重金屬鉻、銀對短葶飛蓬愈傷組織誘導的影響

林麗飛等

摘要：以無菌短葶飛蓬試管苗為材料，以MS為基本培養基，在誘導培養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。隨著工農業的發展，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境中的含量大增，對生物造成嚴重毒害作用。鉻作為工業的“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，產于湖南、廣西、貴州、四川、云南、西藏等省區，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方面的研究也有報道[23-28]，但是關于組織培養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來研究鉻、銀對植物生長發育的影響，探討重金屬在植物體內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，預防其對動植物以及人類的毒害作用。

1材料與方法

基本培養基為MS+6-BA 0.5 mg/L+NAA 0.1 mg/L，在基本培養基中分別加入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]。

上述培養基均添加2.5%蔗糖、0.7%瓊脂，pH值5.8，培養溫度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規律性，即濃度越大，抑制越嚴重。當Cr6+濃度增加至200 μmol/L時，部分愈傷組織呈現出不同程度的死亡和褐化現象，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，部分出現葉片褐化部分愈傷組織出現褐化，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，出現黃`苗現象注：+++表示膨脹度好，++表示膨脹度一般，+表示幾乎不膨脹。

參考文獻：

[1]顧公望，張宏偉. 微量元素與惡性腫瘤[M]. 上海：上海科學技術文獻出版社，1993：199-205.

[2]蔣德富，楊曉華 .Cr6+對冬小麥6246發芽及根尖細胞有絲分裂影響的初步研究[J]. 環境科學，1981，2（5）：14-18.

[3]張義賢. 三價鉻和六價鉻對大麥毒害效應的比較[J]. 中國環境科學，1997，17（6）：86-89.

[4]徐勤松，施國新，杜開和. 六價鉻污染對水車前葉片生理生化及細胞超微結構的影響[J]. 廣西植物，2002，22（1）：92-96.

[5]Vain P，Yean H，Plam E P. Enhancement of production and regeneration of embryogenic type callus in Zea mays L.by AgNO3[J]. Plant Cell，Tissue and Organ Culture，1989，18：143-151.

[6]Evans J M，Vatt Y P. Ethylene precursors and antagonists increase embryogenesis of Hordeum vulgare L.anther culture[J]. Plant Cell Reports，1994，13：676-678.

[7]Fernandez S，Michax-Ferriere N，Coumans M. The embryogenic response of immature embryo cultures of durum wheat（Triticum durum Desf.）：histology and improvement by AgNO3[J]. Plant Growth Regulation，1999，28：147-155.

[8]Chugh A，Khurana P. Regeneration via somatic embryogenesis from leaf basal segments and genetic transformation of bread and emmer wheat by particle bombardment[J]. Plant Cell，Tissue and Organ Culture，2003，74：151-161.

[9]Adkins S W，Kunanuvat C R，Grays J，et al. Effect of ethylene and culture environment on rice callus proliferation[J]. J Exp Bot，1993，44（269）：1829-1835.

[10]Songst A D，Duncan D R，Wikholm J M. Effect of 1-aminocy clopropane-1-car boxylic acid，silver nitrate and norbornadiene on plant regeneration from maize callus cultures[J]. Plant Cell Reports，1988，7：262-265.

[11]林镕，陳藝林.中國植物志：第七十四卷[M]. 北京：科學出版社，1985：308-309.

[12]《滇南本草》整理組. 滇南本草：第二卷[M]. 昆明：云南人民出版社，1977：300-302.

[13]云南第一人民醫院.治療癱瘓的中草藥——燈盞細辛[J]. 中草藥通訊，1972，3（2）：47-48.

[14]張衛東，陳萬生，孔德云，等. 燈盞細辛化學成分的研究[J]. 中國藥學雜志，2000，35（8）：10-12.

[15]黎光南. 云南中藥志：Ⅰ[M]. 昆明：云南科學技術出版社，1990：275.

[16]張大偉. 楊生元.楊永月等. 燈盞細辛的化學成分研究[J]. 藥學學報，1981，169（1）：68-69.

[17]林麗飛，劉春國，胡先奇，等. 云南省燈盞花黃萎病病原初步研究[J]. 植物保護，2007，33（4）：89-91.

