绿萝的组织培养研究进展

2017-02-02 15:47:21伍席军张鹏袁云香
农产品加工 2017年6期
关键词:褐化茎段绿萝

伍席军,张鹏,袁云香

绿萝的组织培养研究进展

伍席军,张鹏,*袁云香

(渭南师范学院化学与环境学院,陕西渭南714099)

具体论述了绿萝在组织培养过程中通过探讨外植体的处理及培养基的筛选,从而得出影响绿萝组织培养的主要因素,旨在进一步研究植物组织培养技术对绿萝生长发育的影响,同时完善绿萝植物组织培养体系。

绿萝;组织培养;外植体;培养基

绿萝(Scindapsus aureus),又名黄金葛、魔鬼藤等,属多年生常绿藤本植物。由于具有顽强的生命力,可遇水即活,也被称为“生命之花”。在室内栽培绿萝,不仅可以吸附尘埃、净化空气,还能起到吸收有害物质的作用[1]。由于绿萝的众多优点,使大众对其需求日益加剧,进而导致对高品质的优良植株和快速繁殖技术的需求也呈快速增长趋势。然而,目前绿萝的繁殖方式普遍采用扦插法,但该方法存在操作过程繁琐、耗费时间长、繁殖系数低等缺点,无法在短期内快速获得大量优良品种,难以满足市场需求[2]。

植物组织培养技术是在人为控制的外界条件下对植物进行离体培养,能根据植物不同部位的组织或器官提供适宜的培养环境,不仅能使植物在生长过程中免受自然灾害的影响,也会缩短植物的生长周期,即能够在短时间内获得大量完整植株。因此,将绿萝进行植物组织培养对其研究和生产都具有重要意义。

1 外植体

1.1 外植体的选择

张瑜等人[3]以绿萝的茎尖、嫩叶、带节茎段和不带节茎段为外植体,经过试验对比,发现带节茎段是进行组织培养最好的外植体。林茂等人[4]以绿萝的叶片和无节茎段作为外植体,通过研究发现2种外植体均能产生愈伤组织,但是无节茎段产生愈伤组织速度较快,产生不定芽的速度也快,其培养效果优于叶片。黄凤兰等人[5]认为,将绿萝带节茎段作为外植体,可以增强腋芽生枝能力。而郭英等人[6]认为,以绿萝的嫩芽为外植体进行培养最为快捷。

1.2 外植体的处理

1.2.1 外植体的消毒

不同外植体所需的消毒时间各不相同。范俊岗[7]发现,以绿萝嫩叶为外植体,灭菌时间的长短对其污染率和褐化率都有显著影响。灭菌时间越长,外植体褐化率会随之而增加,而外植体污染率则会降低;经过研究得出绿萝外植体的最佳灭菌时间为6 min。张盛圣等人[8]通过统计外植体的污染率和存活情况,发现以带节茎段为外植体的最佳灭菌时间为15 min。马艳丽等人[9]以绿萝顶芽、茎段为外植体,认为消毒12 min效果最好,且95%无污染。若时间过短会增加细菌和真菌感染率;若时间过长则会对腋芽造成较大伤害,使其成活率降低。

1.2.2 外植体的截取

外植体需裁剪成合适的大小,并将其以适当的数量平均接种到每一份培养基中,以确保培养基能够被外植体充分利用。将经过灭菌消毒处理的外植体叶片切成0.5 cm×0.5 cm大小的片段;将外植体茎段切成1 cm左右的小段,外植体的材料决定了接种时对培养基中营养物质的吸收方式。因而在接种外植体时,应注意其姿势的摆放。叶片接种时,正面朝上;茎段接种时,横放于培养基上。

2 培养基

在植物组织培养过程中,MS培养基和1/2 MS培养基是目前使用最广泛的基本培养基。黄凤兰等人[5]经过筛选发现在1/2 MS培养基中,绿萝外植体褐化率低于MS培养基,证明1/2 MS培养基的效果优于MS培养基。范俊岗[7]通过观察培养基对愈伤组织的诱导情况,认为MS培养基诱导绿萝外植体愈伤组织的效果最佳。

