桂花组织培养研究进展

时间:2022-10-04 03:23:36

桂花组织培养研究进展

摘要:桂花(Osmanthus fragrans Lour.)是木犀科(Oleaceae)木犀属植物,是我国传统十大名花之一。具有极强的观赏性,又有巨大的药用价值。通过桂花组织培养技术获得再生植株可以用于桂花的快速繁殖、辅助育种、种质资源保存、产生人工种子等。本文综述了桂花丛生芽的诱导、增殖与生根及愈伤组织的诱导与分化,并对今后桂花组织培养研究做了展望。

关键词:桂花;丛生芽;增殖;生根;分化

中图分类号:S68 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)12(c)-0000-00

桂花(Osmanthus fragrans Lour.)是木犀科(Oleaceae)木犀属植物,是我国传统十大名花之一。《本草纲目》记载“桂花生津,辟臭,治疗风虫牙痛。现代药理研究表明,桂花有降血糖、抗氧化、抗炎和抑菌作用。组织培养可用于植物的快速繁殖、辅助育种、种质资源保存、产生人工种子等[1]。我国桂花研究者通过腋芽、幼茎、胚、子叶等组织培养获得再生植株。本文总结了桂花组织培养的研究进展。

1 丛生芽的诱导、增殖与生根

1.1 初代培养

取材部位和时期决定了培养难易程度并影响培养结果。在桂花组织培养研究中,使用最多的外植体是嫩梢,因其带菌少,易消毒,操作简单。最早开展桂花离体培养的是秦新民[2],他以MS作为基本培养基,激素组合为1.0 mg.L-1 6-BA(1.0mg.L-1 ZT)+ 0.05 mg.L-1NAA,诱导幼嫩茎段产生丛生芽[2];王彩云实验结果表明NAA改为0.25 mg.L-1诱导率更高[3];吕志鹏等通过正交实验认为MS+2. 5 mg.L-1 6-BA+ 0.5 mg.L-1NAA效果最好[4];何钢等则认为1/2MS+ 0.5.mg.L-1 6-BA+ 0.2mg.L-1 NAA更有利于金狮桂幼茎丛生芽的诱导[5];宋会访等则使用了LMc+KT 8.0mg L-1+NAA 0.1 mg L-1培养基[6]。桂花当年的生长期短,幼嫩茎段取材时间极为有限。为了延长桂花组织培养取材时间,袁王俊[1]、李林[7]等分别用休眠芽、萌动芽和幼嫩茎段为材料,系统研究了初代培养的条件,休眠芽以B5+7.0 mg・L-16-BA+0.05 mg ・L-1NAA,萌动芽以B5+5.0 g・L-16-BA +0.05 mg・L-1NAA,同时发现B5培养基相比于MS培养基产生的愈伤组织少,且生长速度快。蔡新玲等也认为桂花萌发芽由于经过低温休眠,芽体充分分化,营养物质积累丰富,苞片紧密,污染率低,且操作容易,是桂花组织培养很好的外植体[8]。

胚培养在杂交育种中可以进行胚拯救,缩短育种年限,具有重要意义。袁王俊等以B5+2 mg・L-16-BA+0.1mg ・L-1NAA为培养基,成功诱导桂花胚离体萌发[9]。马燕[10]、梁茂厂[11]等以大花金桂、籽银桂、籽丹桂幼胚为材料,结果与袁王俊等的研究基本一致。

1.2 继代培养

相对于初代培养,继代培养研究较少。宋会访等研究认为LMc+TDZ 0.5 mg L-1+0.10 mg L-1 NAA有利于增值[6]。袁王俊等发现,无论是休眠芽、萌动芽和幼嫩茎段,其萌发后继代培养最适合的培养基均为B5+2.0 mg・L-16-BA+0.05 mg・L-1NAA,而吕志鹏则认为B5+3.0 mg・L-16-BA+0.4 mg・L-1NAA效果最好[1]。

1.3生根培养

生根方面,研究者的结果比较一致,培养基为1/2MS(B5)+ 2-3mg.L-1 NAA+0-0.05mg.L-1 6-BA培养基。

2 愈伤组织的诱导、分化及胚状体的形成

彭尽晖等最先实现了桂花愈伤组织的诱导与增殖,以四季桂花梗作外植体,在MS+ 1.5 mg L-1 BA +0.1 mg L-12,4-D培养基上,暗处理7d,愈伤组织诱导率可达85.71%。用2,4-D

