植物学报 ›› 2024, Vol. 59 ›› Issue (3): 433-440.DOI: 10.11983/CBB23094
曾浩1,2, 李佩芳1,2, 郭至辉1,2, 刘春林1,3, 阮颖1,2,*()
收稿日期:
2023-07-18
接受日期:
2023-12-19
出版日期:
2024-05-01
发布日期:
2023-12-29
通讯作者:
label>*阮颖, 湖南农业大学生物科学技术学院二级教授, 博士生导师, 作物表观遗传调控与发育湖南省重点实验室主任, 植物遗传与分子生物学湖南省高等学校重点实验室主任; 兼任国家自然科学基金外围评审专家, 国家科技奖励专家库专家, 教育部博士后基金评审专家, 湖南省植物学会常务理事, 担任Frontier in Plant Science、Current Genomics等杂志的审稿专家。近5年, 共发表研究论文35篇, 其中SCI收录16篇, 申请授权发明专利4项, 编写教材3部。目前研究团队主要以油料作物油菜、蓖麻、银扇草等为材料, 重点研究植物开花及品质性状的表观遗传调控机制, 为提高作物产量和改良作物品质提供理论依据。E-mail: 基金资助:
Hao Zeng1,2, Peifang Li1,2, Zhihui Guo1,2, Chunlin Liu1,3, Ying Ruan1,2,*()
Received:
2023-07-18
Accepted:
2023-12-19
Online:
2024-05-01
Published:
2023-12-29
Contact:
E-mail: 摘要: 为建立银扇草(Lunaria annua)体外再生体系, 以其真叶为外植体, 探讨消毒条件、植物生长调节剂组合及浓度对愈伤组织诱导、不定芽和不定根分化的影响; 进一步分析了生根方式对成苗和幼苗生长的影响。结果表明, 用75%乙醇消毒45秒配合0.1%升汞溶液消毒6分钟为银扇草叶片外植体最佳消毒处理; 真叶愈伤组织诱导及不定芽分化的最适培养基为MS+0.5 mg∙L-1 6-BA+2.0 mg∙L-1 2,4-D, 愈伤组织诱导率达93.37%, 不定芽分化率达84.08%; 最佳生根培养基为MS+ 0.1 mg∙L-1 NAA, 从接种叶片外植体到获得再生植株约90天。该研究建立了银扇草稳定的再生体系, 为开发利用银扇草资源及挖掘功能基因奠定了基础。
曾浩, 李佩芳, 郭至辉, 刘春林, 阮颖. 银扇草再生体系的建立. 植物学报, 2024, 59(3): 433-440.
Hao Zeng, Peifang Li, Zhihui Guo, Chunlin Liu, Ying Ruan. Establishment of a Regeneration System for Lunaria annua. Chinese Bulletin of Botany, 2024, 59(3): 433-440.
Number | 75% ethanol (s) | 0.1% HgCl2 (min) | Number of explants | Contamination rate (%) | Survival rate (%) |
---|---|---|---|---|---|
1 | 45 | 8 | 69 | 0.90±0.79 c | 3.01±0.44 c |
2 | 45 | 6 | 96 | 13.10±0.79 b | 86.70±1.29 b |
3 | 45 | 4 | 75 | 47.33±1.15 a | 98.88±0.96 a |
表1 氯化汞消毒时间对外植体消毒效果的影响
Table 1 Effect of the duration of HgCl2 sterilization on the disinfection of explants
Number | 75% ethanol (s) | 0.1% HgCl2 (min) | Number of explants | Contamination rate (%) | Survival rate (%) |
---|---|---|---|---|---|
1 | 45 | 8 | 69 | 0.90±0.79 c | 3.01±0.44 c |
2 | 45 | 6 | 96 | 13.10±0.79 b | 86.70±1.29 b |
3 | 45 | 4 | 75 | 47.33±1.15 a | 98.88±0.96 a |
Number | 6-BA (mg∙L-1) | NAA (mg∙L-1) | Number of explants | Callus induction rate (%) |
---|---|---|---|---|
1 | 0.5 | 0 | 90 | 0.67±0.67 g |
2 | 1.0 | 0 | 90 | 1.22±1.17 g |
3 | 2.0 | 0 | 90 | 2.22±0.51 g |
4 | 0.5 | 1.0 | 90 | 40.89±2.14 d |
5 | 1.0 | 1.0 | 90 | 75.60±1.06 b |
6 | 2.0 | 1.0 | 90 | 52.00±0.78 c |
7 | 0.5 | 2.0 | 90 | 32.74±0.56 f |
8 | 1.0 | 2.0 | 90 | 78.04±1.20 a |
