紅掌組織培養(yǎng)中不定芽誘導(dǎo)和增殖的研究

1、紅掌組織培養(yǎng)中不定芽誘導(dǎo)和增殖的研究趙斌，李英麗，方正* 第一作者簡介：趙斌（1980-），女，碩士，研究方向?yàn)橹参餇I養(yǎng)與品質(zhì)。E-mail：zhaobinbaozhu通訊作者:方正(1963 - ) .男.河北萬全人，博士，研究員，主要從事植物營養(yǎng)研究工作。 E-mail：Fangzheng555.基金項(xiàng)目:河北省科技廳博士基金資助項(xiàng)目 (00547001 D-3)（河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 河北省生物無機(jī)化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北 保定 071001)摘要：對不同濃度MS培養(yǎng)基、不同濃度細(xì)胞分裂素6-BA、不同濃度生長素NAA和IBA對紅掌組織培養(yǎng)中不定芽誘導(dǎo)和增殖的影響進(jìn)行研究。得出不定芽誘導(dǎo)和增殖的最佳

2、培養(yǎng)濃度。結(jié)果表明，MS培養(yǎng)基對紅掌不定芽誘導(dǎo)效果最好，誘導(dǎo)率為85.96%，增殖系數(shù)4.12；1.0 mg/L 6-BA為紅掌不定芽誘導(dǎo)和增殖的最佳濃度，誘導(dǎo)率為96.3%，增殖系數(shù)6.67；0.3mg/LIBA為紅掌不定芽誘導(dǎo)的最佳生長素濃度，誘導(dǎo)率為96.31%。最適宜的配比為MS+6-BA 1.0mg/L+IBA 0.3mg/L。關(guān)鍵詞：紅掌；組織培養(yǎng)；誘導(dǎo)；增殖中圖分類號： S682.14 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Study on the adventitious buds induction and proliferation in Tissue Culture of Anthurium an

3、draeanumZHAO Bin1, LI Ying-1i1 , FANG Zheng1* (Key Lab of Bio-inorganic Chemistry .Agricultural University of Hebei. Baoding 071001 .China)Abstract： The factors which is different concentrations of MS medium, cytokinin6-BA, growth hormone NAA and IBA that influence the adventitious buds induction an

4、d proliferation in Tissue Culture of Anthurium andraeanum were studied. The optimal culture concentration of proliferation of adventitious buds was be found. The results showed that MS medium was the best for Anthurium adventitious buds and the induction rate was 85.96%, the proliferation coefficien

5、t 4.12.1.0 mg / L 6-BA for the Anthurium adventitious buds was the optimal concentrations and the induction rate was 96.3%, proliferation coefficient 6.67. 0.3mg/LIBA for the Anthurium adventitious buds was the optimal concentrations and the induction rate was 96.31%. The most appropriate ratio of M

6、S +6- BA 1.0mg / L + IBA 0.3mg / L.Key Word：Anthurium andraeanum; tissue culture; callus induction; proliferation;紅掌(Antlturium andraeanum )又名安祖花、花燭、燈臺花、蠟燭花等，為天南星科（Araceae）花燭屬1多年生附生常綠草本花卉。因其具有花形獨(dú)特、葉形優(yōu)美、花色多而鮮艷、花期長2等特點(diǎn)，所以紅掌是盆栽和切花的首選高檔花卉。目前國際上主要采用組織培養(yǎng)快速繁殖達(dá)到規(guī)模生產(chǎn)的目的3。在紅掌組織培養(yǎng)技術(shù)體系中，不定芽的誘導(dǎo)和增殖分化情況會(huì)影響組培苗生根質(zhì)量，

7、進(jìn)而影響完整植株的生長發(fā)育，具有至關(guān)重要的作用。1 材料與方法1.1材料選用紅掌品種紅粉佳人(Anthurium andraeanum cv. Sonate) 健康植株的幼嫩葉片為試材。1.2方法通過初代培養(yǎng)誘導(dǎo)出的愈傷組織，將其切成直徑5mm大小，轉(zhuǎn)入不定芽誘導(dǎo)培養(yǎng)基中進(jìn)行不定芽的誘導(dǎo)培養(yǎng)，再將整塊不定芽按照自然生長狀態(tài)進(jìn)行切割，轉(zhuǎn)接在增殖培養(yǎng)基內(nèi)進(jìn)行不定芽的增殖培養(yǎng)。培養(yǎng)條件：溫度為25±2，光照時(shí)間為13h/d，光照強(qiáng)度為1000 Lux-1500 Lux，以不同濃度培養(yǎng)基MS、生長素NAA和IBA、細(xì)胞分裂素6-BA為研究對象，設(shè)置不同濃度處理，60 d后統(tǒng)計(jì)各處理的不定芽誘

