植物生长调节剂对春剑隆昌素根状茎分化的影响.pdf

p文章编号 1001 －4829 2012 01 －0115 －04收稿日期 2011 －08 －10基金项目 四川省科技支撑计划 09ZC1745 ; “十二五 ”四川省财政基因工程特色花卉项目 ; 草本花卉新品种选育 ; 农业部西南地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室作者简介 何俊蓉 1962 － ， 女 ， 主要从事花卉生物技术研究 ，E-mail junrh126． com。植物生长调节剂对春剑“隆昌素”根状茎分化的影响何俊蓉1， 蒋 彧1， 王海蛾1， 卓碧萍1， 唐可玲2， 文 丽1 1． 四川省农业科学院园艺研究所 ， 四川 成都 610066; 2． 潼南县农业委员会 ， 重庆 402660摘 要 本试验利用 B5 培养基和外源激素 TDZ 促进根状茎分化 ， 根状茎的分化率能达到 100 。结果表明 在 B5 6-BA 1． 0mg/L NAA 0．1 mg/L 培养基中 ， 每 0．01 m 根状茎平均出芽数能达到 4．49 个 。根状茎分化过程中 ， POD 的活性 、可溶性糖和可溶性蛋白都呈上升趋势 ， 且上升数值与芽分化数目呈正相关 。关键词 春剑 “隆昌素 ”根状茎 ; 分化 ; POD; 可溶性糖 ; 可溶性蛋白中图分类号 S682．31 文献标识码 AEffects of Plant Growth Regulators on Differentiationof Rhizome of‘Longchangsu’HE Jun-rong1， WANG Hai-e1， JIANG Yu1， ZHUO Bi-ping1， TANG Ke-ling2， WEN Li1 1． Horticulture Institute， Sichuan Academy of Agricultural Sciences， Sichuan Chengdu 610066， China; 2． Committee on Agriculture ofTongnan， Chongqing 402660， ChinaAbstract In this trial， B5 medium and TDZ were used to promot the differentiation of rhizome， and the differentiation rate of rhizome proba-bly reached 100 ． The result showed that rhizome buds per cm could reach 4．49 in B5 6-BA 1．0 mg/L NAA 0．1 mg/L culture base．During rhizome differentiation process， its POD activity， soluble sugar and soluble protein increased， and these increasing value were posi-tively correlated with the number of bud differentiation．Key words Rhizome of‘Longchangsu’; Differentiation; POD; Soluble sugar; Soluble protein中国兰花简称国兰 ， 通常是指兰科兰属 Cym-bidium 植物中的一部分地生种 。兰花栽培历史悠久 ， 为中国十大传统名花之一 。自古以来人们把兰花视为高洁 、典雅 、爱国和坚贞不屈的象征 ， 形成有浓郁中华民族特色的兰文化［ 1］。国兰属于地生兰 ， 其种子由于胚乳不发达 ， 甚至没有胚乳 ， 因此种子萌发极为困难 ， 因此一般采取人工方法繁殖［ 2 ～3］。而国兰的人工繁殖 ， 传统方法主要靠营养繁殖 ， 即不断地分割丛生成熟的假鳞茎 ， 分盆栽种 ， 普遍存在繁殖系数低的问题［ 4］。现在国内市场对国兰的需求量日益增大 ， 但由于国兰的产量不高 ， 因而无法满足市场需求 。采用植物组织培养进行快速繁殖 ， 利用兰花的根尖 、茎尖和幼叶等外植体诱导出根状茎 ， 根状茎分化成兰花幼芽从而生产优质种苗 ， 提高兰花产量 ， 是解决兰花供不应求的一种行之有效的方法 ， 但是实验证明 ， 根状茎经过数代增殖以后 ， 其幼芽分化率明显降低 ， 甚至停止分化［ 5 ～9］。本实验通过研究基本培养基 、植物外源激素等对兰花根状茎的分化影响 ， 筛选出最适合于兰花根状茎分化的培养基组合 。在实验过程中 ， 还对兰花根状茎在分化过程中生化指标的变化进行了分析 ，表明了过氧化物酶活性 、可溶性蛋白和可溶性糖的含量与不定芽分化过程之间有一定的联系 。