全 文 :2012年
第32卷 第6期
河北大学学报(自然科学版)
Journal of Hebei University(Natural Science Edition)
2012
Vol.32No.6
胭脂花的组织培养与植株再生
宋韵霏,王俊丽,毕凯丽,张璐,李建飞
(中央民族大学 生命与环境科学学院,北京 100081)
摘 要:为了有效保护和利用野生胭脂花资源,以胭脂花(Primula maximowiczii)叶片、叶柄作为外植
体进行组织培养及植株再生研究,建立了胭脂花的离体无性繁殖体系.结果表明,叶柄不定芽诱导率较高.经
实验筛选出最适不定芽诱导培养基为 MS+2,4-D 1.0mg/L+TDZ 2.0mg/L,最佳不定芽增殖培养基为
MS+2,4-D 4.0mg/L+6-BA 2.0mg/L,幼苗移栽成活率可达60%以上.
关键词:胭脂花;组织培养;植株再生
中图分类号:Q945 文献标志码:A 文章编号:1000-1565(2012)06-0630-05
Tissue culture and plant regeneration of Primulamaximowiczi
SONG Yunfei,WANG Junli,BI Kaili,ZHANG Lu,LI Jianfei
(Colege of Life and Environmental Sciences,Minzu University of China,Beijing 100081,China)
Abstract:A propagation system of Primula maximowiczii in vitro was established by using leaf ex-
plants and petiole explants.The results showed that petiole explants has a higher adventitious shoot induc-
tion rate.The optimal medium for inducing adventitious shoots from petiole explants was MS+2,4-D
1.0mg/L+TDZ 2.0mg/L and the best medium for subculture was MS+2,4-D 4.0mg/L+6-BA
2.0mg/L.The survival rate for regenerated plants was about 60%.
Key words:Primula maximowiczii;tissue culture;plant regeneration
胭脂花(Primula maximowiczii),别名段报春,蒙名为套日格-哈布日西勒-其其格,属报春花科(Primu-
laceae)报春花属(Primula),为一种早春开花的多年生草本野生花卉.主要分布于我国东北、华北至西北的
亚高山草甸及较高山林地下、林缘和潮湿腐殖质丰富的地方[1],其观赏价值高,是一种很有园林开发价值的
野生花卉[2].据《新华本草纲要》记载,全草可以入药,有止痛、祛风的功能,可用于治疗癫痫头痛,是一种重要
的传统蒙药材.胭脂花是一种野生的蒙药药用植物,由于其分布海拔较高,入药需求量较大,近年来植物资源
日益匮乏.因此,利用组织培养技术对其进行快速繁殖,有利于胭脂花种质资源的保护与开发利用.近年来,
已报道胭脂花同属植物如报春花[3]、鄂报春[4]、灰岩皱叶报春[5]、小报春[6]、高穗花报春[7]、岩生报春[8]等经
过组织培养建立了良好的再生体系,而有关胭脂花的研究工作主要集中在种子萌发[9]、不同条件对胭脂花生
长发育的影响[10]、染色体核型观察[11]及化学成分[12]等方面.
收稿日期:2012-01-15
基金项目:“973”计划资助项目(2009CB522300);中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(0910KYZY46);国家民委资
助项目(09ZY09);985工程资助项目(MUC985);高等学校学科创新引智计划资助项目(B08044)
第一作者:宋韵霏(1988-),女,河北保定人,中央民族大学在读硕士研究生,主要从事植物细胞工程方面的研究.
通信作者:王俊丽(1964-),女,河北新乐人,中央民族大学教授,博士生导师,主要从事植物资源与利用研究.
E-mail:wangjunli2008@yahoo.com.cn
第6期 宋韵霏等:胭脂花的组织培养与植株再生
本研究的目的在于探索胭脂花的不定芽诱导、增殖条件,建立完整稳定的离体无性繁殖体系,为胭脂花
的种质保存提供途径,并对后续的成分研究等奠定基础.
1 植物材料
胭脂花(Primula maximowiczii)的成熟种子采自北京东灵山.种子于30℃蒸馏水中浸泡24h后,用体
积分数为75%的乙醇表面消毒30s,再用质量分数为0.1%的升汞消毒5min,最后用无菌水漂洗5次.消
毒完毕后,将种子接种于MS培养基中进行培养.每天光照16h,培养温度为25℃.当种子萌发60d,株高达
到2~3cm(图1)时,取其叶片和叶柄作为外植体进行实验研究.