9 | 2.0 | 2.0 | 90 | 35.52±0.83 e |
表2 6-BA和NAA组合对银扇草叶片外植体愈伤组织诱导的影响
Table 2 Effects of 6-BA and NAA combination on callus induction of Lunaria annua leaf explants
Number | 6-BA (mg∙L-1) | NAA (mg∙L-1) | Number of explants | Callus induction rate (%) |
---|---|---|---|---|
1 | 0.5 | 0 | 90 | 0.67±0.67 g |
2 | 1.0 | 0 | 90 | 1.22±1.17 g |
3 | 2.0 | 0 | 90 | 2.22±0.51 g |
4 | 0.5 | 1.0 | 90 | 40.89±2.14 d |
5 | 1.0 | 1.0 | 90 | 75.60±1.06 b |
6 | 2.0 | 1.0 | 90 | 52.00±0.78 c |
7 | 0.5 | 2.0 | 90 | 32.74±0.56 f |
8 | 1.0 | 2.0 | 90 | 78.04±1.20 a |
9 | 2.0 | 2.0 | 90 | 35.52±0.83 e |
Number | 6-BA (mg∙L-1) | 2,4-D (mg∙L-1) | Number of explants | Callus induction rate (%) |
---|---|---|---|---|
1 | 0.5 | 0 | 90 | 1.22±0.51 g |
2 | 1.0 | 0 | 90 | 2.26±0.51 fg |
3 | 2.0 | 0 | 90 | 3.00±0.62 f |
4 | 0.5 | 1.0 | 90 | 82.48±1.08 b |
5 | 1.0 | 1.0 | 90 | 69.08±0.63 c |
6 | 2.0 | 1.0 | 90 | 25.19±1.19 e |
7 | 0.5 | 2.0 | 90 | 93.37±1.07 a |
8 | 1.0 | 2.0 | 90 | 81.26±1.14 b |
9 | 2.0 | 2.0 | 90 | 31.63±0.56 d |
表3 6-BA和2,4-D组合对银扇草叶片外植体愈伤组织诱导的影响
Table 3 Effects of 6-BA and 2,4-D combination on callus induction of Lunaria annua leaf explants
Number | 6-BA (mg∙L-1) | 2,4-D (mg∙L-1) | Number of explants | Callus induction rate (%) |
---|---|---|---|---|
1 | 0.5 | 0 | 90 | 1.22±0.51 g |
2 | 1.0 | 0 | 90 | 2.26±0.51 fg |
3 | 2.0 | 0 | 90 | 3.00±0.62 f |
4 | 0.5 | 1.0 | 90 | 82.48±1.08 b |
5 | 1.0 | 1.0 | 90 | 69.08±0.63 c |
6 | 2.0 | 1.0 | 90 | 25.19±1.19 e |
7 | 0.5 | 2.0 | 90 | 93.37±1.07 a |
8 | 1.0 | 2.0 | 90 | 81.26±1.14 b |
9 | 2.0 | 2.0 | 90 | 31.63±0.56 d |
图1 银扇草再生体系的建立 (A) 刚接种的外植体; (B) 愈伤组织诱导; (C) 不定芽分化; (D) 不定芽; (E) 不定芽增殖; (F) 组培苗; (G) 移栽。Bars=1 cm
Figure 1 Establishment of regeneration system for Lunaria annua (A) Freshly inoculated explants; (B) Induction of callus; (C) Differentiation of adventitious buds; (D) Adventitious buds; (E) Adventitious buds proliferation; (F) Seedlings from tissue culture; (G) Transplanting. Bars=1 cm
Number | 6-BA (mg∙L-1) | 2,4-D (mg∙L-1) | Number of explants | Adventitious bud induction rate (%) | Proliferation coefficient |
---|---|---|---|---|---|
1 | 0.25 | 2.0 | 40 | 34.08±1.42 d | 1.83±0.15 d |
2 | 0.5 | 2.0 | 40 | 84.08±1.38 a | 3.63±0.35 a |
3 | 0.75 | 2.0 | 40 | 65.91±2.04 b | 2.93±0.15 b |
4 | 1.0 | 2.0 | 40 | 43.41±0.88 c | 2.30±0.26 c |
