全 文 :中国农学通报 2011,27(28):139-144
Chinese Agricultural Science Bulletin
0 引言
山苦茶(Mallotus furetianus)是海南一种具有浓郁
地方特色和民族特色的代茶饮料植物和重要的药用植
物。目前山苦茶已在海南开发成为具有浓郁地方特色
的旅游产品,市场开发前景十分广阔[1]。但山苦茶资
源的利用还停留在仅利用野生资源的水平上[1-2],其经
济价值尚未得到充分开发利用。据研究,山苦茶具有
利胆作用[3-5]、镇痛作用[6]、抗菌和抗病毒作用[7],另外对
动脉粥样硬化也有防治作用[8-9]。除山苦茶药理作用的
报道外,还有人对山苦茶功能成分分析和提取方法进
行了报道[10-11],但目前山苦茶人工栽培和繁殖技术国内
外尚未见报道。
基金项目:海南省自然科学基金项目“山苦茶组织培养及扦插繁殖技术研究”(309024)。
第一作者简介:梁柳,女,1971年出生,讲师,在读硕士,主要从事作物遗传育种研究。通信地址:572200海南省五指山市琼州学院生物科学与技术学
院,Tel:0898-86631291,E-mail: yan-yanshu@163.com。
通讯作者:刘进平,男,1970年出生,山西沁县人,副教授,博士,主要从事作物遗传育种研究。通信地址:571737海南省儋州市宝岛新村海南大学农
学院,Te:0898-23300530,E-mail: liu3305602@163.com。
收稿日期:2011-05-09,修回日期:2011-06-17。
山苦茶组织培养与快速繁殖研究
梁 柳 1,2,王和飞 1,刘进平 2
(1琼州学院生物科学与技术学院,海南五指山 572200;2海南大学农学院,海南儋州 571737)
摘 要:为了给山苦茶(Mallotus oblongifolius)大规模繁殖和推广种植打下技术基础,以山苦茶当年生带
芽茎段为试验材料,研究了山苦茶离体茎段培养和快速繁殖的影响因素。结果表明山苦茶带芽茎段最
佳消毒方法为 70%的酒精浸泡 30 s,0.1% HgCl2溶液消毒 8 min。最适宜的山苦茶茎段启动培养基为
MS+2.0 mg/L 6-BA+1.5 mg/L KT。1/2MS为基本培养基,细胞分裂 6-BA和KT组合有利于嫩茎增殖。
山苦茶较好的继代增殖培养基为 1/2MS+2.0 mg/L 6-BA+1.5 mg/L KT,生根培养基为 1/2MS+2.0 mg/L
IBA+2.0 mg/L NAA。利用本试验所得出的结果,可实现山苦茶种苗的离体无性快速繁殖,增殖率可达
3。
关键词:山苦茶;组织培养;快速繁殖
中图分类号:Q813.1,S722.8 文献标志码:A 论文编号:2011-1347
The Study on Culture and Rapid Propagation of Mallotus furetianus
Liang Liu1,2, Wang Hefei2, Liu Jinping1
(1College of Biological Science and Technology, Qiongzhou University, Wuzhishan Hainan 572200;
2College of Agriculture, Hainan University, Danzhou Hainan 571737)
Abstract: In order to provide base of large scale propagation and plantation of Mallotus furetianus, factors
influenced on in vitro culture and rapid propagation of Mallotus furetianus were studied using stem segments
with buds as explants. The results showed that the best sterilization method for the stem segments was dipping
in 70% ethanol for 30 s, and then agitating in 0.1% HgCl2 for 8 min. The optimum medium for initiation culture
of stem segments was MS with 1.5 mg/L KT and 2.0 mg/L 6-BA. The basic medium 1/2MS with the
combination of 6-BA and KT could enhance the multiplication. The suitable multiplication medium was
1/2MS+2.0 mg/L 6-BA +1.5 mg/L KT and the suitable rooting medium was 1/2MS+2.0 mg/L IBA+2.0 mg/L
NAA. Using the methods obtained in this experiment, in vitro rapaid propagation of Mallotus oblongifolius can
be achieved at the multiplication rate of 3.
