怀山药类原球茎的诱导形成与植株再生

doi:10.11983/CBB17207

植物学报 ›› 2018, Vol. 53 ›› Issue (3): 334-340.DOI: 10.11983/CBB17207 cstr: 32102.14.CBB17207

所属专题：药用植物专辑 (2018年53卷3期)

怀山药类原球茎的诱导形成与植株再生

李瑞雪¹, 李纪强¹, 蒲腾飞¹, 张晓丽^1,^2,³, 赵喜亭^1,^2,³, 李俊华^1,^2,³, 李明军^1,^2,^3,^*()

¹河南师范大学生命科学学院, 新乡 453007
²河南省道地药材保育及利用工程技术研究中心, 新乡 453007
³绿色药材生物技术河南省工程实验室, 新乡 453007

收稿日期:2017-11-06 接受日期:2018-01-12 出版日期:2018-05-01 发布日期:2018-09-11
通讯作者: 李明军
基金资助:
国家自然科学基金(No.81274019)、国家中医药管理局中医药行业科研专项子课题(No.201407005-08)和河南省创新型科技人才队伍建设工程(No.C20130037)

Induction and Plant Regeneration of Protocorm-like Bodies in Dioscorea opposita

Li Ruixue¹, Li Jiqiang¹, Pu Tengfei¹, Zhang Xiaoli^1,^2,³, Zhao Xiting^1,^2,³, Li Junhua^1,^2,³, Li Mingjun^1,^2,^3,^*()

¹College of Life Sciences, Henan Normal University, Xinxiang 453007, China
²Engineering Technology Research Center of Nursing and Utilization of Genuine Chinese Crude Drugs in Henan Province, Xinxiang 453007, China
³Henan Province Engineering Laboratory of Green Medicinal Plant Biotechnology, Xinxiang 453007, China

Received:2017-11-06 Accepted:2018-01-12 Online:2018-05-01 Published:2018-09-11
Contact: Li Mingjun

摘要/Abstract

摘要： 为提高山药离体繁殖的速度, 缩短繁殖周期, 以铁棍山药(Dioscorea opposita cv. ‘Tiegun’)带腋芽茎段为材料, 对类原球茎的诱导、增殖、分化与植株再生进行了研究。结果表明, 铁棍山药类原球茎诱导的最适培养基为MS+1.0 mg·L^-1 TDZ+30 g·L^-1蔗糖, 增殖的最适培养基为MS+9 mg·L^-16-BA+30 g·L^-1蔗糖, 分化的最适培养基为MS+2 mg·L^-1 KT+0.02 mg·L^-1 NAA+30 g·L^-1蔗糖, 最适生根培养基为1/4MS+0.05 mg·L^-1 NAA+1.0 mg·L^-1 PP333+15 g·L^-1蔗糖, 生根率达80%, 移栽成活率可达85%。类原球茎的诱导形成及植株再生体系的建立为怀山药种苗的快速繁殖提供了一条新途径。

关键词: 铁棍山药, 诱导, 植株再生, 增殖, 类原球茎

Abstract: To improve the speed of in vitro propagation of Dioscorea opposita and shorten the breeding cycle, we used nodal segments with axillary buds of D. opposita cv. ‘Tiegun’ as the starting material. The optimal conditions for protocorm-like body (PLB) induction, proliferation, differentiation and plantlet regeneration were analyzed. The optimal culture medium for PLB induction was MS+1.0 mg·L^-1 TDZ+30 g·L^-1sucrose, the optimal culture medium for PLB proliferation was MS+9 mg·L^-1 6-BA+30 g·L^-1 sucrose, and the optimal culture medium for PLB differentiation was MS+2 mg·L^-1 KT+0.02 mg·L^-1 NAA+30 g·L^-1 sucrose. In culture medium containing 1/4MS+0.05 mg·L^-1 NAA+1.0 mg·L^-1 PP333+15 g·L^-1 sucrose, the rooting rate of regenerated plantlets from PLBs was 80%, and the survival rate of regenerated plantlets was up to 85% after being sown in soil. The induction of protocorm like bodies and the establishment of plant regeneration system provide a new way for rapid propagation of D. opposita seedlings.

