白茅离体快繁体系的初步研究

张 霞，杨朝东

(长江大学园艺园林学院，湖北 荆州 434025)

白茅离体快繁体系的初步研究

张 霞，杨朝东

(长江大学园艺园林学院，湖北 荆州 434025)

以白茅(Imperatacylindrica(Linn.) Beauv.) 根状茎为材料进行了离体快繁体系研究。结果表明：采用 75% 乙醇 20 s + 0.1% HgCl28 min + Tween-80 1～2 滴灭菌效果较好；芽诱导适宜的培养基为MS + BA 1.00 mg/L + NAA 0.05 mg/L；增殖培养以MS+BA 1.50 mg/L+NAA 0.05 mg/L为宜；生根以1/2MS + 0.05～0.50 mg/L IBA的培养基效果好。

白茅(Imperatacylindrica(Linn.) Beauv. ) ；外植体；离体培养

白茅(Imperatacylindrica(Linn.) Beauv. ) 又称茅草、茅针，为禾本科白茅属植物，适应性强[1]，因资源丰富、用途广泛而倍受青睐。白茅叶片可制蓑衣、盖屋顶、作饲料，还可作造纸原料和燃料，根茎含有三萜成分芦竹素、白茅素等有效成分[2～4]可入药；其根状茎发达，在生长的地块上盘根错节，纵横交错，可防风固堤，还能生长于其它植物难以生长的纯沙地上。目前，关于本属植物生物学特性的研究，除一般外观形态和部分生态学习性散见于各类植物分类学教科书与植物志[1]外，深入研究各项特征的报道少见[5]，对白茅资源利用和组织培养等方面的研究很少[6]。白茅主要以根状茎进行无性繁殖，但自然种源有限，为保存其种质资源，更好地研究并利用其潜在价值，可利用组织培养方法建立植株再生系统。本研究以白茅根状茎段为试验材料，建立了一个白茅离体快繁的高频率发生体系，以期为白茅的愈伤再生体系、遗传转化及无性系变异筛选奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料

选取植株健壮、无病虫害的白茅当年生根茎段。

1.2 方法

灭菌和初代接种材料均用肥皂水洗净后于自来水下冲洗1～2 h，并截成2～3 cm左右的茎段。在超净工作台上用75%乙醇浸泡20 s，然后放入滴有1～2 滴Tween-80的0.1%的HgCl2溶液中消毒，每次消毒后都用无菌水冲洗4～5 次。消毒好的材料放在预先消毒过的滤纸上以吸去水分，切成0.2～0.5 cm长的根状茎段，然后接入培养基中。灭菌采用5、8、12 min和17 min共4种不同的消毒时间。

初代培养和增殖培养均选择附加不同激素水平BA和NAA的MS培养基；生根培养选择附加不同浓度IBA的1/2MS培养基；芽的萌发、幼芽增殖和无菌苗生根的培养基均添加琼脂粉7.0 g/L，蔗糖30 g/L及不同浓度的植物生长调节剂和其他营养附加成分。培养基保持121 ℃灭菌20 min，之前pH均调至5.8～6.0；培养条件均为(24±2) ℃、光照14 h、光照强度为1 000 lx左右。

2 结果与分析

2.1 材料消毒

采用75%乙醇20 s+0.1% HgC128 min处理的成活率最高达76.63%，0.1% HgCl217 min处理的成活率仅为52.33%；污染率随着消毒时间的增长而逐渐降低，5 min与其它3 种之间差异显著，17 min也与其它时间之间差异显著，8 min和12 min无显著差异(表1)。

表1 不同的消毒处理对白茅带芽茎段成活率和污染率的影响Table 1 Effects of different sterilizing methods onthe percentage of survival and contaminated explants

注：实验所用培养基为MS十BA 0.5 mg/L；同列不同字母表示Plt;0.05 水平下差异显著;表3、表4同。

2.2 不同激素组合对芽萌发的影响

表2 不同浓度的BA与NAA对芽诱导的影响Table 2 Effects of different concentrationsof BA and NAA on shoot induction

注：芽生长状态为：1、芽基部无愈伤，茎节间长，芽叶生长旺盛，色绿；2、芽基部无愈伤，茎节间稍短，芽叶生长旺盛，色绿；3、芽基部有愈伤或愈伤团大，茎节间长或短，芽叶生长旺盛，色绿；4、芽基部愈伤团大，茎节间长或短，生长较弱；5、芽基部愈伤团很大，茎节间短，植株矮小，水浸状，失绿，玻璃化。表3同。

表3 不同浓度的BA与NAA对芽增殖的影响Table 3 Effects of different concentrations ofBA and NAA on shoot multiplication

将灭菌后的根状茎段接种到芽诱导培养基中，结果见表2。在NAA浓度相同时，BA浓度1.0 mg/L时芽诱导率显著高于0.5 mg/L与2.0 mg/L，而苗生长状态及芽高度最理想。随着BA浓度的增加诱导率升高，苗生长快有徒长趋势，同时褐化现象加剧，对芽后期的生长存在明显的抑制作用，且白化苗和玻璃化现象有加重的趋势，故BA浓度在1.00 mg/L左右是最适合的萌发浓度。当BA浓度相同时，随着NAA浓度的增加苗的愈伤情况加重，节间变短。从表2可以看出NAA 0.05 mg/L时最适合芽生长。结合芽萌发率和生长状况来看，4号培养基最好，即BA 1.00 mg/L、NAA 0.05 mg/L时适合芽的诱导。

