植物生长调节剂对木薯组织培养再生的影响.pdf

湖 北 农 业 科 学 2018 年 第57 卷 第16 期 2018 年8 月 湖 北 农 业 科 学 Hubei Agricultural Sciences Vol.57No.16 Aug.,2018 收 稿 日 期：2018-03-30 基 金 项 目： 百 色 学 院 校 级 科 研 项 目（2015KBN13）； 广 西 区 级 大 学 生 创 新 创 业 训 练 计 划 项 目（201710609077） 作 者 简 介： 岑 湘 涛（1984-）, 女, 广 西 凌 云 人, 讲 师, 硕 士, 从 事 植 物 生 物 学 教 学 及 科 研 工 作,（ 电 话）18707767556（ 电 子 信 箱）18379905qq.com； 通 信 作 者, 沈 伟,（ 电 话）18777601385（ 电 子 信 箱）464731249qq.com。 木 薯（Manihot esculentaCrantz） 属 大 戟 科 木 薯 属 植 物, 是 热 带 及 亚 热 带 地 区 重 要 的 粮 食 及 能 源 作 物 1 。 广 西 壮 族 自 治 区 作 为 全 国 最 大 的 木 薯 优 势 产 区 2 , 其 木 薯 产 业 已 进 入 快 速 发 展 阶 段。 但 品 种 老 化, 缺 乏 作 为 生 物 能 源 的 木 薯 品 种 在 一 定 程 度 上 制 约 着 广 西 壮 族 自 治 区 木 薯 产 业 发 展 3 , 加 强 良 种 选 育 是 解 决 问 题 的 关 键 之 一。 植 物 组 织 培 养 技 术 在 植 物 新 品 种 选 育 上 具 有 重 大 作 用 4 , 国 内 有 不 少 以 快 繁 为 目 的 用 木 薯 带 芽 茎 段 或 茎 尖 培 养 的 报 道 5,6 , 但 关 于 叶 片 再 生 的 报 道 较 少。 本 试 验 通 过 建 立 木 薯 无 性 繁 殖 体 系 进 而 利 用 无 菌 苗 叶 片 进 行 愈 伤 组 织 诱 导 及 植 株 再 生 研 究, 以 期 为 实 现 木 薯 人 工 快 速 繁 殖 及 品 种 改 良 奠 定 基 础。 1 材 料 与 方 法 1.1 材 料 以 木 薯 品 种 华 南102 无 菌 苗 为 试 验 材 料。 1.2 方 法 1.2.1 继 代 增 殖 初 代 培 养 获 得 木 薯 无 菌 苗 后, 将 无 菌 苗 切 成 含 有1 个 芽 的 茎 段, 再 接 种 于 添 加 不 同 浓 度6-BA 或KT 的 增 殖 培 养 基 中, 以 基 本 培 养 基 （ 即 不 含 植 物 生 长 调 节 剂 的MS 培 养 基） 为 对 照, 培 养40d, 期 间 记 录 芽 的 生 长 情 况 以 及 增 殖 系 数。 1.2.2 生 根 培 养 将 继 代 增 殖 获 得 的 木 薯 无 菌 苗 切 成 高 度 约 为1cm 的 单 株, 接 种 于 添 加 不 同 浓 度 MET 的12 MS 培 养 基 中, 以 不 添 加MET 的12 植 物 生 长 调 节 剂 对 木 薯 组 织 培 养 再 生 的 影 响 岑 湘 涛, 林 小 静, 吴 诗 敏, 施 洁 红, 韦 秀 青, 潘 明 凤, 陈 秀 兰, 沈 伟 （ 百 色 学 院 农 业 与 食 品 工 程 学 院, 广 西 百 色 533000） 摘 要： 以 木 薯(ManihotesculentaCrantz) 华 南102 无 菌 苗 为 试 验 材 料, 研 究 植 物 生 长 调 节 剂 对 木 薯 组 织 培 养 再 生 的 影 响。 结 果 表 明, 当MS 培 养 基 中 添 加0.4mgLKT 时 木 薯 腋 芽 增 殖 效 果 最 好；12 MS 培 养 基 中 添 加MET 能 使 木 薯 组 培 苗 根 变 粗 壮, 添 加 浓 度 以0.4mgL 为 宜； 单 独 添 加2,4-D 可 诱 导 木 薯 无 菌 苗 叶 片 愈 伤 组 织, 同 时 添 加6-BA 可 改 善 愈 伤 组 织 质 地。 