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黄花倒水莲(Polygala fallax Hemsl)组培快繁技术研究



全 文 :收稿日期:2011 - 10 - 21
作者简介:刘秀芳 (1985 -) ,女,湖南湘潭人;硕士,主要从事植物遗传
育种及生物技术研究;E-mail:liuxiufang02101@ 126. com。
通讯作者:林文革,E-mail:smlwg@ vip. 163. com。
黄花倒水莲(Polygala fallax Hemsl)组培快繁技术研究
刘秀芳1, 林文革1, 苏明华2, 陈绍煌3, 吴美华1
(1.地缘(厦门)生物科技有限公司, 厦门 363000; 2.福建省亚热带植物研究所, 厦门 363006;
3.福建省三明林业学校, 福建 三明 366000)
摘要:以当年生黄花倒水莲幼嫩带腋芽茎段作为外植体,开展组织培养试验研究。结果表明:最佳外植体诱导培养基为
1 /2 MS + BA 2. 0 mg /L + NAA 0. 1 mg /L,诱导率可达 95. 1%;最佳增殖培养基为WPM + BA 1. 5 mg /L + NAA 0. 1 mg /L,增
殖系数为 6. 12,周期为 25 d,不定芽生长状况好;最佳生根培养基为 1 /2 WPM + IBA 0. 1 mg /L + ABT 0. 4 mg /L ,生根率为
95. 67%;以泥炭土∶黄泥土∶珍珠岩(2∶ 1∶ 1)为移栽基质,移栽成活率可达 92. 6%,苗木长势好,叶色绿。
关键词: 黄花倒水莲;药用植物;组织培养;快繁
中图分类号: S 722. 8 + 9 文献标志码: A 文章编号: 1001 - 4705(2012)02-0057-04
Study on Tissue Culture Techniques for Polygala fallax Hemsl
LIU Xiu-fang1,LIN Wen-ge1,SU Ming-hua2,CHEN Shao-huang3,WU Mei-hua1
(1. Diyuan (Xiamen)Biotechnology Company Ltd.,Xiamen 361006,China;
2. Fujian Institute of Subtropical Botany,Xiamen 361006,China;
3. Fujian Sanming Forestry School,Sanming Fujian 366000,China)
Abstract:Stems with axillary buds from Polygala fallax Hemsl were used as explants for tissue culture. The
results showed that the suitable medium of explants inducing was 1 /2 MS supplemented with BA 2. 0 mg /Land
NAA 0. 1 mg /L,and the inducing rate was 95. 1% . The WPM supplemented with BA 1. 5 mg /L and NAA 0. 1
mg /Lwas the optimized proliferating medium with multiplication coefficient being 6. 12 and the growth cycle
being 25 d,and the shoots grew well. The best rooting medium was 1 /2 WPM supplemented with IBA 0. 1 mg /L
and ABT 0. 4 mg /L,and the rooting rate was 95. 67% . The plantlets were transplanted in mixture media with
peat,yellow soil and perlite (2∶ 1∶ 1) ,and the survival rate was 92. 6% .
Key words: Polygala fallax Hemsl;medicinal plant;tissue culture;rapid propagation
黄花倒水莲(Polygala fallax Hemsl.)属远志科
