重金屬鉻、銀對短葶飛蓬愈傷組織誘導的影響

2014-11-15 00:53林麗飛等

江蘇農(nóng)業(yè)科學 2014年9期

林麗飛等

摘要：以無菌短葶飛蓬試管苗為材料，以MS為基本培養(yǎng)基，在誘導培養(yǎng)基中加入不同濃度的AgNO3和 K2Cr2O7，研究Ag+和Cr6+對短葶飛蓬愈傷組織誘導的影響。結果表明，培養(yǎng)基中分別加入AgNO3和K2Cr2O7均能降低污染率；低濃度的AgNO3、K2Cr2O7對短葶飛蓬愈傷組織的誘導影響較小，高濃度對愈傷組織誘導具有一定的抑制作用。

關鍵詞：鉻；銀；短葶飛蓬；愈傷組織

中圖分類號： Q943.1文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2014）09-0048-02

收稿日期：2013-11-25

基金項目：國家自然科學基金（編號：60748002）；云南省應用基礎研究項目（編號：2009ZC131M）；第一批紅河學院中青年學術帶頭人后備人才項目（編號：2010PY0104）；紅河學院校級項目（編號：XJ1Y0801）。

作者簡介：林麗飛（1978—），女，云南建水人，碩士，副教授，從事植物細胞工程的研究。E-mail： llf_biology2@126. com。

通信作者：張燦邦，碩士，教授，主要從事光學物理研究。E-mail：cbzhanguoh@ gmail.com。隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，三廢（廢水、廢氣、廢渣）的排放量急劇增加，致使一些重金屬元素在環(huán)境中的含量大增，對生物造成嚴重毒害作用。鉻作為工業(yè)的“五毒”之一，是一種毒性較大的致畸、致突變劑[1] 。有關鉻的研究，主要集中在鉻對小麥、大麥、水稻等作物的毒害[2-4]。AgNO3在大麥、水稻、二粒小麥、硬粒小麥、玉米等單子葉植物組織培養(yǎng)中均有促進愈傷組織分化的作用[5-10] 。短葶飛蓬[Erigeron breviscapus （Vaniot） Hand.-Mazz.]，屬菊科（Compositae）飛蓬屬（Erigeron）植物，產(chǎn)于湖南、廣西、貴州、四川、云南、西藏等省區(qū)，常見于海拔1 200～3 500 m的中山和亞高山開闊山坡、草地、林緣[11]，是一種民間常用藥用植物[12]，具有重要的藥用價值[13-16]，全草入藥，已入《中華人民共和國藥典》，目前對于短葶飛蓬研究主要集中于病蟲害防治研究方面[17-22]，雖然關于短葶飛蓬組織培養(yǎng)方面的研究也有報道[23-28]，但是關于組織培養(yǎng)過程中重金屬對短葶飛蓬的影響鮮見報道，本試驗利用短葶飛蓬的組織培養(yǎng)來研究鉻、銀對植物生長發(fā)育的影響，探討重金屬在植物體內(nèi)的積累以及對植物的毒害作用，從而為減輕和治理土壤鉻、銀污染提供依據(jù)，預防其對動植物以及人類的毒害作用。

1材料與方法

基本培養(yǎng)基為MS+6-BA 0.5 mg/L+NAA 0.1 mg/L，在基本培養(yǎng)基中分別加入10、20、40、50、60、80、100、150、200、250 μmol/L AgNO3和10、20、40、50、60、80、100、150、200 μmol/L K2Cr2O7[28]。

上述培養(yǎng)基均添加2.5%蔗糖、0.7%瓊脂，pH值5.8，培養(yǎng)溫度25 ℃，光照度2 000 lx，光照時間16 h/d。

選取相同條件下的短葶飛蓬試管苗葉片，切成1～2 cm2，分別接種于不同處理的培養(yǎng)基中，7 d后觀察出愈率。

2結果與分析

2.1不同濃度的AgNO3對短葶飛蓬愈傷組織誘導的影響

由表1可以看出，培養(yǎng)基中加入不同濃度AgNO3能夠不同程度抑制愈傷組織的形成，使愈傷組織形成相對較慢，但與對照組相比，外植體明顯加厚和卷曲，污染率低。AgNO3濃度從 10 μmol/L 增加至250 μmol/L，都能夠誘導出愈傷組織，但濃度越大，愈傷組織形成越少，其中以培養(yǎng)基中添加10、20、100 μmol/L AgNO3時愈傷組織生長最好；當濃度增至150～250 μmol/L時，外植體能夠不同程度膨脹，也能形成愈傷組織，但形成愈傷少而緊密。

