菊花珍品梨香菊离体快繁技术研究
2023-07-06邵会会
邵会会
摘要以梨香菊的幼嫩叶片为外植体,MS为基本培养基,研究了不同植物生长调节剂及基本培养基对其愈伤组织诱导、增殖、分化及丛生芽增殖和生根的影响,旨在建立离体快繁体系。结果表明:用MS+6-BA 2.0 mg/L+NAA 0.4 mg/L作为培养基可以较快地建立间接再生体系,诱导愈伤组织;愈伤组织增殖的最佳培养基为MS+6-BA 0.5 mg/L+NAA 1.0 mg/L;MS+6-BA 2.0 mg/L+NAA 0.05 mg/L为最佳的分化培养基,分化的芽数较多,芽体健壮饱满;MS+6-BA 1.0 mg/L最适合丛生芽增殖,增殖系数高,芽体粗壮、质量好;1/2MS+NAA 1.0 mg/L培养基中梨香菊生根最好。
关键词梨香菊;组培;增殖;分化
中图分类号S682.1文献标识码A
文章编号0517-6611(2023)11-0070-03
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2023.11.016开放科学(资源服务)标识码(OSID):
Study on the Technique of in vitro Rapid Propagation of Chrysanthemum curiosa Lixiangju
SHAO Hui-hui(Garden Institute of Tangshan,Tangshan,Hebei 063000)
AbstractThe leaves of Lixiangju were used as explant, plant growth regulators and basic mediums were studied on callus induction, multiplication, differentiation and shoot multiplication,rooting and growth.The results showed that use MS+6-BA 2.0 mg/L+NAA 0.4 mg/L as culture medium to establish indirect regeneration system and induce callus more faster and better. MS+6-BA 0.5 mg/L+NAA 1.0 mg/L was the best culture medium for callus multiplication. MS+6-BA 2.0 mg/L+NAA 0.05 mg/L was the best culture medium for callus differentiation,the number of buds was more than some other treats,buds stronger and fuller.The vigor of buds was best. When used MS+6-BA 1.0 mg/L as culture medium for shoot multiplication and growth, multiplication coefficient higher,the length of buds longer significantly than other treats. The best rooting medium was 1/2MS+NAA 1.0 mg/L.
Key wordsLixiangju;Tissue culture;Multiplication;Differentiation