图1 无菌实生苗
Fig.1 Aseptic seedlings
2 培养基成分
以 MS培养基为基本培养基,其内添加质量分数为3%的蔗糖和1%的琼脂粉(pH 5.8).培养基经
121℃高压灭菌20min.外植体接种后,置于培养间进行培养,每天光照16h,培养温度为25℃.
2.1 不定芽的诱导
在 MS培养基中分别添加2,4-D(1.0,2.0,4.0mg/L)和TDZ(1.0,2.0,4.0mg/L)2种植物生长调节
剂,进行不定芽诱导培养.
在 MS培养基中同时加入2,4-D(1.0,2.0,4.0mg/L)和TDZ(1.0,2.0,4.0mg/L)2种植物生长调节
剂,进行不定芽诱导培养.
上述2组实验,每个处理接种50个外植体,每个处理重复3次.接种后观察不定芽的诱导及生长情况,
35d后统计不定芽诱导率,并筛选出最适诱导培养基.待诱导出的不定芽生长35d后进行增殖培养.
不定芽诱导率 = 诱导出不定芽的外植体数/接种的外植体总数×100%.
2.2 不定芽的增殖培养
将诱导出的不定芽分割后进行增殖培养.在 MS培养基中同时添加2,4-D(1.0,2.0,4.0mg/L)和6-BA
(1.0,2.0,4.0mg/L)2种植物生长调节剂组合.每个处理接种50个外植体,每个处理重复3次.接种后观察
不定芽的增殖及生长情况,35d后统计不定芽增殖系数,并筛选出最适增殖培养基.
不定芽增值系数=增殖后的不定芽数/接种的不定芽总数.
2.3 生根培养
不定芽经扩增培养后均能生根,且长出的根系较发达.因此不再设计生根培养基.
2.4 炼苗与移栽
待生根后的再生苗长至株高4~5cm时,打开瓶盖,进行炼苗.7d后,选取根系发达的再生苗,将根部
的培养基洗净,移栽到炭土、珍珠岩、沙体积比为4∶3∶2的混合基质中,置于相对湿度为80%~90%,
20~25℃的环境中进行常规栽培管理.35d后统计再生苗成活率.
·136·
河北大学学报(自然科学版) 第32卷
3 结果与分析
3.1 不定芽的诱导
图2 叶柄外植体产生的不定芽
Fig.2 Adventitious shoots from
petiole explants
所有叶片外植体培养7d后开始褐化,培养14d后全部死亡.
叶柄培养7d后,在外植体一端出现小的颗粒状突起,14d后逐渐伸
长为不定芽(图2).这表明叶柄外植体以直接成芽的方式进行再生.
35d后进行统计,表1~2分别为不同单一的植物生长调节剂对胭
脂花叶柄外植体不定芽诱导的影响,表3为不同组合的植物生长调
节剂对胭脂花叶柄外植体不定芽诱导的影响.结果表明,含有单一
植物生长调节剂的培养基的诱导效果均不好;含有不同质量浓度2,
4-D和TDZ组合的植物生长调节剂的培养基中,当2,4-D质量浓度
为1.0mg/L和2.0mg/L时,不定芽诱导率较高,且不同处理间差
异显著(P<0.05).其中,MS+2,4-D 1.0mg/L+ TDZ 2.0mg/L
的培养基中叶柄外植体诱导效果最好,不定芽诱导率为52.4%.所
有培养基均不能使叶片外植体诱导成芽或愈伤组织.相比叶片外植
体,胭脂花叶柄外植体诱导不定芽的效果更好.
表1 不同质量浓度的2,4-D对胭脂花
叶柄不定芽诱导的影响
Tab.1 Effects of different mass concentrations of 2,4-D
on the shoot induction of Primula maximowiczi
ρ(2,4-D)/(mg·L
-1) 不定芽诱导率/%
0 2.4±0.17a
1.0 3.1±0.26b
2.0 4.8±0.10c
4.0 7.1±0.17d
数据以x±SD表示,P<0.05.