8、導(dǎo)率、污染率及增殖系數(shù)。愈傷組織分化率=分化出不定芽的愈傷組織塊數(shù)/接種的愈傷組織塊數(shù)×100%增殖系數(shù)=增殖的叢生芽數(shù)/接種芽數(shù)2 結(jié)果與分析2.1不同培養(yǎng)基對紅掌不定芽誘導(dǎo)和增殖的影響2.1.1不同培養(yǎng)基對紅掌不定芽誘導(dǎo)的影響以MS培養(yǎng)基為參試因子，設(shè)置三個(gè)不同濃度梯度1/4 MS、1/2 MS、 MS，比較紅掌愈傷組織對不定芽的誘導(dǎo)效果。由圖1可知，不同濃度培養(yǎng)基對紅掌不定芽誘導(dǎo)的影響不同，且各處理間差異顯著。其中MS培養(yǎng)基效果最好，使不定芽誘導(dǎo)率達(dá)到了85.96%的最高值，有效地促進(jìn)了紅掌不定芽的誘導(dǎo)。其次是1/2 MS培養(yǎng)基，其不定芽誘導(dǎo)率為53.49%，能夠?qū)Σ欢ㄑ窟M(jìn)行誘

9、導(dǎo)但效果一般。不定芽誘導(dǎo)率最低的為1/4 MS培養(yǎng)基，誘導(dǎo)率僅為36.71%，對不定芽誘導(dǎo)效果最差。abc圖1 不同培養(yǎng)基對紅掌不定芽誘導(dǎo)的影響Fig. 1 Effects of different culture medium on the induction of adventitious buds注：圖中小寫字母表示方差分析差異顯著性（P<0.05）2.1.2不同培養(yǎng)基對紅掌不定芽增殖的影響abc以MS、1/2 MS、1/4 MS培養(yǎng)基為參試因子，比較紅掌不定芽在這三種培養(yǎng)基中的增殖效果。由圖2可知，不同濃度培養(yǎng)基對紅掌不定芽增殖生長的影響不同，且各處理間差異達(dá)顯著水平。其中MS培

10、養(yǎng)基對不定芽的增殖系數(shù)為4.12，為三個(gè)處理中的最高值，顯著高于其他兩個(gè)處理，增殖效果最好，能夠在很大程度上促進(jìn)不定芽的增殖。1/2 MS培養(yǎng)基對不定芽的增殖系數(shù)為3.24，能夠促進(jìn)不定芽的增殖但效果一般。對紅掌不定芽的增殖影響最小的培養(yǎng)基處理為1/4 MS培養(yǎng)基,其不定芽的增值系數(shù)僅為1.17。圖2 不同培養(yǎng)基對紅掌不定芽增殖的影響Fig. 2 Effects of different culture medium on the multiplication of adventitious buds注：圖中小寫字母表示方差分析差異顯著性（P<0.05），下同2.2不同細(xì)胞分裂素對紅掌不

11、定芽誘導(dǎo)和增殖的影響2.2.1不同細(xì)胞分裂素濃度對紅掌不定芽誘導(dǎo)的影響將愈傷組織接入添加0.3mg/L IBA的MS培養(yǎng)基中，為基本培養(yǎng)基在此基礎(chǔ)上添加不同濃度的6-BA，60d后調(diào)查不定芽分化率（見圖3）。由圖3可知，當(dāng)6-BA濃度為0.5mg/L時(shí)，不定芽的分化率最低，為21.0%。在試驗(yàn)設(shè)計(jì)的濃度范圍內(nèi)，當(dāng)進(jìn)一步加大6-BA用量時(shí)，不定芽分化率顯著上升，在6-BA濃度達(dá)到1.0mg/L后，不定芽的分化率迅速達(dá)到90%以上，其中當(dāng)6-BA濃度為1.0mg/L時(shí)，不定芽分化率為96.3%，當(dāng)6-BA濃度達(dá)到1.5mg/L時(shí)，不定芽分化率達(dá)到97.58%的最大值，當(dāng)6-BA濃度達(dá)到2.0mg/

