岩黄连的高频再生体系建立与优化
2015-01-15韦范李翠韦坤华王晓峰郭晓云李林
韦范+李翠+韦坤华+王晓峰+郭晓云+李林轩
摘要:以岩黄连(CorydalissaxicolaBunting)茎尖为外植体,以MS、1/2MS为基本培养基,采用正交试验探讨植物生长调节剂多因素组合(6-BA、NAA、IAA、IBA、AC)对岩黄连初代诱导、不定芽分化、诱导生根的影响。结果表明,岩黄连不定芽最佳诱导培养基为:MS+0.5mg/L6-BA+0.2mg/LIAA。6-BA浓度过低会导致植物丛生芽较少、繁殖速度减缓,6-BA浓度过高又会导致丛生芽出现玻璃化、变形。在MS+0.6mg/L6-BA+0.2mg/LIBA+0.2mg/LIAA培养基中,岩黄连不定芽能够进行高效繁殖,不但增殖倍数非常高,而且芽苗质量非常好。
关键词:岩黄连;组织培养;不定芽;基质
中图分类号:R284;S567.23+9.043文献标志码:A文章编号:1002-1302(2014)11-0068-03
岩黄连(CorydalissaxicolaBunting)别称石生黄堇,为紫堇科紫堇属多年生草本植物,全草含脱氢卡维丁(岩黄连碱)等活性成分,具有显著的抗菌、消炎、镇痛、安定作用,并有抑制肿瘤细胞作用,主治疮疖肿毒、肝炎、肝硬化、肝癌等症,多见于桂西北山区[1-3]。岩黄连总生物碱注射剂、片剂等中药制剂及产品已被研制出来,并已批量投产[4]。由于人为破坏、生境脆弱等原因,岩黄连野生资源濒临枯竭,难以满足药材市场的需求。本研究利用现代生物技术,建立岩黄连高频再生体系,为岩黄连组织培养规模化生产育苗提供技术支撑,旨在为更好地开发利用岩黄连药用植物资源提供依据。
1材料与方法
1.1材料
岩黄连采自广西药用植物园科研基地,采用其茎尖作为材料展开诱导。将岩黄连茎尖洗净,用75%乙醇灭菌30s,再用无菌水涮洗1遍,将洗干净的茎尖置于0.1%HgCl2溶液(加1~2点表面活性物质吐温)中浸泡消毒5~10min,用无菌水浸洗2次,每次浸洗5min,用无菌纸将材料表层水分吸干,然后置于MS培养基上进行培养,平均光照度为2000lx,光照时间12h/d,温度(25±3)℃。
1.2不定芽诱导
在MS培育基上以NAA(0.1、0.2、0.4mg/L)、IAA(0.1、0.2、0.4mg/L)、6-BA(0、0.5、1.0mg/L)3种不同类型激素的3个水平进行正交试验,对岩黄连不定芽诱导进行改进与优化,每处理10瓶,每瓶4个外植体,30d后记录外植体的诱导情况,比较不同组合诱导不定芽能力的差异。
1.3丛生芽繁殖
在MS培育基上以6-BA(0.3、0.6、1.0mg/L)、IAA(0.1、0.2、0.4mg/L)、IBA(0.1、0.2、0.4mg/L)3种激素的3个水平进行正交试验,对岩黄连的繁殖培养基进行优化,每处理10瓶,每瓶4个单芽,30d后测试管苗生长情况、芽增殖倍数。
1.4生根培养
为了选择最理想的生根培育基,在1/2MS培育基上以IBA(0.2、0.5、1.0mg/L)、NAA(0.1、0.3、0.5mg/L)、AC(0、0.3、0.5g/L)3种激素的3个水平进行正交试验,对岩黄连的生根培养基进行优化,每处理10瓶,每瓶10个单芽,30d之后记录生根率与生根数。
