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隔山消嫩茎无性系建立的研究



全 文 :收稿日期:2012 - 09 - 03;修订日期:2012 - 10 - 15
作者简介:王倩倩(1992 -) ,女,辽宁铁岭人,在读本科生,从事植物组织培养研究。
基金项目:辽宁省普通高等教育本科教学改革研究项目(201203041-4);辽宁省大学生创新创业训练项目(201203015011)。
* 通讯作者:姜长阳(1953 -) ,男,辽宁大连人,教授,从事植物技术研究。E-mail:changyangjiang@ 126. com。
第 30 卷 第 5 期
2012 年 10 月
江 西 科 学
JIANGXI SCIENCE
Vol. 30 No. 5
Oct. 2012
文章编号:1001 - 3679(2012)05 - 0603 - 04
隔山消嫩茎无性系建立的研究
王倩倩,李德鑫,顾秋月,徐 娜,姜长阳*
(辽宁师范大学生命科学学院,辽宁 大连 116029)
摘要:为保护野生资源和满足药用栽培的需求,以隔山消的嫩茎为材料,采用组织培养的方法,进行了愈伤组
织诱导和分化、不定芽生根、试管苗的生根继代增殖、移栽和定植的研究,建立起嫩茎无性系。结果证明:MS
+ ZT 0. 2 mg /L + 2,4-D 2. 0 mg /L是嫩茎愈伤组织生长培养的理想培养基;MS + AgNO3 0. 6 mg /L + NAA 0. 1
mg /L + ZT 0. 6 mg /L是愈伤组织分化培养的理想培养基;1 /2MS + ABT2 号 0. 8 mg /L + IAA 0. 3 mg /L 是不定
芽生根培养的理想培养基;1 /2MS + ABT2 号 0. 6 mg /L + IAA 0. 2 mg /L是试管苗生根继代增殖培养的理想培
养基;试管苗移栽成活率为 91. 9%;定植成活率为 98%;定植的试管苗长势旺盛、根系非常发达,保持了隔山
消的所有植物学性状,翌年鲜块根增收 37%。
关键词:隔山消;愈伤组织;无性系;快速繁殖
中图分类号:Q949. 95;Q813. 1 + 2 文献标识码:A
Study on Clone Establishment From Tender Stems of Cynanchum Wilfordii
WANG Qian-qian,LI De-xin,GU Qiu-yue,XU Na,JIANG Chang-yang*
(College of Life Science,Liaoning Normal University,Liaoning Dalian 116029 PRC)
Abstract:In order to preserve the wild resources and meet the needs of medical planting,with the
method of tissue culture,tender stems of Cynanchum wilfordii were used as material to do the re-
search on callus inducement and differentiation,rooting of adventitious buds,rooting multiplication of
tube seedlings,ransplantation of tube seedlings and stable planting and established the clone from
tender stems. The results show that the optimum medium for callus induction was MS + ZT 0. 2 mg /L
+ 2,4-D2. 0 mg /L,MS + AgNO3 0. 6 mg /L + NAA 0. 1 mg /L + ZT 0. 6 mg /L was suitable for callus
differentiation,1 /2MS + NO. ABT2 0. 8 mg /L + IAA 0. 3 mg /L was the best rooting medium for ad-
ventitious buds,the ideal medium for rooting multiplication of tube seedlings was 1 /2MS + NO. ABT2
0. 6 mg /L + IAA 0. 2 mg /L,the transplanting survival rate of tube seedlings was 91. 9% and stable
planting survival rate was 98%,the tube seedlings survivaled retained all botany characteristics of
Cynanchum wilfordii with exuberant growth and developed root system,harvest root fresh weight in-
creasing 37% the following year.
Key words:Cynanchum wilfordii (Maxim)Hemsli,Callus,Clone,Rapid iropagation
DOI:10.13990/j.issn1001-3679.2012.05.006
0 前言
隔山消(Cynanchum wilfordii (Maxim)Hemsl.)
又称过山飘、白首乌、白奶奶、无梁藤、隔山撬等,
属萝藦科白前属多年生缠绕草本植物。生长于山
坡、灌丛或路旁。在我国的山东、江苏、河南、湖
北、湖南、四川、山西、陕西、甘肃等地均有分
布[1]。在辽宁省的鞍山、大连、凤城和西丰等地
也有分布[2,3]。隔山消块根中含有隔山消苷、没
食子酸、原儿茶酸等药用成分,作为中药具有补肝
肾、强筋骨和健胃等功效,能治肝肾两虚、头昏眼
花、失眠健忘、须发早白、阳痿、遗精、腰膝酸软、脾
虚不运、食欲不振、产后乳少等疾病[4]。由于隔
山消的块根是重要的中药材,多年来人们一直在
大量的采挖药用,使分布和数量都很少的隔山消
野生资源遭到了严重破坏,现已不仅难以满足人
们药用的需求,而且大连地区隔山消的分布地庄
河、瓦房店已经很难看到这种野生植物。为保护
野生资源和满足药用栽培的需求,研究者对隔山
消进行了嫩茎无性系建立的研究。虽然现在已有
隔山消研究的报道[5,6],但迄今未见其无性系建
立研究的报道。
1 材料与方法
1. 1 材料来源
2009年 6月 12日将生长于瓦房店万家岭山坡
上的隔山消 Cynanchum wilfordii (Maxim)Hemsl.
