安祖花愈伤组织诱导及其分化的正交试验设计

安祖花愈伤组织诱导及其分化的正交试验设计 安祖花愈伤组织诱导及其分化的正交试验 设计 300 文章编号:1000—8551(2008)03—300—04 / 核农2008,22(3):300,303 JournalofNuclearAgriculturalSciences 安祖花愈伤组织诱导及其分化的正交试验设计 宋英今季静刘海学王罡杨少辉王洁华 (1.天津大学农业与生物工程学院,天津300072;2.天津农学院教务处,天津3o0384) 摘要:用正交设计法研究了不同激素处理及不同外植体对安祖花愈伤组织诱导及 分化的影响.结果表 明,在本试验设计中,外植体是诱导安祖花愈伤组织的主要因素;以茎段为外植体 诱导愈伤组织的最佳 培养基为MS+1.0mg/LNAA+2.0rag/L6一BA;愈伤组织不定芽诱导的主要因素是 6一BA;不定芽诱导分化 的最佳培养基为1/2MS+0.5mg/L2,4-D+1.0mg/L6一BA. 关键词:安祖花;正交设计;组织培养 CALLUSINDUCTIoNANDDIFFERENTIATIoNINAnthuriumAndraeanumBYORTHOGONALDESIGN SONGYing-JinJIJingLIUHai?-xueWANGGangYANGShao?—huiWANGJie?'hua (1.AgricultureandBiologyEngineeringCollege,TianjinUni~vrsity,Tianjin300072; 2.Dean'sOffice,TianjinAgriculturalUniversity,Tianjin300384) Abstract:Effectsofvariousplantgrowthsubstmmesanddifferentexplantsoncallusinductio nandcallusdifferentiationin Anthuriumandraeanumwerestudiedbyorthogonaldesignstatisticanalysis.rheresultsindic atedthatthemainfactorwhich influencedcallusinductionwasexplant.theoptimalmediumforcallusinductionwasMS+1. 0mg/LNAA+2.0mg/L6一BA. Theresultsalsoshowedthatthemainfactorwhichinfluencedcallusdifferentiationwas6.BA andtheoptimalmediumforcallus differentiationwas1/2MS+0.5mg/L2.4.D+1.0mg/L6.BA. Keywords:Anthuriumandraeanum;orthogonaldesign;tissueculture 安祖花(Anthuriumandraeanum)是天南星科安祖花 属,多年生常绿草本植物,又名红掌,火鹤花,花烛,大 叶花烛,台灯花".1896年由法国着名植物学家 ElouardAndr自哥伦比亚西南部的热带雨林引种到欧 洲,1983年由荷兰引入中国.安祖花是仅次于热带兰 的第二大热带花卉,为多年生常绿草本植物,肉穗花 序,具红色,粉红色,白色及五彩色的蜡纸佛焰苞.花 朵鲜艳夺目,是热带观花类的代表;叶片有天鹅绒的金 属光泽,又是相当珍贵的观叶植物.安祖花一般以 分株繁殖为主,偶尔也用扦插等方法繁殖,但速度很 慢,目前国外主要是用组织培养法进行繁殖],国 内的种苗也主要是来自国外的组培苗,为了满足安祖 花的市场需求,国内许多学者对其快繁进行了大量的 研究,但存在诱导率较低的问题,.本研究旨 在利用正交试验设计与数据分析方法通过改进离体培 养条件加速安祖花种苗的生产,以满足国内花卉市场 的需求.此外,该组织培养体系的建立也为农杆菌介 导的遗传转化…,提供前提条件. 1材料与方法 1.1材料 供试安祖花由本实验室保存,品种为亚特兰大 (Atlanta). 1.2试验设计与统计方法 对安祖花愈伤组织和不定芽诱导采用(3)正交 收稿日期:2007.07—30接受日期:2007—10—10 基金项目:农业科技成果转化与推广项目(04260);天津市科技发展计划项目(06YFGZNC01700);科技部农业科技成果转化资金项目 (2006GB2A100013). 