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药用植物黄花乌头植株再生系统的建立



全 文 :·栽培与育种·
药用植物黄花乌头植株再生系统的建立
徐秀泉1 于荣敏2 ,3* 赵 昱3
(1.江苏大学生物与环境工程学院 ,镇江 212013;2.暨南大学药学院 ,广州 510632;3.浙江大学药学院 ,
杭州 310031)
  摘要 目的:通过茎尖培养实现药用植物黄花乌头 Aconitum coreanum (Levl.)Rpaics 的快速繁殖 , 建立黄花乌
头植株再生系统。方法:以黄花乌头茎尖为外植体 , 用不同的培养基和激素组合培养。 结果:MS 培养基是不定芽
分化和增殖的最佳基本培养基 ,附加 6-BA 2 ~ 5 mg/ L 适合于不定芽的诱导 ,附加赤霉素 1 ~ 5mg/ L和腺嘌呤 1 ~
5mg/ L能促进芽的生长与增殖 ,附加 IBA 0.5 ~ 1.0 mg/ L适于根的诱导。结论:在一定培养条件下 , 茎尖培养是实
现黄花乌头植株再生的可行方法。
关键词 黄花乌头 茎尖培养 快速繁殖
  黄花乌头 Aconi tum coreanum(Lev l.)Rpaics俗
称山喇叭花 ,为毛茛科多年生草本 ,块根(关白附子)
入药 ,有祛风 、燥湿 、化痰止痛的功效 ,主治中风 、口
眼歪斜 、头痛 、癫痫 、风寒失痹等症〔1〕 。1965年高宏
谨等首次从该植物中分出六种二萜类生物碱〔2〕 ,随
后又分离出 20多种七元环二萜类生物碱 ,其中 ,关
附甲素 、关附庚素 、关附壬素具有较强的抗心率失常
及抗炎 、镇痛作用〔3〕 。
黄花乌头在我国仅分布于东北 、华北地区 ,主产
于安图 、和龙 、长白山一带。近年来 ,对黄花乌头栽
培进行了不少研究 ,但因种子发芽率较低 ,且生长周
期长 ,需要 4 ~ 5年后方能入药 ,又因真菌 、病毒等感
染 ,少根和腐根情况日益严重 ,产量逐年下降 ,供需
严重失调 。本课题利用生物技术扩大黄花乌头种质
资源 ,改善其品系 ,以期为黄花乌头新药研制和生产
提供新药源。
1  材料与方法
4月份从沈阳药科大学药用植物园采集的黄花
乌头 1 ~ 2 cm 的茎尖 ,在自来水下冲洗60 min ,在无
菌条件下用 70%的乙醇消毒 60 s , 0.1%HgCl2 消
毒 5 min ,无菌水洗涤多次 ,无菌滤纸吸干水分。
1.1  不定芽的诱导与增殖 将上述茎尖分别接种
于含不同细胞分裂素 、赤霉素 、腺嘌呤的 MS 培养
基 ,附加 6-BA 2 mg/L 的 BA 、B5 、N6 、H 、6 , 7-V 、
White培养基〔4〕 ,以及附加 6-BA 2 mg/L 的 MS 培
养基中 ,置于培养架上培养。
1.2  生根培养 选择在增殖培养基上生长粗壮的
芽切下转移至含不同生长素的 MS培养基中培养。
除另有说明外 ,培养条件均为温度 23 ~ 25℃,
光照强度 2000 ~ 3000 lx ,光照 16 h/d。培养30 d后
统计不定芽的数目 、长度 ,芽的生根率及生根数。
2  结果与分析
2.1  不同细胞分裂素对芽诱导的影响 由表 1和
表 2可知 ,6-BA 能显著促进茎尖的分化 ,ZT 次之 ,
KT 最差(只引起茎尖原基膨大),但是 6-BA 浓度过
高 ,芽会变的纤弱 、短小。基于以上结果 ,在后继芽
诱导中选择 6-BA的浓度为 5 mg/L ,在继代培养时
选择 6-BA 的浓度为 1 ~ 2 mg/ L。
 表 1   不同细胞分裂素对黄花乌头芽诱导的影响
细胞分裂素(mg/ L) 生存率(%) 外植体生芽数目(个) 芽长度(cm)
2mg/ L 6-BA 100 4.6±0.23 2.3±0.25
2mg/ L ZT 80 2.2±0.17 3.0±0.38
2mg/ L KT 0 1.0 1.0±0.11
  注:6-BA:6-苄基腺嘌呤;ZT :玉米素;KT:激动素
 表 2   不同浓度 6-BA对黄花乌头芽诱导的影响
6-BA 浓度(mg/ L) 生存率(%) 外植体生芽数目(个) 芽长度(cm)
0 0 1.0 2.8±0.25