1.5炼苗及移栽
挑选生长旺盛、根系发达的试管苗移入常温室内,在盖上盖子的状态下松开盖子,2d后掀开盖子,让岩黄连幼苗与空气完全接触,其间向瓶内洒水保持瓶内水分充足。3d后取出幼苗,洗净根部的培养基,移入装有事先消毒好的黄沙、蛭石、泥炭、泥炭+蛭石(1∶1)、泥炭+黄沙(1∶1)5种不同基质上,适度遮阴,并保持一定的湿度,30d后统计不同基质中组培苗的成活率。
2结果与分析
2.1消毒时间筛选
消毒时间分别设5、6、7、8、9、10min6个梯度,接种后15d统计岩黄连的污染率与成活率。由表1可知,持续消毒灭菌8min,消毒灭菌效果最佳,成功率高达85%。消毒8min,污染率较高,灭菌时间超过8min,污染率有所下降,但是死亡率明显上升,消毒10min的外植体死亡率达60%。
2.2不定芽的诱导
用茎尖作为外植体接入初代诱导培养基,7d左右切口处开始增大疏松,颜色逐渐变乳黄色,15d左右培养基上长出翠绿色的不定芽,20d时不定芽成簇生长,呈翠绿色。从表2可以看出,0.5mg/L6-BA+0.2mg/LIAA+0.2mg/LNAA条件下,不定芽个数最多。各激素对不定芽的诱导影响由大到小依次为:6-BA>IAA>NAA。当6-BA浓度保持在0~0.5mg/L之间时,不定芽数量与浓度成正比;当6-BA浓度高于0.5mg/L时,二者成反比关系,并且不定芽变为黄绿色,说明6-BA浓度过高会对不定芽诱导起到抑制影响。低浓度生长素有利于不定芽诱导及生长。当IAA浓度在0.1~0.2mg/L范围时,不定芽数量与浓度成正比,当其浓度高于0.2mg/L,就会起到相反的效果。NAA对不定芽的诱导影响不显著,可以不考虑(表3)。所以,选取MS+0.5mg/L6-BA+0.2mg/LIAA培养基诱导岩黄连不定芽(图1)。
2.3丛生芽继代
将长0.5~1.0cm的不定芽切下接种到繁殖培养基上。由表4、表5可见,6-BA对岩黄连不定芽增殖倍数影响极显著。不定芽增殖倍数的范围为3.4~7.3。当6-BA浓度为1.0mg/L时,岩黄连生长现象异常,如有轻微玻璃化;当6-BA浓度为0.6mg/L时,岩黄连植株健壮、展叶良好。IBA浓度对岩黄连增殖倍数影响不显著,但对苗质量有影响,当IBA浓度为0.2mg/L时,芽苗翠绿色,长势快,质量好,有利于后期诱导生根。因此,在MS+0.6mg/L6-BA+0.2mg/L
IBA+0.2mg/LIAA培养基中,岩黄连不定芽能够进行高效繁殖。重复试验发现,在此培养基上不但增殖倍数非常高,而且芽苗质量也非常好(图2)。
2.4丛生芽诱导生根试验
将生长健壮的芽苗单切接入岩黄连生根培养基中,30d后统计生根率及平均生根数(表6)。IBA浓度对试管苗生根率影响极显著,NAA对试管苗生根率影响显著,AC对岩黄连试管苗生根率影响不大(表7、表8)。生根率、平均生根数都主要受IBA浓度的影响,当IBA浓度为0.2~0.5mg/L,随着IBA浓度升高,岩黄连试管苗生根率、平均生根数增加;当IBA浓度大于0.5mg/L,生根率、平均生根数均降低。当NAA浓度在0.1~0.3mg/L范围内时,岩黄连试管苗平均生根数、生根率均与浓度呈正比,但是如果NAA浓度超出0.3mg/L,则两者均降低,NAA浓度过高会影响丛生芽的进一步生根。1/2MS+0.5mg/LIBA+0.3mg/LNAA+0.5g/LAC生根培养基中,岩黄连试管苗生根率达100%,平均生根数达26.7条(图3)。
