外源激素对远志不定根生长的影响
2018-04-19杨东方
杨东方
(山西药科职业学院,山西太原 030031)
远志源于远志科植物远志Polygala tenuifolia Willd.或卵叶远志 Polygala sibirica L.的干燥根[1],为山西省的道地药材,是国家42种重点保护的三级野生品种之一[2]。远志的年需求量约5 000 t,但栽培中存在连作、病害、草害严重,加工繁琐、产量下降、品质降低,农民种植积极性不高等问题。目前,国内外对于远志的研究主要集中在其化学成分的提取、分离,鉴定及人工栽培技术等方面[3-13]。关于远志组织培养也有报道[14-18],但有关远志不定根培养的研究还未见报道。
本试验通过外源激素对远志不定根生长的影响研究,为远志野生资源的保护和利用不定根培养进行次生代谢产物的合成提供了试验依据。
1 材料和方法
1.1 试验材料
将远志无根苗在附加IBA0.4mg/L,NAA0.4mg/L,DSC 2.0 mg/L的1/2 MS培养基中分化出来的根作为供试材料。
1.2 试验方法
将远志根的根尖0.5 g(鲜质量)接种到1/2 MS液体培养基中,在(25±2)℃下暗培养,采用不同浓度的 DSC和 IBA,NAA组合,KT和 IBA,NAA组合,DSC和 KT的质量浓度分别为 0,0.2,0.8,2.0,3.0 mg/L,IBA和NAA的质量浓度分别为0,0.4,0.8,1.5,2.0 mg/L,30 d后测定不定根培养物的鲜质量和干质量。
1.3 不定根培养物干质量增加值的测定
将培养30 d后的不定根取出,去除其表面的培养基,置天平上进行称质量即为鲜质量。将称好的不定根置于烘箱中,在60℃下烘干至恒质量,即为干质量,按以下公式计算其干质量增加值。
2 结果与分析
2.1 不同质量浓度的DSC和NAA组合对远志不定根生长的影响
不同质量浓度的DSC和NAA组合对远志不定根生长的影响列于表1。
在NAA为0~2.0 mg/L范围内,随着DSC质量浓度的增加不定根培养物干质量增加值呈上升趋势。当NAA为0.8 mg/L时,不同质量浓度的DSC对不定根培养物干质量增加值的影响如图1所示。DSC在2.0 mg/L时达到最大值1.13 g;当DSC增加到3.0 mg/L时,不定根培养物干质量增加值下降到0.88 g。这可能是由于DSC有促进细胞分裂的功效,高质量浓度DSC使细胞分裂太迅速,但可能并没有促进根原基分生组织的分化,所以,高质量浓度的DSC反而抑制不定根培养物质量增殖。
表1 不同质量浓度DSC和NAA组合对远志不定根培养物干质量增加值的影响 g
多重比较结果表明,DSC质量浓度的变化对不定根培养物干质量增加值的影响差异显著(表2)。
表2 不同质量浓度DSC对远志不定根培养影响的多重比较
不同质量浓度的NAA对远志不定根培养物干质量增加值的影响如图2所示。在0~0.8 mg/L范围内,不定根培养物干质量增加值随着NAA质量浓度的增加呈上升趋势;当NAA质量浓度大于0.8 mg/L时,不定根培养物干质量增加值呈下降趋势。
多重比较结果表明,0.8 mg/L与0,1.5,2.0 mg/L之间差异均达到了显著水平(P<0.05),0.8 mg/L与0.4 mg/L之间差异不显著(P>0.05)(表3)。方差分析结果表明,NAA的质量浓度对离体根尖培养物干质量增加值的影响差异显著。
表3 不同质量浓度NAA对远志不定根培养影响的多重比较
2.2 不同质量浓度的DSC和IBA组合对远志不定根生长的影响
不同质量浓度的DSC和IBA组合对远志不定根生长的影响列于表4。
从表4可以看出,在培养基中没有添加DSC和IBA时,根尖均生长缓慢。当DSC为2.0 mg/L,IBA为0.4 mg/L时,不定根培养物干质量的增加值达到最大值1.43 g。