表2 不同质量浓度的TDZ对胭脂花
叶柄不定芽诱导的影响
Tab.2 Effects of different mass concentrations of TDZ
on the shoot induction of Primula maximowiczi
ρ(TDZ)/(mg·L
-1) 不定芽诱导率/%
0 2.4±0.10a
1.0 4.8±0.10b
2.0 11.9±0.31c
4.0 19.0±0.76d
数据以x±SD表示,P<0.05.
表3 不同质量浓度的2,4-D和TDZ组合对胭脂花叶柄不定芽诱导的影响
Tab.3 Effects of different mass concentrations of 2,4-D and TDZ on the shoot induction of Primula maximowiczi
ρ(植物生长调节剂)/(mg·L
-1)
2,4-D TDZ
不定芽诱导率/%
1.0
0 3.1±0.15a
1.0 47.2±1.70b
2.0 52.4±1.86c
4.0 35.6±3.98c
2.0
0 4.8±0.06a
1.0 19.0±1.15b
2.0 51.0±0.76c
4.0 34.7±0.06d
4.0
0 7.1±0.10a
1.0 4.8±0.90a
2.0 8.3±0.17a
4.0 19.0±2.08b
数据以x±SD表示,P<0.05.
·236·
第6期 宋韵霏等:胭脂花的组织培养与植株再生
3.2 不定芽的增殖培养
培养14d后开始长出丛生不定芽(图3),35d后进行统计,结果表明,MS+2,4-D 4.0mg/L+6-BA
2.0mg/L的培养基中不定芽的增殖效果最好,扩增系数为9.2.增殖后的丛生苗能够直接生根(图4).
图3 丛生芽
Fig.3 Clustering shoots
图4 再生苗
Fig.4 Regenerated plants
3.3 炼苗与移栽
生根苗经过炼苗后移栽至混合基质中,14d后,植株生长良好,移栽成活率可达60%以上.
4 讨论
在培养基中单独加入不同质量浓度的2,4-D和TDZ对胭脂花的不定芽诱导效果不明显,诱导率低,且
诱导出的不定芽比较弱小;当同时加入不同质量浓度的2,4-D和TDZ时,诱导率大大提高,且诱导出的不定
芽长势较好,诱导效果明显好于单独添加不同质量浓度的2,4-D和TDZ.这说明2,4-D和TDZ对胭脂花的
诱导具有协同作用.
目前,通过组织培养得到再生体系的药用植物至少有200余种.如雪莲[13]、半夏[14]、华北八宝[15]、华北
大黄[16]等.建立胭脂花组织培养和快速繁殖体系,并且通过培养条件的优化和代谢调控,能够获得与野生植
株相同甚至更高的活性成分,可满足人们日益增长的对其药用成分的需求.
本研究以胭脂花的叶片和叶柄为外植体,建立了组织培养与植株再生体系,为这一药用植物资源的合理
开发利用奠定了基础.
参 考 文 献:
[1] 陈封怀,胡启明.中国植物志:第59卷:第2分册[M].北京:科学出版社,1990:169.
CHEN Fenghuai,Hu Qiming.Flora of China:Vol.59-2[M].Beijing:Science Press,1990:169.
[2] 付宝春,薄伟,庞丽琴,等.胭脂花的光合特性研究[J].山西农业科学,2011,39(6):539-542.
FU Baochun,BO Wei,PANG Liqin,et al.Studies on photosynthetic characteristics of Primula maximowiofi[J].Journal
of Shanxi Agricultural Sciences,2011,39(6):539-542.
[3] 侯云屏,古志渊.报春花的组织培养与快速繁殖[J].植物生理学通讯,2001,37(3):234-235.
HOU Yunping,GU Zhiyuan.Tissue culture and rapid propagation of Primula malacoides[J].Plant Physiology Communi-
·336·
河北大学学报(自然科学版) 第32卷
cations,2001,37(3):234-235.
[4] 王莲辉,冯育才,韩克松,等.鄂报春组织培养与快速繁殖[J].亚热带植物科学,2010,39(4):67-68.
WANG Lianhui,FENG Yucai,HAN Kesong,et al.Tissue culture and rapid propagation of Primula obconica[J].Subtrop-
ical Plant Science,2010,39(4):67-68.
