珙桐組織培養(yǎng)研究進(jìn)展

珙桐組織培養(yǎng)研究進(jìn)展摘要從外植體種類、無菌體系的建立、培養(yǎng)基及激素選擇、生根方法等方面綜述了珙桐組織培養(yǎng)研究進(jìn)展,并對(duì)今后工作進(jìn)展了展望。關(guān)鍵詞珙桐;組織培養(yǎng);研究進(jìn)展;外值體;無菌體系abstratresearhadvanesntissueulturefdavidiainvlurataererevieed,inludingthetypesfexplants,theestablishentfasepsistissueulturesyste,seletinsfediuandhrne,rtingethd,et.theprspetivestudyntissueulturefdavidiainvlurataasprpsed.keyrdsdavidiainvlurata;tissueulture;researhadvanes;explants;asepsissyste珙桐(davidiainvluratebaill)為珙桐科單型屬植物,其天然分布僅在湖北、四川、貴州、湖南、陜西、云南、甘肅等省,且分布不均[1],數(shù)量極少,于1999年被列為國家ⅰ級(jí)重點(diǎn)保護(hù)野生植物。它樹形高大,樹干粗直,具有很高的欣賞價(jià)值,是世界著名的欣賞樹種[2]。此外,其木材紋理好,可以用于雕刻及精致家具的制備,種子果皮可用于榨油[3],因此人們已肯定珙桐在園林綠化、生態(tài)學(xué)及植物資源學(xué)方面的價(jià)值。在自然條件下,珙桐以種子進(jìn)展繁殖[4],外果皮堅(jiān)硬,不利于透氣透水,中果皮、內(nèi)果皮和胚乳中存在抑制物[5],二度休眠、種子敗育[6]導(dǎo)致了其種子萌發(fā)率極低。采用激素浸泡處理種子可以大大進(jìn)步種子的萌發(fā)率,但在幼苗期死亡率高[7]。從現(xiàn)有的研究報(bào)道來看,珙桐的快繁、再生體系的建立尚處于起步階段,且進(jìn)展緩慢,多數(shù)研究集中在愈傷組織的獲得方面,只有極少數(shù)成功獲得了分化苗,但分化率較低,尚不能滿足工廠化消費(fèi)的要求。1外植體種類植物體上切取下來進(jìn)展培養(yǎng)的那局部組織或器官叫做外植體[8]。珙桐組培中所用的外植體有以下幾種。1.1冬芽冬芽是珙桐組培中使用頻率最高的外植體。早在1982年,畢世榮等采用冬芽,經(jīng)過愈傷誘導(dǎo),分別形成了根、芽和小苗,雖然對(duì)激素的最適濃度、增殖倍數(shù)等未作明確說明,但為后人的科研工作奠定了基矗后來的多數(shù)研究?jī)H處于初代培養(yǎng)階段,僅成功地誘導(dǎo)出愈傷組織或得到較高的芽萌動(dòng)誘導(dǎo)率[9-12],但沒有由愈傷誘導(dǎo)或直接分化形成再生苗。金曉玲等[13]采用冬芽,不經(jīng)過愈傷誘導(dǎo),以形成叢生芽的方式,初步解決了珙桐分化的問題,成功獲得了完好的植株,并且移栽成活。但其分化率過低,且在培養(yǎng)中褐化問題嚴(yán)重,嚴(yán)重影響了分化率。1.2種子但由于珙桐種子的構(gòu)造及生理后熟等的特點(diǎn),給珙桐種子的組培帶來了很大的阻礙。董社琴等[14]采用低溫培養(yǎng)種胚的方法,證明了6-ba能解除珙桐種子萌發(fā)的抑制作用,ga3對(duì)解除種子生理后熟有重要作用,iaa對(duì)解除種子形態(tài)后熟有作用,它與ga3在種子體內(nèi)起著協(xié)同作用,雖然沒有獲得完好的植株,但對(duì)珙桐種胚的組培工作起了重要的鋪墊作用。李月琴等[15]采用低溫浸泡種子、常溫培養(yǎng),經(jīng)過愈傷組織的誘導(dǎo),獲得了完好的植株,但增殖系數(shù)很低,尚不能到達(dá)快繁的目的,且沒有解決褐化的問題。這也說明不同的處理方法對(duì)種胚的培養(yǎng)具有顯著的影響,需進(jìn)一步研究低溫浸泡的時(shí)間及培養(yǎng)溫度,并且完善種胚的培養(yǎng)方法。