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铁皮石斛丛生芽增殖的均匀试验



全 文 :收稿日期:2013 - 06 - 17
作者简介:张寿文(1971 -) ,男,教授。研究方向:中药资源开发与利用。
铁皮石斛丛生芽增殖的均匀试验
张寿文,苏慧慧,方香香,伍奥林
( 江西中医药大学,江西 南昌 330004)
摘要:通过均匀试验筛选出铁皮石斛丛生芽增殖的适宜培养基,采用 U9(9
5)试验表,考察 6-BA、NAA、KT等激素及其浓度
对铁皮石斛丛生芽增殖的影响。运用 SPSS 17.0 软件进行统计学分析,并建立多元回归方程。结果表明,植物激素 6-BA、
NAA、KT对铁皮石斛丛生芽的增殖均有一定的影响,其中,6-BA > NAA > KT,当 6-BA、NAA、KT 浓度分别为 2. 7、0. 1、0. 1
mg·L -1时,丛生芽的增殖系数最大。并分析了不同附加物培养基对铁皮石斛丛生芽增殖的影响,得到最优培养基配方为:
1 /2MS + 2.7 mg·L -1 6-BA + 0.1 mg·L -1 KT + 0.1 mg·L -1 NAA + 200 g·L -1土豆汁。
关键词:铁皮石斛;丛生芽;增殖
中图分类号:S567.9 文献标识码:A 文章编号:1673-0925(2013)03-0183-04
Uniform test in multiple shoot clumps proliferation of Dendrobium officinale
ZHANG Shou-wen,SU Hui-hui,FANG Xiang-xiang,WU Ao-lin
(Jiangxi University of Traditional Chinese Medicine,Nanchang,Jiangxi 330004,China)
Abstract:The suitable medium was obtained from uniform test in multiple shoot clumps proliferation of Dendrobium officinale. By
using U9(9
5)test table,the effects of different hormones such as 6-BA,NAA,KT and their concentrations on multiple shoot
clumps proliferation of Dendrobium officinale were investigated. The SPSS 17.0 statistical analysis software was applied to establish
the multiple regression equation. The results showed that plant hormones 6-BA,NAA,KT had certain effects on multiple shoot
clumps proliferation of Dendrobium officinale,in which the efficiency of the three factors was in sequence of 6-BA > NAA > KT,and
the proliferation of multiple shoots coefficient reached the max with 2. 7 mg·L -1 6-BA ,0. 1 mg·L -1 NAA,0. 1 mg·L -1 KT.
Meanwhile the effects of different appendages on multiple shoot clumps proliferation of Dendrobium officinale were dealt with and the
best medium formula was as follows:1 /2MS + 2.7 mg·L -16-BA + 0.1 mg·L -1KT + 0.1 mg·L -1NAA + 200 g·L -1potato.
Key words:Dendrobium officinale;multiple shoot clumps;proliferation
铁皮石斛(Dendrobium officinale Kimura et Migo) ,又名黑节草,为兰科多年生草本植物,是一种珍贵的
药用植物。石斛的主要药用成分为石斛多糖和石斛碱[1],具有滋阴清热、生津止渴、润肺止咳等功效[2],
药用价值和经济价值很高。但铁皮石斛种子极小,且没有胚乳,自然条件下很难萌发[3],而常规的种植方
式繁殖率低,生长周期长,不能满足生产要求。因此,通过组织培养技术,使其在人工干涉的条件下大量繁
殖,是保护和利用铁皮石斛资源的重要途径之一[4]。近年来关于石斛组织培养的研究日益增多,但大多
集中在原球茎的分化、生根壮苗上,对丛生芽的研究比较少。因此,本研究针对铁皮石斛丛生芽增殖的影
响因素,通过均匀试验筛选出适宜丛生芽增殖的培养基,以期为工厂化育苗提供依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.1.1 材料 通过江西中医药大学神农园采摘的种子培养出铁皮石斛小芽。挑选大小、生长势较为一致
