郁金香組織培養(yǎng)研究進展

1、郁金香組織培養(yǎng)的研究進展王 斐1,琚淑明1 , 2 * ( 1 . 徐州工程學院, 江蘇徐州 221008 , 2. 徐州市珍稀植物快速繁育工程技術研究中心, 江蘇徐州 221008 )摘要 從培養(yǎng)條件、 愈傷組織的誘導、 不定芽的增殖和成苗等方面綜述了郁金香組織培養(yǎng)的研究進展,并展望了其應用前景。關鍵詞 郁金香;組織培養(yǎng);進展中圖分類號 S682 . 2+6 3 文獻標識碼 A 文章編號 0 517- 6611( 2 010) 16- 0833 2- 0 2Research Progress o n the TissueCulture of Tu li pWANG Fei et al ( D

2、epart m ent o fEnv ironm ental Engi neer i ng , Xuz hou Eng i neer i ng College , Xuz hou , Ji angs u 221008)Abstract F rom the cult ure condit i ons , t he callus induct i on , t he prol if erat i on and for mat i on o f the advent itious buds and other aspects , t he re search progresses on t he t

3、iss ue cult ure o f t ul i p were rev ie wed . And it s applica ti on f oreg round was predicted .Key words Tul i p ; T i ssue cu lt ure ; P rogress基金項 目 江蘇 省 徐州 市 課 題: 北美 紅 杉無 性 繁 殖技 術 研究(X20044243) ; 江蘇省大學生實踐創(chuàng)新課題。作者簡介 王斐 ( 1990 - ), 女, 江蘇揚中人, 本科生, 專業(yè): 園林植物。* 通訊作者, 講師, E m ai: l qus hm t o m. co m。

4、收稿日期 20100308 郁金香 ( Tuli pa g esneriana L. )是一種世界名花, 歐美普遍種植。郁金香的傳統(tǒng)繁殖方式為分球繁殖, 繁殖系數低、速度慢,一個新品種投放市場需要 25年時間 1。同時由于栽培過程中病毒的侵染和其他原因, 其品種退化嚴重。育種工作者急需尋求一種高產、 優(yōu)質、 高效的繁殖方法。而組織培養(yǎng)是快速繁殖的有效途徑, 并在一定程度上抑制品種退化。國際郁金香的組織培養(yǎng)始于 20世紀 70年代,國內最早的研究始于 1983年 2。筆者綜述了郁金香組織培養(yǎng)的研究進展, 并展望了其應用前景, 旨在為郁金香的商業(yè)應用提供參考。1 基本培養(yǎng)條件1 . 1 主要品種

5、郁金香不同品種再生能力不同, 即使同一品種栽培環(huán)境不同, 再生能力也不同。郁金香栽培品種有8 000多種, 主要栽培品種有 130多種, 但是用于組織培養(yǎng)研究的只有 20多種, 主要有 Halcr o、 Gudo shn i k 、 M i ssHollcurd、Cassi n i 、 Apeldoorn、 Big ch i ef 、 凱氏奈麗斯、 Merr yW i do w、 Para de、 Golden Para de、 P i nk D ia mond、 Quee n O f N ight 、 Oxf ord sElite、 Oxford 、 RedMatador、 Chr i st

6、masM ar vel 、 Kees Neli s 、 LuckyS tr i ke 、 Lusti geW it we、 Monte Carlo、Pr om i ne nce、 B l ue Parr ot 、Ble nda 、 M ir j or an等1- 9。1 . 2 培養(yǎng)基的選擇 一般選擇MS培養(yǎng)基作為基礎培養(yǎng)基,生根培養(yǎng)基為 1 /2MS , 試驗中經常選用 6 芐氨基嘌呤( 6 BA)、 萘乙酸 (NAA)、 吲哚乙酸 ( I AA )、 2 , 4二氯苯氧乙酸( 2 , 4 D)、 赤霉素 (GA3 )、 激動素 (KT )等激素, p H值調至 5 . 6 5 . 8 ,在

7、培養(yǎng)過程中基本采用固體培養(yǎng), 而培養(yǎng)基中糖的含量為 3 % 4 % 1- 2,在生根培養(yǎng)中糖的含量減半或不變。1 . 3 外植體的選擇 將郁金香鱗片、 花莖、 葉片、 花托、 腋芽、 子房、 花藥、 花瓣作為外植體都有研究, 鱗片、 花莖、 葉片作為外植體材料來源充分,所以研究較多。不同組織器官誘導效應不同, 這可能與植株的發(fā)育時期有關 2。一般認為花莖誘導效應較好。同時, 研究認為, 花莖切片厚度會影響愈傷組織的誘導能力, 一般切片厚度為 2 5mm 1- 2。2 愈傷組織的誘導、 增殖和再生陸文梁等研究認為, 培養(yǎng)基中必須有細胞分裂素 6 BA的存在,當培養(yǎng)基中只含有 6 B A而無 NA

