,葉緣綠白色;金邊吊蘭,葉緣黃白色。吊蘭繁殖容易,一般多采用分株繁殖方法。插瓶水養易成活。生長適溫10-25℃。
吊蘭雖稱不上名貴花卉,但吸收空氣中有毒化學物質的能力在花卉卻首屈一指,效果甚至超過空氣過濾器。美國航空及太空署的環境專家比爾、沃爾弗頓發現,吊蘭吸收空氣中有毒化學氣體的能力,較其它實驗植物高,在空調房間裏隻要放一盆吊蘭,在24小時內可將室內的一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等有害氣體吸收幹淨,並將它們輸送到根部,經土壤裏的微生物分解成無害物質後,作為養料吸收。吊蘭可清除甲醛汙染,有極強的吸收甲醛的能力,15平方米的居室,栽兩盆吊蘭,就可保持空氣清新,不受甲醛之害。此外,在疾病的防治上,吊蘭具有活血接骨、養陰清熱、潤肺止咳、消腫解毒的功能。
在植物組織培養研究方麵,以吊蘭為實驗材料的報道還不多。基於此,本文對吊蘭的組織培養方法作了闡述,並對組織培養的一般方法和可能出現的問題進行了係統的分析和總結。
一 吊蘭的組織培養
1 材料類別 銀邊吊蘭的葉片。
2培養條件 配方是MS培養液+瓊脂+肌醇+激素。
1)誘導培養基激素含量:
X組 |
IAA |
6-BA |
A組 |
1.5mg/L |
2mg/L |
B組 |
1mg/L |
2mg/L |
C組 |
1mg/L |
1.5mg/L |
2)分化培養基激素含量:
x組 |
IAA |
6-BA |
a組 |
2mg/L |
1mg/L |
b組 |
1.5mg/L |
1mg/L |
c組 |
1mg/L |
1.5mg/L |
X1組 |
2,4-D |
KT(激動素) |
ZT(玉米素) |
A1組 |
2mg/L |
0.1mg/L |
0.1mg/L |
B1組 |
1.5mg/L |
0.1mg/L |
0.2mg/L |
C1組 |
1.5mg/L |
0.5mg/L |
0.2mg/L |
D1組 |
1mg/L |
0.5mg/L |
0.5mg/L |
E1組 |
1mg/L |
1.0mg/L |
0.5mg/L |
上述培養基均加入蔗糖30 g·L-1,瓊脂12 g·L-1,肌醇100mg·L-1,pH均調至5.8(用1mol/L的NaOH溶液),用錐形瓶盛裝,並用鋁鉑封口。
3 操作及生長、分化情況
3.1 高壓滅菌 將培養皿、鑷子、剪刀、蒸餾水、培養基等放入高壓滅菌鍋中,加蓋滅菌1h後取出,放在超淨工作台(clean work station table)上。
3.2 接種前的操作 實驗前先打開超淨工作台的紫外線燈,滅菌10min後關閉。打開吹風機,點燃酒精燈,確保實驗時的操作在酒精燈後進行。穿上白大褂,戴上口罩,用酒精棉球擦拭手、實驗台和實驗器具,並用酒精燈的外焰部分將鑷子、剪刀等滅菌,待冷卻後使用。
3.3 愈傷組織的誘導培養 從生長旺盛、無病蟲害的吊蘭上剪取葉片。將吊蘭
葉片用蒸餾水洗淨後放於無菌培養皿中進行消毒。用75%的酒精溶液滅菌45s,
再用10%的雙氧水滅菌6min。用蒸餾水清洗三次。再用鑷子和刀將其剪成小段,
取幼嫩部分接種於培養基X中,每瓶接4~5個外植體。最後在酒精燈外焰上
燒一下瓶口和鋁鉑,蓋緊,放入光照培養箱中。光照10h,溫度為26℃,夜間溫
度為20℃。
觀察:無菌操作的成功率為78.3﹪。約兩周後頂芽開始萌動,並在基部形成少量愈傷組織。三周後長出嫩芽,葉片直立,約2cm長,長勢良好。四周後無大變化。轉至相同培養基上繼續培養兩次。葉的數量有所增加,但愈傷組織無大變化。
3.4 分化培養 篩選出未發生汙染且生長狀況良好的芽和愈傷組織塊,用無菌解剖刀在培養皿中切取,轉移至培養基a中進行繼代培養。
觀察:一周後無大變化。兩周後芽的數量增多至4-5個,少數生出白色纖細的根。四周後嫩綠色葉片展開,最高約6cm,最短約1-1.5cm。六周後為十片葉左右,最高約8cm,顏色鮮豔。七周後無大變化,大部分沒有生根。葉多,變成深綠色,有些葉片尖部發黃。兩個月後轉至X1培養基中培養。觀察:三天後尚未長根。一周後顏色稍變淺。兩周後葉片數量增多,開始長根。一個月後大部分長根,但很短,約2cm長。葉片長到10cm左右。吊蘭沒有開花。
3.5 討論
(1)吊蘭的組織培養相對比較複雜,成功需要較強的經驗性。比較適合的激素為X3組。
(2)實驗時吊蘭在生長過程中有葉片發黃現象,經過分析可能是由以下原因引起的。一是養料過剩,超過了植株的需要量。二是長時間未轉移植株。培養基中所含的各種營養元素已被耗盡,氮、磷、鉀三要素也沒及時補充,植株缺少養分,葉片出現黃薄現象。三是見光太少,導致葉綠素降低,葉片變黃。四是光線過強。吊蘭對光線敏感,若光線太弱,則葉色變得淺淡;若光線過強,則葉片枯黃,甚至枯萎死亡。
(3)外植體消毒時間的掌握。因為吊蘭的組織培養是個新的嚐試,消毒時間的長短要靠自己摸索。第一次實驗時滅菌時間為酒精1min,雙氧水10min,結果雖然汙染率不高,可很多組織都被殺死了。在後來的實驗中發現酒精45s,雙氧水6min比較合適。
(4)吊蘭的葉片剪碎後要選取幼嫩的部分進行接種。
(5)誘導培養基的中間繁殖體中叢芽的數量多於愈傷組織的數量。繼代增殖時主要通過芽生芽的方式。從實際的經濟角度考慮,大規模進行組織培養快速繁殖時應采用叢生芽進行分化培養。
(6)由於實驗仍在進行,尚未到試管苗移植這步。
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