(Polygalaceae)远志属(Polygala)植物,别名黄花参、
鸡仔树、吊吊黄、黄花吊水莲、观音串、黄花大远志
等[1],分布于湖南、福建、广西、江西、广东和云南等
地,生于山坡疏林下或沟谷丛林中。黄花倒水莲属珍
贵中药材,药用其全草[2];具有补益、强壮、祛湿、散瘀
功效,主治虚弱虚肿、急慢性肝炎、腰腿酸痛、跌打损
伤[3];黄花倒水莲提取物具活血、抗炎[4]、抗血脂作
用[5],同时通过小鼠实验表明黄花倒水莲具有增强免
疫[6]及耐缺氧等作用[7]。
黄花倒水莲药用价值早被民间所认知,近年来对
其药用的日益重视,市场需求量大,而目前栽培仍以种
子繁殖为主,种子产量低,采收困难,野生资源亦有限,
导致资源严重短缺[8]。选取黄花倒水莲优株进行无
性繁殖,既能快速繁殖苗木,且能保持其优良性状,是
当前迅速扩大苗木供应以及种植规模的关键途径。然
而,目前国内外关于黄花倒水莲研究主要集中于药用
成分及药用机理等方面,而组织培养方面,仅见同属植
物远志有相关报道[9]。因此,本研究选取综合性状优
良的黄花倒水莲植株,以带腋芽(未萌发)茎段作为外
植体,通过系列试验揭示其组培快繁技术,为黄花倒水
莲优质苗木的规模化生产乃至资源培育与利用奠定
基础。
1 材料与方法
试验材料为长势好的黄花倒水莲植株。
1. 1 外植体采集及消毒
于 4 月晴天取带腋芽幼嫩茎段作为外植体,用饱
和洗涤液浸泡处理 10 min,用软毛刷轻轻刷洗茎段表
面,流水冲洗 30 min,置于超净工作台上,剪成带 1 ~ 2
·75·
研究报告 刘秀芳 等:黄花倒水莲(Polygala fallax Hemsl)组培快繁技术研究
个节间的茎段,0. 1% KMnO4 处理 5 min,无菌水冲洗
2 遍,75%乙醇处理 20 s,再用 0. 1%升汞浸泡处理 10
min,无菌水冲洗 6 遍,接种于芽诱导培养基上。
1. 2 培养基及培养条件
1. 2. 1 芽诱导培养基
设置①1 /2 MS、②1 /2 MS + BA 1. 0 mg /L + NAA
0. 1 mg /L、③1 /2 MS + BA 2. 0 mg /L + NAA 0. 1 mg /L、
④1 /2 MS + BA 3. 0 mg /L + NAA 0. 1 mg /L、⑤1 /2 MS +
BA 4. 0 mg /L + NAA 0. 1 mg /L 五个处理,每处理 50
瓶,每瓶接种 1 个茎段外植体。30 d后对无菌率(未污
染外植体数 /接种外植体数)、诱导率(诱导成芽外植
体数 /未污染外植体数)及不定芽生长状况进行观察
统计。
1. 2. 2 增殖培养基
以木本植物用培养基(WPM)为基本培养基,添加
BA(1. 0、1. 5、2. 0 mg /L)及 NAA(0、0. 1、0. 2 mg /L)作
双因素组合试验,同时以空白 WPM 培养基作为对照,
每个处理 3 次重复,每次重复 5 瓶,每瓶接种 10 个单
芽,25 d后对增殖系数及生长状况进行观察统计。
1. 2. 3 生根培养基
以 1 /2 WPM为基本培养基,添加 IBA(0. 1、0. 2、
0. 3 mg /L)及 ABT 生根粉 1 号(0、0. 2、0. 4 mg /L)做双
因素组合试验,以 1 /2 WPM 空白培养基作对照,每个
处理 3 次重复,每次重复 10 瓶,每瓶接种 10 个不定单
芽(长 2 ~ 3 cm) ,25 d 后统计生根率,观察根系生长
状况。
以上培养基中均添加白砂糖 30 g /L(生根培养基
添加 15 g /L) ,卡拉胶 6. 5 g /L,调节 pH 值 5. 8 ~ 6. 0。
培养条件为温度(25 ± 1)℃,光照时间 11 h /d,光照强
度 3 000 lx。
1. 3 炼苗及移栽
待生根瓶苗 80%长出根原基时进行炼苗,7 d 后
将瓶苗轻轻夹出,洗净根部培养基,进行移栽。移栽基
质为:Ⅰ泥炭土 ∶ 珍珠岩(3 ∶ 1) ,Ⅱ黄泥土 ∶ 珍珠岩
(3∶ 1) ,Ⅲ泥炭土∶黄泥土∶珍珠岩(2∶ 1∶ 1) ,Ⅳ泥炭土∶
黄泥土∶珍珠岩(1 ∶ 2 ∶ 1) ;每处理 3 次重复,每次重复
500 株,移栽后做好田间温湿度管理,环境温度 25 ℃
左右,喷雾保湿,保持空气湿度 85% ~ 95%,覆盖遮阴
率 70%遮阳网,每 7 d喷洒 1 次广谱杀菌剂(70%多菌
灵、70%百菌清、70%甲基托布津 1 000 倍液交替使
用) ,30 d后长出新根,浇 1 次两倍MS大量溶液,约5 d
后长出新叶,此时统计成活率,观察苗木长势。