1 材料与方法1．1 供试材料用于实验的兰花品种为四川省农科院园艺所提供的春剑 “隆昌素 ”根状茎 。5112012 年 25 卷 1 期Vol. 25 No. 1西 南 农 业 学 报Southwest China Journal of Agricultural SciencesDOI10.16213/ki.scjas.2012.01.054表 1 根状茎分化培养基Table 1 Culture media of differentiation on rhizome基本培养基 培养基编号 培养基配方B5 B1 B5 6-BA 1．0 mg/L NAA 0．1 mg/LB2 B5 6-BA 1．5 mg/L NAA 0．1 mg/LB3 B5 6-BA 3．0 mg/L NAA 0．1mg/L1/2MS L1 1/2MS 6-BA 1．0 mg/L IAA 1．0 mg/LL2 1/2MS 6-BA1．5 mg/L NAA 0．5 mg/L AC 0．1 L3 1/2MS 6-BA 3．0 mg/L NAA 0．2 mg/LMS Z1 MS ZT 0．5 mg/L NAA 1．0 mg/LZ2 MS ZT 1．0 mg/L NAA 1．0 mg/LT1 MS TDZ 0．5 mg/L NAA 1．0 mg/LT2 MS TDZ 1．0 mg/L NAA 1．0 mg/L1．2 试验方法1．2．1 根状茎分化实验 将 “隆昌素 ”根状茎切成2 cm 长的小段 ， 接入 10 种不同的培养基中 表 1 ，每种培养基 80 段 。培养基以 MS 为基本培养基 ， 添加 TDZ、ZT、6-BA 和 NAA 为外源激素 ， 培养基 pH 值为 5．8， 含蔗糖 3 、琼脂 0． 65 。培养条件为温度 25℃、光强 1500 ～2500 lx、每天光照 9 ～10 h。在第 30 天时观察其根状茎分化情况 。1．2．2 根状茎分化过程中生化指标的变化 选取B5 的 3 种基本培养基作为测试对象 ， 在根状茎进行分化过程中 ， 分别于接种的第 1、10、25 和 40 天时取各个培养基中分化的芽用于 POD、可溶性糖以及可溶性蛋白质的测定 ， 观察这些生化指标的变化情况 。POD 活性检测方法 本实验采用愈创木酚检测法检测 POD 活性［ 10］。可溶性糖含量检测方法 本实验采用蒽酮比色法测定可溶性糖含量［ 11］。可溶性蛋白质含量检测方法 本实验采用紫外吸收法测定可溶性蛋白质含量［ 12］。2 结果与分析2．1 根状茎分化实验在第 30 天时 ， 各个培养基中的 “隆昌素 ”根状茎分化情况差异较为明显 表 2 ， 结果表明 ， B5 培养基对于根状茎的分化影响相当明显 ， 3 种培养基组合中的分化率都为 100 ， 且当培养基为 B5 6-BA 1．0 mg/L NAA 0．1 mg/L 时 ， 每厘米根状茎上分化的平均芽数最高 ， 可达到 4．49 个 。而基本培养基为 1/2MS 时 ， 根状茎则完全不分化 。当基本培养基为 MS 时 ， 添加不同的外源激素所产生的分化结果不同 ， 当外源激素为 TDZ 时 ， 分化效果明显 ， 可达100 ， 而每厘米根状茎平均芽数可达 3．23， 但当外表 2 根状茎分化结果Table 2 Results of rhizome differentiation培养基 根状茎分化率 每 0．01 m 根状茎平均芽数B1 100 4．49B2 100 4．29B3 100 4．22L1 0 0L2 0 0L3 0 0Z1 0 0Z2 0 0T1 100 3．23T2 100 3．03源激素为 ZT 时 ， 则完全不分化 。实验结果表明 ， B5 基本培养基和外源激素 TDZ能明显地提高和促进兰花根状茎的分化 。2．2 根状茎分化过程中生化指标的变化2．2．1 POD 活性的变化 通过愈创木酚检测法 ，测定出 “隆昌素 ”根状茎分化芽在 B1、B2 和 B3 3 种不同培养基中过氧化物酶活 单位为 μg/g FWmin－1 随接种时间变化而变化 重复 3 次 ， 取平均值 ， 结果如图 1 所示 。图 1 不同时期 、不同培养基中兰花的 POD 活性的变化Fig． 1 The POD activity of orchid in different time and differ-ent culture media611 西 南 农 业 学 报 25 卷由图 1 可以看出 ， 随着接种时间变化 ， “隆昌素 ”根状茎分化的芽不断增多 ， POD 的活性不断增大 ; 而由于培养基不同 ， 其酶活也不同 ， 可以看出 ， 在培养基 B1 即 B5 6-BA 1．0 mg/L NAA 0． 1mg/L 中 POD 活性最高 ， 而其芽分化数量在 3 种培养基中也最高 ， 此现象表明在兰花根状茎分化过程中 ，POD 起着积极的作用 ， 其活性与芽增值率成正相关 。