6-BA 与NAA 的浓度配比对迷迭香愈伤组织生长的影响
2015-12-09徐小萍谢燕萍慕尧钟春水陈裕坤林玉玲赖钟雄
徐小萍,谢燕萍,慕尧,钟春水,陈裕坤,林玉玲,赖钟雄
(福建农林大学园艺植物生物工程研究所,福建福州 350002)
6-BA 与NAA 的浓度配比对迷迭香愈伤组织生长的影响
徐小萍,谢燕萍,慕尧,钟春水,陈裕坤,林玉玲,赖钟雄*
(福建农林大学园艺植物生物工程研究所,福建福州 350002)
以迷迭香愈伤组织为材料,采用2因素3水平完全随机试验,在含有1.0 mg/L 2,4-D的MS固体培养基中加入不同浓度配比的6-BA和NAA,探讨不同浓度6-BA和NAA组合对迷迭香愈伤组织生长的影响。结果表明,最适于迷迭香愈伤组织增殖的激素配比为0 mg/L 6-BA+0.5 mg/L NAA,培养20 d后,增殖系数为10.98。
迷迭香;愈伤组织;BA;NAA;增殖
迷迭香(Rosmarinus officinalis L.)别名海洋之露,是唇形科迷迭香属灌木,性喜温暖气候,原产于欧洲和非洲北部地中海沿岸,目前在我国南方大部分地区和山东栽种,是重要的香料作物。迷迭香作为一种新兴的经济植物,因其含有较多的抗氧化活性物质,如萜类中的鼠尾草酸、熊果酸,黄酮类及各种有机酸等被广泛应用于植物次生代谢抗氧化物的生产[1]。但迷迭香植株生长缓慢,生物量不大,影响药用成分的获取。
采用组织培养技术进行迷迭香药用成分的生产是解决迷迭香生产缓慢的有效途径。但关于迷迭香组织培养的报道,国内外很少。福建农林大学园艺植物生物工程研究所姚凤琴等报道了迷迭香叶片愈伤组织的诱导[2],于巧芝等报道了不同光质对迷迭香愈伤组织生长状况的影响[3];此外,刘明家报道了迷迭香组培材料迷迭香酸和鼠尾草酸含量的测定[1]。前人的研究中,愈伤组织的增殖条件优化还不够理想,关于不同激素浓度组合对愈伤组织增殖的影响还缺乏较系统深入的研究。姚凤琴[2]的研究认为,2,4-D的浓度以1.0 mg/L为宜,但对于常见激素NAA和BA对愈伤组织增殖的影响,未做比较分析。鉴于此,该试验在姚风琴研究的基础上,参照其他类似研究结果[1-6],通过在含1.0 mg/L 2,4-D的MS固体培养基中添加不同浓度配比的6-BA和NAA,探究有利于迷迭香愈伤组织增殖的最佳组合,以便大量增殖迷迭香愈伤组织,为后续提取迷迭香愈伤组织中的药
用次生代谢物提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 材料
迷迭香愈伤组织,由福建农林大学园艺植物生物工程研究所提供。
1.2 方法
1.2.1 愈伤组织的继代。参照姚凤琴的方法,迷迭香愈伤组织分别在含 1.0 mg/L 2,4-D和1.0 mg/L 2,4-D+0.3 mg/L KT+5.0 mg/L AgNO3的MS固体培养基上交替培养[2]。
1.2.2 不同6-BA与NAA浓度配比处理。采用2因素3水平完全随机试验,在含有1.0 mg/L 2,4-D的MS固体培养基中添加不同浓度配比的6-BA和NAA(培养基pH 5.8,蔗糖20 g/L,琼脂7 g/L),试验设计如表1所示,共9个处理。每个处理接10瓶,每瓶接4团大小长势均匀的愈伤组织,3次重复。培养20 d后统计愈伤组织增殖系数,并采用Leica数码显微系统进行显微观察、拍照。
表1 迷迭香愈伤组织完全随机试验不同激素水平处理
1.2.3 培养条件。培养温度为(25±2)℃,光质LED白光,光照时间为12 h/d。
1.2.4 数据统计分析。
愈伤组织增殖系数=接种后愈伤组织鲜重(g)/接种前愈伤组织鲜重(g)
试验数据应用SPSS13.0分析软件进行差异显著性分析。
2 结果与分析
2.1 对外观形态和增殖的影响
