郁金香组织培养的研究进展王斐1,琚淑明1 , 2 *( 1 . 徐州工程学院, 江苏徐州221008 , 2. 徐州市珍稀植物快速繁育工程技术研究中心, 江苏徐州221008 )摘要 从培养条件、愈伤组织的诱导、不定芽的增殖和成苗等方面综述了郁金香组织培养的研究进展,并展望了其应用前景。
关键词 郁金香;组织培养;进展中图分类号 S682 . 2+6 3 文献标识码 A 文章编号 0 517- 6611( 2 010) 16- 0833 2- 0 2Research Progress o n the TissueCulture of Tu li pWANG Fei et al ( Depart m ent o fEnv ironm ental Engi neer i ng , Xuz hou Eng i neer i ng College , Xuz hou , Ji angs u 221008)Abstract F rom the cult ure condit i ons , t he callus induct i on , t he prol if erat i on and for mat i on o f the advent itious buds and other aspects , t he research progresses on t he tiss ue cult ure o f t ul i p were rev ie wed . And it s applica ti on f oreg round was predicted .Key words Tul i p ; T i ssue cu lt ure ; P rogress基金项目 江苏省徐州市课题: 北美红杉无性繁殖技术研究(X2004424 3) ; 江苏省大学生实践创新课题。
作者简介 王斐( 1990 - ), 女, 江苏扬中人, 本科生, 专业: 园林植物。
* 通讯作者, 讲师, E m ai: l qus hm@ t o m. co m。
收稿日期 2010 03 08郁金香( Tuli pa g esneriana L. )是一种世界名花, 欧美普遍种植。
郁金香的传统繁殖方式为分球繁殖, 繁殖系数低、速度慢,一个新品种投放市场需要25年时间[ 1]。
同时由于栽培过程中病毒的侵染和其他原因, 其品种退化严重。
育种工作者急需寻求一种高产、优质、高效的繁殖方法。
而组织培养是快速繁殖的有效途径, 并在一定程度上抑制品种退化。
国际郁金香的组织培养始于20世纪70年代,国内最早的研究始于1983年[ 2]。
笔者综述了郁金香组织培养的研究进展, 并展望了其应用前景, 旨在为郁金香的商业应用提供参考。
1 基本培养条件1 . 1 主要品种 郁金香不同品种再生能力不同, 即使同一品种栽培环境不同, 再生能力也不同。
郁金香栽培品种有8 000多种, 主要栽培品种有130多种, 但是用于组织培养研究的只有20多种, 主要有Halcr o、Gudo shn i k 、M i ssHollcurd、Cassi n i 、Apeldoorn、Big ch i ef 、凯氏奈丽斯、Merr yW i do w、Para de、Golden Para de、P i nk D ia mond、Quee n O f N ight 、Oxf ord sElite、Oxford 、RedMatador、Chr i stmasM ar vel 、Kees Neli s 、LuckyS tr i ke 、Lusti geW it we、Monte Carlo、Pr om i ne nce、B l ue Parr ot 、Ble nda 、M ir j or an等[1- 9]。
1 .2 培养基的选择 一般选择MS培养基作为基础培养基,生根培养基为 1 /2MS , 试验中经常选用6 苄氨基嘌呤( 6 BA)、萘乙酸(NAA)、吲哚乙酸( I AA )、2 , 4二氯苯氧乙酸( 2 , 4 D)、赤霉素(GA3 )、激动素(KT )等激素, p H值调至5 . 6~ 5 . 8 ,在培养过程中基本采用固体培养, 而培养基中糖的含量为 3 % ~ 4 % [ 1- 2],在生根培养中糖的含量减半或不变。
1 . 3 外植体的选择 将郁金香鳞片、花茎、叶片、花托、腋芽、子房、花药、花瓣作为外植体都有研究, 鳞片、花茎、叶片作为外植体材料来源充分,所以研究较多。
不同组织器官诱导效应不同, 这可能与植株的发育时期有关[ 2]。
一般认为花茎诱导效应较好。
同时, 研究认为, 花茎切片厚度会影响愈伤组织的诱导能力, 一般切片厚度为2~ 5mm[ 1- 2]。
2 愈伤组织的诱导、增殖和再生陆文梁等研究认为, 培养基中必须有细胞分裂素6 BA的存在,当培养基中只含有6 B A而无NAA时, 外植体可不经过愈伤组织直接成苗; 当6 BA与NAA以1 1配合使用时,外植体先形成愈伤组织而后分化成苗; 当培养基中只含有NAA时,外植体只形成愈伤组织而不分化成苗[ 2], 这与Lenard等在郁金香离体培养上的观察结果[ 10- 14]一致。
唐前瑞等的研究表明, NAA在诱导郁金香鳞茎愈伤组织形成中起着重要作用。
