红掌组织培养中不定芽诱导及增殖研究

郑萍，黄才华，郁琳洁

摘要：目的：探析优化红掌组织培养中不定芽诱导及增殖的培养基比例。方法：选用“红粉佳人”品种红掌组织，以叶柄作为初代培养，分别选用MS培养基（100%比例）、MS培养基（50%）、MS培养基（25%）进行诱导不定芽培养；对红掌愈伤组织做分化处理，添入浓度不一的细胞分裂素6-BA（0.5mg/L、1.0mg/L、1.5mg/L、2.0mg/L），生长素IBA（0.1mg/L、0.3mg/L、0.5mg/L、0.7mg/L），生长素NAA（0.1mg/L、0.3mg/L、0.5mg/L、0.7mg/L），评估红粉佳人愈伤外植体培养不定芽诱导及分化增殖的变化特征。结果：MS培养基（100%比例）对红粉佳人品种红掌组织愈伤不定芽诱导效果及增殖系数最高，MS培养基（25%）最低，不同梯度MS培养基的诱导效率、增殖系数差异明显（P<0.05）；0.5mg/L的6-BA对红掌愈伤组织的不定芽诱导率、增殖系数最小，1.0mg/L的6-BA可明显促进不定芽诱导率、增殖系數提升；0.1mg/L生长素IBA对红掌愈伤组织的不定芽诱导率最小，当生长素IBA≥0.3mg/L可明显促进不定芽诱导率提升（P<0.05），0.1mg/L生长素NAA对不定芽诱导率为57.39%，0.3mg/L生长素NAA对不定芽诱导率为72.03%，0.5mg/L生长素NAA对不定芽诱导率为64.37%，0.7mg/L生长素NAA对不定芽诱导率为91.89%，表明生长素NAA用于红掌愈伤组织不定芽诱导仅在0.7mg/L水平才具备良好效果。结论：红掌组织培养中选用100%完整配比的MS培养基与1.0mg/L细胞分裂素平6-BA联合0.3 mg/L 生长素IBA作为不定芽诱导及增殖的最佳培养配比。

关键词：红掌组织；外植体培养；不定芽诱导；增殖

中图分类号： S682.14 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2018.12.020

20世纪70年代红掌组织培养技术即得以拓展并建立一整套科学系统的外植体培养规范[1]，由此红掌的培养有常规分株繁殖转变呈组织快速繁殖培养转变，并为优质种苗的培养提供基础。研究发现，红掌组织培养过程可受到不定芽诱导与增殖的差异造成红掌培养质量参差不齐，严重时可对种苗的生根产生不良及红掌植株发育。本文以“红粉佳人”品种红掌组织作为研究，采取不同的MS培养基、细胞分裂素6-BA、生长素IBA、NAA进行解析，旨在探析优化红掌组织培养的培养基比例[2]。

1材料与方法

1.1材料

花卉市场购得“红粉佳人”红掌盆栽植物，取材叶柄进行初代培养。

1.2方法

将叶柄初代培养，诱导愈伤组织，做切块处理，单块直径0.5～1cm，再行不定芽诱导培养基内进行诱导不定芽，随后将诱导所得出的不定芽依据自然形态进行切割，实施增殖基培养。条件设置：光照13h每天，温度25℃，光照1000～1500lx，分别选用MS培养基（100%比例）、MS培养基（50%）、MS培养基（25%）进行诱导不定芽培养；对红掌愈伤组织做分化处理，添入浓度不一的细胞分裂素6-BA（0.5mg/L、1.0mg/L、1.5mg/L、2.0mg/L），生长素IBA（0.1mg/L、0.3mg/L、0.5mg/L、0.7mg/L），生长素NAA（0.1mg/L、0.3mg/L、0.5mg/L、0.7mg/L），开展多组研究同期进行，对不同不定芽诱导增殖处理方案进行分析。

