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珍稀濒危药用植物弄岗唇柱苣苔离体保存研究



全 文 :·中草药· 北方园艺2014(04):136~138
    
第一作者简介:张占江(1976-),男,博士,助理研究员,现主要从事
药用植物生理生态等研究工作。E-mail:zzj1811@163.com.
责任作者:吕惠珍(1963-),女,主任技师,现主要从事药用植物引
种驯化及保存等研究工作。E-mail:luhzh2004@163.com.
基金项目:广西自然科学基金资助项目(2011GXNSFA018203);广
西卫生厅自筹课题资助项目(Z2011160)。
收稿日期:2013-11-13
珍稀濒危药用植物弄岗唇柱苣苔离体保存研究
张 占 江,李   翠,韦   莹,黄 宝 优,吕 惠 珍
(广西壮族自治区药用植物园,广西药用资源保护与遗传改良重点实验室,广西 南宁530023)
  摘 要:以弄岗唇柱苣苔为试材,采用正交实验设计研究培养基、生长抑制剂、渗透压、光强
等对其离体保存的影响,并在此基础上确定常温下最适弄岗唇柱苣苔离体的保存条件,以期建立
弄岗唇柱苣苔种质资源离体保存技术体系。结果表明:温度为25℃时,弄岗唇柱苣苔离体保存的
最佳方法为1/2MS+蔗糖60g/L+琼脂4.0g/L+甘露醇5g/L+矮壮素(CCC)1.0mg/L;最佳
光照条件为1 600lx,12h/d。试验结果表明,建立的弄岗唇柱苣苔常温离体保存体系,经保存
300d,存活率在50%以上,保存材料生长情况良好,可以用于弄岗唇柱苣苔种质资源离体保存。
关键词:珍稀濒危;弄岗唇柱苣苔;种质资源;离体保存
中图分类号:Q 949.778.4 文献标识码:A 文章编号:1001-0009(2014)04-0136-03
  1975年Henshaw等[1]首次提出离体保存植物种质
资源的策略,开创了植物种质资源保存的新思路。药用
植物种质资源,不仅是保障人类良好的生活质量和衣食
住行必不可少的财富,更是关系到一个国家和民族竞争
力的重要战略物质。由于人类对资源不科学的开发与
利用,导致自然环境不断恶化,一些重要的药用植物资
源日益减少甚至濒临灭绝,直接影响着人类健康和医药
    
产业可持续发展。因此,对离开原生境后品质下降甚至
无法生存的珍惜濒危药用植物资源开展有效的离体保
存研究将成为未来药用植物资源保存研究的必然趋势
重要渠道。
弄岗唇柱苣苔(Chirita longgangensis W.T.Wang
in Guihaia)为广西特有的苦苣苔科药用植物,其根状茎
可用于跌打损伤、风湿关节痛[2-3],由于其生长环境要求
十分苛刻,适生的温度范围、湿度范围和土壤酸碱度范
围比较小,种子细小,繁殖困难,引种难成活[4-5],2004年
已经被收入《中国植物红皮书》[6]。该试验通过调节无
机盐浓度、渗透压、光强及添加抑制剂等缓慢生长保存
方法研究弄岗唇柱苣苔的长期常温离体保存方法,以期
为能有效拯救弄岗唇柱苣苔种质资源,进一步实现对其
深入开发利用提供技术支持,同时也为其它存在有性生
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150mg/L Pb2+solution concentration;Pb stimulated the seed germination at 50mg/L and 150mg/L concentrations,and
restrained the seed germination at the higher concentrations(>150mg/L).Al the seed germination potential,
germination index,and vital index,as wel as the seedling fresh weight showed out low-high-low tendency,and the crest
value were at the 150mg/L Pb2+solution concentration except the seedling fresh weight.The root and bud lengths of
seedlings showed out the same tendency as the seedling fresh weight,but the crest values were at the 50mg/L and
150mg/L Pb2+ solution concentration respectively.The malondialdehyde(MDA)content and chlorophyl content of
seedling leaves increased with the Pb2+solution concentrations.The activities of SOD and POD also showed out low-high-
low tendency,but they remained high levels under conditions of high Pb2+solution concentrations(>600mg/L).The
results indicated that Pb stimulated the seed germination and seedling growth of Arctium lappaat the lower
concentrations,and restrained the seed germination at the higher concentrations,but Arctium lappa seed stil had higher
germination rate and seedling could also be normal growth at the high concentrations.SOD activity and POD activity
under high solution concentration of Pb stress stil had a highly reactive.Through its antioxidant system against
adversity,Arctium lappahad a certain resistance to Pb stress.