Key words: Dioscorea opposita, induction, plant regeneration, proliferation, protocorm-like body

李瑞雪, 李纪强, 蒲腾飞, 张晓丽, 赵喜亭, 李俊华, 李明军. 怀山药类原球茎的诱导形成与植株再生. 植物学报, 2018, 53(3): 334-340.

Li Ruixue, Li Jiqiang, Pu Tengfei, Zhang Xiaoli, Zhao Xiting, Li Junhua, Li Mingjun. Induction and Plant Regeneration of Protocorm-like Bodies in Dioscorea opposita. Chinese Bulletin of Botany, 2018, 53(3): 334-340.

导出引用管理器 EndNote|Ris|BibTeX

链接本文: https://www.chinbullbotany.com/CN/10.11983/CBB17207

https://www.chinbullbotany.com/CN/Y2018/V53/I3/334

图/表 4

图1 铁棍山药类原球茎(PLBs)的诱导及植株再生(A) 外植体; (B) 类原球茎的诱导形成; (C) 类原球茎的增殖; (D) 类原球茎的分化; (E) 类原球茎再生植株; (F) 移栽的再生植株

Figure 1 Induction and regeneration of Dioscorea opposita cv. ‘Tiegun’ protocorm-like bodies (PLBs)(A) Explants; (B) Induction of PLBs; (C) Proliferation of PLBs; (D) Differentiation of PLBs; (E) Plants regenerated from PLBs; (F) Plants produced from PLBs after being sown in soil

图2 不同浓度TDZ对铁棍山药类原球茎(PLBs)诱导率(A)和诱导个数(B)的影响不同小写字母表示不同处理间差异显著(P<0.05)。

Figure 2 Influence of TDZ concentration on the induction rate (A) and the induction number (B) of Dioscorea opposita cv. ‘Tiegun’ protocorm-like bodies (PLBs)Different lowercase letters indicate significant differences at P< 0.05 among different treatments.

表1 不同浓度6-BA对铁棍山药类原球茎(PLBs)增殖的影响

Table 1 Influence of 6-BA concentration on the multiplication of Dioscorea opposita cv. ‘Tiegun' protocorm-like bodies (PLBs)

Concentration of 6-BA (mg·L^-1)	Multiplication index	Differentiation rate (%)	The growth of PLBs
5	4.50±1.15 a	50.00	There was no PLB proliferation during the later stage. 2-3 buds were differentiated from the PLBs
7	4.67±0.95 a	33.33	There was no PLB proliferation during the later stage. 4-5 buds were differentiated from the PLBs
9	5.42±1.61 a	8.33	Light green PLBs with larger size and bud tips differentiated
12	4.92±0.14 a	8.33	Pale green PLBs with larger size and significantly differentiated bud tips
15	4.17±1.13 a	8.33	Green PLBs with smaller size and no differentiation

表2 不同培养基对铁棍山药类原球茎(PLBs)分化成苗的影响(平均值±标准误)

Table 2 Influence of culture mediums on the differentiation of Dioscorea opposita cv. ‘Tiegun’ protocorm-like bodies (PLBs) (means±SE)

Treatments	Differentiation rate (%)	Average plant height (cm)	The growth of plant
1	100	3.1±0.43 c	Plants with fewer branches and slightly unfolded leaves
2	100	1.4±0.54 b	Plants with more branches, slightly unfolded leaves and horizontal stems
3	100	5.0±1.13 a	Plants with the most branches, slightly unfolded leaves and vertical stems

