植物生长调节剂对木薯组织培养再生的影响.pdf

p湖 北 农 业 科 学 2018 年 第57 卷 第16 期 2018 年8 月 湖 北 农 业 科 学 Hubei Agricultural Sciences Vol.57No.16 Aug.,2018 收 稿 日 期2018-03-30 基 金 项 目 百 色 学 院 校 级 科 研 项 目（2015KBN13）； 广 西 区 级 大 学 生 创 新 创 业 训 练 计 划 项 目（201710609077） 作 者 简 介 岑 湘 涛（1984-）, 女, 广 西 凌 云 人, 讲 师, 硕 士, 从 事 植 物 生 物 学 教 学 及 科 研 工 作,（ 电 话）18707767556（ 电 子 信 箱）18379905＠； 通 信 作 者, 沈 伟,（ 电 话）18777601385（ 电 子 信 箱）464731249＠。 木 薯（Manihot esculentaCrantz） 属 大 戟 科 木 薯 属 植 物, 是 热 带 及 亚 热 带 地 区 重 要 的 粮 食 及 能 源 作 物 [1] 。 广 西 壮 族 自 治 区 作 为 全 国 最 大 的 木 薯 优 势 产 区 [2] , 其 木 薯 产 业 已 进 入 快 速 发 展 阶 段。 但 品 种 老 化, 缺 乏 作 为 生 物 能 源 的 木 薯 品 种 在 一 定 程 度 上 制 约 着 广 西 壮 族 自 治 区 木 薯 产 业 发 展 [3] , 加 强 良 种 选 育 是 解 决 问 题 的 关 键 之 一。 植 物 组 织 培 养 技 术 在 植 物 新 品 种 选 育 上 具 有 重 大 作 用 [4] , 国 内 有 不 少 以 快 繁 为 目 的 用 木 薯 带 芽 茎 段 或 茎 尖 培 养 的 报 道 [5,6] , 但 关 于 叶 片 再 生 的 报 道 较 少。 本 试 验 通 过 建 立 木 薯 无 性 繁 殖 体 系 进 而 利 用 无 菌 苗 叶 片 进 行 愈 伤 组 织 诱 导 及 植 株 再 生 研 究, 以 期 为 实 现 木 薯 人 工 快 速 繁 殖 及 品 种 改 良 奠 定 基 础。 1 材 料 与 方 法 1.1 材 料 以 木 薯 品 种 华 南102 无 菌 苗 为 试 验 材 料。 1.2 方 法 1.2.1 继 代 增 殖 初 代 培 养 获 得 木 薯 无 菌 苗 后, 将 无 菌 苗 切 成 含 有1 个 芽 的 茎 段, 再 接 种 于 添 加 不 同 浓 度6-BA 或KT 的 增 殖 培 养 基 中, 以 基 本 培 养 基 （ 即 不 含 植 物 生 长 调 节 剂 的MS 培 养 基） 为 对 照, 培 养40d, 期 间 记 录 芽 的 生 长 情 况 以 及 增 殖 系 数。 1.2.2 生 根 培 养 将 继 代 增 殖 获 得 的 木 薯 无 菌 苗 切 成 高 度 约 为1cm 的 单 株, 接 种 于 添 加 不 同 浓 度 MET 的1／2 MS 培 养 基 中, 以 不 添 加MET 的1／2 植 物 生 长 调 节 剂 对 木 薯 组 织 培 养 再 生 的 影 响 岑 湘 涛, 林 小 静, 吴 诗 敏, 施 洁 红, 韦 秀 青, 潘 明 凤, 陈 秀 兰, 沈 伟 （ 百 色 学 院 农 业 与 食 品 工 程 学 院, 广 西 百 色 533000） 摘 要 以 木 薯ManihotesculentaCrantz 华 南102 无 菌 苗 为 试 验 材 料, 研 究 植 物 生 长 调 节 剂 对 木 薯 组 织 培 养 再 生 的 影 响。 结 果 表 明, 当MS 培 养 基 中 添 加0.4mg／LKT 时 木 薯 腋 芽 增 殖 效 果 最 好；1／2 MS 培 养 基 中 添 加MET 能 使 木 薯 组 培 苗 根 变 粗 壮, 添 加 浓 度 以0.4mg／L 为 宜； 单 独 添 加2,4-D 可 诱 导 木 薯 无 菌 苗 叶 片 愈 伤 组 织, 同 时 添 加6-BA 可 改 善 愈 伤 组 织 质 地。 