亚热带农业研究  2015, Vol. 11 Issue (4): 246-253   PDF    
DOI: 10.13321/j.cnki.subtrop.agric.res.2015.04.007
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文章信息

陈春
CHEN Chun
红掌‘香妃’组织培养与快繁技术
Tissue culture and rapid propagation of Anthurium fiorino
亚热带农业研究, 2015, 11(04): 254-257
JOURNAL OF AERONAUTICAL MATERIALS, 2015, 11(04): 254-257.
DOI: 10.13321/j.cnki.subtrop.agric.res.2015.04.007

文章历史

收稿日期: 2015-10-20
红掌‘香妃’组织培养与快繁技术
陈春    
福建省林业科技试验中心, 福建 南靖 363600
摘要: 以红掌‘香妃’茎尖为外植体,进行‘香妃’组培快繁技术研究。结果表明,茎尖的最佳消毒方法为0.1% HgCl2处理20 min,污染率可降低到71.7%;初代培养基为MS+30 g·L-1蔗糖,萌发率可达90.0%;不定芽最适继代增殖培养基为MS+1.0 mg·L-1 6-BA +0.1 mg·L-1 NAA+30 g·L-1蔗糖,增殖系数达3.47,芽苗生长健壮;生根培养以1/2 MS+0.4 mg·L-1 NAA+20 g·L-1蔗糖为最佳培养基,生根率可达100%,根系发达。
关键词: 红掌‘香妃’    组织培养    快速繁殖    生根培养    
Tissue culture and rapid propagation of Anthurium fiorino
CHEN Chun    
Fujian Forestry Science and Technology Test Center, Nanjing, Fujian 363600, China
Abstract: Using shoot tips as explants, the rapid micropropagation system of Anthurium fiorino was studied in this paper. The results showed that the best sterilization method for the shoot tips was 0.1% HgCl2, and the pollution rate was reduced to 71.7% in the 20 minutes treatment. The germination rate was up to 90% on the primary culture medium MS+ sucrose 30 g·L-1. The optimum subculture proliferation medium for adventitious buds was MS+6-BA 1.0 mg·L-1+NAA 0.1 mg·L-1+ sucrose 30 mg·L-1, and the multiplication coefficient was 3.47, and bud seedlings grew strong. The optimum culture medium for rooting was 1/2 MS+NAA 0.4 mg·L-1+ sucrose 20 g·L-1 with the rooting rate of 100%, and the root grew robust.
Key words: Anthurium fiorino    tissue culture    rapid propagation    rooting culture    

红掌(Anthurium andraenum)又称花烛、安祖花,系天南星科花烛属多年生草本植物,原产哥伦比亚,是目前较为珍稀的观花观叶植物。‘香妃’(Fiorino)是从荷兰引进的红掌新品种,四季开花,叶长卵形,鲜绿色,花腋生,紫色,佛焰苞蜡质,窄卵形。红掌组培研究在国内外已见报道[1, 2, 3],大多以叶片为外植体诱导愈伤组织进行组培扩繁[4, 5],而‘香妃’品种由于叶脉不明显,通过诱导愈伤组织的效果不理想。目前,红掌‘香妃’组培快繁技术在国内尚未见报道。本试验以‘香妃’茎尖为外植体进行组织培养,以期为‘香妃’试管苗的工厂化生产提供参考,也为其种苗推广提供技术平台。

1 材料与方法 1.1 材料

供试材料为福建省林业科技试验中心从荷兰引进的红掌新品种‘香妃’。

1.2 方法 1.2.1 材料预处理

将‘香妃’小植株(栽培3个月左右)剪掉叶片及根部,于洗衣粉溶液中浸泡15 min,在自来水下冲洗1 h后,用毛笔刷轻轻刷洗,备用。

1.2.2 外植体消毒

将预处理过的外植体放于沙茶瓶中,置于超净工作台上。用70%酒精浸泡30 s,无菌水清洗1次,再用0.1% HgCl2分别轻轻摇晃10、15、20、25 min,无菌水清洗5-6次后接种到红掌诱导培养基中。培养20 d后,观察外植体的污染及存活情况,并统计污染率、存活率,比较不同消毒处理时间对外植体污染率及存活率的影响,确定HgCl2的最佳处理时间。其中,污染率/%=污染数/接种数×100;存活率/%=存活数/接种数×100。每个处理接种60个外植体。

