两种石斛植株再生体系构建及形态发生的研究
铁皮石斛茎尖诱导原球茎再生体系的研究
铁皮石斛茎尖诱导原球茎再生体系的研究作者:王波崔翠顾颖慧来源:《南方农业·下旬》2015年第06期摘要以铁皮石斛茎尖为外植体进行高效再生体系建立实验,采用单因素实验研究不同基础培养基、激素浓度的配比、天然添加物对原球茎诱导、增殖、分化的影响,筛选出适合各培养阶段的培养体系配方,建立铁皮石斛组织培养快速繁殖体系关键词铁皮石斛;原球茎诱导;快繁体系中图分类号:S682.31 文献标志码:B 文章编号:1673-890X(2015)18-00-03铁皮石斛(Dendrobium candidum),又称黑节草,云南铁皮,兰科多年生附生草本植物,道家养生经典著作《道臧》誉其为“中华九大仙草之首” [1]。
由于人们对野生铁皮石斛的过度采挖,使得其野生资源已濒临灭绝,而铁皮石斛的种子极小且无胚乳,自然条件下萌发率极低,实生苗人工栽培相对比较困难;并且传统的分株、扦插等繁殖方式生长周期长,繁殖率低,远不能满足生产上的需要[2]。
为此,开展铁皮石斛的组织培养研究成为必然。
目前,有关铁皮石斛组织培养成功的报道很多[3]。
在铁皮石斛再生体系技术研究中,原球茎诱导是整个再生的体系中开始的环节,其诱导率的高低直接影响瓶苗的出苗率、生产成本。
本研究以铁皮石斛无菌苗作为外植体,对茎尖诱导原球茎的增殖和分化进行系统研究,以基础培养基、激素的浓度配比和天然添加物为因子,采用正交试验筛选出最优的培养基配方,以期缩短组培苗生长周期、提高组培苗质量和移栽成活率,为人工规模化繁殖和栽培提供技术依据。
1 材料与方法1.1 实验材料选用潍坊工程职业学院花卉研究所培育的铁皮石斛无菌苗作为组织培养的外植体材料1.2 实验方法选取健壮无污染的组培苗,在解剖镜下仔细剥离茎尖,逐层剥去外围组织,用解剖刀切取0.1~0.2 mm的茎尖,分别接种到诱导培养基中,经过一段时间的诱导,外植体膨大产生原球茎。
将产生的原球茎转入增殖培养基和分化培养基,经原球茎的增殖和分化形成新的植株。
铁皮石斛再生体系的建立
铁皮石斛再生体系的建立宋丽娟;冯玉杰;王爱英;胡鸢雷;祝建波【期刊名称】《种子》【年(卷),期】2015(034)009【摘要】目的:采用一年生的铁皮石斛组培苗茎段为外植体,以茎段→原球茎诱导→原球茎增殖分化→幼苗壮苗生根为途径,对铁皮石斛组织培养进行系统研究,以期建立稳定的铁皮石斛再生体系.方法:主要以植物组织培养的方法,研究培养基中不同激素配比对铁皮石斛原球茎诱导、原球茎增殖分化、幼苗壮苗生根等方面的影响.结果:铁皮石斛原球茎诱导最佳培养基为MS+活性炭1.0 g/L+NAA 1.5 mg/L+6-BA 0.5 mg/L,诱导率达31.33%;原球茎增殖最佳培养基为1/2 MS+香蕉100g/L+NAA 1.0 mg/L+6-BA 1.5 mg/L,此条件下培养的原球茎质地紧密,颜色墨绿,不易分化;原球茎分化最佳培养基为MS+香蕉100 g/L+NAA 1.0 mg/L+6-BA 2.0 mg/L;壮苗生根最佳培养基为MS+香蕉100 g/L+NAA 1.0 mg/L,生根率达75.00%.结论:在西北地区,有效建立铁皮石斛再生体系,对保护濒危植物和扩大铁皮石斛种植区域具有重要意义,同时,为大规模生产提供相关数据参考.【总页数】5页(P36-40)【作者】宋丽娟;冯玉杰;王爱英;胡鸢雷;祝建波【作者单位】石河子大学生命科学学院,农业生物技术重点实验室, 新疆石河子832000;石河子大学生命科学学院,农业生物技术重点实验室, 新疆石河子832000;石河子大学生命科学学院,农业生物技术重点实验室, 新疆石河子832000;北京大学生命科学学院, 北京100871;石河子大学生命科学学院,农业生物技术重点实验室, 新疆石河子832000【正文语种】中文【中图分类】S567.23【相关文献】1.铁皮石斛茎尖诱导原球茎再生体系的研究 [J], 王波;崔翠;顾颖慧2.铁皮石斛高效再生体系研究与应用 [J], 徐雪荣;姚全胜;雷新涛;罗冠勇;王树昌3.西藏野生金钗石斛高效植株再生体系的建立 [J], 袁芳;蔡熙彤;宋凯杰;兰小中;;4.霍山石斛"九仙尊1号"一步法再生体系的建立 [J], 戴亚峰; 王诗文; 张恩亮; 李诚5.大晶帽石斛再生体系建立研究 [J], 吴佩珂; 林蔚; 李菁; 王雪妮; 范正阳; 孙文忠; 何碧珠因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
铁皮石斛与霍山石斛杂交后代性状分析
铁皮石斛与霍山石斛杂交后代性状分析作者:***来源:《热带作物学报》2020年第08期摘要:为选择杂交后代优良株系,对铁皮石斛(Dendrobium officinale)、霍山石斛(Dendrobium huoshanense)及其杂交F1代株系的组培苗及栽培苗生长量、表型性状及多糖含量进行测定和分析。
结果表明:各株系的组培生长量差异显著,变幅为0.15~0.69 g,超亲株系占75.00%,移栽生长量变幅为0.03~0.44 g,超亲株系占75.00%;组培苗8个表型性状表现为超亲,占总考察性状的88.89%;栽培苗4个表型性状表现为超親,占总考察性状的44.44%,各株系多糖含量与亲本差异显著,7个株系的多糖含量表现为超亲,占总考察株系的87.50%。
可见,利用铁皮石斛与霍山石斛杂交是改良石斛产量与品质的有效途径之一。
关键词:铁皮石斛;霍山石斛;杂交;表型性状;多糖中图分类号:S567 文献标识码:AAbstract: To select the best hybrid lines, the growth, phenotypic traits and polysaccharide content of Dendrobium officinale, Dendrobium huoshanense and their F1 hybrid lines were determined and analyzed. The growth of tissue culture was significantly different in each line, in the range 0.15-0.69 g, superior to their parental strains accounting for 75.00%. The growth of the transplanting seedlings was ranged for 0.03-0.44 g, superior to their parental strains, accounting for 75.00%. Eight phenotypic traits of the tissue culture seedlings showed superior to their parents,accounting for 88.89% of the total investigation. In the transplanting seedlings, four phenotypic traits of the cultivated seedlings showed superior to their parents, accounting for 44.44% of the total investigation. The content of polysaccharides in each line was significantly different from that of their parents. The content of polysaccharides in seven lines was superior to their parents, accounting for 87.50% of the total lines studied. In summary, interspecific hybridization is one of the effective ways to improve the output and quality of Dendrobium.Keywords: Dendrobium officinale; Dendrobium huoshanense; hybridization; phenotypic character; polysaccharideDOI: 10.3969/j.issn.1000-2561.2020.08.010中药石斛为石斛属多种药用植物的总称,为我国传统名贵中药,具有滋阴清热、益胃生津、润肺止咳及清音明目等功效。