1. 4 试验数据统计方法
应用 Excell软件对试验数据进行方差分析,用新
复极差法进行多重比较。
2 结果与分析
2. 1 不定芽诱导
从表 1 可以看出,BA浓度对外植体芽诱导具有明
显影响,BA浓度为 0 ~ 2 mg /L 范围内,诱导率随浓度
升高而升高,且一定浓度 BA 可诱导外植体产生多芽
(图 1-1) ;当 BA浓度为 3 ~ 4 mg /L 时,易诱导产生玻
璃化不定芽,基部诱导产生无效愈伤组织,不利于外植
体诱导成芽。③号即 1 /2 MS + BA 2. 0 mg /L + NAA
0. 1 mg /L为最佳诱导培养基,诱导率可达 95. 1%,且
60%为多芽。
表 1 初代培养基对黄花倒水莲外植体芽诱导的影响
编号
接种量
(个)
未污染量
(个)
诱导成芽
量(个)
诱导率
(%) 生长状况
① 50 37 30 81. 1 单芽
② 50 40 36 90. 0 10%为多芽 10%
③ 50 41 39 95. 1 60%为多芽 60%
④ 50 38 26 68. 4 20%玻璃化,褐色愈伤
⑤ 50 43 21 48. 8 45%玻璃化,褐色愈伤
2. 2 增殖培养
将外植体诱导产生的不定芽转入增殖培养基进行
增殖培养。从表 2 可看出:在未添加激素的空白 WPM
培养基上,不定芽能正常生长,但增殖系数低,仅为
1. 62;附加 BA浓度在一定范围内(0 ~ 1. 5 mg /L) ,增
殖系数随浓度升高而增加,而随浓度继续升高(2. 0
mg /L) ,增殖系数反而下降,并出现畸形芽;同时附加
低浓度 0. 1 mg /L NAA 能提高增殖系数及瓶苗质量,
附加0. 2 mg /L的 NAA,则诱导产生褐色愈伤组织,降
低增殖系数及瓶苗质量。
表 2 BA及 NAA对黄花倒水莲不定芽增殖的影响
处理
BA
(mg /L)
NAA
(mg /L) 增殖系数 生长状况
1 0 0 1. 62 + + +
2 1. 0 0 3. 59 e E + + +
3 1. 0 0. 1 3. 80 d DE + + + +
4 1. 0 0. 2 3. 42 e E + + +
5 1. 5 0 5. 23 b B + + +
6 1. 5 0. 1 6. 12 a A + + + +
7 1. 5 0. 2 5. 11 b B + + +
8 2. 0 0 4. 47 c C + +
9 2. 0 0. 1 5. 12 b B + +
10 2. 0 0. 2 3. 92 d D +
注:(1)基本培养基为 WPM;(2)表中字母为 Duncan 多重比较结果,
小写字母为 0. 05 水平上显著,大写字母为 0. 01 水平上显著,下同;
(3)生长状况列:“ +”不定芽为生长状况差,基部褐色愈伤组织多,
10%畸形芽,颜色发黄;“ + +”不定芽为生长状况一般,基部有一定
量愈伤组织,10%畸形芽,颜色基本正常;“ + + +”为不定芽生长状
况良好,颜色较绿;“ + + + +”为不定芽生长状况好,颜色亮绿。
·85·
第 31 卷 第 2 期 2012 年 2 月 种 子 (Seed) Vol. 31 No. 2 Feb. 2012
BA 浓度、NAA 浓度及其交互作用对黄花倒水莲
增殖系数均存在极显著影响(p < 0. 01)。多重比较结
果(表 2)表明:6 号处理的增殖系数最大,极显著高于
其它处理。对瓶苗生长状况进行观察,6 号处理不定
芽生长状况好,颜色亮绿(图 1-2)。因此,最佳增殖培
养基为 6 号处理,即 WPM + BA 1. 5 mg /L + NAA 0. 1
mg /L,增殖系数为 6. 12,周期为 25 d。
2. 3 生根诱导
对长 2 ~ 3 cm、生长正常的不定芽进行生根培养。
从表 3 可以看出,未添加激素时,无根系产生;附加一
定浓度的生长素,能诱导不定芽生根;使用单一激素
IBA,浓度在 0. 1 ~ 0. 3 mg /L 范围内,生根率随浓度升
高而升高,且基部无愈伤组织产生;随浓度继续升高,
生根率降低,基部产生愈伤组织;附加一定浓度的
ABT,均产生毛细须根。
IBA浓度、ABT 浓度及其交互作用对黄花倒水莲
生根率均存在极显著差异(p < 0. 01)。多重比较结果
表明,4 号处理生根率最高,与 3 号、6 号处理差异显著
(p < 0. 05) ,与其它处理均差异极显著。对瓶苗进行
观察,4 号处理瓶苗基部无愈伤组织产生,根系较粗、
有毛细须根产生(图 1-3、1-4)。因此,最佳生根培养