梨香菊又名白梨香,花色潔白、素雅,因具有酷似鸭梨的香味而得名。轻轻晃动花头就有酷似鸭梨的香气扑鼻而来,更有“盈手生香”的说法,中花期前香味较浓,后随花朵绽放程度的提高香味逐渐变淡,栽培历史达数百年,是目前中国数千个菊花品种中唯一一个具有特殊香味的菊花品种[1]。梨香菊的花和茎中含有高浓度的挥发油,是普通药用菊花的3~10倍,其绿原素和黄酮类成分含量也较高,是目前我国药用菊花中黄酮类成分含量最高的菊花品种之一。因此,其具有较高的保健、药用作用及经济价值。植物组织培养的研究历史可以追溯到19世纪中期,其发展的理论基础是植物细胞全能性及植物生长调节剂的应用[2]。采用组织培养的方法对植物进行离体培养,不仅繁殖系数高、繁殖速度快,而且还可以进行品种的脱毒复壮、种质资源的离体保存等研究。长期以来,梨香菊均由扦插和分株的方式进行繁殖,品种特性有不同程度的退化,而目前国内外关于梨香菊的相关研究尚鲜见报道。笔者选用梨香菊幼嫩叶片为外植体材料,旨在建立一套梨香菊的高效再生体系,为今后其脱毒育苗、育种及其他方面的研究工作提供理论和实践依据。
1材料与方法
1.1试验材料梨香菊幼嫩叶片。
1.2试验方法
1.2.1无菌体系的建立。选取梨香菊健壮的幼嫩叶片,流水冲洗20 min,在无菌条件下用75%乙醇消毒30 s,再用无菌水冲洗2次,然后用1.0% NaClO溶液消毒5 min,最后用无菌水冲洗4~5次,将消毒后的叶片于接种盘内切去四周后,再切成0.5 cm×0.5 cm的小块,接种在愈伤组织诱导培养基上。
1.2.2愈伤组织增殖、分化培养。将获得的梨香菊愈伤组织切成1.0 cm×1.0 cm的小块,接种于愈伤组织增殖、分化培养基中,25 d后统计增殖、分化系数,实时观察其生长状况并记录。
1.2.3丛生苗增殖培养。将分化培养获得的无菌苗切成单株,分别接种于增殖培养基中,观察侧芽长势,20 d后统计增殖系数。
1.2.4试管苗生根培养。将增殖培养获得的无菌苗接种于生根培养基中,观察根系生长情况,20 d后统计生根率。
1.3试验条件以上试验均以MS为基本培养基[3],添加琼脂7 g/L、蔗糖30 g/L,pH 5.8,每处理接种10瓶,每瓶接种3块(株),光照强度2 000 lx,光周期12 h/8 h,温度(25±1) ℃。
1.4数据分析采用Excel进行数据计算整理,SPASS 16.0进行方差分析,LSD进行多重比较(P<0.05)。
增殖系数=增殖后的愈伤组织重量(侧芽数)/接种时愈伤组织重量(芽数)
再生率=再生出不定芽的愈伤组织数/接种愈伤组织数×100%
生根率=生根芽数/接种芽数×100%
2结果与分析
2.1無菌体系的建立将梨香菊叶片消毒后接种在MS+6-BA 2.0 mg/L+NAA 0.4 mg/L的培养基上,发现接种5 d后叶片明显膨起、变大,颜色浅绿,7 d时叶片表面有透明凸起和丝状体,叶片边缘有愈伤组织出现,20 d时整块叶片分化形成较大的愈伤组织(图1)。
2.2不同植物生长调节剂对梨香菊愈伤组织增殖的影响由表1可知,低浓度6-BA搭配高浓度的NAA对梨香菊愈伤组织增殖具有显著的促进作用,6-BA与NAA的浓度比值为1∶2时增殖系数明显增高,浓度比为1∶1时增殖系数明显降低。当6-BA 1.0 mg/L、NAA 2.0 mg/L时愈伤组织增殖系数为4.5,但愈伤组织颜色暗黄,有褐化迹象,活性较差,当6-BA 0.5 mg/L、NAA 1.0 mg/L时,愈伤组织增殖系数为4.7,显著高于其他处理,且愈伤组织黄绿色、质地松脆,表面有小颗粒状凸起(图2),活性好。因此,该处理为梨香菊愈伤组织增殖最佳植物生长调节剂配比组合。
2.3不同植物生长调节剂对梨香菊愈伤组织分化的影响由表2可知,当NAA浓度一定时,不同浓度6-BA对梨香菊愈伤组织分化有明显的影响,随着6-BA浓度的增加,再生率不断提高,分化的芽数增加,侧芽长势逐渐变好,当6-BA浓度为4.0 mg/L时,愈伤组织分化情况显著高于其他处理,但不定芽矮小、细弱,部分芽发生了玻璃化,整体分化情况较差。此外,添加低浓度的NAA对愈伤组织分化有显著的促进作用,不定芽叶色鲜绿,生长健壮(图3)。因此,梨香菊愈伤组织分化的最优培养基为MS+6-BA 2.0 mg/L+NAA 0.05 mg/L。