2.3 不同激素组合对试管苗增殖的影响

将芽萌发而来的高1 cm左右的试管无菌苗接种到不同的增殖培养基中。由表3结果可以看出，BA 1.50 mg/L和1.00 mg/L的增殖系数显著高于BA 0.50 mg/L，且BA 1.00 mg/L与1.50 mg/L间的增殖系数无显著差异。在一定范围内，随着BA浓度的增加，增殖系数增加，苗的高度也有所增加，但茎芽节间短，叶浓密面积小，嫩茎伸长生长缓慢，难于分切，生长1个月左右容易出现黄化现象，这对于后续的继代和生根都不利。不同浓度的NAA也显著地影响芽的增殖系数，随着NAA浓度的增加，节间变短，有少量生根现象，并出现黄化苗，说明NAA浓度的加大对芽的增殖有一定的抑制作用。根据LSD分析，NAA 0.05 mg/L的增殖系数显著高于NAA 0.50 mg/L和1.00 mg/L，而NAA 0.50 mg/L与1.00 mg/L间差异也不显著。

2.4 生根培养

将继代培养3代以上的1 cm以上嫩茎接种在生根培养基中，一般10 d后嫩茎基部膨大，可观察到乳白色根芽，30 d后统计生根系数、生根根数和生根长度(表4)。

在不加任何激素的1/2MS培养基中，白茅无性试管苗的生根能力较好，生根诱导率为50%左右，诱导的不定根数较少。当培养基中附加0.05～0.50 mg/L IBA时，试管苗的生根能力得到明显改善，不仅生根率大幅提高，苗诱导的不定根数也明显增加。当IBA的浓度为0.50 mg/L时，不仅可以提高试管苗的生根能力，还可促进其快速生长。不同生长素IBA的浓度对不定根的伸长生长并无显著的影响，这可能是由于在含有生长素的培养基中，诱导的不定根数较多，平均后显示不出长度优势，或是培养时间较短，差异尚未完全显现。

表4 IBA对嫩茎生根的影响Table 4 The effect of IBA on tender tip rooting

注：苗生长状态为：1、地上部分生长健壮，主根明显；2、生长健壮，主根明显，较细；3、地上部分生长较弱，主根较明显，苗基部愈伤组织较多；4、地上部分生长弱，无效根多、粗，苗基部愈伤组织多。

3 讨论

本研究表明，白茅根状茎的诱导、增殖和生根等受实验材料、消毒时间和培养基成分等诸多因素的制约和影响。

取自室内盆栽的外植体带菌量少、污染率降低[7]。采用生长季节中的地上与地下部分相接处的根状茎，通常细胞分裂旺盛、生长势旺，易成活。材料消毒时间过长，污染率虽低，但褐死严重；而消毒过短，尽管褐死降低，但污染率偏高。3月份采集的根状茎段，以75%乙醇20 s和0.1%升汞8 min消毒效果最理想。

生长素与细胞分裂素的比值对离体器官的调控起着关键性的作用[8 ]，同时激素之间也有一定的协同作用。在含有BA的培养基中添加IBA，芽的分化率明显提高。一般来说，比值低有利于芽的分化，比值高有利于根的分化。芽的诱导和增殖培养中，在一定范围内，随着BA浓度的增加，诱导芽的节间变短，芽的数目增多；当BA的浓度增加到1.50 mg/L时，芽黄化现象增多，玻璃化现象加重。而NAA在一定浓度范围内，芽的数目增多，但当浓度增加到1.00 mg/L后，随着浓度的增加，黄化和玻璃化现象严重，芽苗不能生长。增殖培养中，NAA浓度增加到1.00 mg/L后，继续增加浓度，产生一定数量的不定根。

添加一定浓度的激素对生根有促进作用，本研究的结果也表明添加IBA的培养基生根比不添加激素的效果要好，同时IBA不宜过高也不宜过低。过高会出现茎段基部产生大量愈伤组织，抑制发根抽茎,过低会出现茎段基部不发根或生根条数少的现象。而适当浓度的IBA不仅发根长根速度快,而且生长粗壮，侧根多，呈白色。经试验白茅1/2MS+IBA 0.50 mg/L为佳。

[1]中国科学院中国植物志编委会．中国植物志[第十卷第二分册]．北京：科学出版社，1997.31～33.

[2]于庆海，杨丽君，孙启时，等.白茅根药理研究[J].中药材，1995，18(2)：88～90.

[3]吕世静，黄瑰莲，何 德，等．白茅根对小鼠IL-2和T细胞亚群变化的调节作用[J]．中国中药杂志，1996，21(8)：488～489.

[4]薛永锋，田 桢.白茅根治疗癌症晚期发热109例分析[J].张家口医学院学报，2001，18(2)：20.

[5]冷 琴，杨雅玲．国产白茅属Imperatacyrillo(禾本科)部分生物学特性的研究[J]．南京大学学报(自然科学版)，2002，38(5)：704～705.

[6]姜长阳，宁淑香.白茅的组织培养及植株再生[J].植物生理学通讯，2001，37(2)：132～133.

[7]王利民，周 毅，陈龙友，等.植物组织培养中消毒剂的运用[J].贵州师范大学学报(自然科学版)，2002，20(1)：15～17.

[8]吴月燕，陶伟芳．葡萄离体培养及快速繁殖[J]．浙江林学院学报，2001，18(2)：188～192.

2009-05-20

张 霞(1980-)，女，湖北天门人，农学硕士，助教，研究方向为茶学、恢复生态学.

10.3969/j.issn.1673-1409(S).2009.03.015

Q813.1;Q949.71+4.2

A

1673-1409(2009)03-S047-03