2.5再生苗的移栽
由表9可知,不同基质成活率由高到低依次为泥炭+蛭石(1∶1)>泥炭+黄沙(1∶1)>蛭石>黄沙>泥炭。因此,试管苗移栽最适宜基质为泥炭+蛭石(1∶1),移栽30d成活率为84%。
3结论与讨论
理生化过程受基因的控制。促进植物发育物质的浓度与分类、外植物体的属性、不同植物激素的比例成分都会对不定芽的生成产生至关重要的影响。本研究表明,没有细胞分裂素(6-BA)的对照组不定芽诱导率较低,说明岩黄连茎尖不定芽诱导中,细胞分裂素是必需的。低浓度的IAA有助于不定芽的形成。本研究表明,岩黄连不定芽最佳诱导培养基为MS+6-BA0.5mg/L+IAA0.2mg/L。本试验中,6-BA浓度过低会导致植物丛生芽较少、繁殖速度减缓,6-BA浓度过高又会导致丛生芽玻璃化、变形。IBA属于植物内源生长素,植物无需借助其他外力就能够自动生成,具有促进细胞分裂、发育等功能。在组织培养过程中,内源激素形成速度较慢,无法满足植物生长的需求,需要从培养基中吸收。不同种类的生产调节素多管齐下,效果要比只使用1种激素好很多[5-8]。本研究表明,在MS+0.6mg/L6-BA+0.2mg/LIBA+0.2mg/LIAA培养基中,岩黄连不定芽能够进行高效繁殖,不但增殖倍数非常高,而且芽苗质量非常好。生根的关键因素是选苗,主要是依据苗的健壮程度进行,虽然苗高也可作为1项参考指标,但并不是主要因素。生根时应选择健壮度与高度都达到要求的组培苗进行生根培养。岩黄连移栽试验出现萎蔫现象主要是由于岩黄连移栽之后,根部与土壤基质还没有相互适应,但是根系及叶片的呼吸作用没有停止,产
生大量水分,叶片利用二氧化碳、阳光进行光合作用,消耗营养,导致叶片在消耗水分、养分,但是根部又供应不上。岩黄连所生之处主要集中在山岩边缘等危险、阴凉区域。因此在栽培中要保持一定的湿度及温度,每天给叶片喷洒少量水,移栽5d后可在水中加入少量液体生根培养基促进根的生长。
参考文献:
[1]文和群,许兆然,Villa-LobosJ,等.中国南部石灰岩稀有濒危植物名录[J].广西植物,1993,13(2):110-127.
[2]广西壮族自治区卫生厅.广西中药材标准[M].南宁:广西科学技术出版社,1992.
[3]毛宇昂,梁永红.岩黄连的研究综述[J].时珍国医国药,2006,17(4):630-631.
[4]蒋水元,胡兴华,赵瑞峰.岩黄连引种栽培研究[J].广西植物,2002,22(5):469-473.
[5]姜灵敏,徐有明,张冬梅,等.红刺玫愈伤组织诱导再生体系的建立[J].江苏农业学报,2012,28(4):914-916.
[6]苏钛,黄宁珍,付传明.匙羹藤组织培养条件优化研究[J].广西植物,2009,29(1):87-91.
[7]陈豫,胡伟,何磊.不同浓度激素对胡萝卜愈伤组织诱导的影响[J].江苏农业科学,2013,41(2):54-56.
[8]王菲彬,王斐,管玲玲,等,植物激素对东方百合试管苗鳞片分化不定芽的影响[J].江苏农业科学,2013,41(6):53-55.