其作用可能是通过氧化内源激素 IAA 来抑制生根作用 ， 从而有助于兰花根状茎芽分化 。2．2．2 可溶性蛋白与可溶性糖含量 用紫外吸收法测定出 “隆昌素 ”根状茎分化芽时期不同培养基中可溶性蛋白含量 重复 3 次 ， 取平均值 结果见图2。用蒽酮比色法检测兰花丛生芽分化过程中不同培养基中可溶性糖含量 重复 3 次 ， 取平均值 ， 结果见图 3。由图 2 和图 3 可以看出 ， 在兰花芽分化时 ， 兰花的可溶性糖和可溶性蛋白都呈上升趋势 ， 且含量与芽分化数目呈正比关系 ， 芽分化倍数越大 ， 其可溶性糖和可溶性蛋白含量越大 。从结果可以初步推测 ， 在兰花进行芽分化时 ， 兰花在植物体内大量堆积可溶性糖和可溶性蛋白 ， 以满足芽生长所需的物质需求 。其次 ， 在兰花进行形态变化时伴随着特定的遗传信息表达 ， 这个过程中需要合成大量的蛋白质及各种酶以进行调节其过程 ， 包括多种结构成分与调节因子 ， 这可能也是可溶性蛋白含量增加的原因 。3 讨论与小结由于兰花种子特性的制约 ， 自然育种相当困难 ，现在兰花商品化生产主要采用组培快繁技术 ， 这是一条经济有效的重要手段［ 13 ～15］。在兰花组织培养过程中 ， 兰花外植体会逐渐生成根状茎 ， 如何提高根状茎的分化率 ， 使其分化成兰花幼芽生产优质种苗是兰花组织培养过程过程中的关键步骤 。实验过程发现 ， B5 培养基是很好的分化培养基 ， 其能使根状茎有效分化 ， 且芽数量较多 ， 能够满足生产需求 ， 但是在进一步实验中发现 ， 根状茎分化的芽生长缓慢 ， 不能在短期内形成成熟的兰花幼苗 ，因此 ， 实验的下一步是要有效地促进芽的生长 ， 使其在短期内快速生长成幼苗 。POD 在根状茎的分化过程中活性变化较大 ， 且与其活性与芽增值率成正相关 ， 表明其在分化过程中起着积极地作用 。在兰花根状茎进行芽分化时 ，可溶性糖和可溶性蛋白含量会大幅增加 ， 其原因不仅是因为要满足丛芽生长所需的物质需求 ， 而且可能是兰花形态建成过程中不同时期的基因表达差异造成的 。参考文献 ［ 1］ 伍建榕 ， 韩素芬 ， 朱有勇 ， 等 ． 地生兰组培快繁技术研究 ［ J］ ． 北方园艺 ， 2008 5 202 －205．［ 2］ 田 甜 ， 朱 泉 ， 何卫星 ． 国兰组织培养研究进展 ［ J］ ． 广东农业科学 ， 2009 8 105 －09．［ 3］ 王莲辉 ， 姜运力 ， 杨春华 ， 等 ． 春兰组织培养与快速繁殖 ［ J］ ． 中国林副特产 ， 2007 4 53．［ 4］ 刘 武 ， 章玉平 ． 兰花繁殖技术 ［ J］ ． 安徽农学通报 ， 2008， 14 11 127 －129．［ 5］ 刘仲键 ， 陈心启 ， 茹正忠 ． 中国兰属植物 ［ M］ ． 北京 科学出版社 ，2006．［ 6］ 吕永杰 ， 李仕贵 ， 周晓禾 ， 等 ． 观赏兰科植物组培快繁及遗传转化的研究进展 ［ J］ ． 中国生物工程杂志 ， 2003， 10 42 －46．［ 7］ 丁燕芬 ， 王 岩 ， 龙春林 ， 等 ． 中国兰花组织培养研究进展 ［ J］ ． 安徽农业科学 ， 2007 8 2247 －2248．［ 8］ 陈 栋 ， 操君喜 ， 朱根发 ． 国兰产业化现状与发展思路 ［ J］ ． 中国花卉园艺 ， 2009， 13 8 －10．［ 9］ 褚云霞 ， 张永春 ， 靖相密 ， 等 ． 春兰根状茎增殖与分化培养 ［ J］ ． 上海农业学报 ， 2007， 23 3 82 －85．［ 10］ 蒋 彧 ， 何俊蓉 ， 袁 宁 ， 等 ． 植物生长调节剂对彩色马蹄莲形7111 期 何俊蓉等 植物生长调节剂对春剑 “隆昌素 ”根状茎分化的影响态建成的影响及生理生化指标测定 ［ J］ ． 西南农业学报 ， 2010， 23 1 184 －187．［ 11］ 祝丽香 ， 王建华 ， 孙印石 ， 等 ． 桔梗开花后可溶性糖和淀粉分配特性的研究 ［ J］ ． 园艺学报 ， 2010， 37 2 319 －324．［ 12］ 张治安 ， 张美善 ， 蔚荣海 ． 植物生理学实验指导 ［ M］ ． 北京 中国农业科学技术出版社 ， 2004．［ 13］ 孔凡龙 ， 柴明良 ， 徐晓薇 ． 国兰离体培养的回顾与展望 ［ J］ ． 山东林业科技 ， 2008 2 69 －71．［ 14］ 吕永杰 ， 李仕贵 ， 周晓禾 ． 观赏兰科植物组培快繁及遗传转化的研究进展 ［ J］ ． 中国生物工程杂志 ， 2003， 23 10 42 －46．［ 15］ 孙 叶 ， 包建忠 ， 刘春贵 ． 提高国兰繁殖系数的研究 ［ J］ ． 江苏农业科学 ， 2009 2 137 －139． 责任编辑 陈 虹 811 西 南 农 业 学 报 25 卷/p