1.3项目调查

红掌组织培养60d，记录各类不同不定芽诱导增殖方案的诱导率、污染率，计算增殖系数（增殖的丛生芽数÷接种芽数）。

愈伤组织分化率=分化出不定芽的愈伤组织块数÷接种的愈伤组织块数×100%。

1.4统计学方法

数据经SPSS19.0软件分析，（P<0.05）则差异有统计学意义。

2结果

2.1 不同浓度MS培养基对红掌组织不定芽诱导及增殖效果分析

选用MS培养基（100%比例）、MS培养基（50%）、MS培养基（25%）作为梯度研究，结果证实，MS培养基（100%比例）对红粉佳人品种红掌组织愈伤不定芽诱导效果最高，MS培养基（25%）不定芽诱导效果最低，不同梯度MS培养基的诱导效率差异明显（P<0.05）；MS培养基（100%比例）对红粉佳人品种红掌组织愈伤不定芽增殖系数最高，MS培养基（25%）不定芽诱导效果最低，不同梯度MS培养基不定芽增殖系数差异明显（P<0.05），见表1与图1。

2.2 不同浓度细胞分裂素6-BA对红掌组织不定芽诱导及增殖效果分析

红掌愈伤组织先行采取100%浓度MS培养基与0.3mg/L 生长素IBA培育，并配合选择添入浓度不一的细胞分裂素6-BA（0.5mg/L、1.0mg/L、1.5mg/L、2.0mg/L）进行不定芽诱导与增殖。结果证实，0.5mg/L的6-BA对红掌愈伤组织的不定芽诱导率最小，1.0mg/L的6-BA可明显促进不定芽诱导率提升，1.5mg/L的6-BA对不定芽诱导率可升至最高，1.5mg/L的6-BA对不定芽诱导率略有降低。0.5mg/L的6-BA对红掌愈伤组织不定芽增殖系数的影响最小，1.0mg/L的6-BA可显著提升不定芽增殖系数，且随6-BA浓度增多不定芽增殖系数提高，0.5mg/L的6-BA浓度与1.0mg/L、1.5mg/L、2.0mg/L的6-BA对不定芽诱导及增殖效果比较差异明显（P<0.05），而1.0mg/L、1.5mg/L、2.0mg/L的6-BA的不定芽诱导及增殖无明显差异（P>0.05）。以经济学与实际情况而言，红掌组织不定芽诱导及增殖选用1.0mg/L浓度细胞分裂素6-BA最为适宜。见表2与图2。

2.3不同浓度生长素IBA与NAA对红掌组织不定芽诱导效果分析

红掌愈伤组织先行采取100%浓度MS培养基与1.0mg/L 细胞分裂素6-BA培育，并配合选择添入浓度不一的生长素IBA（0.1mg/L、0.3mg/L、0.5mg/L、0.7mg/L），生长素NAA（0.1mg/L、0.3mg/L、0.5mg/L、0.7mg/L）进行不定芽诱导。结果证实，0.1mg/L生长素IBA对红掌愈伤组织的不定芽诱导率最小，当生长素IBA≥0.3mg/L可明显促进不定芽诱导率提升（P<0.05），不过0.3mg/L、0.5mg/L、0.7mg/L水平的生长素IBA对不定芽诱导效果无明显差异（P>0.05）。0.1mg/L生长素NAA对不定芽诱导率为57.39%，0.3mg/L生长素NAA对不定芽诱导率为72.03%，0.5mg/L生长素NAA对不定芽诱导率为64.37%，0.7mg/L生長素NAA对不定芽诱导率为91.89%，表明生长素NAA用于红掌愈伤组织不定芽诱导仅在0.7mg/L水平才具备良好效果。因此，基于经济学与实用性分析，推荐0.3mg/L生长素IBA为宜。详见表3与图3。