8、A時, 外植體可不經過愈傷組織直接成苗; 當 6 BA與 NAA以 1 1配合使用時,外植體先形成愈傷組織而后分化成苗; 當培養(yǎng)基中只含有NAA時,外植體只形成愈傷組織而不分化成苗 2, 這與 Le nard等在郁金香離體培養(yǎng)上的觀察結果 10- 14一致。唐前瑞等的研究表明, NAA在誘導郁金香鱗莖愈傷組織形成中起著重要作用。當培養(yǎng)基中只有 NAA而無 6 BA時,外植體可誘變形成愈傷組織; 但是當培養(yǎng)基中只有 6 B A而無 NAA時,外植體均不能誘導產生愈傷組織, 也不能分化成苗。當培養(yǎng)基中 6 BA濃度為 2 . 0 mol/L時, 愈傷組織誘導頻率隨 NAA濃度的增加而提高, NAA

9、濃度增加到 2 . 0 mol/L時, 愈傷組織誘導率最高, 為 40 . 0%, NAA濃度增至 3 . 0 mol/L時,愈傷組織誘導率明顯下降 3。綜上所述, 當 6 B A與 NAA以 1 1配合使用時, 外植體先形成愈傷組織而后分化成苗, 為形成愈傷組織較為適宜的培養(yǎng)基。唐前瑞等在培養(yǎng)基中加入 2 %的活性炭, 鱗莖愈傷組織誘導率均比未加活性炭的要多 3, 說明活性炭可以促進鱗莖愈傷組織誘導。王麗娟等研究表明,將接種后的鱗片進行 5、 7、 9、 15 、 20d的黑暗處理, 然后轉到正常條件下培養(yǎng), 結果表明, 暗處理5 9 d ,愈傷組織的誘導率比對照高,為 50% 55%; 暗

10、處理15 20 d , 愈傷組織的誘導率為 14 % 19 %, 明顯低于對照15。由此可見, 郁金香經適當時間的暗處理后, 能有效提高愈傷組織的誘導頻率, 但暗處理時間過長反而抑制愈傷組織形成。3 不定芽的增殖和直接成苗Lenard等通過暗處理以及在含 NAA 和芐氨基嘌呤( BAP)的培養(yǎng)基中加入異戊烯腺嘌呤 ( 2 i p) ( 3 5 mg/L)使得花莖外植體的再生率達 60 % 90% 10。Hu lscher等指出,用玉米素( 1mg /L)來代替常用的 BAP和 2 i p可以提高花莖外植體的再生能力 11- 12。Ku ij pers等還認為, 在再生初期使用茉莉酸甲酯 (Me

11、Ja)和多效唑可以提高分生組織的形成12。這種在類葉結構基部的分生組織是后期鱗莖形成的前提。Pod wyszynska等指出,紅光和白光強烈抑制愈傷組織的形成和類葉結構的產生。初代培養(yǎng)后, 外植體移植到含低濃度生長劑的培養(yǎng)基中, 不定芽在類葉結構基部生長。試驗責任編輯 張楊林 責任校對 況玲玲 安徽農業(yè)科學, Jou r n al ofAnhu iAgr. i Sc. i 2010 , 38( 16) : 8332- 8333結果表明, 白光下, 有果糖和葡萄糖存在時不定芽形成和生長較快;而在紅光下, 不定芽形成減少 30% 13。濃度為 0 . 5 20 mg /L的 TDZ和 0 . 05

12、 0 . 10 mg/L的多效唑處理對芽的形成具有最強烈的作用 10。Yoshio N ish i uc h i認為, 經 ABA處理后, 組織培養(yǎng)中球根所形成的不定芽數有所增加, 而經 NAA、 GA3、 6 BA處理后,不定芽數有所減少 8。球根經高溫處理后芽形成的比例有較大提高, 且細胞活性增強, 因此, 細胞活性的增強對芽形成很重要 14。周俊輝等指出, 維生素 C能防止植物組織培養(yǎng)過程中的組織褐化, 且可使不定芽生長良好16。但在胡新穎等的試驗中未見郁金香鱗片褐化減輕, 這可能是由于鱗片本身的特性或其他原因引起的6。因此, 維生素 C是否在郁金香鱗片組織培養(yǎng)中起到防止褐化的作用以及其

13、對鱗片誘導成苗的影響還有待于進一步研究。4 外植體直接誘導小鱗莖R i viere等運用腋生芽作為外植體研究其芽和鱗莖的生長 17, 但 Hu l sc her等指出腋生芽的繁殖率不高 12。N i sh i uc h i運用 2 , 4 D和 KT直接誘導形成小鱗莖效果較好 18。楊乃博以鱗莖切塊為外植體, 用 MS+ 2 , 4 D 2 mg/L+ 6 BA 1mg/L和 MS+ NAA 0 . 2 mg/L+ 6 BA 20mg/L 2種培養(yǎng)基交替培養(yǎng), 從鱗莖邊緣誘導出白色小鱗莖,但誘導率很低, 需要的時間特別長19。在楊永剛等的試驗中, 花托直接誘導小鱗莖的頻率最高, 在培養(yǎng)基 MS

