唐汇东,周浩林,王旭辉,易桂烽

(长沙医学院生物技术系,湖南 长沙 410000)

1970 年美国农业部科学家J.W.Mitchell 等从油菜籽中提取出一种对植物根茎伸长和细胞分裂有超强促进作用的物质,这种物质被定名为芸苔素(Brassins)。1970 年至今发现了大约80种天然芸苔素内酯类化合物,其被合称为油菜素甾醇类物质(Brassinosteroid,BR),1998 年国际上正式确认芸苔素内酯为第六类植物激素[1]。

芸苔素内酯用途广泛,具有治疗黄叶病、促进根芽生长、壮根、促进果实成熟、提高作物产量、减轻病虫害、提高植物抗干旱能力、提高植物御寒能力。对因农药、病虫影响、干旱高寒等原因造成的根腐烂、幼苗枯萎、倒伏现象急救效果显著,施用24h 内明显见效,可以使植物迅速恢复生机。适用各类经济作物,蔬菜和水果等。

本试验研究芸苔素内酯对胡萝卜组织培养快速繁殖的影响,并与其他植物激素进行比较[3]。

1 材料和方法

1.1 材料

胡萝卜采自商场常见胡萝卜品种,现场剥皮洗净切取1cm厚片段备用。全营养的MS 培养基加水稀释高压蒸汽灭菌备用。6-苄氨基嘌呤(6-BA)、芸苔素内酯(BR)、α-萘乙酸(NAA)、采自九鼎化学生产高纯标准品(纯度>95%)。

1.2 消毒

采用多次消毒法消毒外植体[4]。将已切的胡萝卜先用70%乙醇浸泡3min,用吸水纸擦干,再用酒精灯消毒外植体15s;接着用20%次氯酸钠溶液浸泡10min,接着用酒精灯消毒外植体15s,再用超纯水冲洗5 次,吸干,切去周围组织,留下形成层,外植体大小5~8mm3。

1.3 接种

将消毒处理的外植体接种于添加芸苔素内酯(0.5mg/L、1.0mg/L、1.5mg/L、2.0mg/L)的培养基做横向对比,接种于添加1.0 BR+1.0 6-BA、1.0 BR+2.0 6-BA、2.0 BR+1.0 6-BA、2.0 BR+2.0 6-BA;1.0 BR+0.1 NAA、1.0 BR+0.2 NAA、2.0 BR+0.1 NAA、2.0 BR+0.2 NAA;1.0 6-BA+0.1 NAA、1.0 6-BA+0.2 NAA、2.0 6-BA+0.1 NAA、2.0 6-BA+0.2 NAA[5-6]的培养基做纵向对比。每处理接种8 个外植体,5 次重复处理,30d 内记录诱导率,60d 内记录出芽率和平均芽长[7]。

1.4 增殖培养

由愈伤组织分化的小苗长到1cm 后切成单芽转接到添加芸苔素内酯(0.5mg/L、1.0mg/L、1.5mg/L、2.0mg/L)的半营养MS 培养基做横向对比,转接于添加0.5 BR+0.1 6-BA、0.5 BR+0.2 6-BA、1.0 BR+0.1 6-BA、1.0 BR+0.2 6-BA;0.5 BR+0.2 NAA、0.5 BR+0.4 NAA、1.0 BR+0.2 NAA、1.0 BR+0.4 NAA;0.1 6-BA+0.2 NAA、0.1 6-BA+0.4 NAA、0.2 6-BA+0.2 NAA、0.2 6-BA+0.4 NAA[8]的半营养培养基做纵向对比。每处理8 个幼苗,5 次重复处理。40d内记录生根率、平均根数和平均根长。

1.5 环境

处理环境为A 级洁净区,浮游菌限度小于1 cfu/m3,沉降菌限度小于1 cfu/4h,表面菌小于1 cfu/碟。

培养环境为温度20~30℃,光强1500~4500lx,每日平均光照时间6~12h。

1.6 数据统计和计算

根据各时间段内记录的数据,得出胡萝卜外植体诱导率、出芽率、平均芽长、生根率、平均根数、平均根长。

2 结果与分析

2.1 不同浓度芸苔素内酯对胡萝卜外植体诱导率、出芽率和平均芽长的影响

表1 芸苔素内酯对胡萝卜外植体分化的影响

试验第5 天一份试验组被污染。从表1 可看出,当培养基中添加0.5mg/L BR 时,胡萝卜外植体诱导率低,出芽率极低,幼苗低矮萎靡,平均芽长0.22cm。可见BR 低浓度时对外植体发芽出苗影响较小。BR 1.5mg/L 时,外植体诱导率、出芽率和平均芽长均优于其他浓度,BR 2.0mg/L 时诱导率、出芽率低于1.5mg/L,但平均芽长略高于1.5mg/L,说明BR 浓度大于2.0mg/L 会抑制外植体分化。可见1.5~2.0mg/L BR 在胡萝卜外植体分化初期影响效果最好。