关 键 词 木 薯ManihotesculentaCrantz； 植 物 生 长 调 节 剂； 外 植 体； 再 生 体 系 中 图 分 类 号S533 文 献 标 识 码A 文 章 编 号0439-8114201816-0102-03 DOI10.14088／hi.issn0439-8114.2018.16.024 开 放 科 学 资 源 服 务 标 识 码OSID EffectsofPlantGrowthRegulatorsoninVitroPlantRegenerationof Cassava CENXiang-tao,LINXiao-jing,WUShi-min,SHIJie-hong,WEIXiu-qing,PANMing-feng,CHENXiu-lan,SHENWei （Collegeof Agricultural andFoodEngineering,BaiseUniversity,Baise533000,Guangxi,China） Abstract The effects of plant growth regulators on in vitro plant regeneration of cassava were investigated through tissue culture s using seedlings derived from sterile germination of cassava varieties of huanan 102 as material. Experiment resultsshowedthatthe proliferation of cassava axillary bud turned out best while added the 0.4mg／LKTinto the MS culture medium. The roots of cassava tissue cultured seedlings grew stout while added the 0.4mg／L MET into the 1／2 MS Medium. 2,4-D could induced callus of the leaves of cassava without vaccine,Meanwhile added 6-BA could improved the texture of callus. Key words cassava（ManihotesculentaCrantz）；plantgrowth regulator；explants；regeneration system 岑 湘 涛, 林 小 静, 吴 诗 敏, 等. 植 物 生 长 调 节 剂 对 木 薯 组 织 培 养 再 生 的 影 响[J]. 湖 北 农 业 科 学,2018,57（16）102-104. 第16 期 MS 培 养 基 为 对 照,30d 后 记 录 生 根 情 况。 1.2.3 愈 伤 组 织 诱 导 将 木 薯 无 菌 苗 叶 片 切 成 0.40.6cm 2 大 小 的 小 块 接 种 于 添 加 不 同 浓 度2,4-D 和6-BA 组 合 的MS 培 养 基 中, 选 取 最 适 宜 的 愈 伤 组 织 诱 导 培 养 基。 1.2.4 愈 伤 组 织 分 化 将 生 长 良 好 的 愈 伤 组 织 切 成 大 小 适 中 的 小 块 接 种 到 添 加 不 同 细 胞 分 裂 素 和 生 长 素 组 合 的 分 化 培 养 基 中, 以MS 为 基 本 培 养 基,40d 后 开 始 统 计 分 化 率。 1.2.5 培 养 条 件 室 温 为（252） ℃, 光 周 期 为（ 光／ 暗）10h／14h, 光 照 度16002000lx。 