N+注入诱导肉苁蓉种子萌发的研究

白 静，张汝民，高 岩*

(1.山西大同大学农学与生命科学学院，山西大同 037009；2.内蒙古农业大学农学院，内蒙古呼和浩特 010019）

N+注入诱导肉苁蓉种子萌发的研究

白 静1，张汝民2，高 岩2*

(1.山西大同大学农学与生命科学学院，山西大同 037009；2.内蒙古农业大学农学院，内蒙古呼和浩特 010019）

为了探讨离子束处理对肉苁蓉种子萌发形成吸器特性的影响，从而提高肉苁蓉种子的萌发率，提出萌发机制，采用组织培养的方法对N+注入的肉苁蓉种子进行萌发试验.结果表明：注入的N+剂量为1 000时诱导肉苁蓉种子的萌发率最高为20%.用N+注入预处理后的肉苁蓉接种在添加不同浓度的6-BA、GA3和IBA的MS培养基上诱导形成吸器的效果比直接接种在MS培养基上的效果要好，萌发率达23.3%.

肉苁蓉 种子 离子束 N+注入 吸器

肉苁蓉(Cistanche deserticola)是列当科一种专性根寄生药用植物，其寄主为藜科植物梭梭(Haloxylon ammodendron).肉苁蓉种子胚为球形原胚，发育不完全，在自然条件下需经历一定时间的形态后熟与生理后熟期，在特定化学诱导物质存在的条件下肉苁蓉种子才能够萌发形成吸器[1，2].目前关于肉苁蓉的研究主要集中在人工栽培技术[3]、组织培养诱导愈伤组织形成和种子萌发等方面[4-7].但由于肉苁蓉种子萌发难的原因，而且在诱导形成吸器的过程中要克服其对寄主的依赖才能使之萌发的研究却很少.至今为止，关于离子注入预处理和外源激素调控肉苁蓉种子萌发的机理还不是十分清楚.本研究利用组织培养技术，采用离子注入预处理和外源激素诱导肉苁蓉种子在脱离寄主条件下萌发，以期从根本上解决肉苁蓉种子萌发困难和接种率低的问题，为扩大肉苁蓉人工栽培提供科学依据.

1 材料

供试肉苁蓉(Cistanche deserticola Y.C.Ma)种子是由内蒙古阿拉善盟林业科学研究所提供，于2005年6－7月采自内蒙古阿拉善盟吉兰泰地区野生肉苁蓉植株上，采回的种子放置于冰箱中4℃保存.

以MS培养基为基本成分，培养基的蔗糖质量浓度为30 g/L，采用7.0%的琼脂固化.

2 方法

2.1 等离子体浸没N+注入

挑选大小均匀，综合性状良好的肉苁蓉种子，于2006年6月在内蒙古大学等离子体物理研究室进行等离子体浸没 N+注入.射频电源的工作频率为24.7 MHz，振荡功率为800 w，负高压注入脉冲的幅度为20 k V，脉宽约为2μs，重复频率为100 Hz.以未处理作对照.

2.2 接种方法

肉苁蓉种子用不同剂量的N+轰击处理，剥去种皮，将其用0.1%HgCl2消毒1～2min，再用无菌水冲洗5～6次，接种在MS培养基和添加不同激素的MS培养基中，不添加任何化学诱导物.在接种过程中为了满足种子的群体效应，尽量将种子接在一起但不要挨住，用封口膜封闭，进行18℃黑暗培养.预培养1月后，每隔1 d观察、记载吸器诱导、生长情况.用OLYMPUSSZH10型体视显微镜进行观察，拍照.

3 结果

3.1 不同剂量的离子束对诱导肉苁蓉种子吸器萌发的影响

用不同剂量的离子束处理后的肉苁蓉种子接种在MS培养基上，见表1.由表可知离子束的剂量越大，肉苁蓉种子的萌发率越高，在离子束剂量为1 000时肉苁蓉种子的萌发率最高，达到20%.在离子束剂量为1 200时，肉苁蓉种子的萌发率下降.可见离子束剂量为1 000时对肉苁蓉种子的萌发有最好的促进作用.

