柽柳的组织培养与快速繁殖

第30卷第2期 上海师范大学学报(自然科学版)Vol.30,No.2 2001年6月 J.of Shanghai Teacher s Univ.(Natur al Scien ces)J un.2001

柽柳的组织培养与快速繁殖

程　磊,周根余

(上海师范大学生命与环境科学学院,上海200234)

摘　要:初步建立了柽柳(T amarix chinensis Lour)一次成苗的组培技术,嫩枝在M S+

Kt3.0m g·L-1上经过50d可得到完整植株,但M S+BA1.0mg·L-1更适于增殖.并讨论了激素对于柽柳增殖和生根的影响.

关键词:柽柳;离体培养;激素

中图分类号:Q944.6 文献标识码:A 文章编号:1000-5137(2001)02-0067-05

0　引　言

柽柳[1](T amarix chinensis Lo ur),别名西湖柳、山川柳,是柽柳科柽柳属的灌木或小乔木,分布自华北至长江中下游各省,向南直至广东、广西、云南.一般用种子育苗或分株移栽,扦插以秋季为好[2].柽柳能耐盐碱化土壤[3],在荒漠地区有广泛用途,对防风固沙维持生态平衡起着很大的作用.而且还广泛用作房建、小工具材、放牧、编织、药用、蜜源和燃料等[4].此外,柽柳形态优美,枝细长,顶生大圆锥花序,通常下垂,是良好的盆景和园林绿化材料.对柽柳属的生理特性方面的研究已有大量报道[5～9],但对其组织培养方面的研究国内外尚未见报道.

1　材料与方法

1.1　实验材料

本校植物园多年生柽柳(图版1).

1.2　实验方法

于4月下旬取当年抽出的幼嫩枝条,自来水冲洗3h,用洗衣粉溶液浸泡80min,流水冲洗干净.再用70%酒精浸泡1m in,然后置于0.1%HgCl2溶液中12min,无菌水冲洗8次后切取顶端接种于起始培养基上.一周后挑选基本一致的材料接入增殖培养基进行快繁试验,最后将再生苗转入生根培养基.

1.3　培养基及培养条件

起始培养基:MS+6-BA0.5m g・L-1(单位下同);增殖培养基:(1)M S+6-BA1.0;(2) M S+6-BA3.0;(3)M S+6-BA5.0;(4)M S+Kt1.0;(5)M S+Kt3.0;(6)MS+Kt5.0.生

收稿日期:2000-09-07

作者简介:程磊(1976-),男,上海师范大学生命与环境科学学院硕士研究生;周根余(1946-),男,上海师范大学生命与环境科学学院副教授.

68 上海师范大学学报(自然科学版) 2001年

根培养基:1/2MS.

以上培养基均附加蔗糖30g・L-1,琼脂8g・L-1,培养温度25±1℃,光照12h/d,量子辐照度为60L mol・m-2・s-1.

2　结果与分析

2.1　柽柳芽的增殖诱导

表1　不同培养基对柽柳增殖的影响

激素浓度(mg・L-1)接种外植体数总芽数平均芽数平均芽高(cm) Kt1.01421 1.5±0.70.36±0.10

Kt3.02169 3.3±2.10.51±0.13

Kt5.028106 3.8±1.80.63±0.19

BA1.01417912.8±6.70.2±0.01

BA3.014变异//

BA5.021变异//

30d后统计接入不同增殖培养基的增殖情况(表1).在Kt和BA这两种细胞分裂素中的增殖情况完全不同(图版2).柽柳侧芽在Kt中完全伸展开来,但数目不多.浓度从1.0～5.0mg・L-1范围内,主要是侧芽萌发,平均芽数及平均芽高都随浓度而增加,增殖系数比较低,但芽的形态均无异常,且Kt3.0及5.0中平均芽数和平均芽高没有明显差异.就形态而言,Kt1.0中接入的新梢仅仅是长高,而在Kt3.0,5.0中则是侧枝萌发,且已出现展开的叶片.就增殖系数而言,BA1.0中诱导的平均芽数接近于Kt处理中的4倍(图版2),但芽高只及Kt处理的1/3.在BA3.0,5.0中诱导的芽都团缩在一起(图版6),十几天后开始出现玻璃化现象.将这些变异的苗转入1/2M S培养基16d后,BA3.0中短缩枝已部分恢复生长(图版9),BA5.0中的苗由于长时间(50d)高浓度激素的处理,尚未完全恢复.比较Kt3.0,BA1.0以及自然生长状态(新生20d左右的枝条)的新芽的外形特征(图版3～5),可以发现后两者比较接近,离体培养的新芽显得更幼嫩,而Kt3.0幼叶已展开.