1.2.6 数 据 分 析 增 殖 系 数 和 愈 伤 组 织 诱 导 率 计 算 公 式 参 照 周 珊 [7] 的 方 法 增 殖 系 数＝ 初 代 培 养 后 新 长 出 的 单 芽 节 数／ 接 种 时 总 的 腋 芽 数； 愈 伤 组 织 诱 导 率＝（ 诱 导 出 愈 伤 组 织 的 外 植 体 数／ 接 入 外 植 体 数）100％。 愈 伤 组 织 生 长 量 参 照 文 献[8] 分 为5 个 等 级。 2 结 果 与 分 析 2.1 木 薯 无 菌 芽 的 继 代 增 殖 从 表1 可 以 看 出, 将 木 薯 无 菌 茎 段 培 养 在 添 加 不 同 浓 度 植 物 生 长 调 节 剂 的MS 基 本 培 养 基 上, 培 养40d 后 各 种 处 理 已 经 萌 芽, 当MS 培 养 基 中 添 加 0.6mg／L 6-BA 和0.4mg／L KT 的 时 候, 茎 段 长 势 快, 植 株 较 壮, 节 间 稍 短, 增 殖 系 数 最 大, 但 在 添 加 0.6mg／L6-BA 的 培 养 基 中 无 菌 苗 茎 段 基 部 愈 伤 组 织 较 接 种 于 添 加0.4mg／LKT 的 培 养 基 多。 当6-BA 和KT 浓 度 增 加 到0.8mg／L 时, 增 殖 系 数 与 对 照 无 差 异, 且 接 触 培 养 基 的 茎 段 基 部 有 明 显 的 愈 伤 组 织。 综 合 考 虑 无 菌 苗 生 长 情 况, 最 适 增 殖 培 养 基 为MS＋ 0.4mg／LKT。 2.2 木 薯 无 菌 芽 生 根 培 养 多 效 唑 对 活 体 植 物 具 有 控 长 矮 化, 促 进 生 根 的 生 理 效 应 [9] 。 由 于 木 薯 组 培 苗 普 遍 较 弱 小, 移 栽 成 活 率 不 高, 将 木 薯 品 种 华 南102 的 无 菌 芽 接 种 到 含 有 不 同 多 效 唑 的 培 养 基 中 进 行 培 养。 多 效 唑 浓 度 分 别 为0.1、0.2、0.4、0.8mg／L, 以 不 含 植 物 生 长 调 节 剂 的 1／2MS 培 养 基 为 对 照, 结 果 如 表2 所 示。 由 表2 可 知, 多 效 唑 具 有 壮 苗 的 效 果, 浓 度 过 高, 会 抑 制 苗 的 伸 长 生 长, 导 致 苗 的 生 长 发 生 畸 形, 最 适 生 根 培 养 基 为1／2MS＋0.4mg／L 多 效 唑。 2.3 植 物 生 长 调 节 剂 组 合 对 木 薯 叶 片 愈 伤 组 织 诱 导 的 影 响 由 表3 可 知, 华 南102 木 薯 无 菌 苗 叶 片 在 未 添 加 任 何 植 物 生 长 调 节 剂 的 基 本 培 养 基 中, 愈 伤 组 织 诱 导 率 为0, 不 同 浓 度2,4-D 处 理 主 要 影 响 木 薯 无 菌 苗 叶 片 愈 伤 组 织 的 发 生 时 间, 而 对 其 出 愈 率 和 愈 伤 组 织 颜 色 质 地 影 响 并 不 大。 当2,4-D 和6-BA 配 合 使 用 时, 添 加0.5mg／L 的6-BA 使 叶 片 愈 伤 组 织 的 质 地 紧 密, 出 愈 率 降 低 到63.3％。 结 果 表 明, 未 添 加 植 物 生 长 调 节 剂 的 培 养 基 不 适 合 木 薯 无 菌 苗 叶 片 愈 伤 组 织 诱 导, 添 加1.0mg／L2,4-D 就 能 使 出 愈 率 达 到100％, 添 加6-BA 在 改 善 愈 伤 组 织 质 地 的 同 时 会 降 低 出 愈 率。 