2023年12月12日發(作者:文學性)

中國園藝文摘201 1年第9期 紅蓮子草耐寒無性系選育研究 明 月 李琦王哲徐娜姜長陽 (遼寧師范大學生命科學學院,遼寧大連1 1 6029) 摘要:為滿足人們觀賞栽培的需求,以能越冬的紅蓮子草嫩莖為材料,進行愈傷組織誘導、低溫處理、冷凍處 理、復凍處理,愈傷組織分化、試管苗生根與繼代增殖培養,以及試管苗移栽和定植的研究,建立起紅蓮子草耐 寒無性系。結果證明:MS+BA 0.4 mg/L+2,4-D 1.0 mg/L+NAA 0.5 mg/L+蔗糖30 g/L為嫩莖愈傷組織誘導和耐 凍愈傷組織繼代增殖培養的理想培養基;1/2 MS+蔗糖50 g/L是復凍后增殖培養的愈傷組織分化的理想培養基; N。+NAA O.1 mg/L+IAA 0.4 mg/L+蔗糖I 5 g/L是生根培養和生根繼代增殖培養的理想培養基;移植到水庫岸邊的 試管苗保持了紅蓮子草的所有生物學性狀,且連續5年正常越冬。 關鍵詞:紅蓮子草;組織培養;耐寒選育;無性系 紅蓮子草(Altemanthera paronychioides)又叫紫葉草、 1.2培養條件 滿天星、蓮子草等,屬于莧科蓮子草屬多年生草本植物【1]。 參見黃葳等小花鬼子針的研究 。 主要生長于高溫高濕地區河岸、水邊或沼澤等環境中。原 1.3試驗方法 產于巴西,在華東以南地區的淺水處也有成片生長,現在 1.3.1愈傷組織的誘導與分化把無菌嫩莖切成長約0.3 cm 我國多有盆栽[21。紅蓮子草可作飼料,且具有一定的藥用價 的莖段后,搠榧IIMS+BA 0.4 mg/L+2,4-D 1.0 mg/L+NAA 值。但由于紅蓮子草莖葉為紅紫色,所以,無論是南方的 0.5 mg/L+蔗糖30 g/L培養基上,進行愈傷組織的誘導培 地栽,還是我國各地的盆栽,幾乎都是以觀賞目的進行栽 養。愈傷組織的誘導培養進行3次重復試驗,每種處理接種 培的。由于大連地區冬季較為寒冷,因此多年來只能對其 培養200個材料。 進行盆栽。為了美化環境,有人于春末將其成片的栽培到 1.3.2愈傷組織的低溫處理當上述繼代培養的愈傷組織 水庫邊緣的淺水處,幾乎都是春天成片栽培紅蓮子草,到 生長非常旺盛時,轉移到光照2 000 lx、溫度為2"C的培養 冬天就凍死。但在2003年栽培的紅蓮子草中,發現了1株紅 箱中進行愈傷組織的低溫處理10 d,而后再放到正常的條 蓮子草能夠越冬,未被凍死。觀察證明,這種蓮子草雖然 件下恢復培養10 d。低溫處理試驗重復3次,處理的愈傷組 可在寒冷地區越冬,但卻不能結出種子。用扦插的方法對 織分別為58塊、64塊和62塊。 其進行繁殖,約15%的扦插苗仍能越冬。為滿足人們對耐 1.3.3愈傷組織的冷凍處理把經過低溫處理恢復培養后 寒紅蓮子草栽培的需求,我們對紅蓮子草愈傷組織進行了 成活的愈傷組織,接種到相同的培養基上進行增殖培養2代 進一步的耐寒選擇。雖然目前已有栽培植物耐寒選擇的報 后,再放到溫度為一8℃的培養箱中進行冷凍處理10 d,而 道【3一,并有愈傷組織選擇效應的報道 ,但迄今未見莧科 后放到溫度為2℃的培養箱中進行愈傷組織的低溫處理 植物通過愈傷組織進行耐寒選擇的報道。 10 d,接著再放到正常的條件下恢復培養10 d。冷凍處理 l材料與方法 試驗重復2次,處理的愈傷組織分別為126塊和114塊。 1.1材料及滅菌 1.3.4冷凍后成活愈傷組織的繼代增殖培養把成活的細 6月上旬,將大連大西山水庫邊上人工扦插已經越冬的 胞團剝離出來,接種到MS+BA 0.4 mg/L+2,4-D 1.0 nag/ 紅蓮子草嫩莖采回實驗室后,用清水沖洗1 h左右,切成長 L+NAA 0.5 mg/L+蔗糖30 g/L的培養基上,置于常溫環 約4 cm的莖段后,放到250 ml的磨口廣口瓶中,先用 境中進行愈傷組織的增殖培養。冷凍后的愈傷組織連續進 0.05%的安利液洗滌3次(每次約10 min),再用蒸餾水振蕩 行6代增殖培養。 洗滌2次,然后將材料移到超凈工作臺上。在無菌條件下用 1.3.5愈傷組織的復凍處理及繼代增殖培養把上述經過 75%的乙醇滅菌15 s左右后,用0.05%的HgClz溶液振蕩滅 冷凍處理進行第6代增殖培養的愈傷組織培養 ̄1142 d、當增 菌13~14 rain,最后用無菌水振蕩洗滌5次,將嫩莖表面殘 殖培養的愈傷組織外觀上生長很旺盛時,再將其放到溫度 留的滅菌劑洗去后,即獲得無菌材料[61。 