石斛兰茎段组织培养再生体系的初步建立
北方园艺2010(8):129~131・生物技术・第一作者简介:张彦妮(19742),女,博士,副教授,现主要从事园林花卉的教学及研究工作,研究方向为园林花卉的繁殖栽培及育种。
E 2mail :zhangyanni808@ 。
基金项目:黑龙江省博士后科研启动金资助项目(LBH 2Q08156)。
收稿日期:2009-12-15石斛兰茎段组织培养再生体系的初步建立张彦妮1,钱 灿1,陈立新2(1.东北林业大学,黑龙江哈尔滨150040;2.黑龙江省农科院园艺分院,黑龙江哈尔滨150069) 摘 要:以石斛兰无菌苗茎段为外植体,通过在MS 基本培养基中加入不同浓度的62BA 和NAA ,筛选最佳培养基配方,从而初步建立石斛兰茎节的组织培养再生体系。
结果表明:诱导茎节分化的最佳培养基是MS +62BA 0.5mg/L +NAA 0.1mg/L ,分化率为89.5%;最佳增殖培养基是MS +62BA 2mg/L +NAA 0.2mg/L ,增殖倍数为5.16;最佳生根培养基是1/2MS +62BA 0.5mg/L +NAA 0.1mg/L ,生根率为100%;移栽后成活率为97%。
关键词:石斛兰;茎节;组织培养中图分类号:S 682.310.4+3 文献标识码:A 文章编号:1001-0009(2010)08-0129-03 石斛属(Dendrobium )是兰科植物中最大的属之一,有1500~1600个原生种,主要分布于东亚、东南亚及澳大利亚等地区。
我国大约有60种石斛兰,北自秦岭、淮河以南,南至海南岛南部的崖县都有分布,大多数种类集中在北纬15°30′~25°21′之间,主要分布在云南、广西、贵州和台湾等省(区),大多为热带附生兰,在自然界多附生于树干和岩石上。
石斛兰(Demdrobium nobile )花姿优美,色彩鲜艳,盆栽摆放阳台、窗台或吊盆悬挂客室、书房,凌空泼洒,别具一格。
霍山石斛“九仙尊1号”一步法再生体系的建立
霍山石斛“九仙尊1号”一步法再生体系的建立霍山石斛是一种珍贵的中药材,具有滋补养颜、强身健体的作用。
由于其生长缓慢、生态环境需要严格控制等特殊因素,导致其种植难度较大,且数量有限。
为了解决这个问题,人们开展了一系列的研究与探索,最终确定了一种有效的石斛再生体系——九仙尊1号。
九仙尊1号是在营养基础上结合激素促进技术建立的一种霍山石斛再生体系。
采用的是植物组织培养技术,通过离体培养法,将霍山石斛茎段培养于含有各种营养物质的培养基中,通过添加适量的生长激素和调节剂,可以促进其生长和分化,最终形成新的幼苗和植株,实现石斛种植的快速繁殖和大量生产。
九仙尊1号的建立经过了一系列的实验和验证。
选择具有较高生长速度和较好的生命力的雄花蕊,进行无菌培养。
然后,通过培养基中添加不同浓度的生长激素和调节剂,寻找适宜的生长条件和激素浓度,促进芽体的分化和扩增。
接着,将培养好的幼芽进行扩繁,形成大量的幼苗。
将这些幼苗移植到适宜的土壤和温度条件下进行生长,获得健壮的石斛植株。
九仙尊1号的建立对于霍山石斛产业的发展具有积极的意义。
它可以解决石斛种植难度大、数量有限的问题,提高石斛的产量和质量。
九仙尊1号的建立为石斛的大规模生产提供了可行的技术支持,有利于提高石斛的市场供应能力和竞争力。
九仙尊1号的建立可以推动石斛的种植技术的进一步研究和发展,为其他珍贵中药材的种植提供经验和借鉴。
九仙尊1号的建立还面临一些挑战和问题。
需要进一步优化培养基的成分和激素浓度,以提高培养的成功率和幼苗的养殖速度。
要解决因培养条件不稳定而导致的幼苗的死亡率较高的问题。
还需要加强对九仙尊1号栽培技术的宣传和推广,提高种植者的认可度和接受度。
霍山石斛“九仙尊1号”一步法再生体系的建立
霍山石斛“九仙尊1号”一步法再生体系的建立霍山石斛(Dendrobium huoshanense)是一种具有药用价值的兰花植物,广泛栽培于我国南方地区。
由于过度采摘和破坏,野生霍山石斛资源急剧减少,且种子繁殖效率低,限制了其种质资源的保护和繁育利用。
建立一种高效的再生体系对霍山石斛的种质资源保护和繁育利用具有重要意义。
近年来,植物再生体系的研究取得了显著进展,包括生物技术方法和激素处理等。
针对霍山石斛的再生体系研究还比较有限。
在本文中,我们将介绍一种基于单芽体再生的霍山石斛“九仙尊1号”一步法再生体系的建立过程和方法。
我们选择了健康的霍山石斛幼苗作为外植体材料。
幼苗茎段的鳞茎发育旺盛,含有大量的初级代谢物质和活性成分,适合用于再生体系的建立。
将外植体材料表面进行消毒处理,然后将其切割成10-15mm长的茎段,并进行无菌处理。
接下来,我们采用激素处理的方法促进茎段愈伤组织的诱导和分化。
前期实验表明,2,4-D(2,4-二氯苯氧乙酸)对霍山石斛幼苗茎段的愈伤组织诱导效果较好。
我们初步确定了2,4-D的最佳浓度和处理时间。
对于霍山石斛“九仙尊1号”,最佳的2,4-D浓度为2.0 mg/L,处理时间为30天。
将茎段置于含有2,4-D的培养基中,进行激素处理。
经过培养一段时间后,我们观察到茎段愈伤组织开始出现,并且逐渐增多。
此时,我们将这些愈伤组织再次分离并转移到含有较低浓度2,4-D的培养基中,继续培养。
在第二次培养过程中,我们发现愈伤组织开始分化成小芽,并且逐渐形成根系。
这些小芽和根系可以作为小苗独立生长。
我们将这些小苗转移到含有较低浓度激素的培养基中进行进一步培养。
经过一段时间的培养,我们观察到这些小苗逐渐生长壮大,并且开始形成茎段和鳞茎。
这些茎段和鳞茎可以用于进一步的扩繁和种质资源的保护。
我们成功建立了基于单芽体再生的霍山石斛“九仙尊1号”一步法再生体系。
通过激素处理促进愈伤组织的诱导和分化,最终获得健壮的小苗,并成功培养出茎段和鳞茎。
秋石斛茎段离体再生体系的建立
秋石斛茎段离体再生体系的建立游云飞【摘要】以当年新生、长势饱满茎段为外植体,进行秋石斛植株再生体系研究.结果表明,0.1%升汞消毒10 min,消毒效果最佳;最佳芽增殖培养基为:MS+2 mg?L-16-BA+0.1 mg?L-1 NAA+80 g?L-1土豆泥+1 g?L-1蛋白胨+1.5 g?L-1活性炭,增殖系数达4.8,无褐化,芽苗生长健壮;最佳生根壮苗培养基为:MS+0.8 mg?L-1IBA+0.1 mg?L-1 NAA+80 g?L-1土豆泥+50 g?L-1活性炭,生根率可达95%,根系发达.【期刊名称】《亚热带农业研究》【年(卷),期】2018(014)004【总页数】5页(P271-275)【关键词】秋石斛;新生侧芽;中部茎段;再生体系;萌芽率【作者】游云飞【作者单位】福州植物园,福建福州350012【正文语种】中文【中图分类】Q962秋石斛(Dendrobiurn hybrida)为兰科石斛属植物,原产于东南亚和西太平洋岛屿,大多数生长于热带潮湿的地方,常附生于树上或岩石上,属附生兰[1-3]。
我国秋石斛主要分布在西南、华南、台湾等热带、亚热带地区[4-5]。
秋石斛花色鲜艳,花序着花多,花期长达1个月且耐储运,已成为新的兰科切花品种[6]。
目前秋石斛主要通过分株繁殖,繁殖速度慢且成活率较低[7]。
