Indigofera bungeana walp.: Callus Induction and Adventitious Bud Differentiation Culture

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2022-0674

Abstract

Abstract:

The system of in vitro regeneration of Indigofera bungeana walp. was established in order to provide a preliminary experimental basis for genetic-engineering breeding of Indigofera bungeana walp.. Aseptic seedlings of Indigofera bungeana walp. were obtained through aseptic seeding. Using plumular axis, stem segments and leaves as explants, the optimum medium formula was selected for callus induction, adventitious bud differentiation, propagation and elongation. The results showed that the germination rate of the Indigofera bungeana walp. seeds reached 98% on the 1/2MS medium. The three explants could be induced callus in different media, and the suitable medium was selected according to the growth, texture and color of callus. For the leaves, the optimum medium was MS+0.5 mg/L 6-BA+0.5 mg/L 2,4-D+0.5 mg/L NAA, for the stem segment, the optimum medium was MS+0.5 mg/L 6-BA+0.1 mg/L 2,4-D+0.1mg/L NAA, for the plumular axis, the optimum medium was MS+0.1 mg/L 6-BA+0.1 mg/L 2,4-D+0.5 mg/L NAA. Compare with stem segments and leaves, the callus from plumular axis were suitable for adventitious bud differentiation, and the optimum medium were MS+0.5 mg/L 6-BA+0.1 mg/L 2,4-D+0.1 mg/L NAA and MS+2.0 mg/L 6-BA. The adventitious bud propagation medium was MS+1.0 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA, and the optimum medium for elongation and rooting was 1/2MS.

Key words: Indigofera bungeana walp., aseptic seeding, callus induction, adventitious bud differentiation, rooting culture

JIA Wei, YONG Jiayi, LI Aotian, LI Cheng, MA Conghui, HU Haiying. Indigofera bungeana walp.: Callus Induction and Adventitious Bud Differentiation Culture[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2023, 39(21): 109-117.

Figures/Tables 12

References 22

[1]	重庆市畜牧科学院. 一种野生豆科灌木马棘的无性繁殖方法[P]. 中国: CN106538219A, 2017-03-29.
[2]	孟爱荣, 李伊楠, 岳浩阳, 等. 马棘药学研究概况[J]. 安徽农业科学, 2013(34):13186-13187,13220.
[3]	周静. 马棘抗炎化学成分的研究[D]. 武汉: 华中科技大学, 2010.
[4]	胡泽华. 马棘止血作用的实验研究[J]. 湖北民族学院学报(医学版), 2009, 26(2):15-16.
[5]	徐伟韦, 冯洁琼, 崔萌萌, 等. 三个饲用马棘品种的钙及其他营养物质含量比较研究[J]. 上海农业科技, 2016(5):31,37.
[6]	徐伟韦, 张松万, 蔡娜丹, 等. 优质饲用青饲料——马棘[J]. 上海农业科技, 2017(1):49-51.
[7]	李维俊. 水土保持小灌木——马棘[J]. 湖北畜牧兽医, 2003(3):60-61.
[8]	郭彦荣, 陈芳清. 木蓝和胡枝子对高磷胁迫的生理生态响应及其磷吸收利用特征[J]. 福建林业科技, 2011, 38(2):50-55.
[9]	梅淑芳, 叶红霞, 赵小俊, 等. 马棘种质创新与高效利用研究[J]. 科技创新导报, 2011(30):134-135.
[10]	焦云红, 付伟, 耿霄, 等. 河北木蓝繁殖研究[J]. 安徽农业科学, 2009, 37(34):16824-16825.
[11]	冉启凡, 何伟. 徐远东, 等. 优质木本饲用植物马棘研究进展[J]. 中国饲料, 2019(13):87-90.
[12]	王忆涵, 王瑞. 新优矮灌木马棘的育种和应用研究现状[J]. 河北农机, 2017(3):69-70.
[13]	蒲艳, 张鹏远, 王娟, 等. 滇牡丹成熟胚和叶柄愈伤组织的诱导及培养条件优化[J]. 分子植物育种, 2021:1-18.
[14]	林立, 何月秋, 宋帅杰, 等. 风兰种子的组织培养技术[J]. 现代园艺, 2020, 43(18): 9-11.
[15]	胡海英, 叶芳芳. 老瓜头愈伤组织诱导培养技术的研究[J]. 中草药, 2007, 427(11):1716-1719.
[16]	张新军, 吴瞾贤, 吴银梅, 等. 白背叶楤木愈伤组织诱导条件优化[J]. 现代园艺, 2021, 44(14):16-18.
[17]	陈晨, 张德春, 胡胜, 等. 白芨愈伤组织诱导及植株再生[J]. 分子植物育种, 2022, 20(24):8201-8206.
[18]	赵莹, 陈甘牛, 路兆军, 等. 苦糖果愈伤组织诱导与不定芽分化研究[J]. 安徽农业科学, 2021, 49(14):98-100.
[19]	冯莎莎, 范翠丽, 郑志新, 等. 金莲花愈伤组织诱导与分化[J]. 北方园艺, 2021(4):107-112.
[20]	胡海英, 张芮, 段艳慧, 等. 乌拉尔甘草离体再生与遗传转化技术的研究[J]. 草业学报, 2016, 25(11):50-56. doi: 10.11686/cyxb2015590
[21]	张青华, 董月霞, 高文瑛, 等. 玉扇愈伤组织分化培养基的适宜激素浓度筛选试验[J]. 上海农业科技, 2021(2):70-71,74.
[22]	王辉, 肖小君, 唐晨, 等. 多花黄精(Polygonatum cyrtonema Hua)高效再生体系的建立[J]. 分子植物育种, 2022, 20(16):5386-5393.

