摘要:桂花(Osmanthus fragrans Lour.)是木犀科(Oleaceae)木犀屬植物,是我國(guó)傳統(tǒng)十大名花之一。具有極強(qiáng)的觀賞性,又有巨大的藥用價(jià)值。通過桂花組織培養(yǎng)技術(shù)獲得再生植株可以用于桂花的快速繁殖、輔助育種、種質(zhì)資源保存、產(chǎn)生人工種子等。本文綜述了桂花叢生芽的誘導(dǎo)、增殖與生根及愈傷組織的誘導(dǎo)與分化,并對(duì)今后桂花組織培養(yǎng)研究做了展望。
關(guān)鍵詞:桂花;叢生芽;增殖;生根;分化
中圖分類號(hào):S68 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2014)12(c)-0000-00
桂花(Osmanthus fragrans Lour.)是木犀科(Oleaceae)木犀屬植物,是我國(guó)傳統(tǒng)十大名花之一?!侗静菥V目》記載“桂花生津,辟臭,治療風(fēng)蟲牙痛?,F(xiàn)代藥理研究表明,桂花有降血糖、抗氧化、抗炎和抑菌作用。組織培養(yǎng)可用于植物的快速繁殖、輔助育種、種質(zhì)資源保存、產(chǎn)生人工種子等[1]。我國(guó)桂花研究者通過腋芽、幼莖、胚、子葉等組織培養(yǎng)獲得再生植株。本文總結(jié)了桂花組織培養(yǎng)的研究進(jìn)展。
1 叢生芽的誘導(dǎo)、增殖與生根
1.1 初代培養(yǎng)
取材部位和時(shí)期決定了培養(yǎng)難易程度并影響培養(yǎng)結(jié)果。在桂花組織培養(yǎng)研究中,使用最多的外植體是嫩梢,因其帶菌少,易消毒,操作簡(jiǎn)單。最早開展桂花離體培養(yǎng)的是秦新民[2],他以MS作為基本培養(yǎng)基,激素組合為1.0 mg.L-1 6-BA(1.0mg.L-1 ZT)+ 0.05 mg.L-1NAA,誘導(dǎo)幼嫩莖段產(chǎn)生叢生芽[2];王彩云實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明NAA改為0.25 mg.L-1誘導(dǎo)率更高[3];呂志鵬等通過正交實(shí)驗(yàn)認(rèn)為MS+2. 5 mg.L-1 6-BA+ 0.5 mg.L-1NAA效果最好[4];何鋼等則認(rèn)為1/2MS+ 0.5.mg.L-1 6-BA+ 0.2mg.L-1 NAA更有利于金獅桂幼莖叢生芽的誘導(dǎo)[5];宋會(huì)訪等則使用了LMc+KT 8.0mg L-1+NAA 0.1 mg L-1培養(yǎng)基[6]。桂花當(dāng)年的生長(zhǎng)期短,幼嫩莖段取材時(shí)間極為有限。為了延長(zhǎng)桂花組織培養(yǎng)取材時(shí)間,袁王俊[1]、李林[7]等分別用休眠芽、萌動(dòng)芽和幼嫩莖段為材料,系統(tǒng)研究了初代培養(yǎng)的條件,休眠芽以B5+7.0 mg·L-16-BA+0.05 mg ·L-1NAA,萌動(dòng)芽以B5+5.0 g·L-16-BA +0.05 mg·L-1NAA,同時(shí)發(fā)現(xiàn)B5培養(yǎng)基相比于MS培養(yǎng)基產(chǎn)生的愈傷組織少,且生長(zhǎng)速度快。蔡新玲等也認(rèn)為桂花萌發(fā)芽由于經(jīng)過低溫休眠,芽體充分分化,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)積累豐富,苞片緊密,污染率低,且操作容易,是桂花組織培養(yǎng)很好的外植體[8]。