Key words: Mallotus furetianus; tissue culture; rapid propagation
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笔者首次报道对山苦茶组织培养技术的研究。笔
者以山苦茶茎段的培养中外植体消毒,生长调节物质
对丛生芽的诱导、增殖、生根培养影响等问题进行了初
步探讨,为各种生长调节物质对山苦茶组织培养作用
途径的进一步研究奠定基础。进而为山苦茶人工繁殖
和大规模推广栽培打下技术基础。
1 材料与方法
1.1 试验材料
本试验以琼州学院生物科学与技术学院实验室内
盆栽的山苦茶一年生枝条为试验材料。
1.2 外植体消毒与接种
将生长旺盛、无病虫害的山苦茶一年生枝条剪下,
剪成6~7 cm小段,并剪掉叶片,留叶柄基部约0.5 cm,
放入洗衣粉液中,用软毛刷仔细搓洗干净,在流水下冲
洗3 h,蒸馏水冲洗1遍后置超净工作台上。在无菌条
件下,置于75%的酒精溶液中浸泡30 s,之后无菌水冲
洗 1次,再分别用 0.1%和 0.2%升汞灭菌 5、8、10、
12 min。,最后用无菌水冲洗5遍,每次3 min。
接种时,将外植体材料茎段切成 3 cm左右,带有
1~2个腋芽,插入不添加生长调节物质的MS培养基上
培养。每个处理接种40瓶,每瓶接种1个外植体,重复
3次。30天后统计污染率、成活率,选择最佳消毒方
式。
1.3 启动培养
1.3.1 单一生长调节物质对山苦茶启动培养的影响 将
消毒处理好的茎段接种在分别添加不同浓度单一生长
调节物质的MS培养基上进行启动培养。每瓶接种 1
个外植体,每个处理 10瓶。2,4-D、NAA、IBA、6-BA、
KT浓度设置均为 0.5、1.0、2.0、4.0、5.0 mg/L 5个浓度
梯度,30天后统计诱导效果。
1.3.2 组合生长调节物质对山苦茶启动培养的影响 将
消毒处理好的茎段分别接种在附加不同浓度、组合的
生长调节剂的MS培养基上进行启动培养;生长调节
剂的类型及浓度为:6-BA(1.0、2.0、4.0 mg/L)、KT(0.5、
1.0、0.5 mg/L)和NAA(0、0.1、0.5 mg/L)。每瓶接种 1
个外植体,每个处理10瓶,30天后统计诱导效果。
1.4 增殖培养
切取启动培养中萌发的 0.5~1.0 cm左右,生长相
对一致的新梢进行培养。每瓶接种 1个嫩茎,每个处
理6瓶。每30天继代一次并观察统计嫩茎增殖数及生
长表现。
1.4.1 不同生长调节物质组合对试管苗增殖生长的影
响 以MS培养基为基本培养基,对6-BA(1.0、2.0 mg/L)
和KT(0.5、1.0、1.5 mg/L)、NAA(0.1、0.5 mg/L)进行不
同浓度的组合试验,接种30天后根据试管苗的增殖数
和生长势筛选最佳组合。
1.4.2 基本培养基的筛选 在附加 2.0 mg/L 6-BA和
1.5 mg/L KT的基础上,根据接种 30天后试管苗的增
殖数和生长势,从MS、l/2MS、WPM基本培养基中筛
选出最佳基本培养基。
1.5 生根培养
将长至 1.5~3 cm高的小芽转入生根培养基中培
养。生根培养基采用 1/2MS附加不同浓度的 IBA
(0.5、1.0、2.0、3.0 mg/L)和 NAA(0.1、0.5、1.0、
2.0 mg/L)。每个处理 6瓶,每瓶接种 1个小芽。30天
后调查统计生根率及生长状况。
1.6 培养条件
上述培养均在培养温度为 (25±2)℃、相对湿度
70%、每日光照12 h、光照度为1500 lx的条件下进行。
2 结果与分析
2.1 无菌外植体的获得
从表1可知,不同浓度氯化汞、不同的灭菌时间对
山苦茶茎段污染率和成活率有一定的影响。相同的消
毒时间下 0.2%的氯化汞比 0.1%的氯化汞的杀菌效果
好,但外植体的成活率降低。而相同浓度下,随着处理
时间的增加,污染率和成活率均呈下降趋势。0.2%氯
化汞消毒 12 min,污染率最低,但材料的成活率也最
低,分别为22.43%和19.17%。综合考虑杀菌效果和材
料成活率两因素,山苦茶茎段的消毒宜采用0.1%氯化
汞,处理8 min。
2.2 生长调节剂对山苦茶茎段启动培养的影响