2.2 不同激素对胡萝卜外植体诱导率、出芽率和平均芽长的影响

试验第4、6、11 天分别出现1、2、1 份污染,共4 份试验组。由表2 可见2.0 mg/L BR+2.0 mg/L 6-BA、2.0 mg/L BR+0.1 mg/L NAA、2.0 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA 三组诱导率高于其他组,其中2.0 mg/L BR+2.0 mg/L 6-BA 组出芽率高于其他组,2.0 mg/L BR+0.1 mg/L NAA 组平均芽长高于其他组。分析数据发现培养基中NAA 浓度为0.2mg/L 时诱导率、出芽率、平均芽长均极低,说明NAA 浓度过高会强烈抑制外植体的分化。

表2 不同激素组合对胡萝卜外植体分化的影响

2.3 不同浓度芸苔素内酯对胡萝卜丛生芽生根率、平均根长和平均根的影响

试验过程中无培养基被污染。由表3 可知,胡萝卜幼苗生根率在BR 浓度0.5mg/L 时最高,达到了85%;当BR 浓度为0.5mg/L时,幼苗平均根数达到了6.11 条。继续增大BR 浓度,幼苗的生根率和平均根数随着BR 浓度增大而减小,可见低浓度(≤0.5)BR对胡萝卜幼苗生根效果最佳,而高浓度BR 会抑制幼苗的生根。

表3 芸苔素内酯对胡萝卜丛生芽分化的影响

试验中发现低浓度BR 促进根增长的效果不如1.5mg/L BR,且2.0mg/L BR 又会抑制根的生长。造成这种现象的原因可能与培养基营养限制有关,需另进行试验探究。

2.4 不同激素对胡萝卜丛生芽生根率、平均根数、平均根长的影响

试验第65、66、70、72 天分别出现1、2、2、1 份污染,共6 份试验组。由表4 可知,0.5 mg/L BR +0.1 mg/L 6-BA 激素组合提高生根率和平均根数的效果最佳,0.1 mg/L 6-BA+0.4 mg/L NAA 激素组合促进根生长的效果最佳。1.0 mg/L BR +0.2 mg/L 6-BA、0.2 mg/L 6-BA +0.2 mg/L NAA 组合丛生芽的生根率、平均根数、平均根长均较低,对比数据说明6-BA 浓度0.2mg/L 时会抑制丛生芽的生长分化。

当激素组合中含有0.4mg/LNAA 时,幼根的平均根长均较长,说明0.4mg/LNAA 对平均根数和平均根长都有提高,但这些根的生长状况较差,根毛较少,部分根有枯萎的现象。

表4 不同激素组合对胡萝卜丛生芽分化的影响

3 结论与讨论

试验证明,当培养基中芸苔素内酯浓度范围为1.5~2.0mg/L时诱导外植体分化的效果最佳,培养基中芸苔素内酯浓度过高(>2.0mg/L)时会抑制外植体分化。

当培养基组合为添加2.0 mg/L BR+2.0 mg/L 6-BA、2.0 mg/L BR+0.1 mg/L NAA、2.0 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA 时诱导外植体分化的效果最佳,而NAA 浓度过高会抑制外植体的分化。

培养基中芸苔素内酯浓度不大于0.5mg/L 时诱导丛生芽生根的效果最佳,芸苔素内酯浓度大于0.5mg/L 时会抑制丛生芽生根。

当培养基组合为添加0.5 mg/L BR +0.1 mg/L 6-BA、0.1 mg/L 6-BA+0.4 mg/L NAA 时诱导丛生芽生根的效果最佳,6-BA 浓度过高会抑制丛生芽生根。NAA 浓度过高时丛生芽根数、根长会提高,但根的生长状况差。