12、L時(shí)，不定芽的分化率略有下降，為92.52%。這三個(gè)高分化率水平之間的差異并不顯著，但是都顯著高于6-BA濃度為0.5mg/L水平下的不定芽分化率。由此可知，6-BA最佳的不定芽分化濃度是1.0mg/L，既節(jié)約成本又可以得到較高的分化率。baaa圖3 不同6-BA濃度對紅掌不定芽分化的影響Fig. 3 Effects of different concentration of 6-BA on the induction of adventitious buds2.2.2不同細(xì)胞分裂素濃度對紅掌不定芽增殖的影響baaa將試驗(yàn)試材接入已添加0.3mg/L IBA的MS培養(yǎng)基中，為基本培養(yǎng)基在此基礎(chǔ)

13、上添加不同濃度的6-BA，培養(yǎng)60d后調(diào)查出的不定芽增值系數(shù)（見圖4）。由圖4可知，在試驗(yàn)設(shè)計(jì)的濃度范圍內(nèi)，不定芽的增殖系數(shù)隨著6-BA濃度的增大呈上升趨勢。當(dāng)6-BA濃度為0.5mg/L時(shí)，不定芽的增值系數(shù)最低4.52，顯著低于其他處理，增值效果最差。當(dāng)進(jìn)一步加大6-BA用量時(shí)，不定芽增殖系數(shù)顯著上升。當(dāng)濃度為1.0mg/L時(shí)，不定芽增值系數(shù)為6.67，濃度為1.5mg/L時(shí)，增殖系數(shù)為7.31，當(dāng)6-BA濃度達(dá)到2.0mg/L時(shí)，增殖系數(shù)達(dá)到最大值7.97。通過方差分析發(fā)現(xiàn)三個(gè)處理之間差異不顯著。試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)6-BA濃度過高時(shí)，不定芽分化率雖然有所上升，但分化出的不定芽矮小，且生長緩

14、慢，因此，結(jié)合實(shí)際誘導(dǎo)出的不定芽質(zhì)量來看，應(yīng)選擇1.0mg/L的6-BA濃度為最佳的不定芽增殖濃度。圖4 不同6-BA濃度對紅掌不定芽增殖的影響Fig. 4 Effects of different concentration of 6-BA on the multiplication of adventitious buds2.3不同生長素對紅掌不定芽誘導(dǎo)的影響將愈傷組織接入添加1.0mg/L6-BA的MS培養(yǎng)基中，以此為基礎(chǔ)培養(yǎng)基添加不同濃度的IBA和NAA，60d后調(diào)查出的不定芽分化率見圖5和圖6。由圖5可知，隨著IBA濃度的增加，不定芽分化率逐漸上升。當(dāng)IBA濃度為0.1mg/L，不定

15、芽分化率最低為72%，顯著低于其他三個(gè)處理，不定芽誘導(dǎo)效果最差。在試驗(yàn)設(shè)計(jì)的濃度范圍內(nèi)，當(dāng)IBA濃度達(dá)到0.3mg/L后不定芽誘導(dǎo)率都處于較高水平，誘導(dǎo)效果較好。當(dāng)IBA濃度為0.3mg/L時(shí)，分化率為96.31%；當(dāng)IBA濃度為0.5mg/L時(shí)，不定芽分化率為95.62%；當(dāng)IBA濃度為0.7mg/L時(shí)，不定芽分化率為94.57%，且三個(gè)處理間差異不顯著。從節(jié)約成本考慮，IBA最佳不定芽誘導(dǎo)濃度為0.3mg/L。 baaa圖5 不同IBA濃度對紅掌不定芽誘導(dǎo)的影響Fig. 5 Effects of different concentration of IBA on the induction

16、 of adventitious buds由圖6可知，當(dāng)NAA濃度為0.1 mg/L 、0.3mg/L 、0.5 mg/L時(shí)，不定芽的分化率分別為58.2%、72.3%、64.85%，且三個(gè)處理間差異不顯著，不定芽誘導(dǎo)效果一般。當(dāng)NAA濃度為0.7 mg/L時(shí)，不定芽誘導(dǎo)率達(dá)到最大值93.36%，顯著高于其他濃度水平，不定芽誘導(dǎo)效果最好。bbab圖6 不同NAA濃度對紅掌不定芽誘導(dǎo)的影響Fig. 6 Effects of different concentration of NAA on the induction of adventitious buds3 結(jié)論與討論3.1不同培養(yǎng)基對紅掌不