继代培养以MS+ 1.5 mg L-12ip+0.1 mg L-1NAA培养基效果最好[12、13]。同时发现继代培养中采用2,4-D作为生长激素,虽然生理活性强,诱导率高,但易使细胞老化,丧失生活力。王

珍华等[13]则以大花金桂的子叶为外殖体诱导产生愈伤组织,且愈伤组织在分化培养基1/2MS + 0.5mg.L-1TDZ+0.1 mg.L-1NAA培养基上产生不定芽,首次实现了桂花愈伤组织分化成苗。Zou 等[14]以下胚根、下胚轴、胚芽和子叶被作为外殖体,MS+1.0 mg.L-1 BA + 0.5 mg.L-1 2,4-D为培养基产生胚性愈伤组织,接着在MS+1.0 mg.L-1 BA and 0.5 mg.L-1 NAA培养基上产生了胚状体,第一次经由胚状体产生再生植株。

3 结论

桂花丛生芽的诱导、增殖与生根以及愈伤组织的诱导与分化在目前是我国桂花组织培养研究领域比较成熟的技术。我国桂花研究者通过腋芽、幼茎、胚、子叶等组织培养获得了再生植株;通过愈伤组织的诱导、分化及胚状体的形成等技术也获得了桂花再生植株。这大大的缩短了育种年限,对桂花的快速繁殖、辅助育种、种质资源保存、产生人工种子等都极有益处。

4 存在问题及展望

尽管桂花组织培养的研究取得了不小进展,但尚存在一些问题,具体包括: (1)各个研究者使用的基本培养基各不相同,没有统一的适合桂花组织培养的基本培养基;(2)增殖率低是桂花组织培养中存在的最大问题;(3)目前还没有桂花遗传转化体系方面的研究。今后工作中,我们应该筛选适合桂花组织培养的培养基,甄选提高增殖率的方法,建立成熟的遗传转化体系。

参考文献:

[1]. 袁王俊, 张维瑞, 尚富德. 桂花茎尖离体培养体系的建立[J]. 西北植物学报, 2008, 28(2): 244-248.

[2]. 秦新民. 桂花的组织培养[J]. 植物生理学通讯, 1988, 3: 55.

[3]. 王彩云, 白吉刚, 杨玉萍. 桂花的组织培养[J]. 北京林业大学学报, 2001, 23: 24-25.

[4]. 吕志鹏. 金桂的组织培养与快速繁殖[J]. 安徽农学通报, 2012, 18(8): 27-27.

[5]. 何钢, 燕亚飞, 刘贤桂, 等. 金狮桂花丛生芽的诱导[J]. 中南林业科技大学学报: 自然科学版, 2007, 27(4): 28-32.

[6]. 宋会访, 葛红, 周媛, 等. 桂花离体培养与快速繁殖技术的初步研究[J]. 园艺学报, 2005, 32(4): 738-740.

[7]. 李林, 韩远记, 袁王俊, 等. 桂花组织培养快繁体系的建立[J]. 河南大学学报: 自然科学版, 2013, 43(6): 667-671.

[8]. 蔡新玲, 胡蕙露. 桂花茎尖初代组织培养试验研究[J]. 安徽林业科技, 2009 (1): 17-19.

[9]. 袁王俊, 董美芳, 尚富德. 桂花胚的离体培养[J]. 园艺学报, 2005, 32(6): 1136-1139.

[10]. 马燕, 韩瑞超, 臧德奎, 等. 桂花幼胚的离体培养及生根诱导[J]. 山东农业科学, 2013 (3): 7-10.

[11]. 梁茂厂, 刘友全. 桂花幼胚培养及愈伤组织增殖诱导[J]. 经济林研究, 2007, 25(3): 43-46.

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[13]. 刘萍, 袁王俊. 桂花愈伤组织的诱导与增殖[J]. 安徽农业科学, 2008, 34: 029.

[14]. 王珍华, 庞基良, 陈益红, 等. 桂花子叶切块培养再生苗的研究[J]. 北方园艺, 2012 (9): 126-128.

[15]. Zou J J, Gao W, Cai X, et al. Somatic embryogenesis and plant regeneration in osmanthus fragrans Lour[J]. Propagation of Ornamental Plants, 2014, 14(1): 32-39.

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