2.1 外植体培养

2.1.1 愈伤组织的诱导

以MS培养基为基础,将消毒处理的愈伤组织接种到培养基上,添加不同质量浓度、不同种类、不同配比的植物激素,统计其出愈率并筛选出最适合诱导愈伤组织的培养基。目前,主要使用的植物激素为6-苄氨基腺嘌呤(6-BA)、萘乙酸(NAA)、2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)等。6-BA是一种既可以促进芽的形成,又能诱导愈伤组织的细胞分裂素;NAA能促进细胞分裂,诱导不定根的形成;2,4-D可以起到促进生根的作用。

张盛圣等人[8]认为,最适合诱导愈伤组织分化的激素组合是MS+6-BA 2.0 mg/L+NAA 0.7 mg/L+ 2,4-D 0.3 mg/L。陈广玉[10]根据愈伤组织的分化和长势情况,认为最适合诱导愈伤组织的培养基为MS+ 6-BA 2.0 mg/L+NAA 0.5 mg/L+2,4-D 0.5 mg/L;诱导带节茎段丛生芽的最适培养基为MS+6-BA 1.0 mg/L+ NAA 0.2 mg/L+2,4-D 0.1 mg/L。

2.1.2 愈伤组织的分化诱导

林茂等人[4]在诱导绿萝的愈伤组织和不定芽时发现,以绿萝的叶片和无节茎段为外植体,进行继代培养的最适培养基为MS+6-BA 2.0 mg/L+NAA 0.2 mg/L,且增殖系数较高,产生不定芽所需时间较短,长势也较好。黄凤兰等人[5]在诱导愈伤组织分化出胚状体后,将其接种到1/2 MS培养基中,发现即使不添加任何生长调节物质,该胚状体的分化率仍然很高。陈广玉[10]将绿萝叶片和茎段诱导形成的丛生芽进行增殖培养,发现最适的增殖培养基是MS+6-BA 2.0 mg/L+ NAA 0.5 mg/L。

2.2 生根和移栽

2.2.1 生根

郭英等人[6]认为基本培养基的浓度越低越有利于根的生长,而且在植物激素中,NAA比IBA(吲哚乙酸)更适合诱导绿萝根的生长。张盛圣等人[8]则认为,当生根培养基为1/2 MS+NAA 0.1 mg/L时,植物根的数量最多,且根粗壮。

2.2.2 移栽

待根长至3~5 cm时,将生根的试管苗移至温室,进行自然光4~5 d炼苗。洗去试管苗根部的琼脂和部分残留的培养基,将其移栽于腐殖土和沙土比例为1∶1的苗床中。在移栽初期,保持苗床空气湿度在85%以上,即以保持叶面湿润为准,温度控制在25~30℃。

3 讨论与分析

3.1 植物生长调节剂的影响

马艳丽等人[9]以6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.1 mg/L的激素组合诱导不定芽,试验结果表明,当NAA质量浓度低于0.05 mg/L时,不定芽的数量开始逐渐变少且不定芽较小;当NAA质量浓度增加至0.5 mg/L时,形成不定芽的时间也开始变长,由此可能会导致不定芽的遗传特性发生改变。林茂等人[4]认为NAA质量浓度越高,叶片产生愈伤组织的时间就越短,而茎段则无明显变化;6-BA质量浓度越高,叶片和茎段产生愈伤组织的时间都会缩短。因此,在诱导绿萝愈伤组织过程中,6-BA和NAA是必不可少的。

3.2 外植体的影响

在诱导愈伤组织过程中,除了植物激素外,外植体本身也是重要的影响因素。由于植物细胞具有全能性,即任何外植体都具有发育成为完整植株的潜能,但是不同的外植体,在诱导过程中始终存在着明显的差异。林茂等人[4]认为,在选择绿萝外植体时应该要多方面去考虑。若外植体材料较多,可选取茎段;若外植体材料非常稀缺、宝贵,则应该采用叶片为外植体。

3.3 污染

外植体的污染是由于外植体自身内部附带有许多细菌,这些细菌很难被清除。刘玲玲[11]认为,细菌的数量会随着外植体的生理特征,以及外界环境的变化而变化。外植体的生理年龄越大,所带的细菌越多;气候越湿润,会使菌类繁殖旺盛;外植体灭菌不彻底,也会使其灭菌效果变差,进而为后期的试验操作埋下隐患。