作者简介:宋英今(1972一),女,吉林省长白县,博士,讲师,主要从事分子生物学研究.Tel:022—87401878;E-mail:songyingjin@yahoo.com.cn 通讯作者:季静(1965一),女,吉林省长春市,教授,主要从事植物基因工程研究.Rl:022—87402200;E-mail:jijingtjdx@163.com 3期安祖花愈伤组织诱导及其分化的正交试验设计3O1 表进行2个正交设计,每个设计安排组织9次试验. 因子水平安排见表1,表2.其中E为NAA,F为6一BA, G为外植体,k为2,4一D,L为6一BA,M为基本培养基. 每组接种20瓶,每瓶接种7块外植体.根据正交设计 表,共9个处理,每处理重复3次.接种后30d,统计愈 伤组织诱导率.愈伤组织的诱导率为产生愈伤组织的 外植体块数占接种外植体总块数的百分率.将诱导后 逐渐膨大的愈伤组织切成小块,在分化培养基中诱导 不定芽.接种后35d左右,统计愈伤组织不定芽诱导 分化率.分化率为分化出器官的愈伤组织块数占接种 愈伤组织总块数的百分率.统计分析方法运用 SPSSI3.0软件进行正交设计和方差分析. 表1(34)愈伤组织诱导正交试验设计 Table1Designoforthogonaltestk(3)fore callusinduction 表2k(34)不定芽诱导正交试验设计 Table2Designoforthogonaltestk(3)for adventitiousinduction 1.3接种方法和培养条件 Ms为基本培养基,附加3%蔗糖,0.8%琼脂,pH 为5.8,6.0.在无菌条件下取组培苗叶片,叶柄,去叶 片后的茎小段进行愈伤组织诱导,28?,光照16001x, 每天光照14—16h. 2结果与分析 2.1安祖花愈伤组织的诱导 外植体种类,NAA和6一BA浓度对愈伤组织诱导 的影响试验(图1,图2,图3)结果见表3.经方差分析 表明:不同外植体,不同NAA和6-BA浓度之间愈伤组 织诱导率都存在极显着的差异(P<0.01).就外植 体,NAA和6一BA浓度对愈伤诱导率的影响进一步进 行分析(表4)可知,1.Omg/LNAA水平下的愈伤组织诱 导率极显着高于0.5和1.5mg/L水平,说明NAA浓度 过高或过低都不利于愈伤组织的产生;浓度为2.0mg/L 6一BA的愈伤组织诱导率极显着高于1.0和0.5mg/L6一 BA;茎段的愈伤组织诱导率极显着高于叶片和叶柄. 由于因素内水平极差(R)的大小能够说明该因素对试 验结果的影响程度,因此由表4经计算便得到参试3 因素NAA,6一BA,外值体的极差分别为39.6,18.1, 53.3,因此,对安祖花愈伤组织诱导率影响的主次关系 归纳为G>E>F,即依次是外植体,NAA和6一BA,根据 各因素水平的大小,可得到最优水平组合为:EF3G,. 表3愈伤组织诱导的(3)正交试验方案与结果 Table3Planandresultof(3)orthogonal designtestforcallusinductionofAnthurium 序号 No. 因素factors E(NAA)F(6-BA)G外体 exDlant 愈伤诱导率 frequencyof callus(%) 表4外植体,NAA及6一BA浓度对愈伤组织诱导率的差异显着性测验 Table4Thesignificancetestfor~equencyofcallusinducedwithNAA.6一BAandexplant 注:E为NAA,F为6一BA,G为外植体.Note:EmeansNAA,Fmeans6-BA,Gmeansexplant 579178243 "u钉 5OO5OO5OO O12O12O12 555OOO555 OOO111111 123456789 核农22卷 图1安祖花叶诱导的愈伤 Fig.1CallusformedfromtheleavesofAuthuriur 图2安祖花茎段诱导的愈伤 Fig.2Callusformedfromthestemsegments ofAuthrium 图3安祖花叶柄诱导的愈伤 Fig.3CallusformedfromthepetioleofAuthurium 图4安祖花的分化 Fig.4AdventitiousbudofAuthrium 2.2安祖花不定芽的诱导 以茎段愈伤组织为材料进行了MS基本培养基, 2,4一D和6一BA浓度对安祖花不定芽诱导的影响试验 (图4),其愈伤组织的不定芽诱导结果见表5.