参考文献 47

[1]	毕玲, 刘凤栾, 董爱香, 周晓阳, 马男, 赵梁军 (2012). 狗蔷薇类原球茎遗传转化体系的建立. 核农学报 26, 270-274.
[2]	蔡建荣 (2008). 山药组织培养褐化反应的研究. 中国农学通报 24(8), 118-120.
[3]	陈钢, 林兰英, 王建勤 (1994). 药用金线莲组培类原球茎研究初报. 福建中医药 25(4), 23-24.
[4]	陈晓旋, 李洪波, 叶春海, 丰锋, 卢淑仪, 李柳菁 (2010). 文心兰类原球茎的诱导与增殖技术的优化. 热带作物学报 31, 1464-1468.
[5]	崔广荣, 侯喜林, 张子学, 张从宇, 胡能兵, 刘跃成 (2007). 蝴蝶兰叶片离体培养胚状体的发生及组织学观察. 园艺学报 34, 431-436.
[6]	崔广荣, 张子学, 张从宇, 胡能兵 (2009). 文心兰、蝴蝶兰类原球茎薄切片高频诱导PLBs. 安徽科技学院学报 23(2), 21-27.
[7]	古碧珠, 刘柏涛, 何嘉碧, 梁红 (2008). 石斛兰和秋花独蒜兰种子的原球茎诱导及其生长分化. 仲恺农业技术学院学报 21(4), 17-21.
[8]	韩林林, 李俊华, 赵喜亭, 张晓丽, 宋志辉, 刘世宇, 李明军 (2016). 农杆菌介导的怀山药叶片瞬时表达方法的建立. 河南师范大学学报(自然科学版) 44(6), 135-139.
[9]	韩晓勇, 闫瑞霞, 殷剑美, 张培通, 郭文琦, 李春宏 (2013). 铁棍山药组织培养快繁及试管珠芽离体再生体系研究. 西北植物学报 33, 2120-2125.
[10]	洪森荣, 李明军 (2006). 玻璃化法超低温保存怀山药种质的技术研究. 中草药 37, 1715-1718.
[11]	姜福星, 刘凤栾, 赵梁军 (2012). 植物类原球茎的研究与应用. 核农学报 26, 478-483.
[12]	江艳华, 李艾莲, 陈彩霞, 崔思然, 赵锋 (2013). 半夏类原球茎的诱导及其植株再生研究. 中国农学通报 29(19), 153-158.
[13]	李海兵, 周娜, 赵姣, 李翔, 冯秋妍, 赵喜亭, 李明军 (2010). 怀山药种质资源的包埋玻璃化超低温保存与植株再生. 植物学报 45, 379-383.
[14]	李纪强 (2013). 铁棍山药类原球茎诱导增殖及植株再生的研究. 硕士论文. 新乡: 河南师范大学. pp. 1-43.
[15]	李明军 (1995). 多效唑——一种优良的植物生长调节剂. 植物学通报 12(2), 27-31.
[16]	李明军 (2004). 怀山药组织培养及其应用. 北京: 科学出版社. pp. 5-160.
[17]	李明军, 陈明霞, 郭君丽, 洪森荣, 张晓丽, 徐鑫, 刘萍 (2004a). 生长调节物质和糖对怀山药微型块茎诱导形成的影响. 华北农学报 19, 69-72.
[18]	李明军, 李金亭, 朱命炜, 张嘉宝 (1999). 怀山药的离体繁殖. 中草药 30, 296-298.
[19]	李明军, 刘纪华, 张嘉宝, 施介村, 郭仲琛 (1997a). 多效唑(MET)在玉米组培中的作用. 作物学报 23, 759-761.
[20]	李明军, 刘萍, 张嘉宝 (2000a). 怀山药微型块茎的离体诱导. 植物生理学通讯 36, 41-42.
[21]	李明军, 刘欣英, 李萍, 张晓丽, 赵喜亭, 柳俊, 谢从华 (2008). 山药微型块茎诱导形成的影响因子研究. 中草药 39, 905-910.
[22]	李明军, 薛建平, 陈明霞, 郭闽英, 邱卫花, 张嘉宝 (2000b). 不同因子对山药愈伤组织诱导的影响. 广西植物 20, 156-160.
[23]	李明军, 杨建伟, 张嘉宝 (1997b). 怀山药的茎段培养和快速繁殖. 植物生理学报 33, 275-276.
[24]	李明军, 张宝华, 王天亮, 张峰, 陈明霞, 张嘉宝 (2004b). 怀山药脱毒快繁技术研究. 见:陈振光. 全国植物组织培养、脱毒快繁及工厂化生产学术研讨会. 北京: 中国农业科技出版社. pp. 92-97.
[25]	李明军, 张峰, 陈明霞, 于相丽 (2003). 怀山药病毒病的研究. 中草药 34, 附3-附5.
[26]	李青 (2016). 绿色食品铁棍山药栽培技术. 河南农业 11, 31-32.