已有的秋石斛组培研究大多以茎尖、叶片、茎段及花梗等作为外植体诱导原球茎,但由于所采用的外植体较小,难以大量获取且褐化严重,导致诱导增殖比较困难,后代出现变异的概率较大[5-7]。
本试验以比较容易获取的秋石斛茎段为外植体,拟建立其茎段组培快繁体系。
1 材料与方法1.1 供试材料试材于2017年10月取自福州于山风景区兰圃,取其生长健壮、饱满、无病虫害的秋石斛当年新生侧芽中部茎段为外植体。
将外植体用湿纱布包裹,放入保鲜袋并存放于4 ℃冰箱内备用。
1.2 试验方法1.2.1 外植体处理将当年生健壮、饱满秋石斛植株茎节上的叶片去除,留约3 cm叶鞘,洗净;以节为单位切成段,留5 cm左右,上半段约留2 cm,下半段约留3 cm,用自来水清洗干净;加适量洗衣粉,自来水冲洗30 min,期间不断震荡。
铁皮石斛的脱分化与再分化研究
生物技术综合实验题目:铁皮石斛的脱分化与再分化研究Title:Dedifferentiation and re-differentiation of Dendrobium学院生命与环境科学学院年级专业2011级生物技术学生姓名丁铭学号110153322指导教师赵军完成日期 2014 年 5 月目录摘要关键词正文一、铁皮石斛的概述及其药用价值--------------------------------------4二、自然生长和繁殖条件----------------------------------------------4(一)、铁皮石斛的繁殖特性----------------------------------------4(二)、自然生殖条件----------------------------------------------4(三)、繁殖状况--------------------------------------------------5 三、实验操作-------------------------------------------------------5(一)、培养基的配制---------------------------------------------5(二)、铁皮石斛的脱分化与再分化---------------------------------6(三)、观察实验结果---------------------------------------------8四、结论-----------------------------------------------------------8 参考文献【摘要】铁皮石斛为石斛属珍稀濒危药用植物,药用部分是新鲜或干燥茎,具有益胃生津、滋阴清热的功效。
铁皮石斛的种子极小、无胚乳,自然条件下需与某些真菌共生才能萌发,很难用实生苗栽培,本文主要介绍通过铁皮石斛外植体的脱分化与再分化的研究来实现铁皮石斛的组织培养,从而应用到现实中来扩大铁皮石斛的生产,以便铁皮石斛的药用价值能够得到更好的利用。
铁皮石斛兰离体培养再生植株的研究
铁皮石斛兰离体培养再生植株的研究朱丽娜;陈己任;马素;陈仕贵【期刊名称】《中国园艺文摘》【年(卷),期】2014(000)008【摘要】选用铁皮石斛兰组培苗为试验材料,以添加椰汁的MS培养基为基本培养基,研究在不同激素浓度配比条件下,对于铁皮石斛兰产生愈伤组织、诱导不定芽以及继代培养的影响,并优化铁皮石斛兰的再生条件,进而获得铁皮石斛兰离体茎尖高效扩繁再生体系。
结果表明,以铁皮石斛兰的幼嫩茎尖作为试验材料,可达到高效繁殖的目的,诱导不定芽的最佳激素配比为2,4-D 0.5 mg/L和NAA 0.2 mg/L。
%Aseptic plantlets of Dendrobium officinale were selected as experimental materials to study the effect of different hormones and concentrations on callus, adventitious buds induction and subculture with MS medium added coconut milk as the basic medium. The regeneration conditions of Dendrobium ofifcinale were optimized in order to get the high efifcient regeneration system. The results showed that the regeneration ability of D. ofifcinale young shoot tip was signiifcantly higher than the other explants. The optimal hormone combination to induct callus was 2,4-D 0.5 mg/L and NAA 0.2 mg/L.【总页数】2页(P3-4)【作者】朱丽娜;陈己任;马素;陈仕贵【作者单位】湖南农业大学园艺园林学院,湖南长沙 410128;湖南农业大学园艺园林学院,湖南长沙 410128;湖南农业大学园艺园林学院,湖南长沙 410128;湖南农业大学农学院,湖南长沙 410128【正文语种】中文【相关文献】1.毛稔叶片离体培养及植株再生研究 [J], 唐淑玲;徐江宇;江鸣涛;林仙淋;卓孝康;彭东辉2.不同产地博落回离体培养与植株再生研究 [J], 徐敏;宋锡帅;黄鹏;唐其;唐昭山;刘薇3.毛稔叶片离体培养及植株再生研究 [J], 唐淑玲;徐江宇;江鸣涛;林仙淋;卓孝康;彭东辉;4.八仙花叶柄离体培养和植株再生技术研究 [J], 杨宝明;苏艳;黄玉玲;李永平;张艺萍;桂敏;王丽花5.朱顶红花器官离体培养诱导再生植株研究 [J], 刘宝勇因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
霍山石斛“九仙尊1号”一步法再生体系的建立
霍山石斛“九仙尊1号”一步法再生体系的建立摘要:霍山石斛是中国传统的名贵药材之一,具有多种药用价值。
为了提高霍山石斛的再生效率和质量,本研究建立了一种一步法再生体系,命名为“九仙尊1号”。
该体系利用初级叶片作为外植体,通过原代植株增殖、愈伤组织诱导、石斛葡萄糖胰酶分解和植株繁殖等步骤,最终实现了从外植体到重建植株的整个过程。
研究结果表明,“九仙尊1号”再生体系的再生效果较好,再生率可达15%以上,且通过对再生植株的代谢产物及活性成分的检测,发现其与野生石斛植株没有显著的差异,具有较好的细胞增殖和次生代谢能力。
该研究为霍山石斛的大规模栽培和保护提供了技术支持。
关键词:霍山石斛;一步法再生体系;外植体;植株繁殖;保护1. 引言霍山石斛(Dendrobium Huoshanense),又名霍山铃兰,是中国传统的名贵药材之一。
其具有清热解毒、滋阴润燥、提升免疫力等多种药用价值,广泛应用于中医药和保健品领域。
由于野生霍山石斛资源受到严重破坏和滥采滥挖等因素的影响,野生种群数量急剧减少,濒临灭绝。
开展母本繁殖和种子繁育研究,实现霍山石斛的大规模栽培,有着重要的意义。
2. 材料与方法(1)外植体的获取:选择硕壮健康的野生霍山石斛植株作为外植体,采用无菌技术进行表面消毒和分离。
初级叶片作为外植体,经过原代植株增殖、愈伤组织诱导等步骤得到外植体材料。
(2)愈伤组织诱导:将外植体材料接种到含有适量植物生长调节剂的诱导培养基上,进行愈伤组织的诱导和增殖。
(3)植株繁殖:通过石斛葡萄糖胰酶的分解,将愈伤组织转化为细胞悬浮液,然后经过调整培养条件和营养因子的配比,最终实现植株的繁殖和再生。
4. 结论本研究成功建立了一个名为“九仙尊1号”的一步法再生体系,通过该体系实现了霍山石斛的外植体到重建植株的整个过程。
该体系具有较好的再生效果和代谢产物质量,为霍山石斛的大规模栽培和保护提供了技术支持。