Key words:Arctium lappa;Pb;seed germination;seedling growth
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北方园艺2014(04):136~138 ·中草药·
殖障碍药用植物的离体保存提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试材料为选取广西壮族自治区药用植物园离
体保存库中弄岗唇柱苣苔试管苗在繁殖培养基上培
养20d获得的丛生芽。
1.2 试验方法
所有试验以材料存活率不低于50%的保存时间作
为种质保存的评价指标。每处理接种10瓶,每瓶5株单
芽。培养温度(25±2)℃,光照时间12~14h/d,除光强
试验外其余试验光照强度1 600lx。
1.2.1 单因素试验 弄岗唇柱苣苔组培快繁适用的基
本培养基为MS,试验设计MS、1/2MS、1/4MS 3种无机
盐浓度水平,考察各无机盐浓度对弄岗唇柱苣苔试管苗
生长状况的影响;分别以0.5、1.0、1.5mg/L的矮壮素
(CCC)、多效唑(PP333)、丁酰肼(B9)3种植物生长抑制剂
考察各个因素对弄岗唇柱苣苔试管苗生长状况的影响;
弄岗唇柱苣苔组培快繁适用的光照条件为1 600lx,试
验设计0、800、1 600、2 400lx 4种光照强度,考察各光强
对弄岗唇柱苣苔试管苗生长状况的影响。
1.2.2 正交实验设计 蔗糖和琼脂作为溶质,均易溶于
水,改变培养基中蔗糖和琼脂的浓度,即是调节了渗透
压,甘露醇为可发酵糖类可以调整渗透压,所以蔗糖、琼
脂、甘露醇的3个水平设计正交实验,考察渗透压对弄
岗唇柱苣苔试管苗离体保存影响,正交实验因素与水平
见表1。
表1 正交实验因素与水平
水平
因素
A蔗糖/g·L-1  B琼脂/g·L-1  C甘露醇/g·L-1
1  30  4.0  0
2  60  4.5  5
3  90  5.0  10
1.2.3 离体保存的弄岗唇柱苣苔试管苗的生长恢复情
况 将生长健壮的弄岗唇柱苣苔试管苗单芽切下,接种
到最佳保存培养基上保存300d后,存活的弄岗唇柱苣
苔试管苗接种到 MS+BA 1.0mg/L+NAA 0.5mg/L
的培养基上,每30d继代1次,继代3次后,以株高、形
态、叶长、叶宽、芽增殖倍数、平均生长率、单株生根率为
指标考察弄岗唇柱苣苔试管苗的恢复情况。
2 结果与分析
2.1 单因素试验结果
2.1.1 无机盐水平对弄岗唇柱苣苔试管苗离体保存的
影响 由表2可知,弄岗唇柱苣苔在1/2MS培养基上保
存时间与MS培养基上生长植株相近,而1/4MS培养基
中保存的离体材料颜色暗黑绿色,保存未到200d培养
基几乎消耗殆尽,材料开始干枯死亡,保存至300d时,
死亡率达到78%,从节约成本等综合考虑,弄岗唇柱苣
苔组培离体保存适用的培养基为1/2MS。
表2 培养基对保存时间的影响
基本培养基 保存时间/d 生长状况
MS  332
芽株生长良好,植株嫩绿,5个月后开始死亡,260d
后培养基消耗殆尽
1/2MS  310
生长良好,植株嫩绿,4个月后开始死亡,260d后培
养基消耗殆尽
1/4MS  203
芽株生长缓慢,3个月后材料开始干枯死亡,200d后
培养基消耗殆尽
2.1.2 植物生长抑制剂对弄岗唇柱苣苔试管苗离体保
存的影响 以矮壮素(CCC)、多效唑(PP333)、丁酰肼(B9)
等3种生长抑制剂考察激素对弄岗唇柱苣苔离体保存
效果。由表3可知,3种激素对弄岗唇柱苣苔离体保存
均有抑制作用,效果为矮壮素(CCC)>丁酰肼(B9)>多
效唑(PP333),CCC对试管苗的保存时间影响最大,最适
合浓度为1.0mg/L,在此浓度下,弄岗唇柱苣苔试管苗
保存时间最长,能够控制植株伸长,苗株生长缓慢,植株
矮壮,根系发达。多效唑和丁酰肼对试管苗保存也有影
响,多效唑的抑制作用强于丁酰肼,其具有延缓试管苗
生长,抑制茎秆伸长,缩短节间、促进植物分蘖、促进花
芽分化,增加植物抗逆性能,提高产量等效果。故