方差分 析表明:不同MS基本培养基,不同2,4-D和不同6一BA 浓度之间不定芽诱导率都存在极显着差异(P<0.01). 进一步就MS基本培养基,2,4一D和6一BA浓度对不定 芽诱导率的影响进行分析(表6)可知,浓度为0.1mg/L 2,4-D的不定芽诱导率极显着高于0.5和0.0mg/L,说 明2,4-D浓度过高或不添加都不利于不定芽的产生; 1.0mg/L6一BA的不定芽诱导率极显着高于1.5和 0.5mg/L6一BA;1/2MS基本培养基的不定芽诱导率极显 着高于MS和1/3MS基本培养基.由于因素内水平极 差(R)的大小能够说明该因素对试验结果的影响程 度,由表6经计算便得到参试3因素2,4.D,6一BA和 MS基本培养基的极差分别为25.2,11.4,28.2,因此, 对安祖花不定芽诱导率影响的主次关系归纳为M>K >L,即依次是MS基本培养基,2,4-D和6一BA,根据各 因素水平的大小,可得到最优水平组合为:K3M. 表5不定芽诱导k(3)正交试验方案与结果 Table5PlanandresultofL9(3)orthogonal designtestforadventitiousinductionofAnthurium 序号 NO. 因素factors mg/Lmg/Ls,()(),…… 不定芽诱导率 frequencyof adventitious(%) 0 O 0 0.1 0.1 0.1 0.5 0.5 0.52 注:K为2,4-D,L为6-BA,M为基本培养基. Note."Kmeans2,4-D,Lmeans6-BA,Mmeansmedium.Thesameasfollow 3讨论 3.1茎段是安祖花种苗生产的理想受体 国内有使用盆栽苗叶片n],叶柄n,茎 尖?,嫩茎切段n引诱导安祖花愈伤组织的报道,国 外在1975年便有成功诱导愈伤组织的报道l1,本研究 使用组培苗茎段诱导不定芽获得了较高愈伤组织和不 定芽诱导率,值得注意的是,愈伤组织产生的部位是在 叶柄与茎段的交界处,而不是其他部位. 9l9548587 勰阱卯卯88 5O55O55O5 0l1O11O11 JournalofNuclearAgriculturalSciences 2008,22(3):300,303 表6基本培养基,2,4-D及6-BA浓度对不定芽诱导率的差异显着性测验 Table6Thesignificancetestforfrequencyofadventitiousinducedwith 303 注:K为2,4.D,L为6-BA,M为基本培养基. Note:Kmeans2,4.D,Lmeans6一BA,Mmeansmedimn 3.2培养基对愈伤组织和不定芽诱导率的影响 植物的细胞分化是一个复杂的生理生化过程,大 量的试验表明,植物激素的种类,浓度以及它们之间的 组合,将影响着愈伤组织的诱导,分化和生根.本研究 中组培苗茎段诱导愈伤的最佳培养基为Ms十1.Omg/L NAA十2.Omg/L6.BA,这与姚丽鹃等人阐述的使用 盆栽苗叶片诱导时6.BA和NAA的配合使用才有利于 愈伤组织诱导的报道相一致,另外,也有研究者单独使 用6.BA以及2,4.D和6.BA配合使用?进行愈伤组 织诱导,可见愈伤组织诱导过程中6.BA是不可缺少的 激素.1/2MS比Ms不定芽诱导率高,这一点和张桂 和副的研究结果一致.但是,有的研究者用盆栽苗茎 段作为外植体时,使用改良MS(即调整大量元素的用 量和配比)作为营养元素其不定芽诱导率高于1/ 2MSt' 参考文献: [1]穆鼎.鲜切花周年生产.北京:中国农业科技出版社,1997, 183,192 [2]洪惠泽.火鹤鸟的观赏和栽培.武汉:花木盆景,1995,(2):10 [3]北京市花卉研究所.室内花卉一新引进的国外观叶植物.北京; 中国经济出版社,1989,128,130 [4]PierikRLM.CallusmultiplicationofAnthuiumandraeanumLind.in liquidmedia.NethJAcSei,1975,23(4):299,302 [5]HefikRLM.Anthuimnplantletsfromcallustissuescultivatedinvitro. 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