基为 4 号,即 1 /2 WPM + IBA 0. 1 mg /L + ABT 0. 4 mg /
L,生根率为 95. 67%,根系质量高。
表 3 IBA、ABT对黄花倒水莲不定芽生根的影响
处理
IBA
(mg /L)
ABT
(mg /L)
生根率
(%)
生根
状况
愈伤组织
情况
1 0 0 0 细弱 无
2 0. 1 0 63. 33 d C 细弱 无
3 0. 1 0. 2 89. 33 b A B 较粗、有毛细须根 无
4 0. 1 0. 4 95. 67 a A 较粗、有毛细须根 无
5 0. 3 0 84. 33 b B 细弱 无
6 0. 3 0. 2 90. 67 b AB 粗壮、有毛细须根 少量
7 0. 3 0. 4 85. 33 c B 粗、短、有毛细须根 少量
8 0. 5 0 72. 33 d C 粗、短 少量
9 0. 5 0. 2 68. 33 d C 粗、短、有毛细须根 大量
10 0. 5 0. 4 57 e D 粗、短、有毛细须根 大量
注:基本培养基为 1 /2 WPM。
2. 4 试管苗移栽
对黄花倒水莲生根瓶苗进行炼苗移栽,从表 4 可
看出,移栽基质对其移栽成活率存在极显著差异(p <
0. 01)。多重比较结果表明,Ⅲ号移栽成活率最高,极
显著于其它组合。因此,最佳移栽基质为泥炭土∶黄泥
土∶珍珠岩(2∶ 1 ∶ 1) ,移栽成活率达 92. 6%,且茎秆呈
半木质化,叶色浓绿(图 1-5、1-6)。
表 4 不同移栽基质对黄花倒水莲试管苗移栽的影响
编号 基质
移栽成活率
(%) 生长状况
Ⅰ 泥炭土∶珍珠岩(3∶ 1) 88. 2 bB 嫩,叶色绿
Ⅱ 黄泥土∶珍珠岩(3∶ 1) 76. 0 dD 叶色略黄,掉叶
Ⅲ 泥炭土∶黄泥土∶珍珠岩(2∶ 1∶ 1) 92. 6 aA 茎秆半木质化,叶色绿
Ⅳ 泥炭土∶黄泥土∶珍珠岩(1∶ 2∶ 1) 83. 7 cC 茎秆半木质化、叶色黄
3 小结与讨论
(1)激素 BA 在不定芽诱导及不定芽增殖中均起
重要作用,且不同培养阶段适宜浓度不同。不定芽诱
导阶段以 2. 0 mg /L BA为最佳,浓度为 3 ~ 4 mg /L时,
会不同程度诱导产生玻璃化不定芽,这一现象同高浓
度细胞分裂素会增加油樟玻璃化苗相一致[10];不定芽
增殖阶段以 1. 5 mg /L BA 为最佳,浓度继续升高反而
降低增殖系数,这与同属植物晋产远志试验结论一
致[9]。
(2)生长素和细胞分裂素比例协调能增大增殖系
数,提高成苗质量[11]。试验中当细胞分裂素 BA 浓度
为 1. 5 mg /L时,附加 0. 1 mg /L NAA较未添加 NAA处
理,黄花倒水莲增殖系数显著提高,生长状况好;附加
0. 2 mg /L NAA时,增殖系数较前者低,不定芽品质亦
有所下降。
(3)一定浓度的生长素有利于黄花倒水莲不定芽
生根,提高生根率;但生长素浓度过高,生根率反而下
降,同时诱导产生愈伤组织,而基部愈伤组织的形成会
大大降低根系品质,影响移栽成活率[12]。一定浓度范
围内,IBA同 ABT生根粉 1 号互作可显著提高黄花倒
水莲试管苗生根率,1 /2 WPM + IBA 0. 1 mg /L + ABT
0. 4 mg /L 诱导生根,生根率高达 95. 67%;且 ABT 的
添加诱导其形成毛细须根,大大提高根系品质,有利于
试管苗移栽成活。
(4)试管苗移栽成活率存在差异与基质本身的保
水、保肥、透气性和自身稳定性有关[12]。不同移栽基
质对黄花倒水莲移栽成活率及生长状况有显著影响,
移栽基质黄泥土∶珍珠岩(3∶ 1)移栽成活率最低,且叶
片发黄,下部叶片掉落,可能原因为所选用黄泥土易板
结成块,透气性差;移栽基质泥炭土 ∶ 黄泥土 ∶ 珍珠岩
(2∶ 1∶ 1)移栽成活率最高,达 92. 6%,且茎秆呈半木质
化,叶色绿,长势好。
(5)黄花倒水莲是一种药用价值很高的植株,经
两年的试验研究,现已总结出一套黄花倒水莲苗木组
培扩繁体系,对于开发利用黄花倒水莲具重要意义。
(下转第 63 页)
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76 - 77.
(上接第 59 页)
注:黄花倒水莲组织培养。1 为外植体诱导产生多芽;2 为增殖阶段瓶苗;3 ~ 4 为生根瓶苗;5 ~ 6 为移栽成活苗。
图版 1
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综 述 薛晓兵:中国烤烟种子引发包衣技术研究进展