当培养基中只有NAA而无6 BA时,外植体可诱变形成愈伤组织; 但是当培养基中只有6 B A而无NAA时,外植体均不能诱导产生愈伤组织, 也不能分化成苗。
当培养基中6 BA浓度为2 . 0 mol/L时, 愈伤组织诱导频率随NAA浓度的增加而提高, NAA浓度增加到2 . 0 mol/L时, 愈伤组织诱导率最高, 为40 . 0%, NAA浓度增至 3 . 0 mol/L时,愈伤组织诱导率明显下降[ 3]。
综上所述, 当6 B A与NAA以1 1配合使用时, 外植体先形成愈伤组织而后分化成苗, 为形成愈伤组织较为适宜的培养基。
唐前瑞等在培养基中加入2 %的活性炭, 鳞茎愈伤组织诱导率均比未加活性炭的要多[ 3], 说明活性炭可以促进鳞茎愈伤组织诱导。
王丽娟等研究表明,将接种后的鳞片进行5、7、9、15 、20d的黑暗处理, 然后转到正常条件下培养, 结果表明, 暗处理5~ 9 d ,愈伤组织的诱导率比对照高,为50% ~ 55%; 暗处理15~ 20 d , 愈伤组织的诱导率为14 % ~ 19 %, 明显低于对照[15]。
由此可见, 郁金香经适当时间的暗处理后, 能有效提高愈伤组织的诱导频率, 但暗处理时间过长反而抑制愈伤组织形成。
3 不定芽的增殖和直接成苗Lenard等通过暗处理以及在含NAA 和苄氨基嘌呤( BAP)的培养基中加入异戊烯腺嘌呤( 2 i p) ( 3~ 5 mg/L)使得花茎外植体的再生率达60 % ~ 90% [ 10]。
Hu lscher等指出,用玉米素( 1mg /L)来代替常用的BAP和2 i p可以提高花茎外植体的再生能力[ 11- 12]。
Ku ij pers等还认为, 在再生初期使用茉莉酸甲酯(MeJa)和多效唑可以提高分生组织的形成[12]。
这种在类叶结构基部的分生组织是后期鳞茎形成的前提。
Pod wyszynska等指出,红光和白光强烈抑制愈伤组织的形成和类叶结构的产生。
初代培养后, 外植体移植到含低浓度生长剂的培养基中, 不定芽在类叶结构基部生长。
试验责任编辑 张杨林 责任校对 况玲玲安徽农业科学, Jou r n al ofAnhu iAgr. i Sc. i 2010 , 38( 16) : 8332- 8333结果表明, 白光下, 有果糖和葡萄糖存在时不定芽形成和生长较快;而在红光下, 不定芽形成减少30% [13]。
浓度为0 . 5~ 2 0 mg /L的TDZ和0 . 05~ 0 . 10 mg/L的多效唑处理对芽的形成具有最强烈的作用[ 10]。
Yoshio N ish i uc h i认为, 经ABA处理后, 组织培养中球根所形成的不定芽数有所增加, 而经NAA、GA3、6 BA处理后,不定芽数有所减少[ 8]。
球根经高温处理后芽形成的比例有较大提高, 且细胞活性增强, 因此, 细胞活性的增强对芽形成很重要[ 14]。
周俊辉等指出, 维生素C能防止植物组织培养过程中的组织褐化, 且可使不定芽生长良好[16]。
但在胡新颖等的试验中未见郁金香鳞片褐化减轻, 这可能是由于鳞片本身的特性或其他原因引起的[6]。
因此, 维生素C是否在郁金香鳞片组织培养中起到防止褐化的作用以及其对鳞片诱导成苗的影响还有待于进一步研究。
4 外植体直接诱导小鳞茎R i viere等运用腋生芽作为外植体研究其芽和鳞茎的生长[ 17], 但Hu l sc her等指出腋生芽的繁殖率不高[ 12]。
N i sh i uc h i运用2 , 4 D和KT直接诱导形成小鳞茎效果较好[ 18]。
杨乃博以鳞茎切块为外植体, 用MS+ 2 , 4 D 2 mg/L+ 6 BA 1mg/L和MS+ NAA 0 . 2 mg/L+ 6 BA 2 0mg/L 2种培养基交替培养, 从鳞茎边缘诱导出白色小鳞茎,但诱导率很低, 需要的时间特别长[19]。
在杨永刚等的试验中, 花托直接诱导小鳞茎的频率最高, 在培养基MS+ 2 , 4 D 0 . 5 mg /L上诱导率达56 . 17%;其次是花茎,直接诱导小鳞茎的频率为33 . 13%;鳞片及鳞片中的腋芽诱导鳞茎较难且需时间较长; 叶和子房则未能诱导出小鳞茎[5]。
外植体直接诱导小鳞茎工序最简单, 周期最短, 诱导率和成活率均比较高, 有望在将来投入生产, 成为工厂大规模生产的手段。
5 试管苗的移植郁金香试管苗生根很少, 但移栽、管理得当, 也很易成活。
当温度为20 ,空气相对湿度为80%时, 以珍珠岩为移栽基质,将要移栽的带1~ 2片叶和1~ 5条根的鳞茎为5~10mm试管人工种球埋入珍珠岩中, 用遮阳网遮阴, 10 d后移栽成活率可达80%以上[ 15]。
6 展望郁金香由于具有较高的观赏价值, 在欧美深受人们喜爱,并成为荷兰和土耳其的国花。
我国人民对郁金香也十分喜爱,郁金香进口量逐年增加, 为进口花卉之首。
我国的郁金香组培研究起步晚, 但进展迅速。
对郁金香组培的研究要以尽快投入生产为目标, 缩短诱导周期,提高诱导率和成活率。
从郁金香组培的现状来看, 距离该目标还有一段距离,但该技术正在不断完善和优化。
随着对郁金香生理机制的进一步了解, 研究水平的进一步提高, 其产业化应用前景广阔。
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