1.2.3 顶芽的萌发诱导

将消毒处理后的外植体分别接入MS、1/2MS、WPS、改良MS(大量元素降低至MS的一半,其他元素不变)诱导培养基上。40 d后观察并统计香妃顶芽的萌发率及萌发情况,筛选出适合顶芽萌发的最佳诱导培养基。其中,萌发率/%=萌发芽数/接种芽数×100。每个处理接种30个外植体,重复3次。

1.2.4 芽苗的增殖培养

分别设定6-BA浓度为:0.5、1.0、1.2、1.5 mg·L-1,NAA浓度为:0、0.1、0.2、0.3 mg·L-1,培养基代号分别为A1-A13。将初代萌发的芽苗接入到含有6-BA和NAA的MS培养基上进行增殖培养,35 d后观察并统计不定芽的增殖系数及芽苗质量,以确定‘香妃’的最佳增殖培养条件。每种处理接种单芽30个,重复3次。

1.2.5 不定芽的生根培养

以1/2 MS+20 g·L-1糖为基本培养基,添加不同浓度的NAA(0、0.2、0.4、0.6、0.8 mg·L-1),培养基代号分别为R1-R5。将增殖培养获得的2.0-3.0 cm不定芽接入到生根培养基中,40 d后观察并记录芽苗生根率及根数,确定‘香妃’的最适生根培养基。

1.2.6 培养条件

培养温度22-25 ℃,光照10 h·d-1,光强2000 lx。

2 结果与分析 2.1 消毒时间对外植体污染率及存活率的影响

表 1可以看出,随着HgCl2消毒时间的延长,外植体污染率不断下降,存活率先上升后下降。当消毒时间为10 min时,污染率为100%;消毒时间延长至20 min时,污染率降低至71.7%;消毒时间为25 min时,污染率虽然最低,但外植体的存活率仅5.0%。因此,综合考虑污染率及存活率,HgCl2处理时间宜选择20 min,此时存活率可达15.0%。

表 1 HgCl2消毒时间对‘香妃’外植体污染率和存活率的影响 Table 1 Effects of HgCl2 sterilization duration on pollution and survival of explants
消毒时间/min污染数/个存活数/个污染率/%存活率/%
10600100.00.0
1555591.78.3
2043971.715.0
2541368.35.0
2.2 基本培养基对顶芽萌发的影响

将外植体接种到不同基本培养基上,约20 d后顶芽开始萌发,初代培养获得的萌芽为单芽。由表 2可见,不同培养基对顶芽萌发生影响差异显著。在MS培养基上效果最好,萌发率达90.0%,新芽叶片数为3.88片,新芽株高为2.10 cm,新芽叶片数及株高与其他3组相比差异显著。在1/2 MS培养基上培养效果其次,其萌发率与MS培养基差异不明显,但新芽叶片数、株高均低于MS培养基。因此,本试验确定以MS作为‘香妃’顶芽萌发的诱导培养基,并作为下一步增殖继代培养的基本培养基。

表 2 培养基对‘香妃’顶芽萌发生长的影响1) Table 2 Effects of different mediums on germination and growth of apical buds
1)同列数值后附不同大写字母者表示差异达0.01显著水平。
培养基萌发率新芽叶片数株高
%cm
MS90.0A3.88A2.10A
1/2MS90.5A3.12B1.75B
WPS50.5B1.25C0.82C
MS(改良)89.5A1.28C0.62D
2.3 激素水平对增殖培养的影响

将萌发的新芽接种到添加不同浓度激素的13种培养基中,进行不定芽的诱导试验,观察并统计不定芽的增殖系数及芽苗的生长状况(表 3)。由表 3可以看出,6-BA为0.5-1.5 mg·L-1时,芽苗基部均有愈伤组织生成,而且随着6-BA浓度的提高,愈伤组织不断增大,增殖系数不断增加,同时在愈伤组织上出现大量芽点,但不定芽的粗壮程度随着6-BA浓度的增加不断减弱。当6-BA为1.0 mg·L-1时,芽苗增殖系数达3.47,不定芽茎粗壮,叶片呈深绿色(图 1);6-BA>1.0 mg·L-1时,虽然增殖系数进一步增加,但芽苗也在不断变弱。因此,6-BA宜选择1.0 mg·L-1。在增殖培养基中添加0.1-0.3 mg·L-1 NAA可调节不定芽的生长,当不添加NAA的时候,叶片颜色甚至变浅(表 3)。因此,综合以上因素并考虑到成本,‘香妃’丛生苗继代增殖培养基宜选择MS+1.0 mg·L-1 6-BA+0.1 mg·L-1 NAA。

