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莲胚性愈伤组织诱导研究初报

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摘要:以鄂藕杂3号莲藕顶芽或侧芽的茎尖为外植体,接种于不同激素配比的MS培养基上诱导胚性愈伤组织。结果表明,不同浓度的激素组合对莲的胚性愈伤组织诱导有不同的影响,最佳培养基为MS+6-BA 0.5 mg/L+2,4-D 5.0 mg/L。

关键词:莲;茎尖;诱导;胚性愈伤组织

中图分类号:Q813.1文献标识码:A文章编号:0439-8114(2011)14-2991-02

Primary Study on Embryogenic Callus Induced from Shoot Tip of Nelumbo nucifera

DIAO Ying1,WU Jin-ping2,ZHAO Ling-ling1,HU Zhong-li1

(1. College of Life Sciences, Wuhan University,Wuhan 430072,China;

2. Institute of Economic Crop, Hubei Academy of Agricultural Sciences,Wuhan 430064,China)

Abstract: The shoot tips of Nelumbo nucifera “E Ou Za 3” were cultured on medium; and embryogenic callus was induced. The result showed that the induction frequency was affected by the concentration of hormone combinations. The optimal induction medium was MS+0.5 mg/L 6-BA+5 mg/L 2,4-D.

Key words: Nelumbo nucifera; shoot tip; inducement; embryogenic callus

莲(Nelumbo nucifera Gaertn)属睡莲科多年生草本植物,是我国重要的水生蔬菜。目前莲的种植仍多采用具有两节充分成熟藕身的子藕作藕种进行无性繁殖的方式,该繁殖方式需种量大,扩繁较慢且成本高。目前,已经有多家研究机构报道了莲藕组培快繁研究[1-4],但是以上研究均是利用诱导丛生苗的方式进行,增殖系数仍然受到一定的限制。鉴于此,特进行了莲胚性愈伤组织诱导试验,为探索快速繁殖藕种的有效方法、降低藕种投入开辟新的途径,同时也为莲的基因工程育种打下基础。

1材料与方法

1.1材料

供试材料采自武汉大学莲藕研究中心基地,取鄂藕杂3号莲藕顶芽或侧芽。

1.2方法

1.2.1愈伤组织诱导用自来水将芽冲洗干净,然后用体积分数为75%的酒精进行表面消毒1 min,随即用1 g/L的HgCl2溶液灭菌8 min,不时摇动,灭菌完毕后用无菌水冲洗外植体3次。然后在无菌条件下剥取茎尖生长点(约3 mm),立即接种到固体培养基上,接种插入深度为外植体长度的1/3。诱导培养基以MS为基本培养基,分别添加6-苄基氨基嘌呤(6-BA)、2,4-二氯苯氧乙酸钠(2,4-D)两种植物生长调节剂,其浓度和配比详见表1。蔗糖浓度30 g/L,结冷胶(美国Sigma公司)2.2 g/L,pH值5.8。避光培养。

1.2.2继代培养将诱导出的胚性愈伤组织转入继代培养基,继续培养增殖。继代培养基及培养条件与诱导培养基本相同,只是不再添加活性炭。

1.2.3分化培养将胚性愈伤组织转入分化培养基,诱导分化。分化培养基以MS为基本培养基,分别添加6-BA、6-糠基氨基嘌呤(KT)两种植物生长调节剂,其浓度分别为0.2 mg/L和0.5 mg/L。蔗糖浓度30 g/L,结冷胶2.2 g/L,pH值5.8。培养温度(29±2)℃,每天光照12 h,光照强度2 000 lx。

2结果与分析

2.1诱导胚性愈伤组织

莲茎尖组织在接种约10 d后开始膨大,陆续出现愈伤组织。接种后30d的结果见表1。不同激素组合的培养基中愈伤组织的发生数量、状态和性质均有较大差别。例如,①号组合即低浓度2,4-D与高浓度6-BA组合时,仅切口部位发生少量结构紧实的愈伤组织。随着2,4-D浓度的升高,6-BA浓度的降低时,愈伤组织发生为淡黄色,质地疏松,表面有许多颗粒状突起,为胚性愈伤组织。但是,当2,4-D浓度为6.0 mg/L,6-BA浓度为0.4 mg/L时,诱导的愈伤组织发白,有空泡化现象出现。由试验结果可知,以MS+2,4-D 5.0 mg/L+6-BA 0.5 mg/L诱导胚性愈伤组织的效果最好(图1)。

2.2继代培养

将胚性愈伤组织转接于继代培养基上进行培养。通过不断继代增殖,其繁殖系数可达10~15。每代的培养时间为28 d,如果超过40 d,有10%的愈伤组织出现发白现象,进而水渍状坏死(图2)。

2.3分化培养

胚性愈伤组织转入分化培养基,光照培养10 d后愈伤组织即开始转绿,25 d即有明显的芽分化萌出(图3),但是分化成苗率较低,约为10%。

3讨论

根据前人的经验,试验采用了春夏之交处于旺盛生长状态下的莲芽,并且直接剥取茎尖作为接种材料。在许多材料中,研究者采用生长活跃的组织或器官作为外植体诱导胚性愈伤组织取得了成功,研究中所取的茎尖分生组织有丝分裂极为活跃,是作为莲胚性愈伤组织诱导的良好材料。试验结果表明,这一选择是正确的。同时,采用茎尖培养,也达到了脱毒的效果。

诱导胚性愈伤组织,不同的植物对生长调节剂的要求不同。试验研究表明,2,4-D和6-BA的配合才能诱导出莲的胚性愈伤组织。

就目前的结果来看,胚性愈伤组织的诱导率最高也才32%,还有进一步提升的空间。而且,由于胚性愈伤组织数量的限制,在继代培养基和分化培养基仅选择了一种配方进行培养,尤其是目前分化培养基的成苗率较低,不能满足实际生产的需要,今后需要继续优化和筛选继代培养基和分化培养基的配方。同时,还应该根据前人研究莲丛生

芽生根的培养基配方,设计和筛选适合生根的培养基,从而完善整个莲的胚性愈伤组织诱导及再生体系。

参考文献:

[1] 曹孜义.实用植物组织培养技术教程[M].兰州:甘肃科学技术出版社,1998.

[2] 于文进,龙明华.莲藕组织培养及快速繁殖试验研究[J].广西热作科技,1997,7(2):9-11.

[3] 彭静,柯卫东,黄新芳.莲藕的组织培养与快速繁殖[J].植物生理学通讯,2001,37(1):38.

[4] 汤泳萍,罗绍春,占丰溪,等.广昌太空莲组培快繁研究初报[J].江西农业学报,2001,13(4):58-61.

[5] 周以飞,潘大仁,林龙云,等. 不同生境型子莲组培苗的快繁研究[J]. 植物生理学通讯,2005,41(2):184.

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