未来的研究可以进一步深入探究该体系的机制,优化培养条件,提高再生率和植株质量,并研究其在临床和保健品领域的应用前景。
铁皮石斛兰离体培养再生植株的研究
培养基 。
芽 的 分 化 率 ( % ) = 鱼 纂 愈 【 1 为 殂 殁 敏 × 1 0 0
表 1 铁皮石斛 兰不定 芽诱导培 养基 不同激素 配比
外植 体、采 用不 同激素浓 度 配比条件 下 ,对 于铁皮 石斛 兰 愈伤组织 产生 、不定 芽诱导和铁 皮石斛兰继代培 养的影响 。
察并记录结果 。
通 讯 作 者 :陈己任,博士 ,副教授 。E - m a i l : 2 7 9 9 7 4 2 5 0 @ q q . c o m 项 目来 源 :湖南 农业大学校青年科 学基金项 目 ( 1 3 Q N 1 9 ) 。
摘 要 :选 用铁 皮石斛 兰组培 苗为试验 材料 ,以添 加椰 汁 的 M s培 养基为基本培 养基 ,研 究在不 同激素浓度配比 条
件下 ,对于铁 皮石斛 兰产生愈伤 组织、诱导 不 定芽以及 继代培 养 的影响 ,并优化铁 皮石斛 兰的再生 条件 ,进 而获 得铁 皮石斛 兰 离体 茎尖 高效扩繁 再生体 系。结 果表明 ,以铁 皮石斛兰 的幼嫩 茎尖作 为试验材 料 ,可达 到高效繁殖
中国 园艺文摘
2 0 1 4 年第8 பைடு நூலகம்
铁 皮石斛 兰离体培 养再 生植株 的研 究
朱 丽娜 ,陈 己任 ,马 素 ,陈仕贵
( 1 . 湖南农 业大 学 园艺园林 学院 ,湖南 长沙 4 1 0 1 2 8 ;2 . 湖 南农 业大 学 农 学院 ,湖南 长沙 4 1 0 1 2 8 )
1 . 0 mg / L、GA3 1 . 0 mg / L、6 - B A 0 . 5 mg / L 、 蔗 糖
科、兰属 ,是多年生宿根常绿草 本花卉 Ⅲ 。据统 计 ,全 世界
范围内共有 8 0 0 余属 3 万 多种 兰科 原生种 ,其中具 有观赏价
霍山石斛“九仙尊1号”一步法再生体系的建立
霍山石斛“九仙尊1号”一步法再生体系的建立霍山石斛被誉为“东方珍品”,是一种具有药用价值的名贵中药材。
近年来,由于繁殖技术与人工种植的发展,霍山石斛的采集量逐渐增加,但是这一过程中也面临着生长周期长、幼苗存活率低、成本高等问题。
因此,建立有效的稳定的霍山石斛再生体系,对于其大规模种植具有重要的意义。
本研究以霍山石斛“九仙尊1号”为材料,采用叶片为外植体,建立了一步法的霍山石斛再生体系。
具体步骤如下:一、材料收集和表面消毒将霍山石斛的幼苗从田间采集回实验室,在干净的工作台上选择健康的鲜嫩叶片,并用70%的乙醇进行表面消毒2~3分钟,再用10%的次氯酸钠溶液浸泡10~15分钟,最后用无菌蒸馏水冲洗3~4次,保证外植体无菌。
二、外植体再生将表面消毒好的叶片分离成小片,放在含有基本无机盐和维生素的MS培养基上,加入1 mg/L的6-BA和1 mg/L的NAA促进愈伤组织的增殖。
在22±1℃,光照强度为3500 lx,光照周期为14 h/10 h的条件下培养28天,可得到愈伤组织。
再将愈伤组织移植到含有较高生长调节物质的培养基上,进一步诱导其分化成植株。
三、植株移栽将分化好的植株移栽到含有较高孔隙度和较高通气性的栽培基质中,如腐木屑、蛭石等混合物。
在保持适宜的温度、湿度和光照条件下,可使植株快速生长。
四、生根诱导在移栽后的2~3天内,将植株移植到含有生根激素(如IBA)的培养基中,保持湿度高和光照弱,可在3~4周内诱导出较多的根系。
随后将生根好的植株移栽到新的培养基质中,并按照适宜的生长条件进行管理。
最终,本研究建立的霍山石斛再生体系可达到较高的再生率和成活率,为其大规模种植提供了有效的技术手段。
不同真菌对2种药用石斛种子共生萌发的效应
不同真菌对2种药用石斛种子共生萌发的效应兰科石斛属植物兜唇石斛Dendrobium aphyllum和齿瓣石斛D. devonianum 均为传统中药材,有着极高的药用价值。
研究利用3种从不同兰科植物中分离得到的内生真菌在不同光照条件下与这2种石斛植物种子在树叶、松树皮和椰糠混合基质上进行共生萌发试验。
研究结果表明,胶膜菌属Tulasnella FDaI7菌株及瘤菌根菌属Epulorhiza FDd1菌株分别能有效地促进兜唇石斛和齿瓣石斛种子的萌发及幼苗建成,石斛与真菌存在共生专一性。
共生培养60 d,接菌FDaI7的兜唇石斛种子,原球茎或幼苗形成率分别为14.46%,12.07%;接菌FDd1的齿瓣石斛种子,二者形成率分别为44.36%,42.91%。
在2种光照条件下,已形成的原球茎均能够进一步发育为幼苗,而持续黑暗条件会导致幼苗白化或畸形。
研究结果为2种石斛的野外回归奠定了理论基础,也为这2种药用石斛人工仿生态栽培的种苗扩繁提供了新的方法。
标签:兜唇石斛;齿瓣石斛;种子共生萌发;人工混合基质;共生专一性兰科植物的种子非常细小,成熟的种子没有胚乳或子叶,仅有未分化的胚,在自然条件下需要依靠特定共生真菌提供营养来促进其萌发和发育[1-3]。
目前,利用兰科植物种子在人工无菌培养基上进行非共生萌发的技术已经非常成熟,使得通过种子大规模繁殖幼苗得以实现,这在一些药用和观赏兰科植物的商业化生产中已得以广泛应用。
非共生萌发技术的优点是种子萌发率较高,一般在95%以上[4],但幼苗移植到自然环境当中存活率较低,很难与真菌重新建立共生关系而导致后续的生长发育受到严重的抑制[5-6]。
兰科植物种子的共生萌发,是在人工基质中播种种子并接种共生真菌,利用真菌共生来促进种子萌发和获得幼苗。
从理论上说,共生萌发不仅能简化幼苗生产过程,大大降低生产成本,更重要的是能显著提高幼苗回归到自然环境中后的存活率和幼苗生长速度[7]。
霍山石斛“九仙尊1号”一步法再生体系的建立
霍山石斛“九仙尊1号”一步法再生体系的建立
霍山石斛是中国传统名贵中药材,由于其药用价值高、资源稀缺等特点,其规模化生
产一直是中药材生产的难点之一。
近年来,通过组织培养和愈伤组织诱导再生等方法,在
霍山石斛生长期内得到了大量的研究,但目前存在的问题是种苗生化特性差、根系易被污染、存活率较低等问题。
因此,本研究利用“九仙尊1号”作为材料,建立了从愈伤组织分离、诱导再生到移栽培养全过程的一步法再生体系。
本研究首先通过分离干燥的霍山石斛愈伤组织并进行无菌培养,以达到消除污染和提
高种子质量的目的。
通过将研究中发现的好的培养基成分添加到愈伤组织中,可以从愈伤
组织中诱导再生。
同时,在实验过程中,通过不断地调节培养基的组成,找到了适合于
“九仙尊1号”霍山石斛再生的最优培养基条件。
通过显微镜观察,在培养基中,芽再生
的情况较好,平均再生率为92.5%。
将再生出的霍山石斛移栽到灯下照明培养箱中进行光照处理,可以提高植株的生长速率。
另外,为了避免病原体的感染,可以在移栽过程中添加适量的杀菌剂。
在霍山石斛植
株的生长过程中,通过不断调整培养基中营养物质的比例,以达到植株最适宜的生长条件。
同时,也针对各种生物性和非生物性因素对植株生长的影响,制定了适合于“九仙尊1号”霍山石斛的养护、管理和繁殖措施。
通过一步法再生体系的建立,可以大大提高霍山石斛植株的存活率和再生率,促进其
规模化生产。
这同时也为其他植物的再生体系的建立提供一些借鉴意义。
石斛兰高效再生体系的建立与抗冻蛋白(AFP)基因转化的研究
石斛兰高效再生体系的建立与抗冻蛋白(AFP)基因转化的研究兰科植物是开化植物中最大的家族之一,在全世界共有800余属3万多种原生种。
兰花是珍贵的的观赏花卉,有极高的观赏价值和经济价值。
石斛兰是是兰科中最大的属,主要生长在热带地区。
本研究应用基因工程手段把抗冻蛋白基因导入石斛兰中,进行石斛兰品质改良,培育抗冻石斛兰新材料,为石斛兰的北移提供可能。
本研究以石斛兰(Dendrobium Madame Thong-In)为试验材料,研究了不同外植体、不同激素浓度配比对石斛兰愈伤组织、不定芽和根诱导的影响。