1 58 2.0±0.23 2.6±0.09
2 100 3.8±0.41 2.4±0.21
5 100 5.5±0.45 1.8±0.25
10 100 7.1±0.56 1.5±0.23
2.2  基本培养基的选择 表 3结果表明:MS 培养
基较适合于黄花乌头茎尖芽的诱导 , B5 培养基适合
于芽的生长。其它无机盐和 B 族维生素含量较低
的培养基 ,如 H , 6.7-V , 对芽的诱导和生长基本上
无促进作用 。MS 属于高无机盐浓度的培养基 ,N 、
P 、Mg 、Ca 等元素含量较高 , NO3-/NH4+的比例是
66∶34 ,而在 N6和 B5 培养基中是 80∶20 。White 只含
有硝基氮源 , 含氮元素远远低于 MS〔4〕 。NO3-/
NH4
+的比例是氮源吸收 、维持培养基 pH 值和渗透
压的重要因子。B5培养基中含有的硫胺素 10倍于
·797·中药材第 27 卷第 11期 2004 年 11 月
DOI :10.13863/j.issn1001-4454.2004.11.001
MS ,是植物组织生长不能缺少的 B 族维生素 ,可能
是 B5 培养基能够促进芽生长的原因 。
 表 3   不同培养基对黄花乌头芽诱的影响
培养基 外植体生芽数目(个) 芽长度(cm)
MS 3.7±0.51 2.9±0.73
6.7-V   1.0 2.2±0.82
B5 2.3±0.52 3.7±0.48
N6 2.1±0.41 2.5±0.77
H   1.0 1.9±0.83
White 1.8±0.40 1.5±0.70
2.3  赤霉素与腺嘌呤对芽生长的影响 赤霉素能
够显著促进芽的生长(表 4),浓度达 5 mg/L 时 ,芽
的长度为 4.8±0.31 cm ,接近对照组的两倍 ,但赤
霉素对芽的增殖作用不大 。腺嘌呤与赤霉素的作用
恰恰相反 ,它能够促进芽的增殖 ,但对芽的生长作用
不大:在较低的浓度 1 mg/ L 对芽的生长略有促进
作用(2.9 ±0.40 cm), 比对照组的芽伸长了
20.8%;在较高浓度 5 mg/L 则抑制芽的生长(2.0
±0.24 cm)。分析其原因 ,可能是作为细胞分裂素
的前体物质腺嘌呤 ,低浓度能促进外植体合成细胞
分裂素 ,而在较高的浓度下引起细胞分裂素合成过
多 ,反而抑制了芽的生长 。
 表 4  GA和 A 对黄花乌头芽生长的影响
浓度(mg/ L) 外植体生芽数目(个)芽长度(cm)
MS+6-BA2.0 3.7±0.51 2.6±0.23
MS+6-BA2.0+GA1.0 4.0±0.63 2.8±0.17
MS+6-BA2.0+GA2.0 3.8±0.40 3.6±0.27
MS+6-BA2.0+GA5.0 4.3±0.81 4.8±0.31
MS+6-BA2.0+A 1.0 4.0±0.63 2.9±0.40
MS+6-BA2.0+A 2.0 4.3±0.51 2.6±0.23
MS+6-BA2.0+A 5.0 5.3±1.20 2.0±0.24
  注:GA:赤霉素;A:腺嘌呤
2.4  黄花乌头生根的适宜生长素和培养基 生长
素 NAA和 IBA 都能够较高频率地诱导芽生根(表
5),但浓度不同 ,而出现很大的差异。NAA 浓度增
加 ,诱导率略有升高 ,但根的数目和质量却较大下
降 ,且随浓度的升高在切口处多形成愈伤组织 。
IBA浓度升高 ,诱导率和生根数目均相应增加。
 表 5   生长素和培养基对芽生根的影响
生长素浓度(mg/ L) 芽的生根率(%) 芽的生根数目(个) 再生植株数目(棵)
对照 0 0 0
MS+IBA0.2 75 5.5±1.38 3
MS+IBA0.5 83 8.0±1.89 5
MS+IBA1.0 83 8.5±1.89 5
MS+NAA0.2 60 4.8±1.47 2
MS+NAA0.5 67 6.0±1.41 4
MS+NAA1.0 75 3.8±1.32 3
1/ 2MS +
IBA0.5 67 6.1±0.98 4
1/ 4MS +
IBA0.5 50 4.5±1.05 3
  注:IBA:吲哚丁酸;NAA:α-萘乙酸
  本试验中当培养基大量元素降低一半时 ,生根