培养20 d后,9个处理的迷迭香愈伤组织生长状态如图1所示。其中处理1为空白对照,愈伤组织质地松散,呈白色不透明块状;与处理1相比,处理2、3的愈伤组织外观为淡黄色,呈松散透明块状,生长状态较好,生长量较大;处理7、8、9愈伤组织外观稍有褐化,质地紧实块状,生长状态较差;处理4、5、 6愈伤组织的生长状态最差,呈水润紧实块状,生长量也较低。
不同处理下迷迭香愈伤组织的增殖情况及各处理间两两比较的结果如图2所示。从图2可看出,处理2为含有1.0 mg/L 2,4-D的MS固体培养基中单独添加0.5 mg/L NAA,该处理下迷迭香愈伤组织增殖系数最大,为10.98,和其他各处理均有显著性差异,与除处理1(对照)以外的其他处理均有极显著差异;处理6与处理7无显著性差异;处理4、7有显著性差异;处理6和处理9有显著性差异。综上所述,最适合迷迭香愈伤组织生长的培养基组合为MS+1.0 mg/L 2,4-D+0.5 mg/L NAA。
从表2可看出,各因素对迷迭香愈伤组织增殖的影响均达到显著性水平,从3者的F值大小可以看出,影响迷迭香愈伤组织增殖的主次因素为:6-BA>NAA>6-BA×NAA。
2.2 对细胞形态的影响
不同植物激素处理下的愈伤组织细胞形态如图3所示。其中,处理2、5、6、7、8的细胞形态大小与处理1基本相似,图片省略。从图3可看出,在LED白光下培养20 d后,处理1(对照)的愈伤组织细胞大小不一,形态各异,小部分细胞分裂旺盛,大部分细胞分化畸形;处理3的细胞均一性较好,细胞分化较少;处理4的细胞大小相对其他处理的较小,并且细胞分化较多;处理9有部分细胞相对较大。
3 结论与讨论
3.1 6-BA不利于迷迭香愈伤组织的增殖
试验结果表明,单独添加0.5 mg/L NAA最适于迷迭香愈伤组织增殖,6-BA可导致迷迭香愈伤组织褐化。单独加6-BA时,浓度越高,愈伤组织水润褐化越严重,进而抑制迷迭香愈伤组织增殖生长。6-BA与NAA二者对愈伤组织的增殖影响是相互的,当6-BA与NAA浓度比为1∶1时,愈伤组织的增殖系数最差,水润褐化严重。说明6-BA与NAA的相互作用对迷迭香愈伤组织的褐化情况有显著性影响。潭文澄等[9]研究表明,6-BA能刺激多酚氧化酶的活性,促进酚类物质合成,加速愈伤组织褐化,NAA可延缓多酚合成,减轻褐化。
在该试验中,与空白对照相比,在含有1.0 mg/L 2,4-D的MS固体培养基中单独添加0.5 mg/L NAA
时愈伤组织增殖系数最大,为10.98;单独添加1.0 mg/L NAA时愈伤组织增殖系数减小,为6.48,说明适宜浓度NAA能有效促进愈伤组织增殖生长,浓度过高或过低均不利于愈伤组织增殖。有研究表明,6-BA与NAA的浓度配比影响植物组织的形态发生及细胞分化[7];NAA能影响多酚氧化酶的活性,抑制多酚的合成,促进愈伤组织细胞增殖生长,即说明6-BA促进多酚的合成,NAA抑制多酚的合成[8]。
图1 不同植物激素处理下迷迭香愈伤组织的外观形态
图2 不同植物激素处理下迷迭香愈伤组织增殖系数
表2 不同植物激素处理迷迭香愈伤组织主体间效应检验
3.2 6-BA与NAA配比影响迷迭香愈伤组织细胞形态
6-BA与NAA的浓度配比影响植物组织的形态发生及细胞分化[7],细胞分裂素只有在生长素存在的前提下才能促进细胞分裂。该试验显微观察结果表明,细胞分裂素与生长素浓度配比为1∶1时,愈伤组织细胞普遍较小,细胞形态畸形多,生长不均,同时愈伤组织生长状态水润褐化较严重,增殖系数最小;当细胞分裂素与生长素浓度配比为2∶1时,愈伤组织细胞普遍较大,畸变形态细胞数量较多,细胞均一
性较差,增殖系数也较小;单独添加生长素或细胞分裂素时,愈伤组织细胞形态也是大小不均,但畸形细胞数量相对较少,其中,单独添加1.0 mg/L NAA时愈伤组织细胞均一性最好,畸变形态细胞数量最少,单独添加0.5 mg/L NAA时愈伤组织细胞形态也较均匀。可见,引起愈伤组织增殖系数与细胞形态变化的最佳激素浓度配比略有差异,造成该现象的原因可能是由于NAA能加速细胞伸长生长,1个周期内愈伤组织生长过快导致细胞大小分化不均匀。