3讨论

红掌组织培养研究明确，在合适的培养环境下，红掌组织愈伤外缘可产生多个不定芽分子，这一现象即为丛生芽状态，若在这一时段对丛生芽进行特定的转接与增殖培育，可促进愈伤组织不定芽生根，并由此促进完整植株生长[3]。研究发现，红掌组织愈伤培育首选MS培养基、盐类减量MS及改良MS较为常用。冯璐等[4]研究指出，对于红掌愈伤组织的不定芽诱导培育及增殖中，培育基浓度差异将直接影响其不定芽诱导质量及增殖效果。本研究结果亦明确，MS培养基应用与不定芽诱导及增殖的效果极佳，其100%完整比例的MS培养基对不定芽诱导率可达到86.37%，不定芽增殖系数为4.13，属优质红掌组织培养基。研究认为，红掌愈伤组织在不定芽的诱导生成期间需多种元素，而50%比例的MS培养基与25%比例的MS培养基有元素配比不足，造成不定芽的生长发育受限。这一特征也可能与红掌愈伤组织不定芽在外植体生物累积量迅猛提升相关，引发不定芽增殖需多种元素供给所致[5]。

研究已明确证实，红掌快速繁育效率的高低关键受芽分化与增殖率影响。陈彦霖[6]研究证实，在芽分化中需给予特定的激素进行增强效应，其BA激素最为常用。周辉明等研究表明芽分化质量可受到各类激素的共同刺激及相互平衡作用影响，因此芽分化激素的实际配比构成显得极为关键。对红掌组织而言，仅需要少量的植物激素即可达到显著的生物效应。常规基础的培养基仅仅是确保愈伤组织在不定芽生存与最低限度的生长需求，只有通过合理的植物激素诱导，才能够有效促进植物细胞分裂，提升芽分化增殖。细胞分裂素作为红掌不定芽增殖必不可少的物质基础，给予合理的细胞分裂素配比，与生长素共同作用诱导当属红掌组织快速繁殖培养的核心。多项研究发现，生长素与细胞分裂素两者间的配比将直接对组织增殖系数及不定芽的生长质量产生明显影响，如生长素/细胞分裂素处于高配比可促进培养不定芽生根，而生长素/细胞分裂素处于低配比可促进组织长芽，当两者配比处于中间平衡状态可促进组织不定芽的诱导与分化。其中细胞分裂素6-BA作为红掌组织培养最为适宜的细胞分裂素，可有效促进组织分化质量。本研究结果证实，红掌组织快速繁殖培养中选用1.0mg/L水平6-BA即可达到高质量不定芽诱导效果，同时亦减少不必要的损耗；而研究还表明，0.3mg/L生长素IBA最为适合红掌不定芽诱导，IBA对NAA对不定芽的诱导率明显更具优势，综合考虑诱导效果和经济因素，0.3 mg/L IBA为最佳红掌不定芽诱导的生长素。

红掌组织培养中选用100%完整配比的MS培养基与1.0mg/L细胞分裂素平6-BA联合0.3 mg/L 生长素IBA作为不定芽诱导及增殖的最佳培养配比。

参考文献

[1]王德欢，施先锋，张娜，等.红掌组织培养育苗技术的研究进展[J].贵州农业科学，2016，44（10）：107-110.

[2]李小东，刘爱凤，郑林，等.3个品种红掌的组织培养研究[J].农业与技术，2016，36（16）：18.

[3]陈育青.红掌的叶片培养及快速繁殖技术研究[J].江西农业学报，2006，18（04）：104-105.

[4]冯璐，王玉国，温银元，等.纳米碳对离体培养条件下几种植物生长及分化的影响[J].生物技术通报，2017，33（04）：164-168.

[5]盛慧，杜伟玲.红掌高效再生体系及遗传转化体系的建立[J].南方农业，2017，11（07）：64-66.

[6]陈彦霖.红掌叶片愈伤组织诱导与植株再生的优化[J]. 湖北农业科学，2016，55（06）：1572-1574.

作者简介：郑萍，博士，农艺师，研究方向：遗传育种。