培养基编号	培养基配方与激素浓度/(mg/L)	发芽率/%	现象
A1	MS	96.33±0.88a	生长快，叶片大，根部发达
A2	1/2 MS	98.00±0.58a	生长快，茎粗壮，叶片大，根部发达
A3	MS+1.0 mg/L 6-BA+0.5 mg/L NAA	79.33±0.33b	植株生长停滞
A4	MS+0.5 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA	47.00±0.58c	植株生长停滞
A5	MS+0.5NAA	77.00±1.53b	植株生长停滞

培养基编号	培养基配方与激素浓度/(mg/L)	发芽率/%	现象
A1	MS	96.33±0.88a	生长快，叶片大，根部发达
A2	1/2 MS	98.00±0.58a	生长快，茎粗壮，叶片大，根部发达
A3	MS+1.0 mg/L 6-BA+0.5 mg/L NAA	79.33±0.33b	植株生长停滞
A4	MS+0.5 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA	47.00±0.58c	植株生长停滞
A5	MS+0.5NAA	77.00±1.53b	植株生长停滞

培养基编号	激素类型与浓度/(mg/L)			外植体	愈伤组织诱导率/%	现象
培养基编号	6-BA	2,4-D	NAA	外植体	愈伤组织诱导率/%	现象
B1	0.1	0.1	0.1	叶片	100	色泽鲜黄、褐化
				茎段	100	褐化
				胚轴	100	褐化
B2	0.5	0.5	0.5	叶片	100	色泽嫩绿、质地紧密
				茎段	100	色泽嫩绿
				胚轴	100	色泽鲜黄
B3	0.5	0.1	0.1	叶片	100	褐化、质地紧密
				茎段	100	色泽深绿、质地紧密
				胚轴	100	褐化、质地紧密
B4	0.1	0.1	0.5	叶片	100	色泽嫩绿
				茎段	100	色泽嫩绿、质地松散
				胚轴	100	色泽嫩绿
B5	0.5	0.5	0.1	叶片	100	色泽嫩绿
				茎段	100	色泽鲜黄
				胚轴	100	质地松散
B6	0.1	0.5	0.5	叶片	100	色泽嫩绿，质地松散
				茎段	100	色泽鲜黄
				胚轴	100	质地松散，褐化

培养基编号	激素类型与浓度/(mg/L)			外植体	愈伤组织诱导率/%	现象
培养基编号	6-BA	2,4-D	NAA	外植体	愈伤组织诱导率/%	现象
B1	0.1	0.1	0.1	叶片	100	色泽鲜黄、褐化
				茎段	100	褐化
				胚轴	100	褐化
B2	0.5	0.5	0.5	叶片	100	色泽嫩绿、质地紧密
				茎段	100	色泽嫩绿
				胚轴	100	色泽鲜黄
B3	0.5	0.1	0.1	叶片	100	褐化、质地紧密
				茎段	100	色泽深绿、质地紧密
				胚轴	100	褐化、质地紧密
B4	0.1	0.1	0.5	叶片	100	色泽嫩绿
				茎段	100	色泽嫩绿、质地松散
				胚轴	100	色泽嫩绿
B5	0.5	0.5	0.1	叶片	100	色泽嫩绿
				茎段	100	色泽鲜黄
				胚轴	100	质地松散
B6	0.1	0.5	0.5	叶片	100	色泽嫩绿，质地松散
				茎段	100	色泽鲜黄
				胚轴	100	质地松散，褐化

愈伤组织来源	培养基编号	激素类型与浓度/(mg/L)					分化率/%
愈伤组织来源	培养基编号	6-BA	TDZ	IBA	NAA	2,4-D	分化率/%
叶片	C1	2	0	0	0	0	5.85±0.65b
	C2	2	0.2	1	0	0	9.19±0.87b
	C3	2	0.5	0	0	0	0
	C4	3	0	0	0	0	0
	C5	3	0.5	0.5	0	0	18.56±3.18b
	C6	1	0	0	0.5	0	0
	C7	0.1	0	0	0.1	0	83.34±16.67a
	C8	0.1	0	0	0.1	0.1	0
	C9	0.5	0	0	0.1	0.1	22.22±12.22b
茎段	C1	2	0	0	0	0	0
	C2	2	0.2	1	0	0	26.65±6.65b
	C3	2	0.5	0	0	0	8.88±3.62cd
	C4	3	0	0	0	0	0.75±0.26d
	C5	3	0.5	0.5	0	0	0.90±0.20d
	C6	1	0	0	0.5	0	0
	C7	0.1	0	0	0.1	0	0
	C8	0.1	0	0	0.1	0.1	44.50±5.50a
	C9	0.5	0	0	0.1	0.1	18.75±1.25bc
胚轴	C1	2	0	0	0	0	87.50±12.50a
	C2	2	0.2	1	0	0	3.49±1.29c
	C3	2	0.5	0	0	0	0
	C4	3	0	0	0	0	1.93±0.93c
	C5	3	0.5	0.5	0	0	0
	C6	1	0	0	0.5	0	0
	C7	0.1	0	0	0.1	0	65.00±5.00b
	C8	0.1	0	0	0.1	0.1	0
	C9	0.5	0	0	0.1	0.1	87.50±12.50a