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【摘要】采用LED灯精确调制光质(红光、蓝光和红蓝混合光),以普通日光灯(白光)为对照,测定橡胶草叶片外植体愈伤组织、丛生芽及根的诱导率,研究光质对橡胶草试管苗组织培养的影响。结果表明,与普通白光相比,不同光质处理对橡胶草叶片外植体愈伤组织的诱导均有促进作用,其中以红光出愈时间最短,15 d即长出愈伤组织,且诱导率最高,达96.75%,愈伤组织增殖迅速,但丛生芽诱导率低(30.14%),蓝光处理时叶片外植体出愈率次之,为80.25%,但丛生芽诱导率稍高,为50.70%,进行红蓝光混合光照培养,橡胶草叶片外植体出愈率最高,达97.50%,且丛生芽诱导率为60.24%,丛生芽玻璃化程度低,移栽成活率高。
【关键词】橡胶草 组织培养 光质
橡胶草,菊科蒲公英属多年生宿根型草本植物,与巴西橡胶树、银胶菊一起并称为全球三大产胶植物。橡胶草能生产优质的橡胶,具有良好的研究价值和开发前景。本实验在已有研究成果的基础上,研究不同光质对橡胶草愈伤组织、丛生芽及不定根诱导的影响,以期对橡胶草组织培养条件进行适当优化,提高组织培养的成功率。
1 材料与方法
1.1实验材料
橡胶草种子及植物组织培养相关仪器设备。
2实验方法
2.1橡胶草无菌苗的培养
选择MS植物基本培养基,添加蔗糖10g/L,琼脂8g/L。将橡胶草种子用10%的洗洁精水溶液浸泡10min,用滤纸擦干表面,自来水清洗5次,在超净工作台内用70%酒精处理30s,再用0.1%升汞做表面消毒处理9min。消毒后用无菌水清洗5次,每次5min,最后将种子均匀接种于装有空白MS培养基的三角瓶中,置于正常光照下培养。
2.2 不同光质下橡胶草愈伤组织和丛生芽的诱导
待橡胶草无菌试管苗萌发后,生长4周,剪取试管苗的幼嫩叶片,用剪刀轻轻剪去叶片边缘,正面朝上接种于橡胶草丛生芽诱导培养基(MS+1.5mg/L 6-BA+0.1mg/L NAA)中,分别置于红光、蓝光、红蓝光及白光下培养,每种光质处理10支培养皿,每支培养皿中接种20片外植体。定时检查和记录外植体的生长情况,及时清除微生物污染和褐化外植体,接种一周后更换新鲜培养基,以后每两周更换一次。
2.3 不同光质下橡胶草丛生芽根的诱导
将生长状况良好(长度为3cm左右)的丛生芽用镊子轻轻掰下,接种于橡胶草根诱导培养基(1/2MS+0.2mg/L NAA)中,分别置于红光、蓝光、红蓝光及白光下培养,每种光质下培养20个丛生芽诱导生根。观察记录生长情况,发现褐化及时更换培养基。
3实验结果与分析
3.1 光质对橡胶草叶片外植体愈伤组织诱导的影响
接种15d后,观察发现红光培养下的外植体最先出愈,且愈伤组织颜色淡绿,富含水分,增长迅速,但20d后仍不见丛生芽的出现,4周后部分外植体及愈伤组织开始褐化死亡。蓝光培养下外植体接种三周后才开始个别出愈,愈伤组织增长缓慢,颜色绿中泛白,但丛生芽诱导迅速,愈伤组织诱导一周后即有丛生芽的出现,此后愈伤组织增长更加缓慢,而丛生芽则迅速伸长,在接种5周后能达到2cm,但在接种4周后,个别外植体及已诱导出的丛生芽开始出现玻璃化现象。
红蓝混合光培养时,叶片外植体的愈伤组织诱导迅速,在接种12后最先观察到愈伤组织及丛生芽的诱导,且两者的诱导几乎同步进行,愈伤组织在后续的培养中不再增长,而丛生芽则生长迅速,且芽质量好,玻璃化及褐化率低。在白光培养下,外植体褐化率极高,有时可达40%,愈伤组织诱导率低,为31.24%,丛生芽诱导率则为35%,且玻璃化率高。
3.2 光质对橡胶草丛生芽根诱导的影响