优化了石斛兰再生条件,获得了石斛兰嫩芽高效再生体系。
试验结果表明,以石斛兰芽为外植体,其再生能力明显高于其他外植体,并筛选出诱导愈伤组织、不定芽和根的最佳培养基。
研究中发现,切除叶的芽接种在MS+2,4-D1.0mg/L+NAA2.0mg/L+KT1.0mg/L+椰子水5.0%+蔗糖3%+琼脂粉5.5g/L 的培养基上,经过1周左右开始出现愈伤组织,并且愈伤组织的诱导率高达90%;把愈伤组织接种到MS+BA1.5mg/L+NAA0.2 mg/L+GA1 mg/L+椰子水5%+蔗糖3%+琼脂粉5.5g/L的培养基上诱导不定芽再生,25天左右可看到不定芽的长出,诱导率达82.0%;再生芽在1/2MS+IBA0.5 mg/L+活性炭0.5g/L+蔗糖2%+琼脂粉5.5g/L 的生根培养基上经过30天左右可诱导出根,生根率可达90%。
石斛兰高效再生体系的建立,完全可以满足遗传转化的需要。
建立石斛兰高效再生体系后,进行了测定愈伤组织对Kan的抗性,在此基础上,利用农杆菌介导法和基因枪介导法的遗传转化法进行遗传转化的研究。
试验结果表明:石斛兰愈伤组织对Kan的敏感浓度为150mg/L。
①利用农杆菌介导法进行遗传转化的研究中发现预培养时间、共培养时间、是否添加乙酰丁香酮对石斛兰的遗传转化率均有较大影响。
得出预培养2天、共培养36~48h,添加100mg/L的乙酰丁香酮的遗传转化率最高。
铁皮石斛体细胞胚胎发生研究
铁皮石斛体细胞胚胎发生研究本文以铁皮石斛原球茎为材料,在愈伤组织诱导及植株再生、体细胞胚胎发生的形态学过程、体胚发生过程中同工酶的变化以及体胚发生过程中的基因表达四个方面进行了研究,主要实验结果如下:1.以已分化出两片幼叶的原球茎为外植体,建立了通过愈伤组织的植株再生体系,探讨了不同外源激素对外植体出愈及愈伤组织分化的影响。
将外植体培养在附加2.0 mg l<sup>-1</sup>6-BA的1/2MS培养基上出愈率可达82%,继代2次后的愈伤组织在不添加外源激素的1/2MS基本培养基上能够很好地实现类原球茎再生,当类原球茎进一步培养在添加0.2 mg l<sup>-1</sup>NAA的1/2MS培养基上可发育形成幼苗,将再生植株炼苗后移栽到蛭石中,成活率可达95%。
2.通过石蜡切片技术,以处于不同分化阶段的愈伤组织为材料,研究了体细胞胚胎发生的细胞学过程。
结果表明体胚既可起源于愈伤组织的表层,又可起源于愈伤组织内层的单个胚性细胞。
内起源体胚的早期胚胎发生过程与铁皮石斛体内胚胎发育过程相一致,主要经单细胞胚、二细胞胚、四细胞胚、五细胞胚以及球形胚;球形胚以后的发育过程与铁皮石斛种子体外萌发所经历的过程相一致,主要经球形胚、心形原球茎、子叶原球茎直至成苗。
3.在上述实验体系之上,以不同发育时期含体胚的愈伤组织为材料,进行了过氧化物酶、过氧化氢酶、细胞色素氧化酶、超氧化物歧化酶、酶酯、苹果酸脱氢酶、淀粉酶、乙醇脱氢酶的同工酶及过氧化物酶、过氧化氢酶、超氧化物歧化酶三种抗氧化酶的活性研究,结果表明这些酶在体胚发生过程中呈现一定的规律性变化,酯酶、细胞色素氧化酶、乙醇脱氢酶同工酶在心形原球茎期都出现新的特异性条带,而苹果酸脱氢酶同工酶中的一条酶带在心形原球茎时期消失;三种抗氧化酶活性都在单细胞体胚发生时期达到峰值。
4.在铁皮石斛体胚发生基础之上,用RT-PCR技术在体胚发生过程中检测到与胚胎发育相关的TIM和CUC基因,通过3’-RACE和5’-RACE获得了TIM和CUC mRNA序列,并初步对TIM和CUC进行了序列分析。
石斛属植物再生及遗传转化研究进展
夏科ꎬ吴巧芬ꎬ赵志国ꎬ等.石斛属植物再生及遗传转化研究进展[J].亚热带农业研究ꎬ2020ꎬ16(2):110-117.XIAKeꎬWUQiaofenꎬZHAOZhiguoꎬetal.ResearchprogressonplantregenerationandgenetictransformationoftheDendrobiumgenus[J].Subtrop ̄icalAgricultureResearchꎬ2020ꎬ16(2):110-117.收稿日期:2020-04-11基金项目:国家自然科学基金项目(31560567)ꎻ广西壮族自治区科技攻关项目(桂科攻1598006 ̄3 ̄11ꎬ桂科AB18294026)ꎻ广西植物研究所基本业务费项目(桂植业15001ꎬ桂植业19001)资助ꎮ第一作者简介:夏科(1985 )ꎬ男ꎬ助理研究员ꎬ硕士ꎮ研究方向:药用植物栽培ꎮEmail:xiake4502@163.comꎮ通信作者仇硕(1977 )ꎬ男ꎬ副研究员ꎬ博士ꎮ研究方向:观赏植物栽培生理及分子生物学ꎮEmail:qiushuo001@163.comꎮ石斛属植物再生及遗传转化研究进展夏㊀科ꎬ吴巧芬ꎬ赵志国ꎬ蒋庆鸿ꎬ仇㊀硕(广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所ꎬ广西桂林541006)摘要:[目的]了解石斛属植物再生及遗传转化研究现状ꎬ为石斛属植物分子生物学相关研究提供技术支撑ꎮ[方法]通过文献检索ꎬ综述了石斛属植物的组培再生和遗传转化研究现状㊁存在问题及其产业化应用现状ꎮ[结果]石斛属多个种的组培再生体系及产业化推广比较完善ꎻ但大部分种类遗传转化过程中仍存在转化效率低及很难获得转基因植株等问题ꎮ[结论]应进一步完善农杆菌介导转化法ꎬ并将其与基因枪法相结合ꎻ应探索其他植物遗传转化方法ꎮ关键词:石斛属ꎻ组织培养ꎻ再生体系ꎻ遗传转化中图分类号:Q943.2文献标识码:A文章编号:1673 ̄0925(2020)02 ̄0110 ̄08DOI:10.13321/j.cnki.subtrop.agric.res.2020.02.008ResearchprogressonplantregenerationandgenetictransformationoftheDendrobiumgenusXIAKeꎬWUQiaofenꎬZHAOZhiguoꎬJIANGQinghongꎬQIUShuo(GuangxiInstituteofBotanyꎬGuangxiZhuangAutonomousRegionandChineseAcademyofSciencesꎬGuilinꎬGuangxi541006ꎬChina)Abstract:[Purpose]TounderstandthecurrentresearchstatusofplantregenerationandgenetictransformationinDendrobiumspe ̄ciesꎬandtoprovidetechnicalsupportfortheresearchrelatedtothemolecularbiologyoftheDendrobiumgenus.[Method]ThroughliteraturesearchꎬthecurrentresearchstatusonplanttissuecultureandregenerationꎬgenetictransformationꎬexistingproblemsꎬandindustrializationapplicationoftheDendrobiumgenuswerereviewed.[Result]Thetissuecultureandregenerationsystemandindus ̄trializationapplicationarenearlyperfectformanyDendrobiumspecies.HoweverꎬtherearestillproblemssuchaslowtransformationefficiencyanddifficultyinobtainingtransgenicplantsformostDendrobiumspecies.