美國紅楓離體再生體系建立

發(fā)布者：admin   發(fā)布日期：2014/8/2   點擊次數(shù)：4516

全世界的楓樹共有200~,種，分布于亞洲、歐洲、北美洲及非洲北部。我國有160~,種，占全世界總數(shù)的75％以上，全國各地均有分布，主要分布于長江流域及其以南各省區(qū)。楓樹多系喬木或高大喬木，樹干挺直，木材堅硬，材質(zhì)細(xì)密，為室內(nèi)裝飾、家具、工具、建筑等的優(yōu)良用材。有些楓樹的樹皮、果實等富含糅質(zhì)、纖維，可做烤膠、造紙原料或從樹皮中提取抗癌藥物。種子油可食用或工業(yè)用，有的嫩葉可代替茶作為飲料，還有許多種類是很好的蜜源植物。楓樹的樹形豐富、姿態(tài)瀟灑，葉形豐富多彩，有單葉、掌狀復(fù)葉及羽狀復(fù)葉。楓樹的葉色不僅有紅色、黃色，還有青、紫等色，因此，楓樹被譽(yù)為世界著名的觀葉植物。其作為重要的觀葉樹種，栽培苗木供不應(yīng)求。加拿大的國樹是楓樹，楓樹的品種選育工作做得很好，大量形態(tài)美觀、色彩鮮艷的優(yōu)良品種被培育出來。但是，這些品種的抗旱和耐鹽性較差。為了培育抗逆新品種，目前采用較多的育種方法是轉(zhuǎn)基因育種。轉(zhuǎn)基因育種的關(guān)鍵是建立楓樹的離體再生體系，繼而建立轉(zhuǎn)基因體系。關(guān)于楓樹的再生體系研究已有報道，但是，楓樹的再生率在品種間差異較大。本研究的目的即建立新引進(jìn)美國紅楓的高效再生體系，為基因遺傳轉(zhuǎn)化育種工作奠定基礎(chǔ)。

1材料與方法

美國紅楓種子由天津農(nóng)學(xué)院園藝系園林植物實驗室提供。

挑取外觀飽滿的楓樹種子，經(jīng)自來水沖洗后，用95％乙醇浸泡30s、0.025％HgC1溶液表面滅菌15min、無菌水浸泡沖洗3～5次，然后接種在含有不同激素濃度的MS培養(yǎng)基上。待楓樹種子苗高度在5cm時，取其子葉、葉柄、下胚軸，剪成1～2cm的小塊進(jìn)行芽分化再生和生根培養(yǎng)。首先，采用子葉為外植體分別接種到含有不同激素的MS培養(yǎng)基上進(jìn)行芽分化培養(yǎng)(培養(yǎng)基附加3％的蔗糖、0.7％的瓊脂，pH5.8)，從中找到最適的培養(yǎng)基配方；然后，將不同外植體分別接種到上述篩選的培養(yǎng)基上進(jìn)行最適外植體的篩選；最后，將分化的芽接種到含有不同生長素濃度的MS生根培養(yǎng)基上誘導(dǎo)生根。培養(yǎng)溫度均控制在(25±2)℃，光照時間為12h/d，光照強(qiáng)度為2000Lux。

2結(jié)果與分析

2.1不同濃度BA和IA對美國紅楓芽再生的影響

從表1可以看出，用美國紅楓子葉為外植體誘導(dǎo)再生苗效率最高的培養(yǎng)基為配方3，IlMS-4-2.0mg/LBA+0.4mg/LIAA，再生率為87.5％，平均每塊外植體的再生芽數(shù)為1.6。但從再生芽的質(zhì)量來看，該配方培養(yǎng)的再生芽質(zhì)量僅為二級。配方2(MS

+1.0mg/LBA+0.2mg/LIAA)的再生率為80％，平均每塊外植體的再生芽數(shù)為2.7，再生率稍低于配方3，但再生芽數(shù)最高，再生芽的質(zhì)量等級最高，為一級。因此，綜合考慮，美國紅楓再生的最佳激素配方為MS+1.0mg/LBA+0.2mg/LIAA。