关 键 词： 木 薯(ManihotesculentaCrantz)； 植 物 生 长 调 节 剂； 外 植 体； 再 生 体 系 中 图 分 类 号：S533 文 献 标 识 码：A 文 章 编 号：0439-8114(2018)16-0102-03 DOI：10.14088j.cnhi.issn0439-8114.2018.16.024 开 放 科 学( 资 源 服 务) 标 识 码(OSID): EffectsofPlantGrowthRegulatorsoninVitroPlantRegenerationof Cassava CENXiang-tao,LINXiao-jing,WUShi-min,SHIJie-hong,WEIXiu-qing,PANMing-feng,CHENXiu-lan,SHENWei （Collegeof Agricultural andFoodEngineering,BaiseUniversity,Baise533000,Guangxi,China） Abstract： The effects of plant growth regulators on in vitro plant regeneration of cassava were investigated through tissue culture methods using seedlings derived from sterile germination of cassava varieties of huanan 102 as material. Experiment resultsshowedthatthe proliferation of cassava axillary bud turned out best while added the 0.4mgLKTinto the MS culture medium. The roots of cassava tissue cultured seedlings grew stout while added the 0.4mgL MET into the 12 MS Medium. 2,4-D could induced callus of the leaves of cassava without vaccine,Meanwhile added 6-BA could improved the texture of callus. Key words： cassava（ManihotesculentaCrantz）；plantgrowth regulator；explants；regeneration system 岑 湘 涛, 林 小 静, 吴 诗 敏, 等. 植 物 生 长 调 节 剂 对 木 薯 组 织 培 养 再 生 的 影 响J. 湖 北 农 业 科 学,2018,57（16）：102-104. 第16 期 MS 培 养 基 为 对 照,30d 后 记 录 生 根 情 况。 1.2.3 愈 伤 组 织 诱 导 将 木 薯 无 菌 苗 叶 片 切 成 0.40.6cm 2 大 小 的 小 块 接 种 于 添 加 不 同 浓 度2,4-D 和6-BA 组 合 的MS 培 养 基 中, 选 取 最 适 宜 的 愈 伤 组 织 诱 导 培 养 基。 1.2.4 愈 伤 组 织 分 化 将 生 长 良 好 的 愈 伤 组 织 切 成 大 小 适 中 的 小 块 接 种 到 添 加 不 同 细 胞 分 裂 素 和 生 长 素 组 合 的 分 化 培 养 基 中, 以MS 为 基 本 培 养 基,40d 后 开 始 统 计 分 化 率。 1.2.5 培 养 条 件 室 温 为（252） , 光 周 期 为（ 光 暗）10h14h, 光 照 度16002000lx。 