3.4 褐化现象

王苑等人认为,在组织培养过程中,不同种类植物所发生褐化的频率和程度都是有差异的。相对于草本植物,木本植物的酚类物质较多,因而在培养过程中更容易发生褐化现象。温度也是决定植物组织褐化的重要因素。温度过高会促进酚类物质合成,也会增强多酚氧化酶的活性,加速酚类物质氧化成醌类物质,从而增强褐化现象;温度过低则会抑制酚类物质的氧化,降低褐化率。

3.5 防治措施

3.5.1 污染的防治

外植体选择时,应以无病虫害的健壮绿萝植株为原材料,并选择正常发育的组织或器官作为外植体。由于茎段拥有稳定的遗传特性,且又有生长速度快、病毒含量低等优点,因而在培养绿萝时,茎段是最佳的外植体。

在对外植体进行接种前,要在确保不会损伤外植体的前提下,对其进行彻底的消毒处理。因此,应谨慎选择消毒剂。对于一些比较难消毒的外植体,可采用适当延长消毒时间或多次浸泡消毒的方法。

3.5.2 褐化现象的防治

选择适宜的外植体和培养基是目前为止防止植物体褐化的主要手段。

在培养基中加入抗氧化剂,或者可直接将外植体放入到抗氧化剂中进行预处理,对抑制酚类物质的形成也有极好的效果。在植物组织培养过程中,常用的抗氧化剂有硫代硫酸钠和多胺等,常用的吸附剂有聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和活性炭(AC)等。参考文献:

[1]黄玉源,张施君.天南星科观赏植物重要品种及其繁育技术[J].仲恺农业,2002(4):54-59.

[2]崔蕊绒.校本课程绿萝的组织培养实验[J].新课程(中旬),2012(9):79-81.

[3]张瑜,关力,杨晓贺.花叶绿萝的组织培养与快速繁殖[J].北方园艺,2012(12):155-157.

[4]林茂,王华新,唐遒冥,等.绿萝组织培养与快繁技术[J].南方农业学报,2012(10):1 447-1 451.

[5]黄凤兰,梁冰,卢宝伟,等.小叶绿萝的组织培养技术研究[J].北方园艺,2004(6):76-78.

[6]郭英,梁国鲁.小叶绿萝同源多倍体诱导研究初报[J].西南园艺,2002(4):1-3.

[7]范俊岗.绿萝组织培养及离体再生体系研究[D].雅安:四川农业大学,2009.

[8]张盛圣,李娜,张黎.花叶绿萝组培快繁技术研究[J].农业科学研究,2015(4):19-21,69.

[9]马艳丽,冯豹.青叶绿萝组培快繁体系的研究[J].南方农业,2015,9(21):111,113.

[10]陈广玉.绿萝的组织培养及快速繁殖的研究[J].北京农业,2011(3):16-17.

[11]刘玲玲.植物组织培养过程中的污染及其防治方法[J].甘肃高师学报,2012(5):21-23.◇

Research Progress of Scindapsus aureus Tissue Culture

WU Xijun,ZHANG Peng,*YUAN Yunxiang
(College of Chemistry and Environment,Weinan Normal University,Weinan,Shaanxi 714099,China)

This paper discusses the scindapsus aureus in the tissue culture process by treatment of explant and medium induction and screened,to obtain the main factors that affect tissue culture,aims to investigate the effects of plant tissue culture technology on the growth of scindapsus aureus.At the same time,improve the scindapsus aureus plant tissue culture system.

scindapsus aureus;tissue culture;explant;medium

S682

A

10.16693/j.cnki.1671-9646(X).2017.03.050

1671-9646(2017)03b-0077-02

2017-03-02

渭南师范学院特色学科建设项目(14TSXK04);渭南师范学院大学生创新项目(15YXK022)。作者简介:伍席军(1991—),男,在读本科,研究方向为植物组织培养。

*通讯作者:袁云香(1980—),女,硕士,副教授,研究方向为植物学及其次生代谢产物。

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