植物激素研究进展论文

在高中生物第四章《植物生命活动的调节》中，以顶端优势为例，说明植物激素之一生长素对植物生长的促进作用，与其浓度的高低有一定关系，并以棉花摘心和果树修剪为例，略述它在生产实践上的应用价值，恰当地联系了实际，激发了学习兴趣，容易为学生理解。但是，要真正掌握和运用这一原理，为“科技兴农”服务，还须扩大视野，反复实践，不断总结提高。现将我如何结合教学，培养学生动手能力，探索“科技兴农”的做法略述于下。1指导葡萄修剪栽培葡萄是一条见效快的致富门路，但它的技术性较强，主要是修剪和病虫害防治。葡萄的修剪主要是冬夏两季。我校是农村中学，冬季（12月至翌年1月）要带同学到毗邻的专业户葡萄园中学习冬剪技术。而葡萄的夏季修剪，则更为繁重而严格，项目也较多，摘心剪梢就是其中重要的一项。在结果枝蔓始花时（一般在5月下旬～6月初），带同学到园中实习，在花序以上留4～7叶，将新梢顶端摘去（一般长3～5cm）阻止顶芽产生的生长素向下运输，促使夏芽萌发，抽生夏芽副梢。学生看得见摸得着，很容易理解生长素对生长影响的二重性特性。因为长江流域气候温暖湿润，葡萄枝蔓生长旺盛，副梢萌发次数多，花序原始体形成容易，因此，生产实践上常保留结果枝花序以上的1～2个夏芽副梢，其余全部抹除，以提高座果率，并对此副梢也进行摘心，解除其下部侧芽所受的抑制作用，同时对发育枝和徒长枝进行重摘心，调节养分流向，促使夏芽副梢出现二次花序，培养二次结果，甚至三次结果，创造一年多次结果的良好条件，达到增产的目的。学生为之耳目一新，再次证实了“知识就是力量”，“科技是第一生产力”的英明论断；也符合兴趣发展是从“有趣→乐趣→志趣”的客观规律，激发了学习积极性，许多同学准备在家庭园子里试种。2指导落叶果树的修剪顶端优势的原理在果树整枝修剪上应用极为普遍，如桃、梨、苹果、柿等。我曾以校内的幼年桃树为例，指导学生进行修剪，实践教材内容。在桃树定植后的当年，距地面65～80cm处摘心或剪截，叫定干。使下部侧芽萌发，并把剪口下约20～40cm一段选作整形带，其上选育3个生长健壮、分布均匀、开张角度适当的新梢作为第一层主枝，以后通过各种不同程度的短截逐步培养副主枝和结果枝组，逐步“造成一定形状的树冠”（即生产上普遍采用的自然开心形树形）。其它落叶果树的修剪整形，方法与桃树大同小异，即运用顶端优势的原理，通过修剪来调节果树器官的数量、质量、性质及其在树冠内的分布，调节生殖与生长的关系，维持丰产树形。学生在实践中加深理解了课文内容，学到了栽培修剪技能，效果很好，回去能够试着做，少数饶有兴趣的尖子，成了能说能做的小技术员。3指导菊花等花卉的矮化栽培“菊不盈尺”，是对菊花株高的严格要求，也是评品菊花观赏价值的重要条件之一。而要做到“菊不盈尺”主要靠摘心，一般须2～3次。我每年都要指导同学对学校栽培的菊花进行摘心整枝，并留部分不摘心的作对比观察，通过实践，大家都能深刻理解和运用顶端优势原理促进侧芽萌发，调整花朵数量和质量，并把植株控制在理想的高度，提高观赏价值。在反复实践中又摸索出新的摘心方法，即先摘顶心，以后分批抹去全部腋芽、侧枝，养根护叶，逼地下茎萌发脚芽，最后齐土面剪除老茎这样从上到下逐层摘心除枝，诱导脚芽早出土并茁壮生长，最终开出硕大花朵，培育成矮壮型菊花，效果更好。其它许多花卉的修剪造型，原理和方法也和菊花基本相同。如月季，萌芽力虽强，花开在当年生新梢顶端，不修剪腋芽不易萌发，枝条又瘦又长，呈藤本状，因此，除冬季休眠期重剪外，在生长期，当花将凋谢时，一般在残花第三个复叶以下及时进行轻度短剪，以促使下部腋芽萌发，不断开出硕大艳丽的花朵。又如一串红、�杜鹃等，通过分别对主茎和侧枝摘顶，抑制顶端优势，促使腋芽萌发，控制植株纵、横方向生长，达到株形矮壮，侧枝丛生，繁花满枝的理想效果。至于那些随处可见的绿化隔离带绿篱、绿墙和各种形式的绿球，也是应用此原理，通过修剪艺术，才形成茂密的绿色屏障和多姿多彩的艺术造型。还有油料作物芝麻，试验证明打顶是增产的有效途径，即在终花期及时对主茎和分枝摘心，一般可增产一至二成。