17、定芽誘導(dǎo)和增殖的影響通過初代培養(yǎng)誘導(dǎo)出的愈傷組織，轉(zhuǎn)入不定芽誘導(dǎo)培養(yǎng)基中進(jìn)行不定芽的誘導(dǎo)培養(yǎng)。在培養(yǎng)條件合適的情況下，愈傷組織的表面可形成很多不定芽，即叢生芽狀態(tài)。此時(shí)就可將其轉(zhuǎn)接在增殖培養(yǎng)基內(nèi)進(jìn)行不定芽的增殖培養(yǎng)。從而進(jìn)一步生根，成長為完整植株個(gè)體。目前，應(yīng)用最廣泛的是 MS培養(yǎng)基，改良MS，鹽類減量MS4。研究結(jié)果表明：不同的培養(yǎng)基濃度對紅掌不定芽誘導(dǎo)和增殖的影響不同，且差異顯著。MS培養(yǎng)基對紅掌不定芽誘導(dǎo)的效果最好，能夠有效地促進(jìn)不定芽的誘導(dǎo)和增殖，使誘導(dǎo)率達(dá)到了85.96%，增殖系數(shù)達(dá)到4.12，為不定芽誘導(dǎo)和增殖的最佳培養(yǎng)基。由于三種培養(yǎng)基只存在大量元素的差異，其他元素配比相同，所以

18、紅掌不定芽的誘導(dǎo)對大量元素的需求而言，誘導(dǎo)過程中需要較多的大量元素供給，1/2 MS培養(yǎng)基和1/4 MS培養(yǎng)基的濃度含量都不能滿足需求，因此阻礙了不定芽的誘導(dǎo)和增殖。這種現(xiàn)象可能是由于在不定芽誘導(dǎo)和增殖過程中外植體的生物累積量迅速增加，需要更多的大量元素供給而引起的。3.2不同激素配比對紅掌不定芽誘導(dǎo)和增殖的影響芽分化和增殖是影響紅掌快繁效率的主要因素。Lightboum 和夏時(shí)云等研究發(fā)現(xiàn)，BA是影響愈傷組織芽分化最重要的激素5。另有研究表明，愈傷組織芽分化往往是多種激素相互平衡及協(xié)同作用的結(jié)果，激素配比尤為重要6。在組織培養(yǎng)中，植物激素用量少，但生理效應(yīng)是巨大的，對植物組織培養(yǎng)成功與否起決

19、定性作用?；九囵B(yǎng)基保證了培養(yǎng)物的生存與最低的生理活動(dòng)，但只有配合恰當(dāng)?shù)闹参锛に?，才能誘導(dǎo)細(xì)胞分裂的啟動(dòng)、愈傷組織的形成和增殖、芽與根的分化等變化。培養(yǎng)物對激素的需求取決于它本身的激素水平，對激素的敏感性也因植物種類不同而不同。細(xì)胞分裂素是紅掌不定芽增殖生長所需的必要條件，選擇合適的細(xì)胞分裂素濃度，使其與生長素共同作用誘導(dǎo)不定芽增殖是植物組織培養(yǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。一般認(rèn)為，細(xì)胞分裂素和生長素的比例是影響增殖系數(shù)和不定芽質(zhì)量的主要因素7，8。當(dāng)生長素/細(xì)胞分裂素比值高時(shí)，有利于長根，低時(shí)有利于長芽，中間比值利于愈傷組織的誘導(dǎo)和分化9。6-BA是常見的適宜紅掌不定芽分化的細(xì)胞分裂素種類之一，其適用的

20、濃度范圍廣，分化效率高，對生產(chǎn)有積極的作用。研究結(jié)果表明，6-BA濃度為1.0 mg/L時(shí)，既能誘導(dǎo)出高質(zhì)量的不定芽，又能節(jié)約成本得到較高的分化率96.3%，增殖系數(shù)6.67，是不定芽誘導(dǎo)和增殖的最佳濃度。在紅掌不定芽誘導(dǎo)分化過程中，IBA是適合紅掌不定芽誘導(dǎo)的生長素，對不定芽的誘導(dǎo)效果優(yōu)于NAA，且隨著IBA濃度的增加，不定芽分化率有上升的趨勢，當(dāng)IBA濃度達(dá)到0.3 - 0.7 mg/L時(shí)，不定芽誘導(dǎo)率都處于較高水平。綜合考慮誘導(dǎo)效果和經(jīng)濟(jì)因素，0.3mg/LIBA為最佳紅掌不定芽誘導(dǎo)的生長素。參考文獻(xiàn)1 王若祥,王赧.花燭M.北京:中國林業(yè)出版社,2002.1-22 尤雅宜.切花生產(chǎn)技術(shù)M