IBA+0.2mg/LIAA培养基中,岩黄连不定芽能够进行高效繁殖。重复试验发现,在此培养基上不但增殖倍数非常高,而且芽苗质量也非常好(图2)。
2.4丛生芽诱导生根试验
将生长健壮的芽苗单切接入岩黄连生根培养基中,30d后统计生根率及平均生根数(表6)。IBA浓度对试管苗生根率影响极显著,NAA对试管苗生根率影响显著,AC对岩黄连试管苗生根率影响不大(表7、表8)。生根率、平均生根数都主要受IBA浓度的影响,当IBA浓度为0.2~0.5mg/L,随着IBA浓度升高,岩黄连试管苗生根率、平均生根数增加;当IBA浓度大于0.5mg/L,生根率、平均生根数均降低。当NAA浓度在0.1~0.3mg/L范围内时,岩黄连试管苗平均生根数、生根率均与浓度呈正比,但是如果NAA浓度超出0.3mg/L,则两者均降低,NAA浓度过高会影响丛生芽的进一步生根。1/2MS+0.5mg/LIBA+0.3mg/LNAA+0.5g/LAC生根培养基中,岩黄连试管苗生根率达100%,平均生根数达26.7条(图3)。
2.5再生苗的移栽
由表9可知,不同基质成活率由高到低依次为泥炭+蛭石(1∶1)>泥炭+黄沙(1∶1)>蛭石>黄沙>泥炭。因此,试管苗移栽最适宜基质为泥炭+蛭石(1∶1),移栽30d成活率为84%。
3结论与讨论
理生化过程受基因的控制。促进植物发育物质的浓度与分类、外植物体的属性、不同植物激素的比例成分都会对不定芽的生成产生至关重要的影响。本研究表明,没有细胞分裂素(6-BA)的对照组不定芽诱导率较低,说明岩黄连茎尖不定芽诱导中,细胞分裂素是必需的。低浓度的IAA有助于不定芽的形成。本研究表明,岩黄连不定芽最佳诱导培养基为MS+6-BA0.5mg/L+IAA0.2mg/L。本试验中,6-BA浓度过低会导致植物丛生芽较少、繁殖速度减缓,6-BA浓度过高又会导致丛生芽玻璃化、变形。IBA属于植物内源生长素,植物无需借助其他外力就能够自动生成,具有促进细胞分裂、发育等功能。在组织培养过程中,内源激素形成速度较慢,无法满足植物生长的需求,需要从培养基中吸收。不同种类的生产调节素多管齐下,效果要比只使用1种激素好很多[5-8]。本研究表明,在MS+0.6mg/L6-BA+0.2mg/LIBA+0.2mg/LIAA培养基中,岩黄连不定芽能够进行高效繁殖,不但增殖倍数非常高,而且芽苗质量非常好。生根的关键因素是选苗,主要是依据苗的健壮程度进行,虽然苗高也可作为1项参考指标,但并不是主要因素。生根时应选择健壮度与高度都达到要求的组培苗进行生根培养。岩黄连移栽试验出现萎蔫现象主要是由于岩黄连移栽之后,根部与土壤基质还没有相互适应,但是根系及叶片的呼吸作用没有停止,产
生大量水分,叶片利用二氧化碳、阳光进行光合作用,消耗营养,导致叶片在消耗水分、养分,但是根部又供应不上。岩黄连所生之处主要集中在山岩边缘等危险、阴凉区域。因此在栽培中要保持一定的湿度及温度,每天给叶片喷洒少量水,移栽5d后可在水中加入少量液体生根培养基促进根的生长。
参考文献:
[1]文和群,许兆然,Villa-LobosJ,等.中国南部石灰岩稀有濒危植物名录[J].广西植物,1993,13(2):110-127.
[2]广西壮族自治区卫生厅.广西中药材标准[M].南宁:广西科学技术出版社,1992.
[3]毛宇昂,梁永红.岩黄连的研究综述[J].时珍国医国药,2006,17(4):630-631.
[4]蒋水元,胡兴华,赵瑞峰.岩黄连引种栽培研究[J].广西植物,2002,22(5):469-473.
[5]姜灵敏,徐有明,张冬梅,等.红刺玫愈伤组织诱导再生体系的建立[J].江苏农业学报,2012,28(4):914-916.
[6]苏钛,黄宁珍,付传明.匙羹藤组织培养条件优化研究[J].广西植物,2009,29(1):87-91.
[7]陈豫,胡伟,何磊.不同浓度激素对胡萝卜愈伤组织诱导的影响[J].江苏农业科学,2013,41(2):54-56.
[8]王菲彬,王斐,管玲玲,等,植物激素对东方百合试管苗鳞片分化不定芽的影响[J].江苏农业科学,2013,41(6):53-55.