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收稿日期：2007-10-25基金项目：深圳市科技和信息局基金资助项目作者简介：王丹（1982-），女，辽宁本溪人，硕士研究生，从事植物生物技术研究。注：雷江丽为通讯作者。大花美人蕉茎尖组织培养技术研究王 丹1,2，雷江丽2，吴燕民3，吕 慧2，郁继华1(1.甘肃农业大学 农学院，甘肃 兰州 730070；2.深圳市园林科学研究所，广东 深圳 518003；3.中国农业科学院 生物技术研究所，北京 100081)摘 要：以大花美人蕉（Canna×generalis）根茎茎尖为外植体进行组织培养技术研究，筛选出芽诱导适宜的培养基为MS + 6-BA （单位下同）+ TDZ ；MS + 6-BA + TDZ + NAA 培养基能较好地诱导分化出丛生芽, 继代增殖培养中与MS + 6-BA + TDZ + NAA 培养基交替使用可减少畸形芽，增殖系数达；适宜的生根培养基为MS + 6-BA + NAA ，生根率达，且植株生长健壮，移栽易成活。关键词：大花美人蕉；茎尖；组织培养中图分类号： 文献标识码：A 文章编号：1009-7791(2008)01-0033-04Research on Shoot-tip Culture of Canna×generalisWANG Dan1,2, LEI Jiang-li2, WU Yan-min3, LÜ Hui2, YU Ji-hua1( of Agronomy, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, Gansu China; Institute of LandscapeGardening, Shenzhen 518003, Guangdong China; Research Institute, Chinese Academy of AgriculturalSciences, Beijing 100081, China)Abstract: The paper mainly studied on tissue culture of Canna×generalis with the stem tips asexplants. The results showed that the bud inoculation medium was MS + 6-BA ; the best of clump shoot induction and differentiation medium was MS + 6-BA +TDZ + NAA ; using MS + 6-BA + TDZ + NAA asproliferation medium, an optimal proliferation rate was obtained. When the two kinds of mediumused alternatively, the effect was better. The optimum rooting medium was MS + 6-BA +NAA , the rate of rooting could reach , and cultured in this medium, the plant grewwell and easy to words: Canna×generalis; shoot-tip; tissue culture大花美人蕉(Canna×generalis)属美人蕉科(Cannaceae)美人蕉属(Canna)的园艺杂交种[1]，是多年生喜光宿根草本花卉，原产美洲热带和非洲等地。其枝叶茂盛、花朵艳丽、姿态优美、花期长，在深圳地区几乎全年开花，是配置大型花坛的优良品种。大花美人蕉不仅观赏价值高，而且能吸收硫、氯、氟、汞等有害物质，具有净化空气、保护环境的作用，因此，世界许多城市的园林绿化中都广泛应用。