亚热带农业研究
Subtropical Agriculture Research
第 9 卷 第 3 期
2013 年 8 月
DOI:10.13321/j.cnki.subtrop.agric.res.2013.03.006
的丛生芽作为试验对象,分别接种到不同的培养基中。
1.1.2 试剂 琼脂粉,天津市福晨化学试剂厂;6-BA,上海润捷化学试剂有限公司;KT,科学院上海生物
化学研究所;NAA,上海锐聪实验室设备有限公司;肌醇、甘氨酸、烟酸、VB6、VB1均为分析纯,蔗糖等。香蕉
汁(烂熟的香蕉[5])、椰子汁、土豆汁均自制。
1.1.3 仪器 超净工作台,上海博迅实业有限公司医疗设备厂;游标卡尺,浙江精密量具有限公司;立式
压力蒸汽灭菌锅,上海博迅实业有限公司医疗设备厂。
1.2 试验方法
表 1 铁皮石斛丛生芽增殖均匀试验设计方案
Table 1 Design of uniform test in multiple shoot clumps
proliferation of D. officinale mg·L -1
序号 6-BA NAA KT
1 0.3 0.7 0.4
2 0.6 0.5 0.8
3 0.9 0.3 0.3
4 1.2 0.1 0.7
5 1.5 0.8 0.2
6 1.8 0.6 0.6
7 2.1 0.4 0.1
8 2.4 0.2 0.5
9 2.7 0.9 0.9
1.2.1 丛生芽增殖系数及芽高测量 选取影响铁
皮石斛丛生芽增殖的主要因素,采用均匀试验表
U9(9
5)[6],考察 6-BA、NAA、KT的激素配比,结果见
表 1。每瓶接种 10 棵芽,成簇状接入[7],每一浓度
处理 10 瓶,重复 3 次。采用 1 /2MS 培养基,各组培
养基中均添加琼脂 5.8 g·L -1、食糖 20 g·L -1、活
性炭 0.5 g·L -1,pH调整为 5.7。培养 50 d 后统计
芽数并测量增殖系数和芽高等指标,取平均值。增
值系数 =接种后芽数 /接种前芽数。
1.2.2 附加物的处理方法 准确称量 200 g 土豆
(按配制 1 L培养基计) ,洗净去皮,用刀切成小块,
加入适量蒸馏水,煮沸 30 min,用纱布过滤 1 次,保
留滤液,滤渣继续加入蒸馏水,煮沸 30 min,再次过滤,去渣取滤液。2 次滤液混合不超过所配制培养基体
积的 4 /5。香蕉汁的制法同上。椰汁则直接打开新鲜椰子量取 200 mL即可。选取 1.5 cm左右的丛生芽,
在相同激素配比下,分别接种于相同浓度不同附加物提取液的培养基:1 /2MS + 2.7 mg·L -1 6-BA + 0.1
mg·L -1 KT + 0.1 mg·L -1 NAA、1 /2MS + 2.7 mg·L -1 6-BA +0.1 mg·L -1 KT + 0.1 mg·L -1 NAA +土豆
汁 20%、1 /2MS + 2.7 mg·L -1 6-BA +0.1 mg·L -1KT + 0.1 mg·L -1 NAA +香蕉汁 20% 、1 /2MS + 2.7 mg
·L -1 6-BA +0.1 mg·L -1 KT + 0.1 mg·L -1 NAA +椰子汁 20%,每种培养基接种 10 瓶,每瓶接种 10 棵。
60 d后统计每组叶的形态及茎的粗壮度。
1.3 培养条件
培养温度(25 ± 2)℃,培养室湿度为 60% -70%,光照时间为 24 h·d -1,光照强度为 1200 - 1500 lx。
2 结果与分析
2.1 培养基激素浓度对丛生芽增殖的影响
转接后每 5 d观察 1 次丛生芽生长情况,11 d时部分培养基有小芽出现,30 d 后各组均有新芽长出。
统计所有培养基 50 d后的丛生芽增殖系数(表 2)。采用向后逐步回归法,建立多元回归方程进行统计学
分析,得到影响丛生芽增殖的因素依次为:6-BA > NAA > KT,回归方程为:Y = 2.171 + 0.832X1 - 1.010X2 -
0.115X3。式中,X1、X2、X3 分别表示 6-BA、KT、NAA。在所考察范围内使 Y 最大的试验条件为:X1 = 2.7,
X2 = 0.1,X3 = 0.1,带入方程中得 Y = 4.30,即铁皮石斛丛生芽的最大增殖系数为 4.30。
丛生芽的增殖是组织培养的关键步骤,通过诱导将丛生芽培养成小苗,从而达到快速大量繁殖种苗的
目的。由表 2 可知,当 6-BA浓度较低时,由于营养不足,丛生芽增殖系数相对较低,且叶子发黄。1 /2MS
+ 2.4 mg·L -1 6-BA +0.5 mg·L -1 KT + 0.2 mg·L -1 NAA和 1 /2MS + 2.7 mg·L -1 6-BA + 0.9 mg·L -1
KT + 0.9 mg·L -1 NAA培养基,尽管增殖系数和芽高比较有优势,但由于各激素的浓度相对较高,出现了
烧苗现象,所以也不适合作为铁皮石斛丛生芽增殖的培养基。统计软件运算得出最佳培养基为:1 /2MS +
·481· 亚 热 带 农 业 研 究 第 9 卷
2.7 mg·L -1 6-BA +0.1 mg·L -1 KT + 0.1 mg·L -1 NAA,相同条件下培养 50 d后统计芽高、芽色和芽数,