表1 不 同 浓 度6-BA 和KT 对 木 薯 无 菌 芽 增 殖 效 果 的 影 响 植 物 生 长 调 节 剂 0 0.2mg／L6-BA 0.4mg／L6-BA 0.6mg／L6-BA 0.8mg／L6-BA 0.2mg／LKT 0.4mg／LKT 0.6mg／LKT 0.8mg／LKT 接 种 芽 数／／ 个 40 30 36 42 42 40 40 41 40 增 殖 芽 数／／ 个 160 145 165 228 177 168 212 182 170 增 殖 系 数 4.00 4.83 4.58 5.42 4.21 4.20 5.30 4.44 4.25 无 菌 苗 生 长 情 况 苗 细 长, 茎 段 节 间 较 长 苗 较 细, 茎 段 节 间 较 长 苗 较 粗, 茎 段 节 间 较 短 苗 较 粗, 茎 段 节 间 较 短, 茎 段 基 部 有 少 量 愈 伤 组 织 苗 短 粗, 茎 段 节 间 短, 茎 段 基 部 有 愈 伤 组 织 苗 细 长, 茎 段 节 间 较 长 苗 短 粗, 茎 段 节 间 小 苗 短 粗, 茎 段 节 间 大, 茎 段 基 部 有 少 量 愈 伤 组 织 苗 短 粗, 茎 段 节 间 大, 茎 段 基 部 有 愈 伤 组 织 表2 不 同 浓 度 多 效 唑 对 木 薯 组 培 苗 诱 导 生 根 的 影 响 多 效 唑／／mg／L 0 0.1 0.2 0.4 0.8 接 种 芽 数／／ 个 40 40 40 40 40 平 均 苗 高／／cm 0.53 0.37 0.35 0.30 0.27 平 均 根 长／／cm 0.45 0.23 0.16 0.12 0.07 苗 生 长 情 况 47d 生 根, 苗 细 弱, 根 细 长 810d 生 根, 苗 稍 弱, 根 短 粗 810d 生 根, 苗 较 壮, 根 短 粗 810d 生 根, 苗 强 壮, 根 短 粗 810d 生 根, 苗 矮 壮, 根 短 粗 诱 导 率／／％ 100 100 100 100 100 平 均 根 数／／ 条 5.0 7.2 6.8 6.8 6.5 岑 湘 涛 等 植 物 生 长 调 节 剂 对 木 薯 组 织 培 养 再 生 的 影 响 103 湖 北 农 业 科 学 2018 年 2.4 叶 片 愈 伤 组 织 的 分 化 从 表4 可 以 看 出, 不 同 浓 度 的 细 胞 分 裂 素 和 生 长 素 组 合 的 分 化 培 养 基 都 不 能 诱 导 华 南102 的 愈 伤 组 织 分 化 出 芽, 但 在MS＋6-BA 3.0mg／L＋IBA 0.2 mg／L 培 养 基 中 愈 伤 组 织 长 出 叶 片, 在MS＋6-BA 1.0mg／L＋IAA 0.2mg／L 培 养 基 中 有 不 定 根 产 生。 3 讨 论 与 结 论 植 物 生 长 调 节 剂 具 有 植 物 内 源 激 素 作 用 的 人 工 合 成 药 剂, 是 植 物 组 织 培 养 的 关 键 物 质, 在 增 殖 阶 段 常 用 的 植 物 生 长 调 节 剂 有6-BA、KT、NAA 和GA 3 等, 用 于 生 根 培 养 的 植 物 生 长 调 节 剂 主 要 有IAA、 IBA、NAA, 愈 伤 组 织 诱 导 效 果 较 佳 的 植 物 生 长 调 节 剂 为2,4-D。 培 养 基 中 细 胞 分 裂 素 和 生 长 素 的 比 例 决 定 愈 伤 组 织 根 和 芽 的 分 化 [10] 。 本 试 验 中6-BA 和KT 对 芽 增 殖 系 数 有 显 著 影 响, 但KT 对 无 菌 苗 的 生 长 更 有 利, 茎 段 基 部 产 生 愈 伤 组 织 较 少。 随 着 多 效 唑 浓 度 的 增 加 苗 越 矮 壮, 根 长 越 短。 单 独 添 加2,4-D 就 能 使 木 薯 离 体 叶 片 诱 导 出 愈 伤 组 织,2,4-D 和6-BA 配 合 使 用 能 改 善 愈 伤 组 织 质 地 但 降 低 出 愈 率。 不 同 浓 度6-BA 和IBA、NAA 组 合 的 分 化 培 养 基 都 不 能 诱 导 华 南 木 薯102 的 愈 伤 组 织 分 化 出 芽, 需 要 在 这 方 面 进 一 步 完 善。 参 考 文 献 [1] 欧 文 军, 韦 卓 文, 梁 海 波. 推 动 中 非 木 薯 科 技 合 作 服 务 国 家“ 一 带 一 路” 战 略[J]. 中 国 热 带 农 业,2016（4）9-12. [2] 张 慧 坚, 刘 恩 平, 刘 海 清, 等. 