IBA+0.2mg/LIAA培养基中,岩黄连不定芽能够进行高效繁殖。重复试验发现,在此培养基上不但增殖倍数非常高,而且芽苗质量也非常好(图2)。
2.4丛生芽诱导生根试验
将生长健壮的芽苗单切接入岩黄连生根培养基中,30d后统计生根率及平均生根数(表6)。IBA浓度对试管苗生根率影响极显著,NAA对试管苗生根率影响显著,AC对岩黄连试管苗生根率影响不大(表7、表8)。生根率、平均生根数都主要受IBA浓度的影响,当IBA浓度为0.2~0.5mg/L,随着IBA浓度升高,岩黄连试管苗生根率、平均生根数增加;当IBA浓度大于0.5mg/L,生根率、平均生根数均降低。当NAA浓度在0.1~0.3mg/L范围内时,岩黄连试管苗平均生根数、生根率均与浓度呈正比,但是如果NAA浓度超出0.3mg/L,则两者均降低,NAA浓度过高会影响丛生芽的进一步生根。1/2MS+0.5mg/LIBA+0.3mg/LNAA+0.5g/LAC生根培养基中,岩黄连试管苗生根率达100%,平均生根数达26.7条(图3)。
2.5再生苗的移栽
由表9可知,不同基质成活率由高到低依次为泥炭+蛭石(1∶1)>泥炭+黄沙(1∶1)>蛭石>黄沙>泥炭。因此,试管苗移栽最适宜基质为泥炭+蛭石(1∶1),移栽30d成活率为84%。
3结论与讨论
理生化过程受基因的控制。促进植物发育物质的浓度与分类、外植物体的属性、不同植物激素的比例成分都会对不定芽的生成产生至关重要的影响。本研究表明,没有细胞分裂素(6-BA)的对照组不定芽诱导率较低,说明岩黄连茎尖不定芽诱导中,细胞分裂素是必需的。低浓度的IAA有助于不定芽的形成。本研究表明,岩黄连不定芽最佳诱导培养基为MS+6-BA0.5mg/L+IAA0.2mg/L。本试验中,6-BA浓度过低会导致植物丛生芽较少、繁殖速度减缓,6-BA浓度过高又会导致丛生芽玻璃化、变形。IBA属于植物内源生长素,植物无需借助其他外力就能够自动生成,具有促进细胞分裂、发育等功能。在组织培养过程中,内源激素形成速度较慢,无法满足植物生长的需求,需要从培养基中吸收。不同种类的生产调节素多管齐下,效果要比只使用1种激素好很多[5-8]。本研究表明,在MS+0.6mg/L6-BA+0.2mg/LIBA+0.2mg/LIAA培养基中,岩黄连不定芽能够进行高效繁殖,不但增殖倍数非常高,而且芽苗质量非常好。生根的关键因素是选苗,主要是依据苗的健壮程度进行,虽然苗高也可作为1项参考指标,但并不是主要因素。生根时应选择健壮度与高度都达到要求的组培苗进行生根培养。岩黄连移栽试验出现萎蔫现象主要是由于岩黄连移栽之后,根部与土壤基质还没有相互适应,但是根系及叶片的呼吸作用没有停止,产
生大量水分,叶片利用二氧化碳、阳光进行光合作用,消耗营养,导致叶片在消耗水分、养分,但是根部又供应不上。岩黄连所生之处主要集中在山岩边缘等危险、阴凉区域。因此在栽培中要保持一定的湿度及温度,每天给叶片喷洒少量水,移栽5d后可在水中加入少量液体生根培养基促进根的生长。
参考文献:
[1]文和群,许兆然,Villa-LobosJ,等.中国南部石灰岩稀有濒危植物名录[J].广西植物,1993,13(2):110-127.
[2]广西壮族自治区卫生厅.广西中药材标准[M].南宁:广西科学技术出版社,1992.
[3]毛宇昂,梁永红.岩黄连的研究综述[J].时珍国医国药,2006,17(4):630-631.
[4]蒋水元,胡兴华,赵瑞峰.岩黄连引种栽培研究[J].广西植物,2002,22(5):469-473.
[5]姜灵敏,徐有明,张冬梅,等.红刺玫愈伤组织诱导再生体系的建立[J].江苏农业学报,2012,28(4):914-916.
[6]苏钛,黄宁珍,付传明.匙羹藤组织培养条件优化研究[J].广西植物,2009,29(1):87-91.
[7]陈豫,胡伟,何磊.不同浓度激素对胡萝卜愈伤组织诱导的影响[J].江苏农业科学,2013,41(2):54-56.
[8]王菲彬,王斐,管玲玲,等,植物激素对东方百合试管苗鳞片分化不定芽的影响[J].江苏农业科学,2013,41(6):53-55.