1.3根、莖、葉采用根為外植體的較少,且采取根對(duì)珙桐有破環(huán)作用,對(duì)于瀕危植物來說更是不可取的方法。董社琴等[16]采用一至二年生珙桐的根尖為外植體,愈傷組織的誘導(dǎo)率高達(dá)98.83%,經(jīng)過誘導(dǎo)后可以形成不定芽和不定根。羅世家[17-18]以莖、葉、芽為外植體,采用正交設(shè)計(jì)的方法研究了不同培養(yǎng)基、激素配比對(duì)愈傷誘導(dǎo)的影響,證明了不同的外植體其最適的培養(yǎng)基也不同,芽相對(duì)于莖和葉較容易誘導(dǎo)出愈傷組織。以冬芽、種子、根、莖、葉為外植體,均成功地誘導(dǎo)出愈傷組織或獲得較高的冬芽誘導(dǎo)率,但只有少數(shù)成功地獲得了分化苗,但分化率、增殖系數(shù)過低,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足科研和工廠化消費(fèi)的需要,在以后的研究中,應(yīng)嘗試采用新的外植體,擴(kuò)大研究范圍,找到最適宜的培養(yǎng)溫度、光照等培養(yǎng)條件。2無菌體系的建立消毒劑要盡量殺死外植體上所帶的一切微生物,且不能損傷材料,較好地保持外植體的生活力。常用的消毒劑有乙醇、次氯酸鈣、次氯酸鈉、氯化汞、過氧化氫、抗生素等,消毒效果最好的是氯化汞。但對(duì)于不同外植體,采用的消毒劑的種類及處理時(shí)間差異很大,試驗(yàn)中要選擇污染率較低且成活率高的殺毒劑。珙桐芽的消毒相對(duì)容易,而種子難于消毒,這與種子的構(gòu)造親密相關(guān)。珙桐種子外果皮堅(jiān)硬、不透水、不透氣,消毒劑很難浸入,而取出種胚后進(jìn)展消毒易導(dǎo)致種胚死亡。在研究中使用較多的是升汞,濃度為0.01%～0.10%,其次是次氯酸鈉、次氯酸鈣,濃度可達(dá)10%。采用升汞處理種胚消毒效果較好,但對(duì)環(huán)境和人體傷害較大。應(yīng)探索出最適的消毒方法,以保證較低的污染率和死亡率,節(jié)約外植體材料。3培養(yǎng)基及激素選擇培養(yǎng)基不僅為植物提供營養(yǎng),而且培養(yǎng)基中的鐵元素對(duì)胚的形成、芽的分化有顯著促進(jìn)作用,v■可促進(jìn)愈傷組織的產(chǎn)生,v■能促進(jìn)根的生長(zhǎng)[15]。但在實(shí)驗(yàn)室的條件下不同物種以及同一物種不同部位之間最適的培養(yǎng)基不同。除剛建立無菌體系外,一般要參加植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑來調(diào)節(jié)組織的生長(zhǎng)和形態(tài),常用的是分裂素和生長(zhǎng)素,前者促進(jìn)不定芽的發(fā)生,后者促進(jìn)不定根的發(fā)生,當(dāng)分裂素與生長(zhǎng)素比例為某個(gè)程度時(shí),外植體僅形成愈傷組織而不進(jìn)展器官的分化[19]。珙桐冬芽誘導(dǎo)萌發(fā)階段,低鹽培養(yǎng)基p優(yōu)于中鹽培養(yǎng)基h和高鹽培養(yǎng)基n6、s。冬芽誘導(dǎo)愈傷階段存在2種觀點(diǎn),一種認(rèn)為低鹽培養(yǎng)基1/2s優(yōu)于中鹽培養(yǎng)基h,另一種認(rèn)為高鹽培養(yǎng)基n6優(yōu)于低鹽培養(yǎng)基b5。目前低鹽培養(yǎng)基p和1/2s的使用,均獲得了分化苗。細(xì)胞分裂素使用較多的為6-ba,在一定范圍內(nèi)高濃度的6-ba有利于芽的誘導(dǎo)及分化,但濃度過高那么抑制誘導(dǎo)及分化,參加低濃度的naa有利于芽的誘導(dǎo)及分化。增殖及誘導(dǎo)階段6-ba結(jié)合ga3使用獲得了較好的結(jié)果。