广 西 木 薯 产 业 发 展 状 况 与 对 策[J]. 广 东 农 业 科 学,2012,5（6）161-164. [3] 何 晶. 广 西 木 薯 产 业 发 展 研 究[D]. 南 宁 广 西 大 学,2012. [4] 黄 强, 李 军. 广 西 木 薯 种 质 资 源 的 收 集 利 用 和 品 种 选 育[J]. 广 西 热 带 农 业,2007（1）35-37. [5] 文 峰, 苏 文 潘, 黄 建 祺, 等. 木 薯 再 生 体 系 建 立 的 研 究 进 展[J]. 安 徽 农 业 科 学,2017,45（8）156-158. [6] 曾 文 丹, 陆 柳 英, 谢 向 誉, 等. 优 良 木 薯 品 种 新 选048 离 体 快 繁 技 术[J]. 南 方 农 业 学 报,2014,45（6）950-954. [7] 周 珊. 紫 心 马 铃 薯“ 黑 美 人” 品 种 的 组 织 培 养[D]. 南 宁 广 西 大 学,2012. [8] 李 琰, 张 朝 红, 崔 宏 安, 等. 杜 仲 愈 伤 组 织 诱 导 的 研 究[J]. 西 北 农 林 科 技 大 学 学 报（ 自 然 科 学 版）,2003,31（5）153-157. [9] 龚 玉 莲, 陈 坚 毅, 曾 碧 健. 多 效 唑 在 植 物 组 织 培 养 中 应 用 前 景 的 探 讨[J]. 广 东 教 育 学 院 学 报,2000,20（3）103-106. [10] 潘 瑞 炽. 植 物 组 织 培 养[M]. 第 七 版. 北 京 高 等 教 育 出 版 社, 2012. 表4 不 同 培 养 基 对 诱 导 木 薯 无 菌 叶 片 愈 伤 组 织 分 化 的 影 响 6-BA／／mg／L 1.0 1.0 2.0 2.0 3.0 3.0 1.0 1.0 2.0 2.0 3.0 3.0 IBA／／mg／L 0.1 0.2 0.1 0.2 0.1 0.2 0 0 0 0 0 0 IAA／／mg／L 0 0 0 0 0 0 0.1 0.2 0.1 0.2 0.1 0.2 接 种 数 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 愈 伤 组 织 分 化 情 况 未 出 芽 未 出 芽 未 出 芽 未 出 芽 未 出 芽 未 出 芽, 愈 伤 组 织 长 出 叶 片 未 出 芽 未 出 芽, 愈 伤 组 织 生 根 未 出 芽 未 出 芽 未 出 芽 未 出 芽 表3 不 同 植 物 生 长 调 节 剂 组 合 诱 导 叶 片 愈 伤 组 织 的 效 果 2,4-D／／mg／L 0 0.5 1.0 2.0 1.0 1.0 1.0 2.0 2.0 2.0 6-BA／／mg／L 0 0 0 0 0.05 0.1 0.5 0.05 0.1 0.5 愈 伤 组 织 数／／ 块 0 54 60 60 60 60 40 60 60 38 愈 伤 出 现 时 间 无 培 养 后10d 培 养 后7d 培 养 后7d 培 养 后10d 培 养 后7d 培 养 后7d 培 养 后7d 培 养 后7d 培 养 后7d 愈 伤 组 织 颜 色 和 质 地 无 色 泽 青 白, 质 地 稀 软 色 泽 青 白, 质 地 稀 软 色 泽 青 白, 质 地 稀 软 色 泽 青 白, 质 地 致 密 颜 色 由 青 白 色 渐 渐 变 淡 黄 色, 质 地 由 稀 软 逐 渐 变 紧 致 颜 色 黄 褐 色, 质 地 致 密 色 泽 青 白, 质 地 致 密 颜 色 由 青 白 色 渐 渐 变 淡 黄 色, 质 地 由 稀 软 逐 渐 变 紧 致 颜 色 黄 褐 色, 质 地 致 密 接 种 数／／ 块 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 出 愈 率／／％ 0 90.0 100 100 100 100 66.7 100 100 63.3 104/p