為一l0℃的培養箱中復凍處理12 d,接著再在正常的條件下恢 復培養10 d后,統計成活率。接著將成活的愈傷組織接種到 MS+BA 0.4 mg/L+2.4-D 1.0 mg/L+NAA 0.5 rag/ 第一作者簡介:明月(1988_),女,本科;就讀于遼寧師范大 L+蔗糖30 g/L的培養基上,進行5代增殖培養。 1.3.6復凍后愈傷組織的分化培養把經過復凍后增殖培 學生命科學學院。 養的愈傷組織分散為由6-lO ̄-顆粒組成、直徑為0.2-0.3 cm 通訊作者:姜長陽,教授。E-mai1:changyangjiang@126.com 的塊狀后,分別接種到附加蔗糖30 g/L的MS、1/2 MS、1/4 項目來源:遼寧省高等教育教學改革資助項目(20090304);遼寧 MS、B5、White、N6,NMS+IBA 0.3 mg/L、1/2 MS+IBA 師范大學教學改革資助項目(LSJG:20090108)。 0。3 mg/L、1/4 MS+IBA 0.3 mg/L、B5+IBA 0.3 mg/L、 一1 9— CH I NESE HORT l CULTURE ABSTRACTS White+IBA 0.3 mg/L、N6+IBA 0.3 mg/L 12種培養基 上,進行愈傷組織的分化培養。愈傷組織的分化培養試驗進 養和繼代培養的結果說明:MS+BA 0.4 mg/[ 十2,4一D 1.0 mg/L+NAA 0.5 rag/L+蔗糖30 g/L這一培養基為紅 行2次重復,每種培養基接種培養1 00塊愈傷組織。 蓮子草嫩莖愈傷組織誘導和繼代培養的理想培養基。 1.3.7不定芽的生根培養及試管苗的生根繼代培養把在 2.2低溫處理對愈傷組織的影響 低溫處理恢復培養10 d后統計證明:3次重復試驗的平 均成活率為27%。觀察表明,經過低溫處理的愈傷組織, 在恢復培養中,大部分變成褐色,并逐漸死亡,即使成活 1/2 MS+蔗糖30 g/L這種培養基上分化培養的高2 am左右 的不定芽從基部剪下后,分別接種到附21IAA 0.4 mg/L+ 蔗糖15 g/L的1/2 MS+NAA 0.1 mg/L、1/4 MS+NAA 0.1 mg/L、White+NAA 0.1 mg/L、N6+NAA 0.1 mg/L 的愈傷組織塊在恢復培養中也會有約半數的細胞死亡。 4fP培養基上,進行不定芽的生根培養。每種培養基接種培 養120個不定芽。 2.3冷凍處理對愈傷組織的影響 冷凍處理恢復培養10 d后觀察統計證明:2次重復試驗 經過冷凍處理的240塊愈傷組織。在其中3塊愈傷組織中, 把生長旺盛的試管苗剪成至少具有2個葉片、長1.5 cm 的莖段后,接種到相同的培養基上,進行生根繼代培養。 連續進行6代生根繼代培養。 1.3.8試管苗的移栽和定植4B中旬,把上述生根繼代 各自發現1個未被凍死的愈傷組織細胞團。細胞團的直徑分 別為0.1 cm、0.11 cm和0.08 cm。成活的細胞團經過恢復 培養仍呈淺綠色、顆粒狀。 培養的試管苗在溫室中煉苗3 d后,移栽到上層為干凈河 沙、下層為肥沃園土的營養缽中。移栽后10 d內保持無直 射光、溫度20~30℃、濕度90%左右的環境條件,而后進行 正常管理。移栽試驗進行2次,移栽株數為400株、600株。 2.4冷凍后成活愈傷組織的繼代增殖培養 統計證明:冷凍后第1代增殖培養僅有1個細胞團成活 生長,成活率為33%。成活后的愈傷組織生長較緩慢,經 過45 d的培養,所培養的綠色顆粒狀、半球形的愈傷組織 塊平均直徑為0.5 cm左右。第2~6代生長速度加快,不僅 愈傷組織的生長率近100%,而且經過42 d的培養,就會培 養出一代表面由綠色顆粒狀組成、平均直徑為1.4 cIn的半 5月下旬,把在溫室中移栽成活并開始正常生長的試管苗 定植到水庫邊上。定植試驗進行20:,分別定植30 口500昧。 2結果與分析 2.1 嫩莖愈傷組織的誘導效果與不同培養基對愈傷 組織顆粒分化培養的效應 接種培養到第8天時,在有的培養嫩莖切口處形成可見 愈傷組織。隨后不僅形成愈傷組織的莖段數不斷增加,而且 已形成的愈傷組織也不斷生長。