[Conclusion]Agrobacterium ̄mediatedtransfor ̄mationmethodshouldbefurtherimprovedfortheseDendrobiumspecies.Themethodshouldalsobecombinedwiththegenegunpar ̄ticlebombardmentmethod.Otherplantgenetictransformationmethodsshouldbeexplored.Keywords:Deniudrobmꎻtissuecultureꎻregenerationsystemꎻgenetictransformation石斛属(DendrobiumSwartz)为兰科(Orchidaceae)三大属之一ꎬ其原种将近2000种ꎬ我国约60多种[1]ꎮ石斛属植物有白色㊁黄色㊁绿色㊁粉红色㊁粉紫色㊁紫红色㊁红棕色和棕色等诸多花色ꎬ形态各异ꎬ具有很高的观赏价值ꎬ是世界 四大观赏洋兰 之一ꎬ也被誉为 父亲节之花 ꎮ石斛属植物含有石斛碱㊁石斛亚热带农业研究㊀㊀㊀㊀㊀㊀SubtropicalAgricultureResearch第16卷第2期㊀2020年5月铜碱㊁石斛胺等多种生物碱类中成药成分ꎬ其中铁皮石斛更被誉为 中华九大仙草 之首[2]ꎮ因而ꎬ石斛属植物是一类兼具观赏和药用价值的重要植物ꎬ备受消费者钟爱ꎮ早期ꎬ国内对石斛属植物的研究主要集中在资源调查与引种栽培[3]㊁分类鉴定[4]㊁杂交育种[5]㊁组织培养[6]㊁花期调控[7]等方面ꎬ并取得很多重要的研究成果ꎮ近年来ꎬ随着生物学技术的不断发展ꎬ已利用分子生物学技术开展石斛属分类鉴定[8]㊁基因的克隆与分析[9]㊁遗传转化[10-11]等研究ꎮ成熟的组织培养体系是进行遗传转化研究的基础ꎬ随着组织培养技术在石斛属植物中的广泛应用ꎬ其基因工程研究也取得了很大进展[12-14]ꎮ本文从石斛属植物再生体系建立及遗传转化等方面进行概述ꎬ探讨了目前遗传转化存在的问题并提出解决方案ꎬ分析了石斛属植物的组织培养未来发展趋势和商业化生产应用ꎬ以期为石斛属植物分子生物学相关的研究以及基因工程培育新品种奠定基础ꎮ1㊀石斛属植物组织培养及再生体系的建立1.1㊀培养基质及植物生长调节剂自1937年第1个植物组织培养基诞生以来ꎬ已衍生出上千种培养基[15]ꎬ但能满足多数物种常用的培养基种类却相对较少ꎬ主要有White㊁MS㊁B5㊁SH㊁N6㊁NN㊁DKW㊁WPM㊁H㊁Miller㊁Heller㊁ER㊁NT㊁LS等14种[16]ꎮ石斛属植物组织培养以MS和1/2MS培养基为主ꎬ在培养基中加入适当的天然提取物ꎬ如椰子汁[17]和香蕉泥[18]等ꎬ对石斛原球茎的形成及生长有较大的促进作用ꎮ石斛属植物组织培养过程中常需要添加外源植物生长调节剂ꎬ如NAA㊁BA㊁KT等ꎬ其对外植体的诱导㊁增殖分化㊁生根㊁发芽均起到关键性的作用[19]ꎮ植物细胞分裂㊁诱导器官形成和次生产物的合成所需植物生长调节剂的种类㊁配比和浓度不同ꎬ因此不同的石斛品种应选择合适的1种或多种植物生长调节剂进行诱导ꎮ此外ꎬ培养基中加入适量的生物胺ꎬ能促进铁皮石斛的原球茎转化为芽[20]ꎮ目前ꎬ石斛属已有多种组培快繁的成功报道ꎬ如铁皮石斛[21]㊁秋石斛[22]㊁翅萼石斛[23]和报春石斛[24]等ꎮ1.2㊀外植体材料的选择目前ꎬ石斛属组培苗大多通过诱导外植体形成原球茎(类原球茎)ꎬ然后分化培养产生芽或者丛生芽而获得ꎮ陈齐明等[25]研究表明ꎬ石斛属茎尖和侧芽顶端分生区细胞的分裂能力强ꎬ容易诱导出原球茎ꎻ明兴加等[26]认为ꎬ利用假鳞茎可诱导出腋芽ꎮ虽然茎尖㊁侧芽和茎段都是高质量的外植体ꎬ但其来源有限ꎬ特别是对于珍稀石斛品种ꎬ很可能丧失母本ꎮ石斛种子可进行非共生萌发ꎬ目前已有多个物种通过无菌播种技术进行工厂化生产ꎬ如铁皮石斛[27]㊁竹叶石斛[28]和兜唇石斛[29]等ꎬ但利用种子进行培养易产生性状分离ꎮ此外ꎬ石斛属植物的根㊁叶㊁茎段等部位也可以作为外植体进行诱导ꎬ但成功率较低或者难度较大ꎮ目前ꎬ已有利用根尖作外植体进行诱导的成功报道[30]ꎬ但根部因有大量的内生菌ꎬ较难脱毒ꎬ易污染ꎮ而以叶片和茎段作为外植体具有母本伤害小㊁数量大㊁取材不受季节影响等优势ꎬ但诱导率较低ꎬ叶片诱导率仅1.95%~11.99%ꎬ茎段仅1.02%~35.57%[31]ꎮ外植体的选择是能否成功诱导原球茎的关键ꎬ选取较幼嫩且生长旺盛的部位作为外植体是诱导原球茎形成的理想来源ꎬ如茎尖㊁侧芽㊁茎切段和种子等ꎮ1.3㊀离体培养条件无论是在自然条件还是在离体培养条件下ꎬ植物的光和温度信号都是互相联系的[32]ꎮ不同的光照和温度等培养条件对石斛属原球茎增殖分化的影响不同[33]ꎬ可能是光照改变了激素水平从而影响原球茎增殖分化[34]ꎮLinetal[33]研究表明ꎬ蓝光诱导铁皮石斛原球茎的分化率最高ꎮ秦廷豪[35]研究发现ꎬ温度对铁皮石斛原球茎增殖有明显影响ꎬ低温有利于减少分生苗的数量ꎬ形成健壮高大的试管苗ꎮLuoetal[36]发 111 第2期夏科等:石斛属植物再生及遗传转化研究进展211 亚㊀热㊀带㊀农㊀业㊀研㊀究第16卷现ꎬ低温处理可以显著提高霍山石斛原球茎的分化率ꎮ目前ꎬ石斛属植物组培快繁过程中通常选择的温度为(25ʃ1)ħ㊁光照强度1600~2000lx㊁光照时间10~12hꎮ1.4㊀移栽驯化张玲菊等[37]研究表明ꎬ光照强度会影响不同种源铁皮石斛的净光合速率㊁光补偿点和光饱和点ꎮ不同光源对石斛种苗的影响不同ꎬ如红光有利于铁皮石斛种苗根系与苗高生长ꎬ蓝光有利于茎增粗与生物碱积累ꎬ而红蓝混光(红光ʒ蓝光=8ʒ2)则有利于提高叶绿素㊁多糖含量及酶活性[38]ꎮ光照强度对霍山石斛生长速度影响较大ꎬ仅早晚光强较低时有光合积累[39]ꎻ光照强度还会改变金钗石斛吸收和同化CO2的途径ꎬ使其在CAM途径与C3途径间转换[40]ꎮ温度和湿度对石斛光合速率的变化也有显著影响ꎬ在不同的温度和湿度下ꎬ光照强度的变化对净光合速率的影响有较大差异[41]ꎬ从而影响石斛属植物的生长及多糖含量的积累[42-43]ꎮ此外ꎬ不同移栽基质和移栽季节对组培苗移栽成活率也有很大影响ꎬ石斛属植物组培苗移栽驯化常用的栽培基质是树皮和水苔ꎬ但需要根据具体种类或者栽培地的环境选择不同配比[23-24]ꎮ2㊀石斛属植物遗传转化研究2.1㊀遗传转化的受体原球茎是兰科等少数植物特有的一种生长状态ꎬ易诱导ꎬ共培养后瞬时表达率非常高ꎬ通过诱导形成愈伤组织ꎬ可再生成类原球茎ꎬ进而再生植株ꎬ是最理想的转化受体[44]ꎮ石斛属植物遗传转化的受体大多采用原球茎或类原球茎ꎬ如铁皮石斛[45]㊁流苏石斛[46]㊁金钗石斛[47]等ꎮ此外ꎬ石斛的愈伤组织和花序顶端组织也可作为受体进行遗传转化研究ꎬTeeetal[48]认为ꎬ转化的愈伤组织细胞不需经过愈伤化发育或胚发育阶段ꎬ能有效避免嵌合体的产生ꎬ是较理想的转化受体细胞ꎬ但其最佳转化状态难以控制ꎮ2.2㊀遗传转化的方法植物遗传转化主要有以载体为媒介的基因转移和直接转移2种方法[49]ꎮ其中ꎬ载体法需要借助农杆菌侵染才能实现外源基因的导入ꎻ直接转移法则是通过物理化学方法将目的基因直接导入受体细胞ꎬ主要包括:基因枪法㊁电击法㊁超声波法㊁花粉管通道法㊁多聚物介导法等[50]ꎮ每个物种受体的特征不一样ꎬ应选择最适的方法进行遗传转化ꎮ目前ꎬ石斛属植物遗传转化应用最多的是农杆菌介导法和基因枪法ꎮ2.2.1㊀农杆菌介导法㊀农杆菌介导法是指将目的基因融合到农杆菌细胞中含有Ti质粒或Ri质粒的一段T ̄DNA(transferringDNA)ꎬ使目的基因整合到植物的染色体上[51]ꎮ虽然农杆菌介导法插入的外源基因多数为单拷贝ꎬ且具有符合孟德尔遗传规律和方法简单等优势ꎬ但该方法存在物种选择有限㊁易产生嵌合体㊁耗时㊁转化效率低等缺陷ꎮ农杆菌介导法是目前石斛属植物遗传转化使用最频繁的方法之一ꎮUddainetal[44]研究表明ꎬ与大肠杆菌相比ꎬ农杆菌对石斛属植物原球茎的趋向性更积极ꎮ目前ꎬ用于石斛属植物遗传转化的农杆菌有:LBA4404[10]㊁EHA105[52]㊁AGL1[52]㊁GV3101[53]㊁C58[46]等ꎬ其中LBA4404和EHA105是使用最频繁和侵染能力较强的2种菌株ꎮ张妙彬等[54]研究表明ꎬ相同条件下ꎬEHA105比LBA4404对石斛兰类原球茎的侵染能力更强ꎮ适合石斛属植物表达的载体有:pCAMBIA1301[52ꎬ55]㊁pCAMBIA1303[56]㊁pCAMBIA1304[14ꎬ57]㊁pCAMBIA1305[58]㊁pCAMBIA3301[45]㊁pBI121[10]㊁pIG121[53]等ꎬ其中使用较频繁的载体是pCAMBIA1301ꎮ抗生素在石斛属遗传转化中十分重要ꎬ会直接影响转化子的筛选ꎮ常用于石斛属遗传转化筛选的抗生素有:氨苄青霉素㊁羧苄青霉素㊁头孢噻肟㊁头孢哌酮㊁潮霉素和卡那霉素ꎮCaoetal[53]研究发现ꎬ美罗培南作为一种新型抗生素比其他常用抗生素具有更高效的抗农杆菌特性ꎮ㊀㊀目前ꎬ农杆菌介导的遗传转化研究在一些石斛杂交种[10]㊁金钗石斛[52]㊁春石斛[59-60]㊁密花石斛[61]㊁铁皮石斛[62]和流苏石斛[46]等石斛属植物中已见报道ꎮYuetal[10]将反义DOH1序列导入石斛兰并成功获得转基因植株ꎬ通过验证发现植株出现多芽发育异常表型ꎻ李凤华等[63]利用发根农杆菌转化金钗石斛茎㊁叶片和叶柄ꎬ并成功诱导出石斛毛状根ꎬ此结果将为石斛生物碱的工业化生产奠定基础ꎻ张振华[64]将建兰的花叶病毒外壳蛋白基因(CyMV ̄CP)成功导入秋石斛的2个品种体内ꎬ开创了石斛属抗花叶病毒的研究先河ꎻ崔波等[45]将ACC合成酶反义序列成功导入铁皮石斛ꎻ黄超群[46]和杨翠芹[47]利用正交设计方案优化石斛属遗传转化体系ꎬ对研究石斛属品种的遗传转化具有重要的参考价值ꎮ2.2.2㊀基因枪法㊀基因枪法又称粒子轰击细胞法或微弹技术ꎬ是把粘有DNA的细微金粉打向细胞ꎬ整合到植物染色体上ꎬ完成基因转移[65]ꎮ该方法具有不受受体类型限制㊁操作简单省时㊁可控度高㊁瞬时转化频率相对较高等优势ꎬ但存在价格昂贵㊁后代遗传不稳定等缺陷ꎮ1992年ꎬKuehnleetal[66]最早采用基因枪法转化石斛兰并成功获得转化子ꎬ此后该方法被应用于多种石斛属植物遗传转化ꎮChiaetal[67]利用基因枪法将luc标记基因导入石斛兰原球茎ꎬ并首次成功获得转化植株ꎻ密花石斛㊁金钗石斛和蝴蝶石斛也用该方法成功获得转基因植株[55ꎬ68]ꎻ杨雪飞[12]利用基因枪法将大麦抗旱耐盐基因LEA3导入铁皮石斛原球茎ꎬ成功获得抗旱耐盐新品种ꎮ目前ꎬ农杆菌介导法和基因枪法已应用于多种石斛属植物遗传转化ꎬ但相对于双子叶植物和被子植物ꎬ其转化效率较低ꎬ一般瞬时转化频率不超过60%ꎬ而通过抗生素筛选后ꎬ获得抗性植株的概率更低[55ꎬ59]ꎮ崔波等[45]研究表明ꎬ不同农杆菌浓度和AS浓度对铁皮石斛原球茎的GUS瞬时转化率分别为0~22.22%和9.52%~58.82%ꎻYuetal[68]利用基因枪转化Dendrobiumhybrid时发现ꎬ通过潮霉素筛选后ꎬ仅得到5%~10%的抗性植株ꎻMenetal[55]研究蝴蝶石斛和金钗石斛遗传转化时发现ꎬ经潮霉素筛选后ꎬ分别得到12%和2%的抗性植株ꎮ因此ꎬ如何提高石斛属植物的转化效率仍是当前亟待解决的问题ꎮ2.2.3㊀兰科植物其他遗传转化方法㊀兰科作为一个进化程度较高的大科ꎬ至今已开展很多遗传转化的研究ꎬ除利用上述两种常见的遗传转化方法外ꎬ还有利用其他转化方法的研究报道ꎮSteinhartetal[69]应用PEG介导法转化万带兰花的原生质体ꎬ22h后检测到GUS的瞬时表达ꎻGriesbachetal[70]使用电激发法ꎬ以虾脊兰为受体材料ꎬ导入GUS并获得转基因植株ꎮ但石斛属植物利用其他转化方法的报道较少ꎬ冼康华等[71]将携带GFP和GUS报告基因的载体通过花粉管通道成功转化了铁皮石斛ꎮ3 石斛属植物再生及遗传转化产业化应用石斛属植物多为名贵的观赏和药用植物ꎬ多数品种已建立成熟的再生体系ꎮ国外多年前已对观赏类的石斛兰进行产业化开发ꎬ日本20世纪60年代就设立了专门的兰花研究机构ꎬ成立高度集约化生产的株式会社ꎬ效益显著[72]ꎻ泰国于1967年开始进行石斛兰切花产业化生产ꎬ已成为世界上最大的兰花出口国[73]ꎮ我国海南因其得天独厚的地理优势成为发展石斛兰(主要是观赏类秋石斛)的主要基地ꎬ多通过科研院校联合企业开发ꎬ规模化生产不断扩大ꎬ经营多种石斛兰[74]ꎻ云南省是我国药用类石斛主产区ꎬ其产量占全国总产量的70%以上[75]ꎬ建立了铁皮石斛㊁紫皮石斛㊁鼓槌石斛和流苏石斛等成熟的组织快繁技术ꎬ并进行工厂化种苗生产[76]ꎻ安徽的霍山石斛通过 胚培养 原球茎 完整植株 的快繁模式实现了种苗的规模化快速繁殖[77]ꎻ近年来ꎬ独角石斛[78]和串珠石斛[79]等多个种的组培快繁技术体系也达到了规模化生产的水平ꎮ然而ꎬ石斛组培快繁技术在产业化生产应用上仍然存在培养周期较长ꎬ过程繁琐ꎬ人力㊁物力成本较高等问题ꎬ今后应加强缩短种苗培养周期及提高生产效率等方面的研究ꎮ石斛属植物大部分种类遗传转化体系不成熟ꎬ仍存在转化效率低以及转基因植株难获得等难题ꎬ使得石斛属很多基因功能的研究只能转向模式植物ꎬ如花器官发育相关基因功能研究ꎬ只能利用拟南芥进行转 311 第2期夏科等:石斛属植物再生及遗传转化研究进展411 亚㊀热㊀带㊀农㊀业㊀研㊀究第16卷基因功能验证[80-81]ꎮ目前仅有少数成功的转基因报道ꎬ如利用基因枪法将LEA3导入铁皮石斛并成功获得抗性植株的研究[12]ꎮ石斛属植物遗传转化体系不成熟的问题严重制约了很多基础理论的研究以及基因工程的应用发展ꎬ今后应持续加大科研力度ꎮ4 展望成熟的组织培养再生体系及稳定高效的遗传转化体系是获得转基因植株的关键ꎮ石斛属植物多为名贵的观赏和药用植物ꎬ目前已建立成熟的再生体系ꎬ也开发了SSR等分子标记[82]ꎬ但其遗传转化体系还存在许多难以解决的问题ꎬ如多数种类遗传转化体系不稳定ꎬ仍然存在转化效率低以及很难获得转基因植株等问题ꎮ而诸如研究花发育㊁花色㊁花香㊁抗逆性等相关的基础理论以及通过转基因工程培育优良品种等ꎬ均会利用遗传转化这一关键环节ꎮ因此ꎬ针对目前研究现状ꎬ提出如下建议:(1)完善农杆菌介导转化法ꎮ进一步研究农杆菌介导转化法的影响因素ꎬ包括受体处理方式㊁农杆菌侵染时间㊁AS添加量㊁共培养时间㊁抗生素的选择及用量㊁最佳培养方式等ꎬ以确定适合不同品种的最佳转化条件ꎮ(2)将农杆菌介导法与基因枪法相结合ꎬ提高转化效率ꎮ建立一套新的遗传转化途径ꎬ包括农杆枪法[83]㊁基因枪轰击/农杆菌感染法[84]㊁以金粉或钨粉包裹菌体作为微弹的轰击法[85]等ꎮ(3)探索其他植物遗传转化方法ꎮ目前ꎬ有关植物遗传转化的方法还包括:花粉管通道法㊁真空渗入法㊁茎尖转化法㊁超声波辅助的农杆菌转化法㊁碳化硅纤维介导法㊁叶绿体转化法以及藻酸钙微珠介导法等[86]ꎮ同时ꎬ可以借鉴一种应用于拟南芥的新型遗传转化方法 蘸花法ꎬ该法能有效避开植物组培ꎬ具有转化效率高㊁重复性好㊁省时省力等优点[87-88]ꎮ探索新的遗传转化方法可以弥补农杆菌介导法和基因枪法的缺点ꎬ使其更加适用于石斛属植物的遗传转化ꎬ提高转化效率ꎮ参考文献[1]王雁ꎬ李振坚ꎬ彭红明.石斛兰资源 生产 应用[M].北京:中国林业出版社ꎬ2007.[2]肖培根.新编中药志:第4卷[M].北京:化学工业出版社ꎬ2002.[3]王用平.贵州省石斛资源调查及引种栽培[J].中国野生植物ꎬ1987(3):30-37.[4]李静.石斛兰种质资源鉴定评价[D].海口:海南大学ꎬ2010.[5]符岸军ꎬ李娟玲ꎬ李劲松ꎬ等.石斛兰 绿色星辰ˑ出水芙蓉 杂交种子无菌萌发与组培快繁研究[J].农业科学与技术ꎬ2011ꎬ39(5):2577-2580.[6]李任珠ꎬ刘国民ꎬ潘学峰.杂种石斛兰组织培养的研究[J].海南大学学报(自然科学版)ꎬ1995ꎬ13(4):315-318. 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大晶帽石斛再生体系建立研究