并得到丛生芽的增殖系数为 4.21,虽然小于理论上的 4.30,但从芽高和芽色等方面来看(图 1) ,该培养基
还是比较优良的。
表 2 培养基激素浓度对铁皮石斛丛生芽增殖的影响
Table 2 Effects of hormone concentrations on multiple shoot clumps proliferationof D. officinale
培养基 增殖系数 芽高 /mm 叶色
1 /2MS + 0.3 mg·L -1 6-BA + 0.4 mg·L -1 KT + 0.7 mg·L -1 NAA 1.50 2.37 黄绿
1 /2MS + 0.6 mg·L -1 6-BA + 0.8 mg·L -1 KT + 0.5 mg·L -1 NAA 1.83 4.76 黄绿
1 /2MS + 0.9 mg·L -1 6-BA + 0.3 mg·L -1 KT + 0.3 mg·L -1 NAA 2.33 6.25 绿
1 /2MS + 1.2 mg·L -1 6-BA + 0.7 mg·L -1 KT + 0.1 mg·L -1 NAA 2.97 7.35 绿
1 /2MS + 1.5 mg·L -1 6-BA + 0.2 mg·L -1 KT + 0.8 mg·L -1 NAA 3.57 8.10 深绿
1 /2MS + 1.8 mg·L -1 6-BA + 0.6 mg·L -1 KT + 0.6 mg·L -1 NAA 3.25 7.19 深绿
1 /2MS + 2.1 mg·L -1 6-BA + 0.1 mg·L -1 KT + 0.4 mg·L -1 NAA 3.87 11.26 深绿
1 /2MS + 2.4 mg·L -1 6-BA + 0.5 mg·L -1 KT + 0.2 mg·L -1 NAA 3.13 12.01 黄绿
1 /2MS + 2.7 mg·L -1 6-BA + 0.9 mg·L -1 KT + 0.9 mg·L -1 NAA 3.26 10.21 黄绿
图 1 最佳培养基的铁皮石斛丛生芽增殖状况
Fig. 1 Multiple shoot clumps proliferation of
D. officinale on the optimal medium
由回归方程 Y = 2.171 + 0.832X1 - 1.010X2 -
0.115X3 可知,KT 和 NAA 均为负影响,理论上讲,
当 KT和 NAA均不加入时,丛生芽的增殖系数应是
最大的,可是通过试验发现,如果不添加 KT 和
NAA,丛生芽的增殖系数为 4.13,没有理论值大,而
且丛生芽的叶比较小,所以没有选择这组培养基。
虽然有些植物激素的用量很小,但在植物组织培养
中却起着重要的作用[8]。
2.2 培养基附加物对丛生芽增殖的影响
将小苗接种于不同的培养基中,每隔 2 d 观察
并记录试验现象,约 25 d 左右基部开始有小芽冒
出,50 d后统计试验结果,发现不同附加物对丛生
芽增殖系数的影响不明显,而对叶的形态和茎的粗
壮度有较大差异(表 3)。椰子、香蕉、土豆等对植
物的生长起一定的作用[9],常被作为附加物添加到
培养基中。由表 2 可知,附加物香蕉和土豆的效果相近,所以从工厂化大规模生产的角度考虑,采用价格
相对低廉的土豆较合适。
表 3 培养基附加物对铁皮石斛丛生芽增殖的影响
Table 3 Effects of additions on multiple shoot clumps proliferation of D. officinale
培养基 叶的形态 茎的粗壮度1)
1 /2MS + 2.7 mg·L -1 6-BA + 0.1 mg·L -1 KT + 0.1 mg·L -1 NAA 细长,绿色 +
1 /2MS + 2.7 mg·L -1 6-BA + 0.1 mg·L -1 KT + 0.1 mg·L -1 NAA +土豆汁 20% 宽长,深绿 +++
1 /2MS + 2.7 mg·L -1 6-BA + 0.1 mg·L -1 KT + 0.1 mg·L -1 NAA +香蕉汁 20% 宽长,深绿 +++
1 /2MS + 2.7 mg·L -1 6-BA + 0.1 mg·L -1 KT + 0.1 mg·L -1 NAA +椰子汁 20% 细长,绿 ++
1)+++ .粗;++ .较粗;+ .中度。
3 讨论
本研究表明,6-BA、KT、NAA三者的组合有利于铁皮石斛的丛生芽增殖。这与何涛等[10]的研究结论
不符。在丛生芽增殖 1 个月后,发现培养基有部分褐化现象,可能是由于培养基的 pH 过高,或在转接的
过程中部分芽受到了机械损伤[11]。
·581·第 3 期 张寿文等:铁皮石斛丛生芽增殖的均匀试验
铁皮石斛丛生芽增殖是实现工厂化育苗的重要环节,所以研究铁皮石斛的丛生芽增殖不仅具有重要
的应用价值,而且在基础理论研究方面也具有重要的意义。影响铁皮石斛丛生芽增殖的因素很多,主要包
括激素的种类、浓度以及附加物等。本研究通过丛生芽途径建立的快繁体系,可在短时间内提供大量种
苗,对于铁皮石斛 GAP种植具有重要意义。
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·681· 亚 热 带 农 业 研 究 第 9 卷