从图3可以看出,在0~2.0 mg/L范围内,不定根培养物的干质量增加值随着DSC质量浓度的增加呈上升趋势,当DSC的质量浓度达到3.0 mg/L时,不定根培养物的干质量下降。
表4 不同质量浓度DSC和IBA组合对远志离体根培养物干质量增加值的影响 g
多重比较结果表明,2.0 mg/L与0,3.0 mg/L之间的差异均达到显著水平(P<0.05),2.0mg/L与0.2,0.8 mg/L之间的差异性不显著(P>0.05)(表5)。
表5 不同质量浓度DSC对远志不定根培养影响的多重比较
从图4可以看出,在0~0.4 mg/L范围内,不定根培养物的干质量增加值随着IBA质量浓度的增加呈上升趋势;当IBA为0.4 mg/L时,效果最好;当IBA质量浓度大于0.4 mg/L时,不定根培养物干质量增加值呈下降趋势。
多重比较结果表明,只有0.8 mg/L IBA与0,0.4 mg/L之间的差异达到了显著水平(P<0.05),其他质量浓度之间在α=0.05水平上差异均不显著(P>0.05)(表6)。方差分析表明,IBA不同质量浓度之间的差异并未达到显著水平。
表6 不同质量浓度IBA对远志不定根培养影响的多重比较
2.3 不同质量浓度的KT和IBA组合对远志不定根生长的影响
表7 不同浓度KT和IBA组合对远志不定根培养物干质量增加值的影响 g
从表7可以看出,KT和IBA组合诱导的远志 不定根培养物干质量增加值的最高只有0.39 g,而DSC和NAA的组合、DSC和IBA的组合诱导的不定根干质量增加值的最高值分别为1.13,1.43 g,说明KT和IBA组合诱导不定根干质量增加值的效果不如DSC和NAA,DSC和IBA组合明显。
图5表明,KT的质量浓度在0.2 mg/L时,不定根培养物干质量增加值达到最大,方差分析表明,不同质量浓度KT对不定根培养物干质量增加值的影响差异达到显著水平。图6表明,IBA的质量浓度在0.4 mg/L时,不定根培养物干质量增加值达最大,在0.4~2.0 mg/L范围内,随着IBA质量浓度的增加,不定根培养物干质量增加值呈下降趋势,说明高质量浓度的IBA对不定根的生长有明显的抑制作用。方差分析表明,不同质量浓度IBA对不定根培养的影响差异显著。
2.4 不同质量浓度的KT和NAA组合对远志不定根生长的影响
从表8可以看出,KT和NAA组合对远志不定根的培养效果最差。从方差分析结果可以看出,不同质量浓度的KT对远志不定根培养的影响差异达到显著水平,不同质量浓度NAA对不定根培养的影响差异不显著。
表8 不同质量浓度KT和NAA组合对远志根离体培养物干质量增加值的影响 g
2.5 不定根培养的最佳激素组合和质量浓度选择
由表 1,4,7,8可知,IBA和 NAA与 DSC的组合对远志不定根的培养效果优于与KT的组合,且IBA对不定根培养物增殖的效果最好,所以,远志不定根培养的最佳激素组合为:DSC 2.0 mg/L+IBA 0.4 mg/L。
3 结论
不定根的形成受许多内外因素的影响,尤其培养基中所加入的外源激素是最敏感的因素。大量的研究表明,各种外源激素在发挥作用时并不是孤立的,而是相互作用的。本试验以远志无根苗分化出来的根作为供试材料,比较了IBA,NAA与DSC的组合和与KT组合对不定根生长的影响。结果表明,IBA和NAA与DSC的组合对远志不定根的培养效果优于与KT的组合,且IBA对不定根培养物增殖的效果最好,远志不定根培养的最佳激素组合为DSC2.0 mg/L+IBA0.4 mg/L。
不定根的培养属于高分化水平的植物组织培养。一般分化水平高的植物组织培养其次生代谢产物更便于产生和积累,而关于远志不定根有效成分的产生和积累有待于今后进一步研究。
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