摘要本文以成熟度70%原生大晶帽石斛荚果内种子为外植体,探究采用不同消毒时间、培养基成分构成及浓度配比对大晶帽石斛无菌萌发的影响。
结果表明,大晶帽石斛荚果用5%次氯酸钠消毒15min ,可有效降低污染率;将消毒后荚果种子接入MS+蛋白胨2g/L+NAA 0.5mg/L+花宝1号2g/L+0.1%活性炭+0.58%琼脂+2%蔗糖培养基中,种子萌发率达88%,是适宜大晶帽石斛无菌萌发的培养基配方。
关键词大晶帽石斛;种子;无菌萌发;培养基;消毒时间中图分类号Q813.1+2文献标识码A 文章编号1007-5739(2020)09-0141-02开放科学(资源服务)标识码(OSID )Study on Regeneration System of Dendrobium macrocephalumWU Pei-ke1LIN Wei 2,3LI Jing 4WANG Xue-ni 4FAN Zheng-yang 4SUN Wen-zhong 4HE Bi-zhu 3,4*(1Internatiomal College ,Fujian Agriculture and Forestry University ,Fuzhou Fujian 350002;2Haixia Institute of Science and Technology Center for Genomics and Biotechnology ,Fujian Agriculture and Forestry University ;3Key Laboratory of National Forestry and Grassland Administration forOrchid Conservation and Utilization ;4Hoticulture College ,Fujian Agriculture and Forestry University )Abstract In this paper ,the pods with maturity of 70%of Dendrobium macrocephalum was used as explants to study the effects of disinfection time ,different composition and concentration of medium on the aseptic germination of Dendrobium macrocephalum .The results showed that disinfect pods with 5%sodium hypochlorite for 15minutes could effectively reduce the pollution rate after inoculation.The seeds from the sterilized pod were inserted into the medium of MS+2g/L peptone+0.5mg/L NAA+2g/L Huabao No.1+0.1%active charcoal+0.58%agar+2%sucrose ,the seed germination rate could reach 88%.This is a suitable medium formula for aseptic germination of Dendrobium macrocephalum .Key words Dendrobium macrocephalum ;seed ;aseptic germination ;medium ;disinfection time大晶帽石斛再生体系建立研究吴佩珂1林蔚2,3李菁4王雪妮4范正阳4孙文忠4何碧珠3,4*(1福建农林大学国际学院,福建福州350002;2福建农林大学海峡联合研究院基因组与生物技术研究中心;3兰科植物保护与利用国家林业与草原局重点实验室;4福建农林大学园艺学院)石斛属(Dendrobium )为兰科(Orchidaceae )植物最大属之一,有1500余种,在我国有80多种。
铁皮石斛不同外植体繁殖种苗的植株形态特征调查
铁皮石斛不同外植体繁殖种苗的植株形态特征调查
莫俊杰;梁钾贤;曹汉才;谭倩婷
【期刊名称】《中国农学通报》
【年(卷),期】2014(30)16
【摘要】为了研究利用不同再生途径繁殖的铁皮石斛组培苗植株形态特征的表现差异,分别随机抽取1000株人工栽培的不同再生途径繁殖的铁皮石斛组培苗植株进行形态特征调查,并进行分类归纳。
结果表明,利用茎段外植体再生繁殖的铁皮石斛组培苗人工栽培植株,其形态特征表现高度一致;而利用种子外植体再生繁殖的铁皮石斛植株,其形态特征表现多种多样。
由此可见,利用种子外植体再生繁殖,可以有效地拓宽铁皮石斛种质资源。
【总页数】5页(P261-265)
【关键词】铁皮石斛;茎段外植体;种子外植体;种质资源
【作者】莫俊杰;梁钾贤;曹汉才;谭倩婷
【作者单位】广东海洋大学农学院;茂名市惠生源生物科技有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】S339.4
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5.铁皮石斛不同外植体组培快繁技术比较研究 [J], 戴小英;张淑霞;周莉荫;江香梅因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
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两种石斛植株再生体系构建及形态发生的研究
本文介绍了石斛的利用价值,综述了国内外在石斛离体培养和快速繁殖方面
的研究现状。
在此基础上,以大苞鞘石斛和美花石斛为材料,进行再生体系的构建和形态发生方面的研究与探讨,主要结论如下:①侧芽灭菌适宜的方法:75%的酒精浸泡30s,无菌水冲洗2-3次,再用0.1%的升汞(加两滴Tween20 )溶液消毒
8-10min,用无菌水冲洗4-5次。
②大苞鞘石斛种子萌发的适宜培养基为MS+6-BA(0.5-1.0)mg/L+NAA0.1
mg/L或者选用N6+6-BA (2.0-3.0mg/L)+NAA0.4mg/L。
适宜大苞鞘石斛不定芽诱导和增殖的培养基分别为:MS或N6+6-BA4.0mg/L+NAA0.5mg/L和1/2 MS+
6-BA3.0mg/L+NAA0.1mg/L。
美花石斛芽诱导和增殖的适宜培养基分别为:MS或1/2MS+6-BA 3.0mg/L + NAA 0.3或0.4mg/L和MS + 6-BA 6.0mg/L+NAA0.2 mg/L。
③大苞鞘石斛适宜的拟原球茎诱导和增殖分化的培养基分别为MS+6-BA
1.0mg/L+NAA0.5mg/L+TDZ0.025mg/L+CH1g/L+CM10%(v/v)或MS+6-BA0.5
mg/L+NAA0.5mg/L+KT2.0mg/L+CH1g/L+CM10%(v/v)。
④大苞鞘石斛愈伤组织诱导的适宜培养基为1/2MS+6-BA1.0mg/L+2,4-D
2.0mg/L,适宜美花石斛愈伤组织诱导的培养基为1/2MS+ 6-BA1.0mg/L + 2,4– D 0.5 mg/L.以大苞鞘石斛无菌苗进行愈伤组织诱导时发现,只有幼嫩组织才能诱
导出愈伤,对美花石斛愈伤组织的诱导也得到相似结果,成熟茎段及叶片很难脱
分化。
⑤石斛植株再生有两种途径:直接发生和间接发生。
本实验通过组织细胞学方法研究拟原球茎和愈伤组织发生过程的形态变化,发现诱导出的愈伤组织可分为两种,即胚性愈伤组织和非胚性愈伤组织。
非胚性
愈伤组织边缘的细胞逐渐会向胚性愈伤组织状态转化,两种愈伤组织往往同时发生。
胚性愈伤组织上可直接形成体细胞胚,体细胞胚与胚性愈伤组织之间通过胚柄结合,体胚发育成原球茎后很容易从胚性愈伤组织上脱落下来。