2.2不同濃度的K2Cr2O7對短葶飛蓬愈傷組織誘導的影響

由表2可以看出，培養(yǎng)基中K2Cr2O7的加入使污染率降低，但會不同程度抑制愈傷組織的形成，使愈傷組織形成時間較對照相對較晚，但較培養(yǎng)基中加入AgNO3的早。K2Cr2O7濃度從10 μmol/L升高到200 μmol/L時，就總體結果而言，隨著K2Cr2O7濃度的不斷增大，愈傷組織形成受抑制越明顯，愈傷組織壽命縮短。K2Cr2O7濃度達到200 μmol/L時，出現(xiàn)死苗情況。

3結論

3.1不同濃度AgNO3對短葶飛蓬愈傷組織誘導的影響

與對照相比，培養(yǎng)基中添加AgNO3能夠抑制愈傷組織的形成，使得形成愈傷組織的時間較對照晚，愈傷組織也沒有對照的疏松、透明。本試驗中，培養(yǎng)基中AgNO3濃度增加至 250 μmol/L，仍能夠長出少量愈傷。

3.2不同濃度的K2Cr2O7對短葶飛蓬愈傷組織誘導的影響

與對照相比，培養(yǎng)基中添加K2Cr2O7能夠抑制愈傷組織的形成，使得形成愈傷組織的時間較對照晚，愈傷組織也沒有對照的疏松、透明。隨著K2Cr2O7濃度的不斷增大，對短葶飛蓬愈傷組織形成的抑制呈現(xiàn)規(guī)律性，即濃度越大，抑制越嚴重。當Cr6+濃度增加至200 μmol/L時，部分愈傷組織呈現(xiàn)出不同程度的死亡和褐化現(xiàn)象，部分外植體不膨脹也不長出愈傷組織，只有少部分葉片和莖段能夠長出少量愈傷組織。

形成的愈傷組織較松散，形成時間早，后期形成無菌苗10857689.42731.8+++部分形成的愈傷組織緊密，且形成的愈傷組織不完全20272385.015.0+++部分褐化死亡，形成的愈傷組織疏松，形成完全40252080.012.5++形成的愈傷組織不完全 50852934.189.4+++愈傷組織形成不完全，外植體特別膨脹60282382.011.7+形成的愈傷組織少，愈傷組織緊密80272385.000+部分不形成愈傷組織，愈傷組織少100806075.078.8++葉片膨脹，形成的愈傷組織不完全，愈傷組織松散透明150905864.088.9++愈傷組織形成緊密，愈傷組織少200793848.200+++葉片膨脹，莖段形成的愈傷組織完全、愈傷組織疏松250391846.0615.0++愈傷組織形成緊密（包括莖段），形成的愈傷組織較少。注：+++表示膨脹度好，++表示膨脹度一般，+表示幾乎不膨脹。

形成愈傷組織較早，愈傷組織形成完全、松散、透明，后期長出大量的苗形成愈傷組織完全，愈傷組織疏松、透明愈傷組織形成完全、疏松、透明，部分出現(xiàn)葉片褐化部分愈傷組織出現(xiàn)褐化，呈黑色水浸狀，部分形成的愈傷組織較緊愈傷組織不完全，且愈傷組織少愈傷組織疏松，部分出現(xiàn)細菌污染，呈點狀愈傷組織完全，尤其是莖段最好，愈傷組織松散、透明部分愈傷組織中夾帶死苗，莖段愈傷組織形成完全，呈船狀愈傷組織緊密，形成愈傷組織少愈傷組織少，不膨大，出現(xiàn)黃`苗現(xiàn)象注：+++表示膨脹度好，++表示膨脹度一般，+表示幾乎不膨脹。

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