1.2.6 数 据 分 析 增 殖 系 数 和 愈 伤 组 织 诱 导 率 计 算 公 式 参 照 周 珊 7 的 方 法： 增 殖 系 数 初 代 培 养 后 新 长 出 的 单 芽 节 数 接 种 时 总 的 腋 芽 数； 愈 伤 组 织 诱 导 率（ 诱 导 出 愈 伤 组 织 的 外 植 体 数 接 入 外 植 体 数）100。 愈 伤 组 织 生 长 量 参 照 文 献8 分 为5 个 等 级。 2 结 果 与 分 析 2.1 木 薯 无 菌 芽 的 继 代 增 殖 从 表1 可 以 看 出, 将 木 薯 无 菌 茎 段 培 养 在 添 加 不 同 浓 度 植 物 生 长 调 节 剂 的MS 基 本 培 养 基 上, 培 养40d 后 各 种 处 理 已 经 萌 芽, 当MS 培 养 基 中 添 加 0.6mgL 6-BA 和0.4mgL KT 的 时 候, 茎 段 长 势 快, 植 株 较 壮, 节 间 稍 短, 增 殖 系 数 最 大, 但 在 添 加 0.6mgL6-BA 的 培 养 基 中 无 菌 苗 茎 段 基 部 愈 伤 组 织 较 接 种 于 添 加0.4mgLKT 的 培 养 基 多。 当6-BA 和KT 浓 度 增 加 到0.8mgL 时, 增 殖 系 数 与 对 照 无 差 异, 且 接 触 培 养 基 的 茎 段 基 部 有 明 显 的 愈 伤 组 织。 综 合 考 虑 无 菌 苗 生 长 情 况, 最 适 增 殖 培 养 基 为MS 0.4mgLKT。 2.2 木 薯 无 菌 芽 生 根 培 养 多 效 唑 对 活 体 植 物 具 有 控 长 矮 化, 促 进 生 根 的 生 理 效 应 9 。 由 于 木 薯 组 培 苗 普 遍 较 弱 小, 移 栽 成 活 率 不 高, 将 木 薯 品 种 华 南102 的 无 菌 芽 接 种 到 含 有 不 同 多 效 唑 的 培 养 基 中 进 行 培 养。 多 效 唑 浓 度 分 别 为0.1、0.2、0.4、0.8mgL, 以 不 含 植 物 生 长 调 节 剂 的 12MS 培 养 基 为 对 照, 结 果 如 表2 所 示。 由 表2 可 知, 多 效 唑 具 有 壮 苗 的 效 果, 浓 度 过 高, 会 抑 制 苗 的 伸 长 生 长, 导 致 苗 的 生 长 发 生 畸 形, 最 适 生 根 培 养 基 为12MS0.4mgL 多 效 唑。 2.3 植 物 生 长 调 节 剂 组 合 对 木 薯 叶 片 愈 伤 组 织 诱 导 的 影 响 由 表3 可 知, 华 南102 木 薯 无 菌 苗 叶 片 在 未 添 加 任 何 植 物 生 长 调 节 剂 的 基 本 培 养 基 中, 愈 伤 组 织 诱 导 率 为0, 不 同 浓 度2,4-D 处 理 主 要 影 响 木 薯 无 菌 苗 叶 片 愈 伤 组 织 的 发 生 时 间, 而 对 其 出 愈 率 和 愈 伤 组 织 颜 色 质 地 影 响 并 不 大。 当2,4-D 和6-BA 配 合 使 用 时, 添 加0.5mgL 的6-BA 使 叶 片 愈 伤 组 织 的 质 地 紧 密, 出 愈 率 降 低 到63.3。 结 果 表 明, 未 添 加 植 物 生 长 调 节 剂 的 培 养 基 不 适 合 木 薯 无 菌 苗 叶 片 愈 伤 组 织 诱 导, 添 加1.0mgL2,4-D 就 能 使 出 愈 率 达 到100, 添 加6-BA 在 改 善 愈 伤 组 织 质 地 的 同 时 会 降 低 出 愈 率。 