2.2　柽柳根的诱导

2.2.1　一次成苗

增殖培养基中诱导出的侧芽继续留在其中生长,在Kt3.0, 5.0中的试管苗逐渐开始生根.

表2　柽柳在增殖培养基中的生根情况

激素浓度(mg・L-1)接种外植体数生根率%平均根数平均根长(cm) Kt1.0140//

Kt3.02190.5 1.8±1.0 1.93±1.03

Kt5.02885.7 2.1±1.4 1.42±0.84

50d时统计生根情况,Kt1.0中完全没有长根,Kt3.0中生根率最高,达到90.5%,这在木本植物中是相当高的,而Kt5.0中生根率稍低一些,但后两者在根长及根数方面无显著差异.即柽柳在后两种培养基中可一次成苗(图版7).

2.2.2　根的诱导

将Kt中再生的芽切下,接入1/2MS培养基,10d后统计生根情况(表3).

　第2期 程　磊,周根余:柽柳的组织培养与快速繁殖

69

70 上海师范大学学报(自然科学版) 2001年

表3　柽柳生根情况

预处理激素浓度(mg・L-1)接种外植体数生根率%平均根数平均根长(cm) Kt1.01471.42±1.00.91±0.43

Kt3.02185.7 3.9±2.2 1.07±0.70

Kt5.02181.0 3.4±2.10.95±0.72

Kt1.0预处理生根情况最差,生根率及平均根数明显低于高浓度预处理.而Kt3.0, 5.0预处理生根情况和一次成苗的结果基本相符(图版8).

3　讨　论

3.1　不同细胞分裂素的调控

在柽柳离体培养过程中,细胞分裂素(Kt)促进芽的生长;BA利于芽的大量增殖,但浓度高时形态会出现变异,这同多种木本植物组培的结果相符[10].

3.2　内源激素的调控

在含高浓度的Kt的培养基中,外植体接入的前期为芽的增殖,但在后期(30d后)表现出自发生根,其原因可能是由于外源细胞分裂素进入外植体后,形成了多种分子形式共存的状态,其活化与钝化分子间的平衡调节着细胞的分裂和形态发生[11].

一般研究均表明BA或Kt不仅能促进酚类化合物的合成[12],而且还能刺激多酚氧化酶的活性[13],而生长素类如IAA可延缓多酚合成,减轻褐变发生[12].在本实验中外植体接入BA(0.5～2.0mg・L-1)和NAA(0.05～0.1mg・L-1)的组合培养基中,培养10d后在基部切口处逐渐出现黑色分泌物,而单独添加BA即使浓度比较高亦无黑化现象.鉴于植物体内存在的生长素主要是IAA[11],这也从另一个侧面表明了外植体内可能含有较高水平的内源生长素.同时一些研究也证实[14,15]:施用NAA可以降低体内吲哚类生长素水平.这样就使内源细胞分裂素的含量相对提高,最终导致了基部切口处出现黑色分泌物.

3.3　激素的预处理效应

本实验中柽柳试管苗从高浓度的细胞分裂素(Kt)转入无激素的培养基后即自发生根,低浓度预处理生根率较低,而高浓度预处理生根率较高.这可能是由于高浓度细胞分裂素处理使柽柳外植体内积累了较高水平的内源细胞分裂素,这些激素在根原基形成中起了一定的促进作用[16],最终导致其生根率较高.

3.4　避免离体培养中褐变问题的措施

柽柳植株中含有柽柳酚等一些酚类化合物[7],但本实验中基本未碰到褐化的问题,这主要与取材时间[17,18]及部位有直接关系.本试验取材于4月下旬,正值柽柳刚萌新芽;其次由于本试验所取用的外植体均为嫩枝,其褐变一般都比成龄材料轻[19].此外,采用升汞灭菌时间相对较短,也在一定程度上减轻了褐化的影响.

3.5　柽柳离体培养成功的意义

柽柳群落在防风、固沙、维护干旱荒漠地区的生态平衡等方面,有极为重要的生态功能[20～22],并还是部分地区主要的生活能源之一.但由于大面积垦荒及过度樵采,致使资源面积日趋减少,土地沙漠化.今年我国西北、华北地区发生了大面积的沙尘暴,与干旱荒漠地区的生态平衡受到了很大的破坏有关.目前正值开发大西北退耕还林的好时机,而柽柳一次成苗的组培技术的建立,将大大加快柽柳无性繁殖的速度;通过芽生芽途径操作简单,也可保持母株的各种优良特性.

同时柽柳离体培养的成功也为对柽柳进一步研究,包括抗盐、抗旱分子机理,筛选高抗盐突变体等提供了良好的实验体系.同时也为木本植物耐盐遗传改良提供了理论指导.