彩叶凤梨愈伤组织诱导及不定芽分化的研究

王彦尊，赵静，李璐，孔存翠，王计平

(山西农业大学 农学院， 山西 太谷 030801)



彩叶凤梨愈伤组织诱导及不定芽分化的研究

王彦尊，赵静，李璐，孔存翠，王计平*

(山西农业大学 农学院， 山西 太谷 030801)

摘要：以实验室现有彩叶凤梨为材料，探讨激素对其愈伤组织诱导及不定芽分化的影响。取彩叶凤梨无菌苗上生长的短缩茎(侧芽)接种于不同激素配比的MS培养基中诱导产生愈伤组织，然后将愈伤组织切块接种到不同的分化培养基上，诱导器官分化，统计出芽率，观察芽生长状态。试验结果为，诱导彩叶凤梨愈伤组织产生的适宜培养基为MS+2,4-D 4 mg·L-1+NAA 2 mg·L-1，出愈率可达83.6%。愈伤块大、质地致密，有芽点；愈伤组织芽分化培养优先选择MS+6-BA 4 mg·L-1+NAA 0.4 mg·L-1培养基，分化率可达96.7%，出芽速度较快，出芽数较多，长势良好。试验表明，NAA能促进彩叶凤梨愈伤组织诱导及不定芽分化；高浓度2,4-D可以促进彩叶凤梨愈伤组织的生成，而高浓度的6-BA可以促进愈伤组织分化不定芽。

关键词：彩叶凤梨；侧芽；短缩茎；愈伤组织；芽分化

彩叶凤梨(NeoregeliaCaroline)属于凤梨科彩叶凤梨属植物，又名五彩凤梨、贞凤梨、巢凤梨，原产南美热带地区，巴西、哥伦比亚、秘鲁等地[1,2]。彩叶凤梨花期较长，可达3个月之久，花色奇异，观叶优美，可在室内常年种植，花色既热情奔放又端庄大方，是近年来相当流行的室内盆花[3]，而且因其叶片气孔白天关闭，晚上开放，对净化晚间空气也具有良好作用[4,5]。彩叶凤梨喜湿润、阳光环境，但也能很好适应北方干燥的环境，适宜生长在疏松、肥沃的土壤中。彩叶凤梨常用的繁殖方式有分株繁殖和播种繁殖，其生长周期较长，扩繁要求较高，从二十世纪八十年代开始引入中国，到目前为止只能小批量生产，主要集中在广东、海南、福建、云南、昆明等地[6]。

通过诱导外植体产生愈伤组织，再以愈伤组织为材料，分化产生不定芽是组织培养的重要途径之一[7~9]。国内外关于彩叶凤梨组织培养的相关研究较少，本研究通过添加不同种类和不同配比的生长调节物质，探索不同激素配比对彩叶凤梨愈伤组织诱导及不定芽分化的影响，为彩叶凤梨组培快繁体系的优化提供依据。

1材料和方法

1.1　试验材料及培养条件

彩叶凤梨幼嫩侧芽取自山西农业大学农学院组培室彩叶凤梨无菌试管苗，培养温度25~27 ℃，光照为16 h·d-1，光照强度为1 500~2 000 lx。

1.2　试验方法

1.2.1不同激素配比对彩叶凤梨愈伤组织诱导的影响

以MS培养基为基本培养基，将6-BA、2,4-D与NAA三种生长调节物质进行不同配比，共设9个处理进行试验，如表1。蔗糖30 g·L-1，琼脂6 g·L-1。在超净工作台上，接种彩叶凤梨无菌苗侧芽于上述培养基。

表1　含有不同浓度生长调节物质的诱导培养基

1.2.2不同激素配比对彩叶凤梨愈伤组织诱导不定芽分化的影响

在MS培养基中分别添加不同浓度6-BA、2,4-D及NAA的单一激素(如表2)；另在培养基中添加不同浓度的6-BA与NAA(如表3)，进行愈伤组织诱导不定芽分化的研究。其中，蔗糖30 g·L-1，琼脂6 g·L-1。

表2　单一激素不同浓度

表3　不同浓度激素配比

1.3　结果统计方法

以上试验均设3个重复，培养第一周每天观察，及时处理污染样品，之后2~3 d观察一次，进行数据的记录和统计。所统计数据采用Excel和DPS软件进行分析。Turkey法进行多重比较。