[18]林麗飛，胡先奇，劉春國，等. 燈盞花根際土壤3種墊刃線蟲的鑒定[J]. 植物病理學報，2007，37（5）：541-544.

[19]林麗飛，胡先奇，江楠. 短葶飛蓬銹病的初步研究[J]. 華中農業大學學報，2004，23（5）：513-514.

[20]林麗飛，劉春國，許春，等. 云南省燈盞花根際土壤廣東墊刃線蟲的鑒定[J]. 西南大學學報：自然科學版，2008，30（6）：88-90.

[21]林麗飛，劉春國，李衛芬，等. 云南省燈盞花根腐線蟲病的病原鑒定[J]. 西南農業大學學報：自然科學版，2006，28（5）：851-853.

[22]林麗飛，劉春國，李衛芬，等. 云南省燈盞花根際土壤螺旋線蟲的鑒定[J]. 江蘇農業科學，2007（1）：62-63.

[23]許彩霞，孫成林，薛 偉.燈盞花組織培養離體快速繁殖[J]. 內蒙古林業科技，2001，6（1）：116.

[24]黃平，王荔，楊艷瓊，等. 正交設計在燈盞花組織培養中的應用[J]. 云南農業大學學報，2006，21（2）：160-163.

[25]林春，劉鴻高，蘇友波，等. 燈盞花快速繁殖研究簡報[J]. 云南農業大學學報，2003，18（3）：323-326.

[26]楊耀文，錢子剛，段敏. 燈盞花組織培養初步研究[J]. 云南中醫學院學報，2002，52（2）：12-13.

[27]林麗飛，陶發清，劉春國，等. 藥用植物燈盞花組織培養體系的建立[J]. 西南大學學報：自然科學版，2009，31（12）：82-86.

[28]林麗飛，夏瑞娥，劉春國，等. 不同因素對短葶飛蓬愈傷組織的影響[J]. 江蘇農業科學，2013，41（2）：52-54.李雪，馬媛春，程宗明. 抗鹽玫瑰組培快繁體系的建立[J]. 江蘇農業科學，2014，42（9）

：50-53.

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，部分出現葉片褐化部分愈傷組織出現褐化，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，出現黃`苗現象注：+++表示膨脹度好，++表示膨脹度一般，+表示幾乎不膨脹。

參考文獻：

[1]顧公望，張宏偉. 微量元素與惡性腫瘤[M]. 上海：上海科學技術文獻出版社，1993：199-205.

[2]蔣德富，楊曉華 .Cr6+對冬小麥6246發芽及根尖細胞有絲分裂影響的初步研究[J]. 環境科學，1981，2（5）：14-18.

[3]張義賢. 三價鉻和六價鉻對大麥毒害效應的比較[J]. 中國環境科學，1997，17（6）：86-89.

[4]徐勤松，施國新，杜開和. 六價鉻污染對水車前葉片生理生化及細胞超微結構的影響[J]. 廣西植物，2002，22（1）：92-96.

[5]Vain P，Yean H，Plam E P. Enhancement of production and regeneration of embryogenic type callus in Zea mays L.by AgNO3[J]. Plant Cell，Tissue and Organ Culture，1989，18：143-151.

[6]Evans J M，Vatt Y P. Ethylene precursors and antagonists increase embryogenesis of Hordeum vulgare L.anther culture[J]. Plant Cell Reports，1994，13：676-678.

[7]Fernandez S，Michax-Ferriere N，Coumans M. The embryogenic response of immature embryo cultures of durum wheat（Triticum durum Desf.）：histology and improvement by AgNO3[J]. Plant Growth Regulation，1999，28：147-155.

[8]Chugh A，Khurana P. Regeneration via somatic embryogenesis from leaf basal segments and genetic transformation of bread and emmer wheat by particle bombardment[J]. Plant Cell，Tissue and Organ Culture，2003，74：151-161.

[9]Adkins S W，Kunanuvat C R，Grays J，et al. Effect of ethylene and culture environment on rice callus proliferation[J]. J Exp Bot，1993，44（269）：1829-1835.

[10]Songst A D，Duncan D R，Wikholm J M. Effect of 1-aminocy clopropane-1-car boxylic acid，silver nitrate and norbornadiene on plant regeneration from maize callus cultures[J]. Plant Cell Reports，1988，7：262-265.