表1 不 同 浓 度6-BA 和KT 对 木 薯 无 菌 芽 增 殖 效 果 的 影 响 植 物 生 长 调 节 剂 0 0.2mgL6-BA 0.4mgL6-BA 0.6mgL6-BA 0.8mgL6-BA 0.2mgLKT 0.4mgLKT 0.6mgLKT 0.8mgLKT 接 种 芽 数 个 40 30 36 42 42 40 40 41 40 增 殖 芽 数 个 160 145 165 228 177 168 212 182 170 增 殖 系 数 4.00 4.83 4.58 5.42 4.21 4.20 5.30 4.44 4.25 无 菌 苗 生 长 情 况 苗 细 长, 茎 段 节 间 较 长 苗 较 细, 茎 段 节 间 较 长 苗 较 粗, 茎 段 节 间 较 短 苗 较 粗, 茎 段 节 间 较 短, 茎 段 基 部 有 少 量 愈 伤 组 织 苗 短 粗, 茎 段 节 间 短, 茎 段 基 部 有 愈 伤 组 织 苗 细 长, 茎 段 节 间 较 长 苗 短 粗, 茎 段 节 间 小 苗 短 粗, 茎 段 节 间 大, 茎 段 基 部 有 少 量 愈 伤 组 织 苗 短 粗, 茎 段 节 间 大, 茎 段 基 部 有 愈 伤 组 织 表2 不 同 浓 度 多 效 唑 对 木 薯 组 培 苗 诱 导 生 根 的 影 响 多 效 唑mgL 0 0.1 0.2 0.4 0.8 接 种 芽 数 个 40 40 40 40 40 平 均 苗 高cm 0.53 0.37 0.35 0.30 0.27 平 均 根 长cm 0.45 0.23 0.16 0.12 0.07 苗 生 长 情 况 47d 生 根, 苗 细 弱, 根 细 长 810d 生 根, 苗 稍 弱, 根 短 粗 810d 生 根, 苗 较 壮, 根 短 粗 810d 生 根, 苗 强 壮, 根 短 粗 810d 生 根, 苗 矮 壮, 根 短 粗 诱 导 率 100 100 100 100 100 平 均 根 数 条 5.0 7.2 6.8 6.8 6.5 岑 湘 涛 等： 植 物 生 长 调 节 剂 对 木 薯 组 织 培 养 再 生 的 影 响 103 湖 北 农 业 科 学 2018 年 2.4 叶 片 愈 伤 组 织 的 分 化 从 表4 可 以 看 出, 不 同 浓 度 的 细 胞 分 裂 素 和 生 长 素 组 合 的 分 化 培 养 基 都 不 能 诱 导 华 南102 的 愈 伤 组 织 分 化 出 芽, 但 在MS6-BA 3.0mgLIBA 0.2 mgL 培 养 基 中 愈 伤 组 织 长 出 叶 片, 在MS6-BA 1.0mgLIAA 0.2mgL 培 养 基 中 有 不 定 根 产 生。 3 讨 论 与 结 论 植 物 生 长 调 节 剂 具 有 植 物 内 源 激 素 作 用 的 人 工 合 成 药 剂, 是 植 物 组 织 培 养 的 关 键 物 质, 在 增 殖 阶 段 常 用 的 植 物 生 长 调 节 剂 有6-BA、KT、NAA 和GA 3 等, 用 于 生 根 培 养 的 植 物 生 长 调 节 剂 主 要 有IAA、 IBA、NAA, 愈 伤 组 织 诱 导 效 果 较 佳 的 植 物 生 长 调 节 剂 为2,4-D。 培 养 基 中 细 胞 分 裂 素 和 生 长 素 的 比 例 决 定 愈 伤 组 织 根 和 芽 的 分 化 10 。 本 试 验 中6-BA 和KT 对 芽 增 殖 系 数 有 显 著 影 响, 但KT 对 无 菌 苗 的 生 长 更 有 利, 茎 段 基 部 产 生 愈 伤 组 织 较 少。 随 着 多 效 唑 浓 度 的 增 加 苗 越 矮 壮, 根 长 越 短。 单 独 添 加2,4-D 就 能 使 木 薯 离 体 叶 片 诱 导 出 愈 伤 组 织,2,4-D 和6-BA 配 合 使 用 能 改 善 愈 伤 组 织 质 地 但 降 低 出 愈 率。 不 同 浓 度6-BA 和IBA、NAA 组 合 的 分 化 培 养 基 都 不 能 诱 导 华 南 木 薯102 的 愈 伤 组 织 分 化 出 芽, 需 要 在 这 方 面 进 一 步 完 善。 参 考 文 献: 1 欧 文 军, 韦 卓 文, 梁 海 波. 推 动 中 非 木 薯 科 技 合 作 服 务 国 家“ 一 带 一 路” 战 略J. 