2.4不同植物生长调节剂对梨香菊丛生芽增殖的影响由表3可知,添加NAA对梨香菊侧芽的增殖具有一定的抑制作用,不同浓度6-BA对梨香菊的增殖有明显的影响,随着6-BA浓度的增大,增殖系数和侧芽长势均出现不同程度的先增加后降低的迹象,6-BA为2.0 mg/L、NAA为0时,增殖系数最高,达9.5,但芽的长势不强,当6-BA浓度为1.0 mg/L、NAA为0时,虽然增殖系数有所降低,但丛生芽健壮饱满,叶色鲜绿,叶片较宽,侧芽长度显著大于其他处理(图4)。因此,梨香菊丛生芽增殖的最佳培养基为MS+6-BA 1.0 mg/L。
2.5不同浓度NAA和基本培养基对梨香菊试管苗生根的影响培养5 d时观察到试管苗基部有根系发出,后随培养时间的增加根系不断伸长、长粗。由表4可知,随MS培养基中无机含量的逐渐降低,梨香菊的生根效果先升高后降低,1/2MS培养基中生根效果最好。随着NAA浓度的升高,生根效果先增加后降低,1/2MS+NAA 1.0 mg/L培养基中梨香菊生根率100%,平均根数为7.1,平均根长7.36 cm,根系粗壮,植株生长健壮(图5),显著优于其他处理,生根效果最好。
3结论与讨论
植物组织培养的理论基础是植物细胞全能性,这种全能性是植物细胞的基本属性,但也只是一种可能性,把这种全能性表现出来植物细胞需经历2个过程[4],一是脱分化,即离体培养条件下生长的细胞、组织或器官经过细胞分裂或不分裂,逐渐失去原来的结构和功能而恢复分生状态,形成无组织结构的细胞团或愈伤组织或未分化细胞特性的细胞的过程[2];二是再分化,即已经脱分化的细胞在特定条件的刺激下,经过器官发生或胚状体途径形成完整植株的过程[5]。该研究以梨香菊叶片为外植体,探索了梨香菊细胞脱分化、再分化的培养条件,建立了梨香菊间接再生体系。
目前,关于菊花组培方面的研究较多,马丽华[6]研究认为,菊花“晚熟红”在1/2MS+NAA 0.1 mg/L培养基中产生的须根数量多且根系比较粗壮;周杨[7]研究认为,“中国红”叶片最适分化培养基为MS+6-BA 2.0 mg/L+NAA 0.2 mg/L;周洲等[3]研究认为,小黄菊不定芽诱导的最佳培养基为MS+6-BA 2.0 mg/L+NAA 1.0 mg/L;张红[8]研究认为,MS+6-BA 0.2 mg/L+NAA 0.1 mg/L最适合绿牡丹的增殖生长。该研究得出的结论与前人的研究略有不同;汪晓沙等[9]研究认为,在6-BA 1.0 mg/L培养基中添加0.1 mg/L NAA菊花丛生苗增殖效果最好,而该研究发现,一定浓度的6-BA培养基中添加NAA对梨香菊丛生苗的增殖具有一定的抑制作用;岳圆圆等[10]研究认为,菊花在3/4MS培养基中生根效果最好,在1/2MS培养基中试管苗地上和地下部分长势均较弱,该研究发现,梨香菊试管苗在含一定浓度NAA的1/2MS培养基中生根效果最好。
参考文献
[1] 郑志华,朱晓华.浅谈“梨香菊”的栽培要点[J].中国园林,1994,10(2):16.
[2] 巩振辉,申书兴.植物组织培养[M].北京:化学工业出版社,2007.
[3] 周洲,尹新明,张德强,等.“小黄”菊遗传转化再生体系的建立[J].北京林业大学学报,2004,26(5):36-39.
[4] WHITE P R.A handbook of plant tissue culture[J].Soil science,1943,56(2):151.
[5] 程越.菊花脑再生体系建立的研究[D].南京:南京农业大学,2014.
[6] 马丽华.菊花高效不定芽再生体系建立及品种间RAPD分析[D].太原:山西大学,2010.
[7] 周杨.菊花再生及遗传转化体系的建立[D].沈阳:沈阳农业大学,2016.
[8] 张红.菊花珍品绿牡丹的组培技术研究[J].北方园艺,2008(3):195-196.
[9] 汪晓沙,曾丽,彭勇政,等.不同菊花品种的组培扩繁技术[J].上海交通大学学报(农业科学版),2013,31(2):19-23,29.
[10] 岳圆圆,陈慧,全英杰,等.菊花“红粉”ד延红”杂交种组培快繁技术[J].延边大学农学学报,2019,41(1):47-50.