图3 不同植物激素处理下迷迭香愈伤组织的细胞形态
[1]刘明家.迷迭香组织培养及体内迷迭香酸和鼠尾草酸含量测定[D].哈尔滨:东北林业大学,2012.
[2]姚凤琴.罗勒等4种唇形科香花植物离体培养与离体保存研究[D].福州:福建农林大学,2012.
[3]于巧芝,刘芳,殷帆,等.不同光质对迷迭香愈伤组织生长的影响[J].园艺与种苗,2013(3):36-39.
[4]鞠倩.生长调节剂及蔗糖浓度对彩叶草组织培养物迷迭香酸含量的影响[D].泰安:山东农业大学,2007.
[5]白玉,高月,赵倩,等.紫茉莉愈伤组织诱导的激素优化研究[J].园艺与种苗,2012(7):52-54.
[6]吕晓玲,孙晶磊,王芳,等.外源激素对紫苏愈伤组织诱导及迷迭香酸积累的影响[J].食品与生物技术学报,2012(6):575-579.
[7]王慧英.影响植物愈伤组织形成的因素研究[J].聊城大学学报(自然科学版),2010(2):51-53.
[8]方强,乔勇进,王海宏.不同植物生长调节剂、碳源对黄芩细胞生长及次生代谢产物的影响[J].上海交通大学学报(农业科学版),2008(1):33-37.
[9]潭文澄,戴策刚.观赏植物组织培养技术[M].北京:中国林业出版社,2001.
(责任编辑 金苹)
Effects of the Different Concentration Combinations of 6-BA and NAA on the Callus Growth in Rosmarinus officinalis L.
XU Xiao-pinget al.(Institute of Horticultural Biotechnology,Fujian Agriculture and Forestry University, Fujian,Fuzhou 350002)
In this experiment,the callus of Rosmarinus officinalis was L.used as the material,and the two factors of three levels completely randomized trial was applied to study the effects of different concentration combinations of 6-BA and NAA on the callus growth on the basal MS solid medium containing 1.0 mg/L 2,4-D. The results showed that the best combination for the callus proliferation was 0 mg/L 6-BA+0.5 mg/L NAA,and the proliferation coefficient was 10.98 after a day subculture cycle of 20 days.
Rosmarinus officinalis L.;Callus;BA;NAA;Proliferation
S573
A
2095-0896(2015)05-046-04
国家级大学生创新创业训练项目(111ZC1401);福建农林大学高水平大学建设项目(闽农林大规划【2014】12号)。
徐小萍(1993-),女,福建浦城人,本科生,专业:园艺。*通讯作者,研究员,博士,博士生导师,从事园艺植物生物技术与遗传资源研究,E-mail:Laizx01@163.com。
2015-04-28