2.2.1 单一生长调节剂对山苦茶茎段启动培养的影响
从表 2可知,单一生长调节物质对山苦茶茎段的诱导
影响中,不同种类及浓度生长调节物质的诱导影响不
尽相同。附加生长素类 2,4-D、NAA会促进山苦茶茎
段组织培养中愈伤组织的产生,愈伤组织的诱导效果
氯化汞
浓度/%
0.1
0.2
5 min
污染率/%
50
47.78
成活率/%
55.56
53.19
8 min
污染率/%
28.89
26.66
成活率/%
67.68
49.23
10 min
污染率/%
28.89
24.44
成活率/%
66.67
33.76
12 min
污染率/%
25.56
22.43
成活率/%
42.17
19.17
表1 不同浓度和时间的氯化汞处理对山苦茶茎段的灭菌效果
·· 140
梁 柳等:山苦茶组织培养与快速繁殖研究
随浓度的增加而越明显,但更高浓度反而影响诱导效
果;初代培养中 IBA的启动效果较差,对愈伤组织的启
动培养没有促进作用。细胞分裂素类对芽的诱导效果
要好些,以 6-BA为较好。总体来说,山苦茶茎段在附
加单一生长调节物质的培养基上启动迟(10天以上),
诱导率低。
2.2.2 组合生长调节物质对山苦茶茎段启动培养的影
响
(1)6-BA与NAA组合的诱导效果。从表 3可知,
6-BA浓度在1.0~2.0 mg/L内时,腋芽的产生数与6-BA
的浓度成正相关。说明相对于单一激素,2.0 mg/L
6-BA和0.5 mg/L KT组合对山苦茶腋芽的诱导效果优
于其他组合。同单一生长调节剂对山苦茶茎段启动培
养效果相比,6-BA与NAA的组合可有效提高外植体
的诱导率,但芽开始萌动的时间较慢,最快也要15天,
而且抽出的芽较弱。
(2)6-BA、KT、NAA组合的诱导效果。从表4可看
知,当6-BA、NAA和KT三者搭配使用时,腋芽的诱导
率明显提高,而且萌发早。当 6-BA浓度为 2.0 mg/L,
KT浓度为1.5 mg/L时,腋芽萌发率达到最大值。并且
比单独使用 6-BA或 6-BA与NAA组合式的诱导效果
好。山苦茶带芽茎段接种3天后腋芽开始萌动,7天后
处理
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
生长调节剂
2,4-D
NAA
IBA
6-BA
KT
CK
浓度/(mg/L)
0.5
1.0
2.0
5.0
0.5
1.0
2.0
5.0
0.5
1.0
2.0
5.0
0.5
1.0
2.0
5.0
0.5
1.0
2.0
5.0
接种数
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
出芽外植体数/个
0
1
1
0
1
1
0
0
0
0
1
1
0
1
2
3
0
1
1
2
0
出愈伤组织数/个
1
1
1
2
0
0
—
2
0
0
0
—
0
0
0
0
0
0
0
0
0
启动时间/d
15
20
10
10
20
20
—
—
—
—
—
—
—
10
10
10
—
—
—
—
—
芽生长状况
—
芽较细
芽较细
—
芽粗
芽粗
—
—
—
—
芽细
芽细
—
芽粗
芽粗
芽粗
—
芽细
芽细
芽细
—
表2 附加单一生长调节物质对山苦茶茎段启动培养的影响
处理号
1
2
3
4
5
6
6-BA/(mg/L)
1.0
1.0
2.0
2.0
4.0
4.0
NAA/(mg/L)
0.1
0.5
0.1
0.5
0.1
0.5
接种数/个
10
10
10
10
10
10
出芽外植体数/个
2
3
4
5
4
3
出愈伤组织数/个
3
4
0
1
0
0
启动时间/d
15
15
25
15
25
25
生长状况
芽弱
芽弱
芽弱
芽弱
芽弱
芽弱
表3 6-BA与NAA对山苦茶茎段启动培养的影响
·· 141
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
抽生新梢明显,有鲜绿嫩叶长出,15天后效果见图
1A。
2.3 增殖培养
2.3.1 不同生长调节物质组合对山苦茶增殖培养的影
响 表 5可知,在所有不同生长调节物质组合中,处理
3、4、5、9、10、11都有芽的增殖,但效果最好的是处理