[27]	林江波, 王伟英, 李海明, 吴水金, 邹晖, 李跃森, 戴艺民 (2016). 铁皮石斛茎段原球茎的诱导、分化与植株再生. 福建农业学报 31, 1075-1079.
[28]	刘雯 (2014). 铁棍山药微型块茎形成的形态解剖及生理生化变化研究. 硕士论文. 新乡: 河南师范大学. pp. 1-34.
[29]	刘晓芳, 黄闽敏, 姜敏, 牛俊丽 (2009). 离体培养春兰原球茎增殖的影响因子研究. 西北林学院学报 24(3), 88-90.
[30]	罗剑飘, 吴坤林, 翁殊斐 (2015). 麒麟火焰兰叶片及根类原球茎的诱导研究. 浙江农业学报 27, 1173-1177.
[31]	马林, 张玲, 李卫锋 (2004). 黄山药丛生芽诱导与植株快速繁殖. 生物技术 14(2), 53-54.
[32]	彭晓英, 周朴华, 张良波, 彭尽晖, 周双德 (2010). 盾叶薯蓣类原球茎的离体诱导及快繁体系的建立. 植物遗传资源学报 11, 629-634.
[33]	乔永旭, 张永平, 陈超, 韩兴辉, 王旭, 刘桂萍 (2010). 蝴蝶兰组培苗类原球茎的诱导与分化. 北方园艺 (4), 138-141.
[34]	王丽萍, 梁淑云 (2010). 铁皮石斛原球茎诱导与增殖研究. 中国农学通报 26, 265-268.
[35]	许云, 高艳强, 高洪昌, 夏赟, 吴文嫱, 黄东益 (2014). 大薯类原球茎的离体诱导及再生体系的建立. 植物生理学报 50, 1027-1032.
[36]	杨美纯, 周歧伟, 许鸿源, 卢美英 (2000). 外部因子对蝴蝶兰叶片原球茎状体发生的影响. 广西植物 20, 42-46.
[37]	于倩, 李明军 (2004). 怀山药微型块茎愈伤组织的诱导形成及高频率再生. 生态学报 24, 1022-1026.
[38]	詹忠根, 徐程, 张铭, 罗紫娟 (2005). 铁皮石斛离体根尖经体细胞胚再生植株研究. 浙江大学学报(农业与生命科学版) 31, 579-580.
[39]	张超, 荣松, 张茜茜, 楼楠男 (2010). 基本培养基、碳源及植物生长调节剂对文心兰原球茎增殖的影响. 浙江农业科学 1, 55-59.
[40]	张瑞姿 (2012). 植物生长调节剂在观赏植物组织培养中的应用. 园林绿化 (5), 39-40.
[41]	张晓丽, 王医鹏, 刘雯, 郭晓博, 李书杰, 李明军 (2013). 铁棍山药试管苗快繁培养基的优化. 河南师范大学学报(自然科学版) 41, 123-126.
[42]	张玉, 李艳敏, 张和臣, 王利民, 王慧娟, 张鸽香 (2012). 蝴蝶兰叶片诱导类原球茎初探. 河南农业科学 41, 126-128.
[43]	张振霞, 叶静鹏, 郑莉, 陈贵豪, 郑玉忠 (2016). 广山药组织培养技术的研究. 江苏农业科学 44(2), 76-80.
[44]	赵喜亭, 王苗, 邵换娟, 李翔, 李海兵, 李明军 (2012). 山药种质包埋玻璃化超低温保存再生植株的稳定性分析. 华北农学报 27, 234-238.
[45]	Li MJ, Li JH, Liu W, Liu LY, Lu J, Niu J, Liu XY, Yang QX (2014). A protocol for in vitro production of microtubers in Chinese yam ( Dioscorea opposita). Biosci Biotechnol Bio- chem 78, 1005-1009.
[46]	Li MJ, Zhao XT, Hong SR, Zhang XL, Li P, Liu J, Xie CH (2009). Cryopreservation of plantlet nodes of Dioscorea opposita Thunb. using a vitrification method. CryoLetters 30, 19-28.
[47]	Tian CW, Chen Y, Zhao XL, Zhao LJ (2008). Plant regene- ration through protocorm-like bodies induced from rhi- zoids using leaf explants of Rosa spp. Plant Cell Rep 27, 823-831.