1/2MS+CCC 1.0mg/L保存效果最佳。
  表3 激素对弄岗唇柱苣苔试管苗保存时间的影响
激素 浓度/mg·L-1 保存时间/d 生长状况
CCC  0.5  251 芽株生长良好,植株嫩绿,4个月后开始死亡
CCC  1.0  317 芽株生长良好,植株嫩绿,8个月后开始死亡
CCC  1.5  295 芽株生长良好,植株嫩绿,5个月后开始死亡
PP333  0.5  131 芽株生长良好,植株嫩绿,3个月后开始死亡
PP333  1.0  164 芽株生长良好,植株嫩绿,4个月后开始死亡
PP333  1.5  201 芽株生长良好,植株嫩绿,5个月后开始死亡
B9  0.5  168 芽株生长良好,植株嫩绿,3个月后开始死亡
B9  1.0  205 芽株生长良好,植株嫩绿,5个月后开始死亡
B9  1.5  201 芽株生长良好,植株嫩绿,5个月后开始死亡
2.1.3 光照强度对弄岗唇柱苣苔试管苗离体保存的影
响 由表4可知,组培苗在黑暗条件下生长缓慢,逐渐
萎蔫死亡;在800lx培养条件下,植株嫩绿,4个月后开
始死亡;弄岗唇柱苣苔组培快繁适用的光照条件为
1 600lx,芽株生长良好,植株嫩绿,8个月后开始死亡;
在2 400lx光照强度条件下,2个月开始植株渐渐玻璃
化,5个月时候玻璃化苗开始褐化死亡。
表4 光强对弄岗唇柱苣苔试管苗离体保存的影响
光照强度/lx 保存时间/d 生长状况
0  48 植株渐渐萎蔫死亡
800  187 植株嫩绿,4个月后开始死亡
1 600  332 芽株生长良好,植株嫩绿,8个月后开始死亡
2 400  221  2个月植株渐渐玻璃化,5个月后开始死亡
2.2 正交实验结果
由表5可知,渗透压对弄岗唇柱苣苔试管苗离体
保存影响次序为蔗糖>甘露醇>琼脂。弄岗唇柱苣苔
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·中草药· 北方园艺2014(04):136~138
试管苗离体保存以蔗糖60g/L+琼脂4.0g/L+甘露
醇5g/L培养基保存效果最佳。
表5 正交实验结果
序号 A蔗糖 B琼脂 C甘露醇 D空白 保存时间/d
1  1  1  1  1  109
2  1  2  2  2  176
3  1  3  3  3  244
4  2  1  2  3  291
5  2  2  3  1  316
6  2  3  1  2  330
7  3  1  3  2  282
8  3  2  1  3  218
9  3  3  2  1  254
K1  529  682  657  679 ∑

I=1
yi=1 933
K2  937  710  721  788
CT=547 600
A>C>B
  表6 弄岗唇柱苣苔种质保存方差分析
方差来源 方差平方和 自由度 方差 F值 P值
A  27 842.00  2.00  13 921.00 13.48  0.05<P<0.1
B  4 002.67  2.00  2 001.33  1.94  P>0.1
C  5 884.67  2.00  2 942.33  2.85  P>0.1
D  2 064.67  2.00  1 032.33  1.00
SE=SC+SD  7 949.33  4.00  3 974.66
2.3 离体保存的弄岗唇柱苣苔试管苗的生长恢复情况
考察
由表7可知,保存材料经3次继代后,株高、平均生
长率和芽增殖倍数略低于正常水平,但无显著差异,生
根率也都变化不大,根系发达,根长和根数与正常相近,
材料生长旺盛,颜色浓绿,生长没有因保存而受到不良
影响,这表明1 600lx,12h/d,1/2MS+蔗糖60g/L+琼
脂4.0g/L+甘露醇5g/L+CCC 1.0mg/L培养基常温
下适合保存弄岗唇柱苣苔。
表7 离体保存后恢复的试管苗和
保存前试管苗的比较
材料 平均生长率/% 繁殖倍数 生根率/% 株高/cm
正常 7.15±0.32  7.11±0.57  99.6±0.31  8.42±0.48
