不同激素组合对广藿香试管苗再生芽发生的影响

2021-09-18 07:24李新源黄晶晶赵东利
北京农学院学报 2021年3期
关键词:外植体试管激素

李新源,张 娜,张 琰,黄晶晶,贺 爽,赵东利

(大连大学医学院,辽宁大连 116622)

广藿香(Pogostemoncablin(Blanco)Benth.)为唇形科刺蕊草属植物,其干燥地上部分为中国常用中药材“广藿香”[1],具有抗菌、抗病毒、驱虫和调节免疫等功效[2-3]。除药用之外,还用于食品和香料等领域[4]。1 000多年以前,由菲律宾、印度尼西亚等引进中国广东省进行栽培,由于气候条件差异,鲜见开花结籽,故以扦插无性繁殖为主,导致品种退化,产量降低[5],育种研究变得尤为重要。植物组织培养是一种有效且成熟的植物育种技术,本研究利用该技术,以MS(Murashige and Skoog)[6]为基本培养基,添加6-苄氨基嘌呤(6-Benzyladenine,6-BA)、萘乙酸(naphthalene acetic acid,NAA)和吲哚乙酸(indole-3-acetic acid,IAA)等3种激素,单独或配合使用诱导广藿香试管苗再生芽的发生,为广藿香的快速繁殖及育种研究提供新的方法。

1 材料与方法

材料为大连大学医学院本科生创新实验室培养的广藿香脱毒苗的茎尖。

以6-BA、NAA和IAA等3种激素单独或配合使用诱导广藿香试管苗再生芽的发生,设计10个组合,见表1。基础培养基为MS,另外含蔗糖3%,琼脂0.55%,pH值6.5,121 ℃高压灭菌15 min[7]。

剪取无菌苗茎尖2~5 mm,去掉叶片,接种于培养基中,每个处理3瓶重复,每瓶6株。培养60 d后统计再生芽诱导率(再生芽诱导率=有芽发生的外植体数/接种的外植体数)、繁殖系数(繁殖系数=苗的总数/接种的外植体数)、苗高度和生长情况。

培养条件:7:00到19:00,25 ℃,光照2 000 lx;19:00到次日7:00,18 ℃,无光照。

2 结果与分析

不添加激素的对照组,不仅再生芽诱导率低(19.2%),繁殖系数也较低(1.2),且苗的生长状态不佳,玻璃化严重,叶片浅绿(表1和图1)。而添加激素的组合,均优于对照组。其中单一激素组,以6-BA 0.5 mg/L组为最佳,诱导率达到100%,繁殖系数达到4.2(表1的7号组),且生长状态较好,苗的高度比较均匀,叶片深绿,较为茂盛(图2)。其次为NAA 0.5 mg/L组,诱导率达到82.3%,繁殖系数为3.1(表1的8号组),但是苗的状态明显不及6-BA 0.5 mg/L组,玻璃化严重,叶片浅绿(图3)。

6-BA与NAA组合使用情况下,NAA质量浓度不变,随着6-BA质量浓度升高,再生芽诱导率也上升,且6-BA在0.5~1.0 mg/L范围内,诱导率均为100%,但是繁殖系数却呈现先上升后下降的情况,即中间质量浓度组MS+6-BA 0.5 mg/L+NAA 0.2 mg/L的繁殖系数为最高(3.2);生长状态呈现两端低中间高的情况(见表1的1-3号),即两端质量浓度组,苗的高度要么参差不齐,要么矮小,叶片浅绿,或者呈现玻璃化。故最佳组合为MS+6-BA 0.5 mg/L+NAA 0.2 mg/L。

6-BA与IAA组合,IAA质量浓度不变,随着6-BA质量浓度升高,繁殖系数呈现上升趋势,以MS+6-BA 1.0 mg/L+IAA 0.2 mg/L组为最佳,达到4.3;而诱导率则在6-BA 0.5 mg/L时,即达到100%,之后保持不变。生长状态以MS+6-BA 1.0 mg/L+IAA 0.2 mg/L组为最佳,不仅苗的高度比较均匀,叶片深绿,而且长势茂盛(表1的6号组,图4),故最佳激素组合是MS+6-BA 1.0 mg/L+IAA 0.2 mg/L。

表1 不同激素组合对广藿香试管苗再生芽发生的影响Tab.1 Effects of different phytohormone combinations on regeneration bud induction of test-tube plantlet of Pogostemon cablin (Blanco) Benth.

再生芽诱导率达到100%,且繁殖系数超过4.0的有2组,即MS+6-BA 0.5 mg/L组和MS+6-BA 1.0 mg/L+IAA 0.2 mg/L组,这2组的生长状态无明显差异,均较好。故综合各项指标,以MS+6-BA 0.5 mg/L组和MS+6-BA 1.0 mg/L+IAA 0.2 mg/L组为较佳的诱导广藿香试管苗再生芽发生的组合。

3 讨 论

广藿香的组织培养研究一直较受关注,陆续有报道[5,7-13]。再生芽的诱导途径主要有2种:一种是通过外植体的脱分化与再分化过程实现,即以叶片、茎段为外植体诱导其脱分化形成愈伤组织,之后诱导愈伤组织再分化为芽;另外一种是直接器官发生途径,即以茎尖、茎节为外植体直接诱导再生芽发生[5]。第一种方式报道较多,其愈伤组织的再分化过程中,多数研究采用单一且较低质量浓度的6-BA即6-BA 0.1~0.3 mg/L[8-10],少数学者采用较高质量浓度的6-BA,即6-BA 0.5~2 mg/L[11-12],也有个别学者采用6-BA与NAA组合使用[13],可见各家研究报道并不一致。直接采用外植体诱导丛芽发生的报道不多,仅黄锋和曾劲松[14]报道,采用6-BA 0.5 mg/L+NAA 0.2 mg/L获得较好的芽诱导效果,繁殖系数达到5.8,且如果6-BA质量浓度过高,则长势下降,无效芽增多,芽短簇,无法切割繁殖。本研究6-BA和NAA组合中,得出MS+6-BA 0.5 mg/L+NAA 0.2 mg/L为最佳的激素组合,但是繁殖系数未能达到该报道5.8的水平。用6-BA与IAA组合诱导广藿香再生芽发生的研究尚未见有报道。本研究表明,除与前人研究相类似的结果,即6-BA 0.5 mg/L对芽再生有较好的效果之外,6-BA 1.0 mg/L+IAA 0.2 mg/L获得较好的诱导率及繁殖系数。本研究为广藿香的快速繁殖及育种研究提供更多方法。

4 结 论

以6-BA、NAA和IAA等3种激素单独或配合使用诱导广藿香试管苗再生芽的发生,MS+6-BA 1.0 mg/L+IAA 0.2 mg/L及MS+6-BA 0.5 mg/L均获得较好效果。

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