11(图 1B)。在不添加生长调节物质的MS培养基中,
未增殖新芽,但嫩茎生长正常,基部未长出愈伤组织。
MS培养基中同时添加分裂素类6-BA与KT有利于芽
的增殖,在试验所设的浓度水平上,以 2.0 mg/L
6-BA+1.5 mg/L KT为最好,增殖率达3。MS培养基中
添加生长素NAA会抑制芽的增殖生长。需要指出的
是,在添加有生长调节物质的培养基上,芽基部切口处
会不同程度长出愈伤组织。
2.3.2 基本培养基的筛选 将启动培养中产生的嫩茎接
种后10天内,小芽在3种基本培养基生长没多大差别,
但到后期,在WPM培养基中的芽的生长速度下降,叶
变黄。而在MS和 1/2MS基本培养基中,芽生长力逐
渐增强,侧芽健壮,叶色翠绿。但MS培养基中的芽在
30天后生长速度下降,叶变黄脱落(表6)。因此,综合
增殖效果及丛生芽生长情况,适宜山苦茶继代增殖培
养的培养基为1/2MS+2.0 mg/L 6-BA+1.5 mg/L KT。
2.4 生根培养
在不同浓度的 IBA与NAA组合中,在不加任何
生长素的 1/2MS培养基上未能生根,但嫩茎生长正
常。由表 7可知附加生长素组合的培养基只有处理
7、11和 12能诱导山苦茶嫩茎生根,但观察到有愈伤
组织产生,其中 1/2MS+2.0 mg/L IBA+2.0 mg/L NAA
效果相对较好,除生根外,芽也生长,但生长速度较
慢(图 1C)。
表4 6-BA、KT与NAA组合对山苦茶茎段启动培养的影响
处理号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
6-BA
/(mg/L)
1.0
1.0
1.0
2.0
2.0
2.0
4.0
4.0
4.0
KT/(mg/L)
0.5
1.0
1.5
0.5
1.0
1.5
0.5
1.0
1.5
NAA/(mg/L)
0
0.1
0.5
0.1
0.5
0
0.5
0
0.1
接种数/个
10
10
10
10
10
10
10
10
10
出芽外植
体数/个
4
4
6
4
4
8
6
6
4
出愈伤组
织数/个
0
0
0
0
0
0
0
0
0
启动时间/d
3
3
3
3
3
3
3
3
10
生长状况
芽细,长势差
芽细,长势差
芽粗,长势好
芽粗,长势好
芽粗,长势较好
芽粗,长势较好
芽粗,长势较好
芽粗,长势较好
芽细,长势差
处理号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
6-BA/(mg/L)
0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
KT/(mg/L)
0
0
0.5
1.0
1.5
0
0
0
0.5
1.0
1.5
0
0
NAA/(mg/L)
0
0
0
0
0
0.1
0.5
0
0
0
0
0.1
0.5
增殖芽数/个
0
0
8
10
10
0
0
0
11
14
18
0
0
生长情况
芽壮,叶片伸展,翠绿
生长较快,叶片伸展,翠绿
芽伸长较快,苗细小
芽基部长出愈伤组织并长出丛生芽小
芽基部长出愈伤组织并长出丛生芽
芽生长慢,基部膨大并长出愈伤组织
芽基部长出愈伤组织,并停止生长
生长较快,叶片伸展,基部膨大有愈伤组织
芽基部长出愈伤组织并长出丛生芽
芽基部长出愈伤组织并长出丛生芽
芽基部长出愈伤组织并长出丛生芽
芽生长慢,基部膨大并长出愈伤组织
芽基部长出大量愈伤组织,并停止生长,最后死亡
表5 6-BA与KT、NAA组合对山苦茶增殖培养的影响
·· 142
梁 柳等:山苦茶组织培养与快速繁殖研究
3 结论与讨论
本试验表明:最适宜的山苦茶茎段启动培养基为
MS+2.0 mg/L 6-BA+1.5mg/L KT,山苦茶继代增殖培
养基为1/2MS+2.0 mg/L 6-BA+1.5 mg/L KT,增殖率可
达 3。较适生根培养基为 1/2MS + 2.0 mg/L IBA +
2.0 mg/L NAA。利用本试验所获得的结果可对山苦
茶进行组织培养和快速繁殖,实现规模化种苗生产。
一般而言,木本植物组织培养较草本植物要困难
的得。其中生长调节物质种类、浓度及基本培养基对
启动培养和增殖培养影响最大。在本研究中,单一生