[11]林镕，陳藝林.中國植物志：第七十四卷[M]. 北京：科學出版社，1985：308-309.

[12]《滇南本草》整理組. 滇南本草：第二卷[M]. 昆明：云南人民出版社，1977：300-302.

[13]云南第一人民醫院.治療癱瘓的中草藥——燈盞細辛[J]. 中草藥通訊，1972，3（2）：47-48.

[14]張衛東，陳萬生，孔德云，等. 燈盞細辛化學成分的研究[J]. 中國藥學雜志，2000，35（8）：10-12.

[15]黎光南. 云南中藥志：Ⅰ[M]. 昆明：云南科學技術出版社，1990：275.

[16]張大偉. 楊生元.楊永月等. 燈盞細辛的化學成分研究[J]. 藥學學報，1981，169（1）：68-69.

[17]林麗飛，劉春國，胡先奇，等. 云南省燈盞花黃萎病病原初步研究[J]. 植物保護，2007，33（4）：89-91.

[18]林麗飛，胡先奇，劉春國，等. 燈盞花根際土壤3種墊刃線蟲的鑒定[J]. 植物病理學報，2007，37（5）：541-544.

[19]林麗飛，胡先奇，江楠. 短葶飛蓬銹病的初步研究[J]. 華中農業大學學報，2004，23（5）：513-514.

[20]林麗飛，劉春國，許春，等. 云南省燈盞花根際土壤廣東墊刃線蟲的鑒定[J]. 西南大學學報：自然科學版，2008，30（6）：88-90.

[21]林麗飛，劉春國，李衛芬，等. 云南省燈盞花根腐線蟲病的病原鑒定[J]. 西南農業大學學報：自然科學版，2006，28（5）：851-853.

[22]林麗飛，劉春國，李衛芬，等. 云南省燈盞花根際土壤螺旋線蟲的鑒定[J]. 江蘇農業科學，2007（1）：62-63.

[23]許彩霞，孫成林，薛 偉.燈盞花組織培養離體快速繁殖[J]. 內蒙古林業科技，2001，6（1）：116.

[24]黃平，王荔，楊艷瓊，等. 正交設計在燈盞花組織培養中的應用[J]. 云南農業大學學報，2006，21（2）：160-163.

[25]林春，劉鴻高，蘇友波，等. 燈盞花快速繁殖研究簡報[J]. 云南農業大學學報，2003，18（3）：323-326.

[26]楊耀文，錢子剛，段敏. 燈盞花組織培養初步研究[J]. 云南中醫學院學報，2002，52（2）：12-13.

[27]林麗飛，陶發清，劉春國，等. 藥用植物燈盞花組織培養體系的建立[J]. 西南大學學報：自然科學版，2009，31（12）：82-86.

[28]林麗飛，夏瑞娥，劉春國，等. 不同因素對短葶飛蓬愈傷組織的影響[J]. 江蘇農業科學，2013，41（2）：52-54.李雪，馬媛春，程宗明. 抗鹽玫瑰組培快繁體系的建立[J]. 江蘇農業科學，2014，42（9）

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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，部分出現葉片褐化部分愈傷組織出現褐化，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，出現黃`苗現象注：+++表示膨脹度好，++表示膨脹度一般，+表示幾乎不膨脹。

參考文獻：

[1]顧公望，張宏偉. 微量元素與惡性腫瘤[M]. 上海：上海科學技術文獻出版社，1993：199-205.

[2]蔣德富，楊曉華 .Cr6+對冬小麥6246發芽及根尖細胞有絲分裂影響的初步研究[J]. 環境科學，1981，2（5）：14-18.

[3]張義賢. 三價鉻和六價鉻對大麥毒害效應的比較[J]. 中國環境科學，1997，17（6）：86-89.

[4]徐勤松，施國新，杜開和. 六價鉻污染對水車前葉片生理生化及細胞超微結構的影響[J]. 廣西植物，2002，22（1）：92-96.

[5]Vain P，Yean H，Plam E P. Enhancement of production and regeneration of embryogenic type callus in Zea mays L.by AgNO3[J]. Plant Cell，Tissue and Organ Culture，1989，18：143-151.