14、+ 2 , 4 D 0 . 5 mg /L上誘導率達 56 . 17%;其次是花莖,直接誘導小鱗莖的頻率為 33 . 13%;鱗片及鱗片中的腋芽誘導鱗莖較難且需時間較長; 葉和子房則未能誘導出小鱗莖5。外植體直接誘導小鱗莖工序最簡單, 周期最短, 誘導率和成活率均比較高, 有望在將來投入生產, 成為工廠大規(guī)模生產的手段。5 試管苗的移植郁金香試管苗生根很少, 但移栽、 管理得當, 也很易成活。當溫度為 20 ,空氣相對濕度為 80%時, 以珍珠巖為移栽基質,將要移栽的帶 1 2片葉和 1 5條根的鱗莖為 510mm試管人工種球埋入珍珠巖中, 用遮陽網遮陰, 10 d后移栽成活率可達 80%以上

15、 15。6 展望郁金香由于具有較高的觀賞價值, 在歐美深受人們喜愛,并成為荷蘭和土耳其的國花。我國人民對郁金香也十分喜愛,郁金香進口量逐年增加, 為進口花卉之首。我國的郁金香組培研究起步晚, 但進展迅速。對郁金香組培的研究要以盡快投入生產為目標, 縮短誘導周期,提高誘導率和成活率。從郁金香組培的現狀來看, 距離該目標還有一段距離,但該技術正在不斷完善和優(yōu)化。隨著對郁金香生理機制的進一步了解, 研究水平的進一步提高, 其產業(yè)化應用前景廣闊。參考文獻 1 MA GOPZATA PODWYSZ YN SKA, AGN I ESZ KA MARASEK. Effects oft h i d i azu

16、ron and pacl obutraz ol on regenerat i on pote n ti al of tul i p fl o wer stal ke xplants i n v it ro and subse quent shoot mu lti p li cati on J . A cta Soci etat i sBot an i coru m Pol on i ae , 2003 , 72( 3): 181- 190 2 陸文梁,王雪潔,郭仲琛.郁金香組織培養(yǎng)及器官分化的研究 J. 園藝學報, 1986 , 13( 1): 55- 60 . 3 唐前瑞,陳友云,彭盡暉.郁

17、金香鱗莖愈傷組織的誘導研究 J. 湖南農業(yè)大學學報, 1998 , 24( 2): 105- 107 . 4 薛寒青.郁金香愈傷組織誘導技術研究 J. 青海農林科技, 2007( 4) : 4- 6 . 5 楊永剛,代漢萍,胡新穎, 等. 郁金香器官離體培養(yǎng)再生小鱗莖的研究 J. 園藝學報, 2006 , 33( 5): 1133- 1136 . 6 胡新穎,王錦霞,代漢萍, 等.郁金香鱗片組織培養(yǎng)誘導研究 J . 沈陽農業(yè)大學學報, 2007 , 38( 3) : 304- 307 . 7 趙艷杰.郁金香試管種球誘導的研究 J .種子, 2005 , 24( 11): 65- 66 . 8

18、YOS H I O NISHI UCHI . Organogenes i s i n t h e scale ti ssue c u lt ure of t u li ptreate d w i t h f oli ar app li cat i on of gro wt h regu l at ors after fl o weri ng J. J ou r nal ofHokkai do Uni versit y of Education , 1990 , 40( 2): 47- 51 . 9 WILM I NK A, VAN DE VEN B C E, C USTERS J BM, et

19、 a. l Advent i t i ouss hoot f or mati on i n t u li p : hist ologi cal anal ys i s and res ponse to sel ect i ve a gents J. Plant Scie nce , 1995 , 110 : 155- 164 . 10 LENARD M, DUCOMMUN C ,WEBER G, et a. l Observat i ons sur l amult i pl i cati on i n v itro de la t u li pe(Tuli pa g esne riana L

20、. ) a part i r de l a h a mpesfl oral es prel evees chez des bul bes en cou rs de conservat i on J. Agronomi e , 1987 , 7 : 321- 329 11 HULSCHERM, KR IJ KS HELDH T , VANDER LI NDE P CG. Propagat i onof s hoots and bu l b gro wt h of t u li p i n vitro J . Act aHor, t 1992 , 325 : 441-446 12 KUIJP ER

21、S A M, LANGENS GERR I TS M. Propagation of t u li p in v it ro J . Act a Hor, t 1997 , 430 : 321- 324 . 13 PODWYSZYNSKA M, ROJEK A. Effect of li ght qual i ty and darkness ont u li p(Tu li pa g esneriana L . ) in vitro regenerati on J. Zesyty Nauko we Instyt utu Sado wn i ct wa iKwi aciars t wa w Sk

22、 i ernie wicach , 2000 , 7 : 130- 137 . 14 YOSHI O N IS HI UCHI . D i fference i n organoge n ic act i vit y i n t he s cale t i s sue cult u re bet ween tul i p bulbs gro wn at As ah i ka wa and bu l bs gro wn i nt heNet herl ands J. J ournal ofHokkai doUn i vers i ty ofEducati on , 1988 , 39( 1): 51- 56 . 15 王麗娟, 陳忠,趙越. 郁金香快速繁殖技術的研究 J. 北方園藝, 2003( 4): 75 . 16 周俊輝,