表4 不同植物生长调节剂组合对银扇草愈伤组织不定芽诱导的影响
Table 4 Effects of different combinations of plant growth regulator on the induction of adventitious bud in callus of Lunaria annua
Number | 6-BA (mg∙L-1) | 2,4-D (mg∙L-1) | Number of explants | Adventitious bud induction rate (%) | Proliferation coefficient |
---|---|---|---|---|---|
1 | 0.25 | 2.0 | 40 | 34.08±1.42 d | 1.83±0.15 d |
2 | 0.5 | 2.0 | 40 | 84.08±1.38 a | 3.63±0.35 a |
3 | 0.75 | 2.0 | 40 | 65.91±2.04 b | 2.93±0.15 b |
4 | 1.0 | 2.0 | 40 | 43.41±0.88 c | 2.30±0.26 c |
Number | Medium formulation | Number of explants | Rooting rate (%) | Average root length (cm) | Average root number |
---|---|---|---|---|---|
1 | MS+0.1 mg∙L-1 NAA | 15 | 91.63±1.67 a | 8.14±0.26 a | 8.67±1.54 a |
2 | MS+0.5 mg∙L-1 NAA+0.5 mg∙L-1 IBA | 15 | 81.78±1.56 b | 5.73±0.71 b | 6.33±0.88 b |
表5 不同培养基配方对银扇草不定根诱导的影响
Table 5 Effects of different formulation of culture media on adventitious root induction of Lunaria annua
Number | Medium formulation | Number of explants | Rooting rate (%) | Average root length (cm) | Average root number |
---|---|---|---|---|---|
1 | MS+0.1 mg∙L-1 NAA | 15 | 91.63±1.67 a | 8.14±0.26 a | 8.67±1.54 a |
2 | MS+0.5 mg∙L-1 NAA+0.5 mg∙L-1 IBA | 15 | 81.78±1.56 b | 5.73±0.71 b | 6.33±0.88 b |
Number | Pre-incubation time (d) | Number of explants | Rooting rate (%) |
---|---|---|---|
1 | 0 | 8 | 0 |
2 | 5 | 8 | 20.83±7.22 b |
3 | 10 | 8 | 95.83±7.22 a |
表6 预培养时间对IAA处理后银扇草不定芽生根的影响
Table 6 Effect of pre-incubation time on rooting of adventitious buds of Lunaria annua after IAA treatment
Number | Pre-incubation time (d) | Number of explants | Rooting rate (%) |
---|---|---|---|
1 | 0 | 8 | 0 |
2 | 5 | 8 | 20.83±7.22 b |
3 | 10 | 8 | 95.83±7.22 a |
Rooting method | Number of explants | Survival rate (%) | Growth situation |
---|---|---|---|
Medium induced rooting | 25 | 93.33±0.58 a | ++ |
Rooting in soil after pre-incubation | 25 | 98.67±0.58 a | + |
表7 银扇草再生植株炼苗与移栽
Table 7 Hardening-seedling and transplanting of the regenerated plantlet of Lunaria annua
Rooting method | Number of explants | Survival rate (%) | Growth situation |
---|---|---|---|
Medium induced rooting | 25 | 93.33±0.58 a | ++ |
Rooting in soil after pre-incubation | 25 | 98.67±0.58 a | + |
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