表 3 培养基对‘香妃’丛生芽增殖培养的影响 Table 3 Effects of mediums on cluster buds proliferation
1)同列数值后附不同大写字母者表示差异达0.01显著水平。
培养基ρ6-BA/(mg·L-1)ρNAA/(mg·L-1)增殖系数1)丛生芽生长状况
A10.50.02.12F不定芽茎粗壮,基部愈伤少量,叶片绿色
A20.50.12.65E不定芽茎粗壮,基部愈伤少量,叶片绿色
A30.50.22.14F不定芽茎粗壮,基部愈伤少量,叶片绿色
A40.50.32.22F 不定芽茎粗壮,基部愈伤少量,叶片绿色
A51.00.03.21D 不定芽茎粗壮,基部有愈伤组织,叶片绿色
A61.00.13.47C不定芽茎粗壮,基部有愈伤组织,叶片深绿色
A71.00.23.12D不定芽茎粗壮,基部有愈伤组织,叶片深绿色
A81.00.33.05D不定芽茎粗壮,基部有愈伤组织,叶片深绿色
A91.20.03.80B不定芽茎较细,基部愈伤组织增大,叶片绿色
A101.20.13.95AB不定芽茎较细,基部愈伤组织增大,叶片绿色
A111.20.24.10A不定芽茎较细,基部愈伤组织增大,叶片绿色
A121.20.34.05A不定芽茎较细,基部愈伤组织增大,叶片绿色
A131.50.13.56C不定芽茎细弱,基部愈伤组织大,叶片黄绿色
图 1 ‘香妃’继代瓶苗 Fig.1 Subculture seedlings of A.fiorino
2.4 激素水平对生根诱导的影响

将2-3 cm‘香妃’不定芽接种到生根诱导培养基中,7 d后基部开始出现白色根点,25 d后观察统计生根率及生根情况(表 4)。由表 4可以看出,‘香妃’品种比较容易生根,不添加生长素的培养基生根率也能达100%,只是生根时间比较晚,根多且细弱;随着NAA的增加,生根时间开始变短,根变粗壮。当NAA上升到0.4 mg·L-1时,生根率达100%,根系粗壮(图 2);当NAA浓度达到0.6 mg·L-1时,不定芽的基部开始产生愈伤组织,阻碍了不定根的生成,生根率下降。因此,本试验选择‘香妃’的最佳生根诱导培养基为:1/2 MS+0.4 mg·L-1 NAA。

表 4 NAA浓度对‘香妃’不定根诱导的影响1) Table 4 Effects of NAA concentration on inducing adventitious roots of A.fiorino
培养基ρNAA/(mg·L-1)生根情况
R10.05-8条根,根细弱,生根率达100%
R20.23-5条根,根较粗壮,生根率达100%
R30.43-5条根,根粗壮,生根率达100%
R40.62-4条根,基部有少量愈伤组织,生根率95%以上
R50.81-3条根,基部愈伤组织较大,生根率低于80%
图 2 ‘香妃’生根瓶苗 Fig.2 Rooting seedlings of A.fiorino
3 讨论

红掌组织培养多以叶片为外植体诱导愈伤组织,愈伤组织再经分化培养获得丛生芽[5, 6, 7, 8, 9]。而本试验以红掌‘香妃’的茎尖为外植体,通过不定芽增殖的途径,这对于一些通过叶片诱导难于形成愈伤组织的品种,是一种较为有效的方法。同时,以叶片为外植体诱导愈伤组织,一般需要3-6个月才能初步生成愈伤;而以茎尖为外植体,顶芽的萌发仅需40 d,因此该途径大大缩短了红掌无菌体系建立的周期。

本试验首次以‘香妃’小植株(栽培3个月)为材料,克服了红掌难以通过茎尖为诱导材料建立无菌外植体系的难题,同时建立了‘香妃’无性系组培快繁殖体系,为‘香妃’种苗产业化生产提供技术保障。

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