出愈率=(出愈数/接种外植体数) × 100%

出芽率=(出芽愈伤块数/接种愈伤块数) × 100%

2结果与分析

2.1　不同激素配比对愈伤组织诱导的影响

由表4可知，单一添加6-BA时，彩叶凤梨愈伤组织诱导率为0；当6-BA与2,4-D配合使用时，出愈率仍为0；当单一添加2.4-D时，出愈率显著提高，出现少量淡绿色愈伤组织；在2,4-D配合NAA使用时，出愈率较好，且在2,4-D 4 mg·L-1+NAA 2 mg·L-1时，出愈率最好，达83.6%，质地较为致密，呈绿色，上有芽点(见图1)。

表4　6-BA、2,4-D与NAA不同配比对彩叶凤梨愈伤组织诱导的影响

图1　愈伤组织的诱导Fig.1　The induction of callus in Neoregelia Caroline

2.2　不同激素配比对愈伤组织诱导不定芽分化的影响

2.2.16-BA对愈伤组织诱导不定芽分化的影响

由表5可以看出，6-BA对于芽和根的分化均有一定作用。在一定范围内，单一添加6-BA时，随着浓度增加，分化率逐渐增加，有利于芽的分化。故在诱导不定芽分化时可选择6-BA浓度高一些的培养基。

2.2.2NAA、2,4-D对愈伤组织诱导不定芽分化的影响

表6、表7均为不同生长素类物质对愈伤组织诱导不定芽分化的影响。NAA与2,4-D 均对愈伤组织诱导分化起作用：2,4-D对于根的分化有良好作用，单一使用，仅诱导形成不定根，几乎不会诱导分化芽；NAA能够很好地促进芽的分化，但是愈伤诱导不定芽生长变化慢，在浓度为0.2~0.6 mg·L-1分化率可达93.3%~96.6%。由图2可知，对彩叶凤梨愈伤组织诱导芽分化，激素效果NAA>2,4-D。综合表5分析，优先考虑使用不同浓度配比的6-BA与NAA组合诱导不定芽分化。

表56-BA对愈伤组织诱导不定芽分化的影响

Table 5Effect of 6-BA on differentiation of adventitious buds

6-BA/mg·L-1接种愈伤数Callusnumbers出芽数Budnumbers分化率/%Differen-tiationrate愈伤组织分化情况Differentiationstatusofcallus0350001421638.1芽和根2351954.3芽和根3352160.0芽和根4322578.1芽

表6NAA对愈伤组织诱导不定芽分化的影响

Table 6Effect of NAA on differentiation of adventitious buds

NAA/mg·L-1接种数Callusnumber出芽数Budnumbers分化率/%Differen-tiationrate分化情况Differentiationstatusofcallus0.2302893.3先分化出根,再分化芽0.4302893.3同上,但芽分化速度较慢0.6302996.6同上,芽分化速度更慢0.8302686.6同上,芽分化速度更慢1.0302790.0仅分化根、无芽的分化

表72,4-D对愈伤组织诱导不定芽分化的影响

Table 7Effect of 2,4-D on differentiation of adventitious buds

2,4-D/mg·L-1接种愈伤数Callusnumbers出芽数Budnumbers分化率/%Differen-tiationrate愈伤组织分化情况Differentiationstatusofcallus0.228000.428621.4不定根0.6282485.7不定根0.8281553.6不定根1.0281242.9不定根

2.2.36-BA与NAA不同配比对愈伤组织诱导不定芽分化的影响

由表8可知，处理8与其他处理存在显著差异，愈伤组织诱导不定芽分化率最高可达96.7%。本研究随着6-BA浓度增加，愈伤组织从仅分化不定根到缓慢分化芽，到芽分化速度不断加快，不同浓度6-BA诱导芽分化效果为：2 mg·L-1<3 mg·L-1<4 mg·L-1。处理7、8、9分化率均较高；三者相比，NAA浓度为0.4 mg·L-1时，彩叶凤梨愈伤组织诱导芽分化分化率最高，可达96.7%(见图3)，故采用4 mg·L-16-BA与0.4 mg·L-1NAA配比对彩叶凤梨愈伤组织诱导不定芽分化效果最佳。

图2　不同生长素对不定芽分化的影响Fig.2　Effect of different hormone on adventitious bud differentiation