光质对橡胶草丛生芽不定根的诱导存在显著影响,红光能够迅速诱导生根,且不定根生长质量好,试管苗根系发达,蓝光对根的诱导速度不及红光,且试管苗根系质量欠佳,红蓝混合光对根的诱导与红光类似,但试管苗叶片生长质量良好,叶片颜色深绿,试管苗茎秆粗壮,后期移栽存活率最高,而白光对丛生芽根的诱导最慢,且丛生芽接种后玻璃化率极高,不定根诱导质量最差,试管苗生长状况差。
4 结论与讨论
光强、光质及光周期作为影响植物生长的重要因子一直以来受到广泛的重视,本研究仅对光质作了简要研究。光质在作物栽培上的研究开展较早,研究认为光质对作物生长发育的调节作用以及对作物品质的影响,与植物的光合作用改变有关。随着植物组织培养技术的深入研究,光质已被广泛应用于组织培养中光形态建成及各种反应机制的研究,光质对愈伤组织增殖分化影响的研究已有报道。不同光质对大蒜愈伤组织的诱导、增殖及根、芽分化效应的研究报道不多,并且大多采用普通电光源或滤光膜等得到特定光质,无法定量精确调制光谱能量分布,影响结论的可靠性和可比性。
综合上述实验现象可知,橡胶草愈伤组织及丛生芽的最佳诱导光质为红蓝混合光,红光及红蓝混合光均能很好地诱导产生不定根,但后者能够促进试管苗的建康生长,获得生命力旺盛的移栽植株,后续研究中宜选用红蓝混合光进行丛生芽的诱导及根的分化。在红光培养下,橡胶草叶片外植体出愈率高,愈伤组织生命力强,增长迅速,颜色淡绿,包含水分,呈大小均匀的颗粒状,与植物在组织培养中的胚性愈伤组织形状类似,今后可以对这些愈伤组织进行进一步的优化和筛选,可以尝试进行橡胶草胚性愈伤组织的培养及分化研究,为橡胶草组织培养开辟一条新途径。
参考文献:
[1]中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志[M].北京:科学出版社,1999:45-46.
[2]罗士苇,冯午,吴相钰.橡胶草[M].北京:中国科学院,1951.
[3]罗成华,闫洁,祝建波.橡胶草高频再生体系的建立[J]北方园艺.2012,262:115-119.
作者简介:
1.罗成华,男,1989年生,湖北公安人,硕士,现任教于新疆石河子工程技术学校,助理讲师。
2.闫洁,通讯作者,女,副教授,硕士生导师,任教于石河子大学,主要从事植物基因工程研究。
【关键词】橡胶草 组织培养 光质
橡胶草,菊科蒲公英属多年生宿根型草本植物,与巴西橡胶树、银胶菊一起并称为全球三大产胶植物。橡胶草能生产优质的橡胶,具有良好的研究价值和开发前景。本实验在已有研究成果的基础上,研究不同光质对橡胶草愈伤组织、丛生芽及不定根诱导的影响,以期对橡胶草组织培养条件进行适当优化,提高组织培养的成功率。
1 材料与方法
1.1实验材料
橡胶草种子及植物组织培养相关仪器设备。
2实验方法
2.1橡胶草无菌苗的培养
选择MS植物基本培养基,添加蔗糖10g/L,琼脂8g/L。将橡胶草种子用10%的洗洁精水溶液浸泡10min,用滤纸擦干表面,自来水清洗5次,在超净工作台内用70%酒精处理30s,再用0.1%升汞做表面消毒处理9min。消毒后用无菌水清洗5次,每次5min,最后将种子均匀接种于装有空白MS培养基的三角瓶中,置于正常光照下培养。
2.2 不同光质下橡胶草愈伤组织和丛生芽的诱导
待橡胶草无菌试管苗萌发后,生长4周,剪取试管苗的幼嫩叶片,用剪刀轻轻剪去叶片边缘,正面朝上接种于橡胶草丛生芽诱导培养基(MS+1.5mg/L 6-BA+0.1mg/L NAA)中,分别置于红光、蓝光、红蓝光及白光下培养,每种光质处理10支培养皿,每支培养皿中接种20片外植体。定时检查和记录外植体的生长情况,及时清除微生物污染和褐化外植体,接种一周后更换新鲜培养基,以后每两周更换一次。