的数目有所下降 ,但是根的长度略有增加;当培养基
大量元素减为原来的 1/4时 ,根的数目和长度均显
著降低 。这主要是营养成分匮乏的原因。
3  讨论
黄花乌头植株再生系统的研究结果表明 , MS
培养基是不定芽分化和增殖的最佳的基本培养基 ,
附加 6-BA 2 ~ 5 mg/ L 适合于不定芽的诱导 ,附加
赤霉素 1 ~ 5 mg/ L 和腺嘌呤 1 ~ 5 mg/L 能促进芽
的生长与增殖 ,附加 IBA 0.5 ~ 1.0 mg/L 适于根的
诱导 。通过不定芽的分化和增殖获得再生植株 ,为
黄花乌头的大量繁殖及其种质资源的改善提供了理
论依据 。
注:徐秀泉系沈阳药科大学 2001级硕士研究生
  *为通讯作者
参 考 文 献
1 毛淑杰 , 等.中药关白附现代研究概况.基层中药杂志 ,
1995 , 9(2)∶33
2  高宏瑾 ,等.中国乌头的研究 X.关白附子中的新生物
碱.药学学报 , 1996 , 13(3)∶186
3  冯锋 ,等.RP-HPLC 法测定不同采收期黄花乌头中关附
甲素的含量.中草药 , 1999 , 30(7)∶495
4   Endress R. P lant Cell Bio technology. Springer-Verlag
Berlin H∶eidelberg , 1994∶39
(2004-06-02收稿)
Establishment of Plantlet Regeneration System of Medicinal Plant Aconitum coreanum
Xu Xiuquan1 , Yu Rongmin2 , 3 , Zhao Yu3
(1.College of Biological and Environmental Sciences , Jiangsu University , Zhenjiang 212013;2.Colleg e of Pharmacy , Jinan Univ ersi-
ty , Guangzhou 510632;3.Colleg e of Pharmaceutical Sciences , Zhejiang University , Hangzhou 310031)
Abstract Objective:To set up the rapid propagation and plantlet regeneration system of medicinal plant Aconitum coreanum
·798· 中药材第 27 卷第 11 期 2004年 11 月
(Levl.)Rpaics.Method:Adventitious buds and regenerated plantlet w ere obtained by shoot tip culture through different media and
combination of plant g rowth regulators.Result:MS medium was the optimal medium fo r differentiation and proliferation of shoot tip.
MS medium with 6-BA 2~ 5 mg/ L was found to be most suitable for the induction of bud.MS with 6-BA 2mg/ L+GA 3 1 ~ 5 mg/
L or adenine 1 ~ 5 mg/ L w as best combination for the grow th and proliferation of adventitious buds , and MS w ith IBA 0.5 ~ 1 mg/
L for the induction of roo t.Conclusion:T ip culture may be used as a useful method to get regenerated plantlet of Aconitum coreanum
under certain condition.