表8　不同激素浓度配比对愈伤组织诱导不定芽分化的影响

注：表中不同字母表示0.05水平上，差异显著

Note: different letters in table mean significant at significant α=0.05

图3　愈伤组织诱导不定芽分化Fig.3　Differentiation of adventitious buds

3讨论

一般来说，器官分化对激素的需要是必不可少的，所以在愈伤组织脱分化过程中对激素的研究越来越受到人们的关注。不同外植体对激素种类、浓度及配比反应不同，在五大类植物激素中，以生长素和细胞分裂素作用最大。观赏凤梨种类繁多，组织培养过程中部分品种间生长条件和生长差异较大[4, 10,11]。彩叶凤梨相对于其他观赏凤梨来说，引入国内时间短，生长周期长，生长难度大，出愈能力差，为了更好地诱导愈伤组织生长，一般培养基中要采用较高浓度的生长素[12~14]。张国芳等[15]使用莺哥凤梨属“名宝剑”凤梨的短缩茎诱导产生愈伤组织时，以MS+NAA 0.5 mg·L-1+6-BA 4.0 mg·L-1和MS+2,4-D 2.0 mg·L-1+NAA 0.5 mg·L-1作为诱导培养基，平均出愈率最高；本研究采用彩叶凤梨短缩茎诱导愈伤组织，以MS+2,4-D 4 mg·L-1+NAA 2 mg·L-1培养基最佳，出愈率达83.6%，这一结果与上述研究相似，发现NAA有助于胚性愈伤组织的形成。大量植物组

织培养研究结果表明，器官发生过程中，激素之间的相互作用很复杂，细胞分裂素有利于芽的分化和增殖，生长素有利于根的分化，二者同时使用，比值高时产生芽，比值低时产生根，比值适中时，可能维持原组织生长而不分化。但也有一些植物对生长素和细胞分裂素的反应比较特殊，这与植物本身的遗传性有密切关系。徐立等[5]对彩叶凤梨芽的诱导及分化也有研究，选用不定芽直接诱导途径，筛选的最佳培养基为：MS+KT 4.0 mg·L-1+IAA 0.1 mg·L-1；张国芳等[15]采用 “名宝剑”凤梨的短缩茎诱导产生愈伤组织，愈伤再分化时，最佳分化培养基为MS+NAA 0.1 mg·L-1+6-BA 0.5 mg·L-1；此外，星花凤梨相关研究表明[16]，愈伤组织再分化时，最佳培养基为6-BA 2.0 mg·L-1+NAA 0.25 mg·L-1；本研究中彩叶凤梨愈伤组织诱导芽分化以MS+6-BA 4 mg·L-1+NAA 0.4 mg·L-1为最适培养基，芽分化率可达96.7%，出芽速度快，数量多，生长良好。

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(编辑：梁文俊)

Study on induction ofNeoregeliaCarolinecallus and adventitious bud differentiation

Wang Yanzun, Zhao Jing, LI Lu, Kong Cuncui, Wang Jiping

(CollegeofAgronomy,ShanxiAgriculturalUniversity,Taigu030801,China)

Abstract:The effect of the hormone onNeoregeliaCarolinecallus and bud differentiation was studied in the laboratory. The lateral buds and stems ofNeoregeliaCarolineaseptic seeding which were inoculated on MS medium to induce callus were used as explants. Analysed the callus induction rate and callus growth state. Then the callus was transferred to MS medium supplemented with different hormones and different hormone combinations, which was the bud differentiation culture medium. Then observed the bud differentiation rate and growth condition of buds. The results was that: the superior induction medium was MS+2,4-D 4 mg·L-1+NAA 2 mg·L-1, callus induction rate reached 83.6% and the appearance of primary callus was bigger, green, compact and dense. And the more suitable culture medium for differentiation was MS+6-BA 4 mg·L-1+NAA 0.4 mg·L-1, on which the bud grown well and the sprouting rate reached 96.7%.The results showed that: NAA could promoteNeoregeliaCarolinecallus induction rate and callus growth state; The high concentration of 2,4-D could promote the formation of the callus; The high concentration of 6-BA could promote the formation of callus.

Key words:NeoregeliaCaroline； Lateral buds； Dwarf stem； Callus； Bud differentiation

中图分类号：S682.36

文献标识码：A

文章编号：1671-8151(2016)02-0091-05

基金项目：山西省科技攻关项目(20130311019-2)

通讯作者：*王计平，副教授，硕士生导师。Tel:13633544366;E-mail:sxndwjp@163.com

作者简介：王彦尊(1990-)，男(汉)，山西孝义人，在读硕士，研究方向：植物组织培养技术研究

收稿日期：2015-10-16修回日期：2015-12-08