怀山药类原球茎的诱导形成与植株再生

Induction and Plant Regeneration of Protocorm-like Bodies in Dioscorea opposita

RichHTML

PDF (PC)

可视化

被引次数

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 4

参考文献 47

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	王贝贝, 吴苏, 王苗苗, 胡锦涛. 日光诱导叶绿素荧光不同组分在作物总初级生产力估算中的贡献比例: 多时间尺度分析[J]. 植物生态学报, 2025, 49(4): 562-572.
[2]	刘柯言, 韩璐, 宋午椰, 张初蕊, 胡旭, 许行, 陈立欣. 基于日光诱导叶绿素荧光探测干旱对黄土高原植被光合稳定性的影响[J]. 植物生态学报, 2025, 49(3): 415-431.
[3]	宋想, 王璐瑶, 富博晓, 李双达, 魏媛媛, 洪艳, 戴思兰. 高等植物启动子元件鉴定与合成研究进展[J]. 植物学报, 2024, 59(5): 691-708.
[4]	赵来鹏, 王柏柯, 杨涛, 李宁, 杨海涛, 王娟, 闫会转. SlHVA22l基因调节番茄耐旱性[J]. 植物学报, 2024, 59(4): 558-573.
[5]	田旭平, 岳康杰, 王佳丽, 刘慧欣, 史子尹, 亢红伟. 毛建草愈伤组织诱导及植株再生[J]. 植物学报, 2024, 59(4): 613-625.
[6]	廖人玉, 王佳伟. 从损伤到重生——REF1小肽如何激发植物的内在再生潜能[J]. 植物学报, 2024, 59(3): 347-350.
[7]	康敏, 张美莹, 齐秀双, 佟宁宁, 李旸, 舒庆艳, 刘政安, 吕长平, 彭丽平. 伊藤杂种‘和谐’组培快繁体系的建立[J]. 植物学报, 2024, 59(3): 441-451.
[8]	张尚文, 黄诗宇, 杨天为, 李婷, 张向军, 高曼熔. 基于正交实验的赤苍藤组培快繁体系建立[J]. 植物学报, 2024, 59(1): 99-109.
[9]	刘小飞, 孙映波, 黄丽丽, 杨钰钗, 朱根发, 于波. 黑鹅绒海芋体细胞胚发生和植株再生[J]. 植物学报, 2023, 58(5): 750-759.
[10]	任培鑫, 李鹏, 彭长辉, 周晓路, 杨铭霞. 洞庭湖流域植被光合物候的时空变化及其对气候变化的响应[J]. 植物生态学报, 2023, 47(3): 319-330.
[11]	张金燕, 寸竹, 双升普, 洪杰, 孟珍贵, 陈军文. 阴生植物三七稳态和动态光合特性对氮水平的响应[J]. 植物生态学报, 2023, 47(3): 331-347.
[12]	任露露, 张有泽, 黄克林, 宛晓春, 张照亮, 朱木兰, 韦朝领. 茶树茎段不定芽高效发生体系的建立[J]. 植物学报, 2023, 58(2): 308-315.
[13]	逯锦春, 曹丽娜, 佟冠杰, 王鑫颖, 张利英, 喻锌, 李荟芳, 李彦慧. 大花银莲花愈伤组织诱导及再生体系的建立[J]. 植物学报, 2022, 57(2): 217-226.
[14]	薛金儒, 吕肖良. 黄土高原生态工程实施下基于日光诱导叶绿素荧光的植被恢复生产力效益评价[J]. 植物生态学报, 2022, 46(10): 1289-1304.
[15]	吴霖升, 张永光, 章钊颖, 张小康, 吴云飞. 日光诱导叶绿素荧光遥感及其在陆地生态系统监测中的应用[J]. 植物生态学报, 2022, 46(10): 1167-1199.