培養flJ45 d時統計證明:在 MS+BA 0.4 mg/L+2。4-D 1.0 mg/L+NAA 0.5 mg/L+ 球狀愈傷組織塊,并且增殖培養的愈傷組織塊外觀上生長 旺盛,平均每l代的增殖率5倍左右。 2.5愈傷組織的復凍處理及繼代增殖培養 統計證明:經過復凍處理,并進行恢復培養10 d的愈 傷組織成活率為71%。第1代增殖培養增殖2.1倍,第2~6代 的平均增殖5.1倍。增殖培養的愈傷組織呈淡綠色、表面為 顆粒狀半球形,外觀上生長旺盛。這樣的愈傷組織為具有 分化能力的愈傷組織。 蔗糖30 g/L培養基上,培養莖段愈傷組織的誘導率為99%, 并且都生長為表面由綠色顆粒狀組成、大小為1.1~1.8cm的 愈傷組織塊。把上述誘導培養的愈傷組織切割為直徑約為 0.4 cm的愈傷組織塊后,接種到相同的培養基上,進行愈傷 組織的繼代培養。30 ̄重復誘導培養試驗,每次繼代培養4代。 繼代培養的統計結果證明:經過42 d的培養,就會培養出1代 與誘導培養45 d基本一致的愈傷組織。上述愈傷組織的誘導培 附表2.6不同培養基對復凍后愈傷組織分化培養的影響 培養10 dE右在有的培養基上可見在愈傷組織上部分化出 綠色的芽點,接著,伴隨分化芽點數量的增加,先分化的芽點 逐漸生長成為不定芽。培養NS0 d統計,2次重復試驗的平均 結果見附表。由附表可見:在MS+蔗糖30 g/L、1/2 MS+蔗 不同培養基愈傷組織對分化培養的影響 一20— 中國園藝文摘201 1年第9期 糖30 g/L、1/4 MS+蔗糖30 g/L、White+蔗糖30 g/L 4種 培養基上復凍后的愈傷組織能分化。其中在1/2 MS+蔗糖 30 g/L這種培養基上,分化率為93.5%,并且分化的不定芽 數多,株高2.1 cm,平均具有4.3個葉片,外觀上長勢好。2次 重復試驗的結果基本一致。這說明:1/2 MS+蔗糖30 g/L這 該研究的分化培養中,在沒有任何植物生長調節劑的 培養基上的愈傷組織分化的效果最理想。王琳等 在銀粉背 蕨的研究中也觀察到同樣的現象。產生這種現象并不意味 這種愈傷組織的分化不需要植物生長調節劑,而是由于在 復凍后繼代增殖培養愈傷組織的培養基中加入了較高濃度 種培養基是復凍后增殖培養的愈傷組織分化的理想培養基。 的植物生長調節劑,分化培養時,愈傷組織中仍然殘留著 一2.7不定芽的生根培養及試管苗的生根繼代培養 觀察表明,在4種培養基上,培養的不定芽均可生根。培 養至【J28 dH捌寸證明: ̄AN6+NAA 0.1 mg/L+IAA 0.4 nag/ 定濃度的生長調節劑;同時,在培養過程中,增殖培養 生長旺盛的愈傷組織自身也能合成一些植物生長調節劑。 這2種來源的生長調節劑的濃度已經達到了能使愈傷組織分 化的水平。所以,在分化培養的培養基中就不需要再加入 植物生長調節劑。 在該研究進行冷凍篩選的240塊愈傷組織中,出現3個 未被凍死的細胞團。雖然這3個細胞團的直徑僅為0.1 cm 左右,但都是由數千個細胞組成的。實際上,這3個細胞團 是由3個耐凍細胞分裂形成的,其細胞團是在愈傷組織增殖 生長培養過程中分裂形成的。這3個耐凍細胞是在進行冷凍 處理前就已經發生了耐凍變異,在進行一8℃冷凍處理時, L+蔗糖15 g/L這種培養基上生根效果最好,不僅生根率為 94. 、平均每株生根數為6.3條、試管苗平均高度為3.9 cm, 而且培養5 d就會生長出可見根,外觀上試管苗生長旺盛。 6代的生根繼代培養結果證明:每次生根繼代培養的周 期為25 d,生根率為98.6%,所培養的試管苗長勢與不定 芽生根培養基本一致。每個周期的繁殖系數為2.8。按照這 個速度,采用生根繼代的方法進行繁殖,每年的繁殖速度 為2.814-6(幾千萬)株試管苗,這種繁殖速度完全可滿足人們 栽培和研究的需求。 其他不耐凍細胞被凍死,而這3個耐凍細胞被篩選出來。這 3個耐凍細胞的耐凍適應性屬于先期適應[翻。 參考文獻: [1]包滿珠.花卉學[M].北京:中國農業出版社,2003. [2]吳玲.濕地植物與景觀[M].北京:中國農業出版社,2010. [3]王琦,王豁然.桉樹耐寒選育及測定[J].桉樹科技,1997,(1): 1-4. 2.8試管苗的移栽和定植 移栽后觀察表明,移栽后8 d可見成活并生長。