中 国 热 带 农 业,2016（4）：9-12. 2 张 慧 坚, 刘 恩 平, 刘 海 清, 等. 广 西 木 薯 产 业 发 展 状 况 与 对 策J. 广 东 农 业 科 学,2012,5（6）：161-164. 3 何 晶. 广 西 木 薯 产 业 发 展 研 究D. 南 宁： 广 西 大 学,2012. 4 黄 强, 李 军. 广 西 木 薯 种 质 资 源 的 收 集 利 用 和 品 种 选 育J. 广 西 热 带 农 业,2007（1）：35-37. 5 文 峰, 苏 文 潘, 黄 建 祺, 等. 木 薯 再 生 体 系 建 立 的 研 究 进 展J. 安 徽 农 业 科 学,2017,45（8）：156-158. 6 曾 文 丹, 陆 柳 英, 谢 向 誉, 等. 优 良 木 薯 品 种 新 选048 离 体 快 繁 技 术J. 南 方 农 业 学 报,2014,45（6）：950-954. 7 周 珊. 紫 心 马 铃 薯“ 黑 美 人” 品 种 的 组 织 培 养D. 南 宁： 广 西 大 学,2012. 8 李 琰, 张 朝 红, 崔 宏 安, 等. 杜 仲 愈 伤 组 织 诱 导 的 研 究J. 西 北 农 林 科 技 大 学 学 报（ 自 然 科 学 版）,2003,31（5）：153-157. 9 龚 玉 莲, 陈 坚 毅, 曾 碧 健. 多 效 唑 在 植 物 组 织 培 养 中 应 用 前 景 的 探 讨J. 广 东 教 育 学 院 学 报,2000,20（3）：103-106. 10 潘 瑞 炽. 植 物 组 织 培 养M. 第 七 版. 北 京： 高 等 教 育 出 版 社, 2012. 表4 不 同 培 养 基 对 诱 导 木 薯 无 菌 叶 片 愈 伤 组 织 分 化 的 影 响 6-BAmgL 1.0 1.0 2.0 2.0 3.0 3.0 1.0 1.0 2.0 2.0 3.0 3.0 IBAmgL 0.1 0.2 0.1 0.2 0.1 0.2 0 0 0 0 0 0 IAAmgL 0 0 0 0 0 0 0.1 0.2 0.1 0.2 0.1 0.2 接 种 数 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 愈 伤 组 织 分 化 情 况 未 出 芽 未 出 芽 未 出 芽 未 出 芽 未 出 芽 未 出 芽, 愈 伤 组 织 长 出 叶 片 未 出 芽 未 出 芽, 愈 伤 组 织 生 根 未 出 芽 未 出 芽 未 出 芽 未 出 芽 表3 不 同 植 物 生 长 调 节 剂 组 合 诱 导 叶 片 愈 伤 组 织 的 效 果 2,4-DmgL 0 0.5 1.0 2.0 1.0 1.0 1.0 2.0 2.0 2.0 6-BAmgL 0 0 0 0 0.05 0.1 0.5 0.05 0.1 0.5 愈 伤 组 织 数 块 0 54 60 60 60 60 40 60 60 38 愈 伤 出 现 时 间 无 培 养 后10d 培 养 后7d 培 养 后7d 培 养 后10d 培 养 后7d 培 养 后7d 培 养 后7d 培 养 后7d 培 养 后7d 愈 伤 组 织 颜 色 和 质 地 无 色 泽 青 白, 质 地 稀 软 色 泽 青 白, 质 地 稀 软 色 泽 青 白, 质 地 稀 软 色 泽 青 白, 质 地 致 密 颜 色 由 青 白 色 渐 渐 变 淡 黄 色, 质 地 由 稀 软 逐 渐 变 紧 致 颜 色 黄 褐 色, 质 地 致 密 色 泽 青 白, 质 地 致 密 颜 色 由 青 白 色 渐 渐 变 淡 黄 色, 质 地 由 稀 软 逐 渐 变 紧 致 颜 色 黄 褐 色, 质 地 致 密 接 种 数 块 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 出 愈 率 0 90.0 100 100 100 100 66.7 100 100 63.3 104