A.山苦茶茎段在MS + 2.0 mg/L 6-BA + 0.5 mg/L NAA上启动培养15天后诱导形成的芽;
B.在MS+2.0 mg/L 6-BA+1.5 mg/L KT上增殖培养;C.嫩茎在1/2MS进行生根培养
图1 山苦茶组织培养和快速繁殖
A B C
基本培养基
MS
1/2MS
WPM
接种芽数
6
6
6
芽增殖数/个
18
20
10
芽生长状况
芽生长速度先快后慢,芽最初健壮,叶翠绿,但30 d后,叶变黄并脱落
芽健壮,叶翠绿
芽生长速度慢,芽细小,叶黄
表6 基本培养基对山苦茶增殖培养的影响
处理号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
IBA/(mg/L)
0.5
0.5
0.5
1.0
1.0
1.0
1.0
2.0
2.0
2.0
2.0
3.0
3.0
3.0
0
NAA/(mg/L)
0
0.1
0.5
0
0.1
0.5
1.0
0
0.1
0.5
2.0
0
0.1
0.5
0
生根数/个
0
0
0
0
0
0
3
0
0
0
3
2
0
0
0
生长状况
芽生长正常,叶绿,茎杆平均0.3 cm
芽生长正常,叶绿,茎杆平均0.3 cm
芽生长正常,叶绿,茎杆平均0.3 cm
芽生长速度快,芽细,茎杆约0.2 cm
芽落叶,停止生长
芽生长速度慢,叶黄
芽生长停止,基部生根,并有愈伤组织出现
芽落叶,停止生长
芽生长速度慢,叶黄
芽生长速度慢,基部长出愈伤组织
芽生长速度较慢,基部生根,并有愈伤组织出现
芽生长停止,基部生根,并有愈伤组织出现
芽生长停止,基部长出愈伤组织
芽生长停止,基部长出愈伤组织
芽继续生长,叶绿,健壮
表7 IBA与NAA组合对山苦茶嫩茎生根的影响
·· 143
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长调节物质对山苦茶茎段的启动培养效果不明显,总
体上说,芽诱导率低,启动迟。6-BA与NAA的组合可
有效提高外植体的诱导率,但芽开始萌动的时间较晚,
且抽出的芽较弱。6-BA与KT的组合(即MS+6-BA
2.0 mg/L+KT 1.5 mg/L)的启动效果最好,接种后 3天
腋芽即开始萌发,且芽生长发育正常。这说明两种细
胞分裂素组合比单独使用细胞分裂素或与生长素组合
更有利于山苦茶的启动培养和芽的萌发。细胞分裂素
作为影响山苦茶茎段腋芽萌动及增殖的重要生长调节
物质,当单独使用6-BA时,萌芽能较慢抽出,而6-BA和
KT配合使用的增殖效果好于单独使用一种细胞分裂素
分裂素的效果,这与橡胶茎段的启动培养效果一致[12]。
增殖培养的试验表明,6-BA与 KT、NAA组合中,
2.0 mg/L 6-BA+1.5 mg/L KT为对山苦茶增殖培养的
效果最好,增殖率达3。添加生长素类NAA不利于芽
的增殖和生长,浓度越高越明显,这与牡丹组织培养的
效果相似[13]。MS培养基增会使导致殖培养中的嫩茎
停止生长,并发生落叶的现象,而1/2MS则可有效避免
这种不良影响。这可能是由于MS培养基的总盐含量
较高,不适于某些木本植物组织培养有关[14]。而WPM
培养基所含的有机盐比MS培养基的要少,对山苦茶
增殖培养效果也不太理想。试管苗的生根培养试验表
明,山苦茶极难生根。在15个生长调节物质组合处理
中,只有 3个处理生根,其中 1/2MS+2.0 mg/L IBA+
2.0 mg/L NAA效果相对较好,除生根外,观察到有愈
伤组织产生,嫩茎生长速度较慢。山苦茶难生根原因,
除基因型外,外植体来源的年龄程度和生理状态、培养
基组成及生根处理方式也有很大的影响[14]。未来将对
培养基组成和培养方式进行试验,进一步优化山苦茶
的增殖和生根培养效果。
参考文献
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大学学报:自然科学版,2007,20(2):167-172.
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自然科学版,1992,10(4):32-34.
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