胚培養(yǎng)在雜交育種中可以進(jìn)行胚拯救,縮短育種年限,具有重要意義。袁王俊等以B5+2 mg·L-16-BA+0.1mg ·L-1NAA為培養(yǎng)基,成功誘導(dǎo)桂花胚離體萌發(fā)[9]。馬燕[10]、梁茂廠[11]等以大花金桂、籽銀桂、籽丹桂幼胚為材料,結(jié)果與袁王俊等的研究基本一致。
1.2 繼代培養(yǎng)
相對(duì)于初代培養(yǎng),繼代培養(yǎng)研究較少。宋會(huì)訪等研究認(rèn)為L(zhǎng)Mc+TDZ 0.5 mg L-1+0.10 mg L-1 NAA有利于增值[6]。袁王俊等發(fā)現(xiàn),無論是休眠芽、萌動(dòng)芽和幼嫩莖段,其萌發(fā)后繼代培養(yǎng)最適合的培養(yǎng)基均為B5+2.0 mg·L-16-BA+0.05 mg·L-1NAA,而呂志鵬則認(rèn)為B5+3.0 mg·L-16-BA+0.4 mg·L-1NAA效果最好[1]。
1.3生根培養(yǎng)
生根方面,研究者的結(jié)果比較一致,培養(yǎng)基為1/2MS(B5)+ 2-3mg.L-1 NAA+0-0.05mg.L-1 6-BA培養(yǎng)基。
2 愈傷組織的誘導(dǎo)、分化及胚狀體的形成
彭盡暉等最先實(shí)現(xiàn)了桂花愈傷組織的誘導(dǎo)與增殖,以四季桂花梗作外植體,在MS+ 1.5 mg L-1 BA +0.1 mg L-12,4-D培養(yǎng)基上,暗處理7d,愈傷組織誘導(dǎo)率可達(dá)85.71%。用2,4-D
繼代培養(yǎng)以MS+ 1.5 mg L-12ip+0.1 mg L-1NAA培養(yǎng)基效果最好[12、13]。同時(shí)發(fā)現(xiàn)繼代培養(yǎng)中采用2,4-D作為生長(zhǎng)激素,雖然生理活性強(qiáng),誘導(dǎo)率高,但易使細(xì)胞老化,喪失生活力。王
珍華等[13]則以大花金桂的子葉為外殖體誘導(dǎo)產(chǎn)生愈傷組織,且愈傷組織在分化培養(yǎng)基1/2MS + 0.5mg.L-1TDZ+0.1 mg.L-1NAA培養(yǎng)基上產(chǎn)生不定芽,首次實(shí)現(xiàn)了桂花愈傷組織分化成苗。Zou 等[14]以下胚根、下胚軸、胚芽和子葉被作為外殖體,MS+1.0 mg.L-1 BA + 0.5 mg.L-1 2,4-D為培養(yǎng)基產(chǎn)生胚性愈傷組織,接著在MS+1.0 mg.L-1 BA and 0.5 mg.L-1 NAA培養(yǎng)基上產(chǎn)生了胚狀體,第一次經(jīng)由胚狀體產(chǎn)生再生植株。
3 結(jié)論
桂花叢生芽的誘導(dǎo)、增殖與生根以及愈傷組織的誘導(dǎo)與分化在目前是我國(guó)桂花組織培養(yǎng)研究領(lǐng)域比較成熟的技術(shù)。我國(guó)桂花研究者通過腋芽、幼莖、胚、子葉等組織培養(yǎng)獲得了再生植株;通過愈傷組織的誘導(dǎo)、分化及胚狀體的形成等技術(shù)也獲得了桂花再生植株。這大大的縮短了育種年限,對(duì)桂花的快速繁殖、輔助育種、種質(zhì)資源保存、產(chǎn)生人工種子等都極有益處。
4 存在問題及展望
盡管桂花組織培養(yǎng)的研究取得了不小進(jìn)展,但尚存在一些問題,具體包括: (1)各個(gè)研究者使用的基本培養(yǎng)基各不相同,沒有統(tǒng)一的適合桂花組織培養(yǎng)的基本培養(yǎng)基;(2)增殖率低是桂花組織培養(yǎng)中存在的最大問題;(3)目前還沒有桂花遺傳轉(zhuǎn)化體系方面的研究。今后工作中,我們應(yīng)該篩選適合桂花組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基,甄選提高增殖率的方法,建立成熟的遺傳轉(zhuǎn)化體系。
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