2.3 不同光质下橡胶草丛生芽根的诱导
将生长状况良好(长度为3cm左右)的丛生芽用镊子轻轻掰下,接种于橡胶草根诱导培养基(1/2MS+0.2mg/L NAA)中,分别置于红光、蓝光、红蓝光及白光下培养,每种光质下培养20个丛生芽诱导生根。观察记录生长情况,发现褐化及时更换培养基。
3实验结果与分析
3.1 光质对橡胶草叶片外植体愈伤组织诱导的影响
接种15d后,观察发现红光培养下的外植体最先出愈,且愈伤组织颜色淡绿,富含水分,增长迅速,但20d后仍不见丛生芽的出现,4周后部分外植体及愈伤组织开始褐化死亡。蓝光培养下外植体接种三周后才开始个别出愈,愈伤组织增长缓慢,颜色绿中泛白,但丛生芽诱导迅速,愈伤组织诱导一周后即有丛生芽的出现,此后愈伤组织增长更加缓慢,而丛生芽则迅速伸长,在接种5周后能达到2cm,但在接种4周后,个别外植体及已诱导出的丛生芽开始出现玻璃化现象。
红蓝混合光培养时,叶片外植体的愈伤组织诱导迅速,在接种12后最先观察到愈伤组织及丛生芽的诱导,且两者的诱导几乎同步进行,愈伤组织在后续的培养中不再增长,而丛生芽则生长迅速,且芽质量好,玻璃化及褐化率低。在白光培养下,外植体褐化率极高,有时可达40%,愈伤组织诱导率低,为31.24%,丛生芽诱导率则为35%,且玻璃化率高。
3.2 光质对橡胶草丛生芽根诱导的影响
光质对橡胶草丛生芽不定根的诱导存在显著影响,红光能够迅速诱导生根,且不定根生长质量好,试管苗根系发达,蓝光对根的诱导速度不及红光,且试管苗根系质量欠佳,红蓝混合光对根的诱导与红光类似,但试管苗叶片生长质量良好,叶片颜色深绿,试管苗茎秆粗壮,后期移栽存活率最高,而白光对丛生芽根的诱导最慢,且丛生芽接种后玻璃化率极高,不定根诱导质量最差,试管苗生长状况差。
4 结论与讨论
光强、光质及光周期作为影响植物生长的重要因子一直以来受到广泛的重视,本研究仅对光质作了简要研究。光质在作物栽培上的研究开展较早,研究认为光质对作物生长发育的调节作用以及对作物品质的影响,与植物的光合作用改变有关。随着植物组织培养技术的深入研究,光质已被广泛应用于组织培养中光形态建成及各种反应机制的研究,光质对愈伤组织增殖分化影响的研究已有报道。不同光质对大蒜愈伤组织的诱导、增殖及根、芽分化效应的研究报道不多,并且大多采用普通电光源或滤光膜等得到特定光质,无法定量精确调制光谱能量分布,影响结论的可靠性和可比性。
综合上述实验现象可知,橡胶草愈伤组织及丛生芽的最佳诱导光质为红蓝混合光,红光及红蓝混合光均能很好地诱导产生不定根,但后者能够促进试管苗的建康生长,获得生命力旺盛的移栽植株,后续研究中宜选用红蓝混合光进行丛生芽的诱导及根的分化。在红光培养下,橡胶草叶片外植体出愈率高,愈伤组织生命力强,增长迅速,颜色淡绿,包含水分,呈大小均匀的颗粒状,与植物在组织培养中的胚性愈伤组织形状类似,今后可以对这些愈伤组织进行进一步的优化和筛选,可以尝试进行橡胶草胚性愈伤组织的培养及分化研究,为橡胶草组织培养开辟一条新途径。
参考文献:
[1]中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志[M].北京:科学出版社,1999:45-46.
[2]罗士苇,冯午,吴相钰.橡胶草[M].北京:中国科学院,1951.
[3]罗成华,闫洁,祝建波.橡胶草高频再生体系的建立[J]北方园艺.2012,262:115-119.
作者简介:
1.罗成华,男,1989年生,湖北公安人,硕士,现任教于新疆石河子工程技术学校,助理讲师。
2.闫洁,通讯作者,女,副教授,硕士生导师,任教于石河子大学,主要从事植物基因工程研究。