[5] 和文佳,徐中志,和加卫,等.灰岩皱叶报春的组织培养与快速繁殖[J].植物生理学通讯,2007,43(2):323.
HE Wenjia,XU Zhongzhi,HE Jiawei,et al.Tissue culture and rapid propagation of Primula forrestii Balf.f.[J].Plant
Physiology Communications,2007,43(2):323.
[6] 金晓霞,潘会堂,张启翔.小报春的组织培养和植株再生[J].植物生理学通讯,2005,41(6):794.
JIN Xiaoxia,PAN Huitang,ZHANG Qixiang.Tissue culture and plantlet regeneration of Primula forbesii Franch.[J].
Plant Physiology Communications,2005,41(6):794.
[7] 李燕,解玮佳,何文佳,等.高穗花报春的组织培养和快速繁殖[J].植物生理学通讯,2005,41(6):796.
LI Yan,XIE Weijia,HE Wenjia,et al.Tissue culture and rapid propagation of Primula vialii Franch.[J].Plant Physiolo-
gy Communications,2005,41(6):796.
[8] 赵妍,潘会堂,张启翔,等.岩生报春的组织培养与快速繁殖[J].植物生理学通讯,2010,46(12):1275-1276.
ZHAO Yan,PAN Huitang,ZHANG Qixiang,et al.Tissue culture and rapid propagation of Primula saxatilis Kom.[J].
Plant Physiology Communications,2010,46(12):1275-1276.
[9] 游晓会,杨冰洁,马玉磊.胭脂花(Primula maximowiczii)种子消毒及无菌播种的研究[J].山东农业大学学报:自然科学
版,2012,43(2):174-178.
YOU Xiaohui,YANG Bingjie,MA Yulei,et al.Seed sterilization and aseptic seeding of Primula maximowiczii[J].Jour-
nal of Shandong Agricultural University:Natural Science Edition,2012,43(2):174-178.
[10] 毛娟娟,潘会堂,唐明.光质对胭脂花幼苗生长的影响[J].安徽农业科学,2009,37(17):7961-7962,7982.
MAO Juanjuan,PAN Huitang,TANG Ming.Effects of different light quality on the growth of Primula maximowiczii
[J].Jounal of Anhui Agri Sci,2009,37(17):7961-7962,7982.
[11] 张晓曼,张启翔,孙晓光.5种报春花属植物材料的核型研究[J].园艺学报,2007,34(5):1263-1266.
ZHANG Xiaoman,ZHANG Qixiang,SUN Xiaoguang.Karyomorphological studies on five species of Primula[J].Acta
Horticulture Sinica,2007,34(5):1263-1266.
[12] 曲功霖,张海鸣,邓志威,等.胭脂花化学成分的研究Ⅲ[J].中国药学杂志,2011,26(2):93-97.
QU Gonglin,ZHANG Haiming,DENG Zhiwei,et al.Studies on chemical constituents of Primula maximowiczii Regel
Ⅲ[J].Chin Pharm J,2011,26(2):93-97.
[13] GUO Bin,GAO Min,LIU Chunzhao.In vitro propagation of an endangered medicinal plant Saussurea involucrata Kar.et
Kir[J].Plant Cel Rep,2007(26):261-265.
[14] WANG Junli,WANG Jue,LIU Kun,et al.An efficient plant regeneration system with in vitro flavonoid accumulation for
Hylotelephium tatarinowii(Maxim.)H Ohba[J].In Vitro Cel Dev Biol-Plant,2010,46:445-450.
[15] WANG Junli,WANG Qian,WANG Jue,et al.Effect of different plant growth regulators on micro-tuber induction and
plant regeneration of Pinellia ternate(Thunb)Briet[J].Physiology and Molecular Biology of Plants,2009,15(4):359-
365.
[16] 王俊丽,陆远,刘坤,等.华北大黄愈伤组织培养及土大黄苷含量研究[J].河北大学学报:自然科学版,2011,31(2):195-
199.
WANG Junli,LU Yuan,LIU Kun,et al.Calus proliferation and rhaponticin accumulation of Rheum franzenbachii Munt
[J].Jornal of Hehei University:Natural Science Edition,2011,31(2):195-199.
(责任编辑:赵藏赏)
·436·