[6]Evans J M，Vatt Y P. Ethylene precursors and antagonists increase embryogenesis of Hordeum vulgare L.anther culture[J]. Plant Cell Reports，1994，13：676-678.

[7]Fernandez S，Michax-Ferriere N，Coumans M. The embryogenic response of immature embryo cultures of durum wheat（Triticum durum Desf.）：histology and improvement by AgNO3[J]. Plant Growth Regulation，1999，28：147-155.

[8]Chugh A，Khurana P. Regeneration via somatic embryogenesis from leaf basal segments and genetic transformation of bread and emmer wheat by particle bombardment[J]. Plant Cell，Tissue and Organ Culture，2003，74：151-161.

[9]Adkins S W，Kunanuvat C R，Grays J，et al. Effect of ethylene and culture environment on rice callus proliferation[J]. J Exp Bot，1993，44（269）：1829-1835.

[10]Songst A D，Duncan D R，Wikholm J M. Effect of 1-aminocy clopropane-1-car boxylic acid，silver nitrate and norbornadiene on plant regeneration from maize callus cultures[J]. Plant Cell Reports，1988，7：262-265.

[11]林镕，陳藝林.中國植物志：第七十四卷[M]. 北京：科學出版社，1985：308-309.

[12]《滇南本草》整理組. 滇南本草：第二卷[M]. 昆明：云南人民出版社，1977：300-302.

[13]云南第一人民醫院.治療癱瘓的中草藥——燈盞細辛[J]. 中草藥通訊，1972，3（2）：47-48.

[14]張衛東，陳萬生，孔德云，等. 燈盞細辛化學成分的研究[J]. 中國藥學雜志，2000，35（8）：10-12.

[15]黎光南. 云南中藥志：Ⅰ[M]. 昆明：云南科學技術出版社，1990：275.

[16]張大偉. 楊生元.楊永月等. 燈盞細辛的化學成分研究[J]. 藥學學報，1981，169（1）：68-69.

[17]林麗飛，劉春國，胡先奇，等. 云南省燈盞花黃萎病病原初步研究[J]. 植物保護，2007，33（4）：89-91.

[18]林麗飛，胡先奇，劉春國，等. 燈盞花根際土壤3種墊刃線蟲的鑒定[J]. 植物病理學報，2007，37（5）：541-544.

[19]林麗飛，胡先奇，江楠. 短葶飛蓬銹病的初步研究[J]. 華中農業大學學報，2004，23（5）：513-514.

[20]林麗飛，劉春國，許春，等. 云南省燈盞花根際土壤廣東墊刃線蟲的鑒定[J]. 西南大學學報：自然科學版，2008，30（6）：88-90.

[21]林麗飛，劉春國，李衛芬，等. 云南省燈盞花根腐線蟲病的病原鑒定[J]. 西南農業大學學報：自然科學版，2006，28（5）：851-853.

[22]林麗飛，劉春國，李衛芬，等. 云南省燈盞花根際土壤螺旋線蟲的鑒定[J]. 江蘇農業科學，2007（1）：62-63.

[23]許彩霞，孫成林，薛 偉.燈盞花組織培養離體快速繁殖[J]. 內蒙古林業科技，2001，6（1）：116.

[24]黃平，王荔，楊艷瓊，等. 正交設計在燈盞花組織培養中的應用[J]. 云南農業大學學報，2006，21（2）：160-163.

[25]林春，劉鴻高，蘇友波，等. 燈盞花快速繁殖研究簡報[J]. 云南農業大學學報，2003，18（3）：323-326.

[26]楊耀文，錢子剛，段敏. 燈盞花組織培養初步研究[J]. 云南中醫學院學報，2002，52（2）：12-13.

[27]林麗飛，陶發清，劉春國，等. 藥用植物燈盞花組織培養體系的建立[J]. 西南大學學報：自然科學版，2009，31（12）：82-86.

[28]林麗飛，夏瑞娥，劉春國，等. 不同因素對短葶飛蓬愈傷組織的影響[J]. 江蘇農業科學，2013，41（2）：52-54.李雪，馬媛春，程宗明. 抗鹽玫瑰組培快繁體系的建立[J]. 江蘇農業科學，2014，42（9）

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