表1 N+注入对肉苁蓉种子萌发的影响

3.2 激素条件下不同离子束对诱导肉苁蓉种子吸器萌发的影响

用不同剂量的离子束处理后的肉苁蓉种子接种在添加不同激素浓度GA3 0.5%6-BA 0.5%IBA 1.0%的MS培养基上，见表2.由表2可得离子束的剂量越大，肉苁蓉种子的萌发率越高，在离子束剂量为800和1 000时肉苁蓉种子的萌发率最高，达到23.3%.在离子束剂量为1 200时，肉苁蓉种子的萌发率下降.可见离子束剂量800-1 000对肉苁蓉种子的萌发有很好的促进作用，而且单一的离子束条件没有离子束和激素搭配下对促进肉苁蓉种子萌发的效果好.

表2 N+注入和激素对肉苁蓉种子萌发的影响束流

4 讨论

1)离子束具有较高的能量，能使离子沉淀在生物体内，在细胞内引发强烈的生理生化反应，致使生物体产生生理损伤，甚至引起基因位点突变或染色体结构变异[8，9].它方法简单、成本低廉，不需要特意固定种子的位置，而是在真空室内通过激发的等离子体中形成的大量的正、负离子从各个方向击向种子表面进行氮离子注入，这样离子对种子表面的作用也比较均匀一致.所以，作为一种新的诱变方法，必定会有较大的发展前途[10，11].在拟南芥(A.thaliana)种子中注入N+，通过改变种皮特征从而降低种子休眠诱导萌发[12].

2)在植物组织培养中，为了生产再生植株或改变其性状，许多研究者利用外植体直接离体培养方法的同时，在培养基中加入某种化学诱变剂，以及用各种电离子射线对不同外植体或组织进行诱变处理[13-15].本实验采用离子注入的方法来诱导肉苁蓉种子萌发，结果初步表明：等离子体浸没离子注入方式能够诱导肉苁蓉种子萌发，提高萌发率.由于肉苁蓉在长期系统发育过程中，为适应其寄生特性、环境条件及其自身的生长发育规律而形成种子胚发育不完全的这种特殊的生理机能，造成肉苁蓉种子休眠的原因主要是由于其胚发育不完全需要后熟而引起的胚休眠.种子经离子束处理后可能激活了种子萌发过程中酶的活性，可溶性蛋白和糖的含量提高，赤霉素、细胞分裂素含量也有所增加，但是激活机制不是很清楚.

3)适宜的诱变剂量与诱变效果密切相关.本试验比较适宜的诱变剂量为1 000，肉苁蓉种子的萌发率为20%.但综合考虑诱变后萌发的结果，N+注入后的肉苁蓉种子接种在添加激素的MS培养基中其萌发率高达23.3%，所以较佳的诱变萌发剂量还有待进一步验证.

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Studies on the Seed Germination of Inducement by N＋Implantation in Cistavche Deserticola

BAIJing1，ZHANG Ru－ming2，GAO Yan2
（1.School of Agronomy，ShanxiDatong University，Datong Shanxi，037009；2.Agronomy College，Inner Mongolia Agricultural University，Hohhot Inner Mongolia，010019）

In order tomake clear themechanisms of inducement by ion beams on the seed germination and haustoria for Cistanche deserticola，we analyzed the influence of seed germination in C.deserticola by induced in the N＋inducement using the tissue culture technique.Results showed that the N＋condition is 1000 for promote germination of C.deserticola seed，germination ratio is 20%；The optimum concentration of hormone is 6－BA、GA3and IBA of inducement germination of Cistanche deserticola seed；The N＋treatmentand the optimum concentration of hormone have distinctness effect to promote germination of Cistanche deserticola seed，germination ratio is 23.3%.

Cistanche deserticola；seed；ion beams；N＋implantation；haustoria

R282.2

A

〔编辑杨德兵〕

1674-0874(2010)01-0069-03

2009-11-02

国家自然科学基金项目[30360086]；内蒙古自然科学基金项目[200208020502]

白静(1980-)，女，山西应县人，硕士，助教，主要研究方向：植物发育生物学；*高岩，博士，教授，通信作者.