Key words Aconitum coreanum ;T ip culture;Rapid propagation
不同来源泽泻种子质量比较
陈菁瑛1 张丽梅1 陈义挺1 郑伟文2 刘 波*2 张秋芳2 朱炳耀2 蔡宣梅2 杨志敏2
(1.福建省农科院果树所 ,福州 350013;2.福建省农科院生物技术中心 ,福州 350003)
  摘要 用常规方法测定不同产区 、不同批次泽泻种子千粒重 ,含水量 、种子净度和发芽率 , 结果:四川彭山夏季
成熟的泽泻种子千粒重 、含水量 、种子净度和发芽率较好。本文还分析了不同来源的泽泻种子质量存在差异的原
因。
关键词 泽泻 种子 产地 质量
  泽泻 Alisma orientale(Sam.)Juzep.的干燥球
茎 ,为中华人民共和国药典(1995年版 ,一部)法定
药物 。性味甘 、寒 ,归肾 、膀胱经 ,主要用于治疗小便
不利 、水肿胀满 、泄泻尿少 、痰饮眩晕 、热淋涩痛。近
代药理证明 ,具有抑制动脉粥样硬化和活血化瘀的
功效 ,以及利尿 、降低血压 、抗脂肪肝等作用。
1  材料与方法
1.1  种子来源 2000年 8月 ~ 2002年 11月分别
从江西 、四川 、福建等产区收集泽泻种子 14份 ,于
4℃~ 6℃的冰柜内保存。
1.2  种子质量检测 测定种子千粒重 、含水量和
种子净度 ,3次重复 ,计算平均值 。
1.3  种子发芽率测定 随机取样 2份 ,各 200 粒
种子 , 3次重复 ,摆放于培养皿湿滤纸上 ,置室温下
观察 ,统计发芽率 ,并记录室内温度 。
2  结果与分析
2.1  种子千粒重 从表 1看出 ,不同产区泽泻种
子千粒重差异较大 。四川彭山 2 号千粒重最高为
0.4682 g ,江西广昌 2号千粒重最低为 0.2544 g 。
同一产区不同批次泽泻种子千粒重也存在差异。
2.2  种子含水量 不同产区及同一产区不同批次
泽泻种子含水量各不相同 ,最高为福建龙海 2001年
秋季制种的种子 ,含水量为 15.20%;四川彭山 2002
年夏季成熟的种子 ,含水量最低为 12.68%。
2.3  种子净度 收集的泽泻种子净度都存在差
异。净度最高的是四川彭山 2(89.18%),在 70%以
上的依次是江西广昌 2(70.17%)、福建龙海 1
(70.56%)、福建建阳 2(71.23%)、福建吉阳 3
(73.38%)、四川灌县 2(76.11%)、福建吉阳 4
(80.80%)、四川彭山 1(80.37%),种子净度最低的
是福建吉阳 1 ,为 59.09%。
 表 1 不同来源泽泻种子质量
种子来源 成熟采收时间 千粒重(g) 含水量(%) 种子净度(%) 种子颜色
福建吉阳 1 2001 秋 0.2761 13.66 59.09 褐色
福建吉阳 2 2001 秋 0.2603 14.37 68.33 黑褐色
福建吉阳 3 2002 秋 0.2767 13.31 73.38 褐色
福建吉阳 4 2002 秋 0.2688 13.56 80.80 褐色
福建建阳 1 2001 秋 0.2771 13.85 68.51 黑褐色
福建建阳 2 2001 秋 0.2786 15.01 71.23 黑褐色
福建龙海 1 2000 秋 0.2559 14.68 70.56 黑褐色
福建龙海 2 2001 秋 0.2635 15.20 69.12 褐色
江西广昌 1 2000 秋 0.2601 14.73 68.02 黑褐色
江西广昌 2 2001 秋 0.2544 14.08 70.17 褐色
四川灌县 1 2001 夏 0.3203 14.33 69.59 黄褐色
四川灌县 2 2002 夏 0.3168 12.89 76.11 黄绿色
四川彭山 1 2001 夏 0.4518 13.01 80.37 褐色
四川彭山 2 2002 夏 0.4682 12.48 89.18 黄绿色
2.4  种皮颜色 新鲜收集的种子 ,发芽率高 ,种皮
为黄绿色或黄褐色 ,贮藏一段时间后 ,发芽率低的种
子种皮颜色较深 ,为褐色或黑褐色。陈年种子或保
存时间较久的种子 ,种子质量较差。
2.5  种子发芽率 表 2 所示 ,不同产区 、不同批
次 、不同保存时间的泽泻种子发芽率差异很大。
2002年夏收种的四川彭山 2 最高 , 发芽率为
·799·中药材第 27 卷第 11期 2004 年 11 月