美人蕉传统的繁殖方式主要采用分切地下根茎的方法，繁殖速度慢、增殖效率低，而且连续营养繁殖造成病毒积累致使病毒病在各地相当普遍，严重影响其观赏价值。利用茎尖组织培养进行脱毒试管苗快繁，是目前大力繁殖与推广美人蕉的主要手段。关于美人蕉组织培养的研究报道较少[2,3]，本研究探索其组织培养高效的再生体系，以期为品种提纯复壮及遗传转化、性状改良奠定基础。2008,37(1): Plant Science第·34· 37 卷1 材料与方法 材料供试材料为目前城市绿化中普遍应用的大花美人蕉‘President’品种。 外植体选择与处理选择生长健壮、无病虫害的优良母株，挖取带芽胞的根茎，去除表面老皮并用肥皂水清洗。用75%乙醇棉擦拭，然后采用不同的消毒剂及处理时间（升汞10min、2%次氯酸钠10min、2%次氯酸钠20min、2%次氯酸钠 + 升汞5min、2%次氯酸钠 + 升汞10min），封闭式振摇灭菌。无菌水冲洗5 次，置于超净工作台上备用。接种前，剥去外部叶片，露出生长点，立即切取茎尖进行接种。 培养方法及培养条件试验于2006 年10 月在深圳市园林科学研究所组培室进行。诱导、增殖和生根培养基均选用MS为基本培养基，在不同培养阶段附加不同种类、不同浓度配比的植物生长调节剂（表2～表4），蔗糖3%，pH 。培养温度(28±2)℃，光照强度2 500 lx，光照周期为14h/d，相对湿度70%～80%。每处理接种30 瓶。定期观察试管苗生长与分化情况。2 结果与分析 不同消毒处理方式对外植体无菌化的影响因供试外植体取自美人蕉地下根茎，表面污染物较多，不易消毒，且不同植物及外植体的成熟度对消毒剂的反应不同，故本试验选用升汞和次氯酸钠进行灭菌效果比较，以筛选合适的消毒剂及消毒处理时间。由表1 可知，2%次氯酸钠20min 处理的无菌化效果较好，但茎尖褐化较严重，说明灭菌时间过长对去老皮后的幼嫩根茎影响较大。升汞10min 处理与2%次氯酸钠 + 升汞 10min处理，无菌化效果差异不大，但2%次氯酸钠 + 升汞 10min 处理有轻微药害。因此，后续实验选用升汞处理10min 进行外植体消毒。 不同生长调节剂配比对芽诱导的影响以MS 为基本培养基，附加不同浓度6-BA、NAA、2,4-D、KT、TDZ 等（表2），以筛选出较适宜美人蕉茎尖诱导分化的配方。因美人蕉根茎具有休眠特性，芽诱导分化较难。TDZ 具有很强的促进细胞分裂活性，～μmol/L 即可有效促进分化[4]，因此，本实验对TDZ 的诱导效果进行初步探索。试验表明，在不添加任何生长调节剂的MS 基本培养基（1 号）上，茎尖接种10d 后开始生长，叶片展开后，生长停止；15d 后转接到新的MS 培养基上无明显生长，随后叶片逐渐变黄、萎蔫，说明基本培养基中添加生长调节剂是美人蕉离体培养的必要条件。在仅添加6-BA 的2、3、4 号培养基中，高浓度的2 号培养基分化率为，明显好于3、4号培养基，说明美人蕉启动芽诱导分化需要高浓度的细胞分裂素（表2）。11～16 号培养基添加物为不同生长调节剂与TDZ 组合（表2）。仅添加TDZ 的培养基分化率为0，而多种生长调节剂配合使用分化效果更好[5]。其中15 号培养基的侧芽分化率最高，达，且每个茎尖可增殖2～3 个侧芽，但个别茎尖经多次转接后有畸形芽；与2 号培养基相比，分化率明显提高，说明添加低浓度TDZ 可促进芽诱导分化（表2）（图版-a）。5、6、7 号培养基为生根培养基，探讨NAA 对美人蕉茎尖生长和生根的影响。试验结果初步说明美人蕉在6-BA/NAA 小于2/ 时生根率可达50%以上（表2）。8、9、10 号培养基，探讨美人蕉脱分化，诱导愈伤组织，但结果均不理想。