移栽后 30 d統計證明:2次移栽的成活率分別為92.3% ̄N94.7%。 定植30 d統計結果證明:2次定植的平均成活率為 99.3%。觀察表明,定植成活的試管苗前40 d生長緩慢, 后期生長速度加快,并保持了紅蓮子草的所有生物學性狀。 對定植大連大西山水庫邊上越冬的試管苗連續進行3年 的觀察,第1年越冬率為95.6%,第2年越冬率為94.9%;第3 [4]李紅艷,李建國,張耀芳等.輻射誘變愈傷組織選育耐寒型蕨菜 [J].遼寧大學學報.2010,37(3):274—277. [5]王洪慶,王關林,姜長陽等.輻射聚合草花藥愈傷組織的效應 [J].中國草地,1988,9(6):35—37. 年越冬率96.1%。3年的越冬結果說明,通過紅蓮子草耐寒植 株愈傷組織冷凍處理所獲得的試管苗,是獲得了耐寒性狀的 紅蓮子草無性系,這種耐寒試管苗在大連地區能正常越冬。 3討論 該研究是通過對愈傷組織冷凍處理而獲得了抗凍無性 系。這種對愈傷組織進行篩選的方法具有篩選的數量巨大、 容易操作等其他篩選無法替代的特點,這為抗性植物的選 育探索出一條新途徑。 [6]黃葳,施玉婷,楊微等.小花鬼子針組織培養及無性系建立的研 究[J].中國園藝文摘,2010,(5):9-12. [7]王琳,王曉麟,藺博超等.銀粉背蕨的組織培養及無性系建立的 研究[J].黑龍江農業科學,2008,(3):4-6. [8]李難.進化論教程[M].北京:高等教育出版社,2004. Study on Cold Resistance Clonal Selection of A lternanthera paronychioides MING Yue LI Qi WANG Zhe XU Na JIANG Chang-yang Abstract:In order to meet the people’S need of appreciately watch and realize artiifcial cultivation,tender stems of A lternanthera paronychioides were used as material to research callus induction,low temperature treatment,freezing treatment,refreeze treatment, callus differentiation,rooting and subculture,transplanting and field planting of test-tube seedlings,finally the clone of cold resis— tance of A Iternanthera paronychioldes was established.The results showed that MS+BA 0.4 mg/L+2,4-D 1.0 mg/L+NAA 0.5 ms/L+ sucrose30 s/L was the optimum medium for callus induction and freezing resistance callus subculture;112 MS+sucrose 30 s/L was the optimum medium for refreezing callus differentiation;the optimum medium for rooting and subculture was N6+NAA O.1 mg/L+IAA 0.4 mg/L+sucrosel5 g/L.The test—tube seedlings which transplanted to reservoir shore could keep all biological traits and winter no卜 mally for three consecutive years. Key words:Altermmthera paronychioides;tissue culture;cold resistance selection;clone 一21—
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