2.2不同美國紅楓外植體對其芽再生的影響

從表2和圖1可以看出，用下胚軸和葉柄作為外植體的芽再生率最高，達(dá)到了100％；子葉最低，為77.5％。平均每塊外植體的再生芽數(shù)也是下胚軸最高，為6.5個/塊；葉柄的僅為3.6個/塊；子葉的最低，為2.6個/塊。因此，以下胚軸為外植體進(jìn)行芽再生的誘導(dǎo)效果最好。

2-3不同濃度生長素對美國紅楓再生芽生根的影響從表3可以看出，4種培養(yǎng)基配方使美國紅楓再生苗全部生根，但每個再生芽上的生根數(shù)量不同，其中1，2MS+0.2mg/LNAA配方的生根數(shù)量最多，為5.9條，根系也生長得粗壯(見圖2)。比較兩種激素，NAA的效果要好于IAA，不僅生根數(shù)多，根系也長得粗壯。和玻璃化現(xiàn)象。這說明，在此濃度下，美國紅楓細(xì)胞開始受到激素的毒害影響。因此，在進(jìn)行實際再生芽的誘導(dǎo)過程中，既要考慮再生率，同時也應(yīng)該以植物細(xì)胞不受到毒害影響為原則來最終確定其使用濃度，如在本試驗中，理想的BA使用濃度確定為1mg/L。

3討論

3.1滲透壓對美國紅楓離體再生的影晌

從表1中可以看出，減少培養(yǎng)基無機(jī)鹽的用量會降低美國紅楓的再生率，說明低滲透壓不利于外植體分化。一般在植物離體再生的研究中，滲透壓對再生效果會有一定的影響。通常，較高的滲透壓利于植物組織分化，而低滲透壓利于植物生長加快，但在有些植物中，過高的滲透壓會導(dǎo)致植物生長受到抑制，尤其在分化培養(yǎng)中，過高的滲透壓會使得再生芽在沒有長出時就停止生長，甚至死亡。這在一些木本植物中可以見到。因此，在本研究中，采用了1/2MS作為基礎(chǔ)培養(yǎng)基進(jìn)行再生芽的誘導(dǎo)，但試驗結(jié)果并不理想。分析原因，可能與美國紅楓幼苗的本身滲透壓有關(guān)，即其屬于較低的滲透壓，在低滲透壓下，細(xì)胞質(zhì)濃度過低，從而影響了外植體的再生效果。

3.2激素濃度對美國紅楓再生芽質(zhì)量的影響

從表1中還可以看出，隨著BA濃度的增大，美國紅楓外植體的再生率也增大，但當(dāng)其濃度達(dá)到3mg/L時，再生率開始下降。在一般植物離體再生誘導(dǎo)中，均會出現(xiàn)此類現(xiàn)象。原因主要為：分裂素濃度增大會提高再生率，但同時，植物細(xì)胞也受激素毒害作用的影響，當(dāng)這一影響超過再生影響的效果時，再生率就呈現(xiàn)下降的趨勢。本試驗中，較高濃度的BA會獲得較高的再生芽增殖率，但當(dāng)BA濃度超過2mg/L時，再生芽開始出現(xiàn)畸形和玻璃化現(xiàn)象。這說明，在此濃度下，美國紅楓細(xì)胞開始受到激素的毒害影響。因此，在進(jìn)行實際再生芽的誘導(dǎo)過程中，既要考慮再生率，同時也應(yīng)該以植物細(xì)胞不受到毒害影響為原則來最終確定其使用濃度，如在本試驗中，理想的BA使用濃度確定為1mg/L。

4結(jié)論

根據(jù)以上試驗結(jié)果，將美國紅楓的高效離體再生技術(shù)總結(jié)如下：選取飽滿的美國紅楓種子培養(yǎng)成無菌苗，取無菌苗的下胚軸為外植體，接種到MS+1.0mg/LBA+0.2mg/LIAA培養(yǎng)基上進(jìn)行再生芽的誘導(dǎo)，芽再生率可達(dá)100％，每塊外植體的再生芽數(shù)可達(dá)6.5個；再生芽長到2～3em時切下，接種到1，2Ms+0.2mg/LNAA上進(jìn)行生根培養(yǎng)，生根率可達(dá)100％，單株生根數(shù)可達(dá)5.9條。培養(yǎng)溫度均控制在(25±2)℃，光照時間為12h/d，光照強(qiáng)度為2000Lux。

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