因此，建立高效的美表1 不同消毒剂及处理时间对外植体无菌化的影响处 理 接种数污染数污染率(%) 药害情况升汞10min 30 5 基本无药害2%次氯酸钠10min 30 12 无药害2%次氯酸钠20min 30 4 20%有轻微药害2%次氯酸钠+升汞5min 30 10 3%有轻微药害2%次氯酸钠+升汞10min 30 5 7%有药害第1 期 王丹,等：大花美人蕉茎尖组织培养技术研究 ·35·人蕉遗传转化再生体系还需进一步探索愈伤组织诱导途径。 芽继代增殖为了探讨优化的芽继代增殖培养基配方，按表3 设计6-BA、NAA、TDZ 的正交实验，以15 号培养基上分化出的丛生芽为接种材料，进行继代增殖培养（图版-b）。由表3 可见，除17、18 号培养基外，低浓度TDZ（）的分化促进作用较高浓度（）的效果好，说明高活性的TDZ 浓度过高反而抑制分化。当 时, NAA 促分化作用显著优于。在TDZ、NAA 浓度相同的情况下，随着6-BA 浓度的升高，分化率提高。但随着继代次数的增多，含高浓度6-BA的27 号培养基分化率略有下降，甚至有个别畸形芽产生，说明高浓度细胞分裂素对短期的分化有促进作用[9]，但继代数次后，芽已经萌动，自身具有分化能力，需适当降低6-BA 浓度进行壮苗，以避免畸形芽产生。因此，在增殖过程中交替使用分化增殖系数较高的19 号培养基和27 号培养基，既可保证较高的芽分化率，又可使继代苗生长健壮，减少畸形芽。 生根诱导增殖芽3～5cm 长时，转接到生根培养基上培养约10d 后，可见到根生成（图版-c）。接种20d 后统计生根结果（表4）。从表4可见，所用培养基上都有根生成，说明美人蕉生根较容易；结合生根率和生长势，我们认为MS + 6-BA + NAA 培养基较适宜美人蕉生根。表2 不同植物生长调节剂组合的比较植物生长调节剂(mg/L) 编号6-BA NAA 2,4-D KT TDZ分化率(%) 生根率(%) 备注1 0 0 0 0 02 9 0 0 0 0 参考[2]3 5 0 0 0 0 参考[3]4 3 0 0 0 0 2 1 0 0 0 2 0 0 0 2 0 0 0 08 0 0 4 0 09 0 0 2 1 0 参考[6]10 0 0 2 0 参考[7]11 0 0 0 0 012 0 0 0 参考[8]13 0 0 0 0 0 1 0 8 0 0 0 5 0 0 表3 不同生长调节剂配比对芽继代繁殖的影响生长调节剂(mg/L) 编号6-BA NAA TDZ接种数分化率(%)增值系数 生长势17 30 ++18 30 ++19 30 ++20 30 ++21 30 ++22 30 ++23 30 ++24 30 +25 30 ++26 30 +27 30 ++28 30 +注：++ 表示生长势强；+表示生长势弱。同列中不同字母表示差异显著(P＜＝，表4 同。表4 不同的生长调节剂配比对组培苗生根的影响生长调节剂(mg/L) 编号6-BA NAA接种数生根苗数生根率(%)植株生长势29 0 30 19 +30 0 30 21 ++31 30 20 +++32 30 16 ++注：+++ 表示生长势强；++表示生长势中等；+表示生长势弱。第·36· 37 卷3 结 论美人蕉根茎生长在土壤中，无菌化操作较困难。灭菌试验表明，升汞震荡灭菌10min 效果较好，采回的外植体应尽快处理接种，放置时间过长伤口处易染菌，导致接种后褐化较严重。MS + 6-BA + ZDT + NAA 培养基能较好地诱导分化丛生芽，MS + 6-BA + TDZ NAA 为较好的增殖培养基，在增殖培养过程中这两种配方交替使用效果更好；短时间使用高浓度生长调节剂对增殖有促进作用，但长时间使用高浓度生长调节剂会使组培苗质量下降。在试验中还发现，转接次数多的茎尖较转接次数少的分化率大，建议在接种后的10～20d 内及时转接。选用MS + 6-BA + NAA 为生根培养基，生根率较高，根系粗壮、根毛密集，植株生长健壮（图版-d），且移栽成活率较高。参考文献:[1] Segeren W, et al. 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