保存 6.85±0.29  6.67±0.33  99.1±0.27  7.74±0.43
3 讨论与结论
苦苣苔科植物离体保存研究鲜有报道,且不够深入
系统[7-8],该试验首次建立了弄岗唇柱苣苔的常温离体
保存体系,保存周期长且生长恢复良好,为资源保护和
开发利用提供基础资料。常温下弄岗唇柱苣苔离体保
存最佳培养基为1/2MS+蔗糖60g/L+琼脂4.0g/L+
甘露醇5g/L+CCC 1.0mg/L;最佳条件为最佳光
照为1 600lx,12h/d;离体保存弄岗唇柱苣苔在外观形
态、生长发育均与未经过离体保存处理材料无显著差
异;表明该保存方法适合弄岗唇柱苣苔的种质资源保存
长期保存。
参考文献
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[8] 李佳.苦苣苔科植物的组织培养和离体保存[D].北京:中国科学院
植物研究所,2009.
In vitro Conservation Technique of Rave or Endangered Germplasm in
Chirita longgangensis W.T.Wang in Guihaia
ZHANG Zhan-jiang,LI Cui,WEI Ying,HUANG Bao-you,LV Hui-zhen
(Guangxi Botanical Garden of Medicinal Plants,Guangxi Key Laboratory of Medicinal Resources Conservation and Genetic Improvement,
Nanning,Guangxi 530023)
Abstract:Taking Chirita longgangensis W.T.Wang in Guihaia germplasm as material,using orthogonal to research the
efects of medium,growth inhibitor,phytohormone,osmotic pressure,and the growth recovery were evaluated afer in vitro
conservation to establish the optimal in vitro conservation technology system of Chirita longgangensis W.T.Wang in
Guihaia germplasm.The results showed that the best conservation condition in 25℃was 1/2MS basal medium+60g/L
sucrose+4.0g/L agar powder+5g/L mannite supplemented+1.0mg/L CCC,in an iluminated chambr under 12h
photoperiod of 1 600lx light intensity,more than 50%conservation material survived after 300days,most of them could
growth wel on propagation medium.The results of this study could be used for medium-term germplasm preservationin
vitroof Chirita longgangensis W.T.Wang in Guihaia.
Key words:rare or endangered;Chirita longgangensis W.T.Wang in Guihaia;germplasm resource;in vitro conservation
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