適宜的培養(yǎng)基與激素配比是建立珙桐快繁體系的關(guān)鍵,而珙桐瀕危的特點(diǎn)決定了常規(guī)組培方法不能實(shí)現(xiàn)其快繁的目的,應(yīng)嘗試改進(jìn)根本培養(yǎng)基,根據(jù)試驗(yàn)中的問題和目的重新配比銨態(tài)氮、硝態(tài)氮的比例及v■、v■及各種重要元素的比重。應(yīng)嘗試使用促進(jìn)細(xì)胞分裂作用較明顯的tdz等及多種細(xì)胞分裂素的綜合使用。4生根方法增殖的目的是為了獲得大量的無菌苗,然而這只是快速繁殖和保種的過程,只有經(jīng)過根培養(yǎng),形成具有根、莖及葉的完好的植株,才能滿足消費(fèi)和引種的需要。早在20世紀(jì)末畢世榮等將冬芽啟動(dòng)培養(yǎng)后直接放在附加10～15g/liba和將冬芽形成的愈傷組織附加2～5g/liba+1～2g/lba的培養(yǎng)基上,2個(gè)月均長(zhǎng)出根,形成完好的小苗。金曉玲等[13]將莖長(zhǎng)2～3的叢生芽接于p培養(yǎng)基中進(jìn)展生根培養(yǎng),30～40d后形成根系,研究發(fā)現(xiàn)naa效果要好于iba。5展望瀕危植物珙桐的組織培養(yǎng)是解決珙桐種苗來源、擴(kuò)大種植面積的重要的途徑。雖然用成熟胚和冬芽作為外植體成功獲得了珙桐的組培苗的報(bào)道,但分化率低,且褐化、變異嚴(yán)重,多數(shù)研究尚處于起步階段,仍處于試驗(yàn)階段而沒有進(jìn)展工業(yè)化消費(fèi)。應(yīng)進(jìn)一步擴(kuò)大外植體的選擇范圍,比擬不同外植體誘導(dǎo)的差異,找出適宜的培養(yǎng)基種類、最正確的激素種類與配比以及適宜無機(jī)鹽濃度、光照強(qiáng)度和溫度是建立珙桐快速繁殖體系的關(guān)鍵。同時(shí),應(yīng)利用珙桐其他相關(guān)方向的研究成果,結(jié)合生物技術(shù)方法改進(jìn)珙桐的品質(zhì),以用于珙桐的苗木消費(fèi)。6參考文獻(xiàn)[1]李雪萍,何正權(quán),陳發(fā)菊,等.瀕危植物珙桐issr-pr反響體系的建立[j].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2022(2):162-165.[2]肖尊安,祝楊.植物組織培養(yǎng)導(dǎo)論[].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2022.[3]張家勛.中國的鴿子樹——珙桐[j].植物雜志,1988(1):1-7.[4]侯麗娜,楊民,于子文.珙桐的引種繁殖研究[j].中國野生植物資源,2022,25(5):61-63.[5]萬斌,秦帆.促進(jìn)珙桐種子發(fā)芽的技術(shù)研究[j].西南園藝,2022,33(2):9.[6]唐安軍,龍春林,刀志靈.種子休眠機(jī)理研究概述[j].云南植物研究,2022,26(3):241-251.[7]王偉偉,蘇智先.珙桐種子休眠及催芽問題的研究進(jìn)展[j].種子科技,2022,23(6):338-340.[8]胡進(jìn)耀,蘇智先,黎云祥.珙桐生物學(xué)研究進(jìn)展[j].中國野生植物資源,2022,22(4):15-19.[9]羅世家,周光來,王建明.珙桐芽體組織培養(yǎng)研究[j].湖北民族學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2022,21(4):11-13.[10]李仲芳,李卉,劉芳,等.國家一級(jí)保護(hù)植物珙桐的愈傷組織培養(yǎng)[j].樂山師范學(xué)院學(xué)報(bào),2022,22(12):52-53.[11]張水成,白振海,張世卿.珙桐芽體組織培養(yǎng)研究[j].安徽農(nóng)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