地上部分采回实验室(由陈辰先生鉴定)。
将其剪成具有多个叶片的茎段后,放到广口
瓶中,用自来水冲洗 0. 5 h左右,再用蒸馏水振荡
洗涤 2 次,接着将其移到超净工作台上用 70% ~
75%的乙醇灭菌约 15 s 后,用无菌水洗涤 2 次
后,再用 0. 04%的 HgCl2 溶液振荡灭菌 14 min,最
后用无菌水振荡洗涤 5 次,即可获得无菌嫩茎[7]。
1. 2 培养条件
1. 2. 1 材料灭菌 将采集的材料剪成具有多个
叶片的茎段后,放到广口瓶中,用自来水冲洗 0. 5
h左右,再用蒸馏水振荡洗涤 2 次,接着将其移到
超净工作台上用 70% ~ 75%的乙醇灭菌约 15 s
后,用无菌水洗涤 2 次后,再用 0. 04%的 HgCl2 溶
液振荡灭菌 14 min,最后用无菌水振荡洗涤 5 次,
即可获得无菌嫩茎[7]。
1. 2. 2 培养条件 以 MS、1 /2 MS 等为基本培养
基,并加含量为 4. 5 g /L 的琼脂和 20 g /L 蔗糖;
并根据研究需要,再附加不同种类、不同浓度的细
胞分裂素和生长素;培养过程在光照条件下进行。
光照强度 3 000 lx左右;光照时间 12 h /d;培养基
pH6. 0;培养温度 25 ℃[8]。
1. 3 方法
1. 3. 1 愈伤组织的诱导培养 把无菌嫩茎切成
长 1. 0 cm左右、具有 1 个叶片、切口约为 45°茎段
后,接种到以 MS + ZT 0. 2 mg /L 为基本培养基,
附加浓度分别为 0. 4 mg /L、0. 8 mg /L、1. 2 mg /L、
1. 6 mg /L、2. 0 mg /L、2. 4mg /L 的 NAA、2,4-D 的
培养基上,进行愈伤组织的诱导培养试验,重复 3
次,每种处理接种 100 个材料。接种时要把嫩茎
的下部切口插入培养基中 0. 4 cm左右。
1. 3. 2 愈伤组织的分化培养 把以上培养的愈
伤组织用解剖刀分割为由 3 ~ 8 个颗粒组成的块
状后,接种到 MS + AgNO3 0. 6 mg /L + NAA 0. 1
mg /L为基本培养基,附加不同浓度细胞分裂素的
培养基上,进行愈伤组织的分化培养。愈伤组织
分化培养试验重复 3 次,每种培养基接种 100 块
愈伤组织。
1. 3. 3 不定芽生根的培养 将由愈伤组织分化
培养的不定芽从下部剪下,接种到以 1 /2MS +
ABT2 号 0. 8 mg /L、N6 + ABT2 号 0. 8 mg /L 为基
本培养基,附加不同浓度分别为 0. 1 mg /L、0. 3
mg /L、0. 6 mg /L的 IAA和 IBA 培养基上,进行不
定芽生根培养试验。不定芽生根培养试验进行 3
次重复,每培养基接种 100 个不定芽。
1. 3. 4 试管苗生根继代增殖培养 把在 1 /2MS
+ ABT2 号 0. 8 mg /L + IAA 0. 3 mg /L这种培养基
上生根培养的试管苗,剪成具有 2 个叶片的茎段
后,接种到 1 /2MS + ABT2 号 0. 8 mg /L + IAA 0. 3
mg /L、1 /2MS +ABT2 号 0. 6 mg /L + IAA 0. 2 mg /L、
1 /2MS + ABT2 号 0. 4 mg /L + IAA 0. 1 mg /L 3 种
培养基上,进行试管苗的生根继代增殖培养试验。
试管苗的生根继代增殖培养试验重复 3 次,前 2
次试验继代培养 5 代,每种培养基每代接种 100
个茎段。第 3 次试验的前 3 代每种培养基每代也
接种 100 个茎段,而第 4 代和第 5 代只在理想培
养基上进行培养,每代培养 1 000 个茎段。
1. 3. 5 试管苗移栽、定植 把培养着第 3 次生根
继代增殖培养试验第 4 代和第 5 代试管苗的培养
瓶打开后,放到较强的日光下炼苗 3 d,把试管苗
取出,洗净根部培养基,移栽到上半部为干净河
沙,下半部为园土的营养钵中。移栽试验重复 2
·406· 江 西 科 学 2012 年第 30 卷
次,第一次移栽 600 株,第 2 次试验移栽 800 株。
移栽后要保持湿度 80%以上、温度 18 ℃以上、无
直射光照的环境条件下。
将移栽成活的试管苗于 6 月上旬一次性定植
到大连郊区的山坡上。共定植 1 200 株。
2 结果及分析
2. 1 不同浓度的 NAA、2,4-D对愈伤组织诱导的
影响
接种后 55 d 统计,结果表明,在所有的培养
基上培养的嫩茎段切口部位都能不同程度的生长
出愈伤组织。其中在附加不同浓度 NAA 的培养
基上,愈伤组织的生长率和长势没有 2,4-D 的效
果好。尤其是在附加浓度为 2. 0 mg /L2,4-D的培
养基上,不仅愈伤组织的生长率最高,达到了
87%,而且愈伤组织外观长势好。对培养过程的
观察表明,在浓度为 2. 0 mg /L2,4-D的培养基上,
培养到第 8 d 时,在有的培养材料插入培养基的
切口边缘可见生长出直径约 0. 1 cm 的半透明状
的圆形愈伤组织。伴随着愈伤组织生长数的不断
增加,愈伤组织也不断生长,并逐渐由培养基中凸
出到表面。培养到 55 d 时,就会在切口的周围生
长出直径为 0. 6 ~ 1. 5 cm、表面呈不均匀颗粒状、
颜色为黄绿色、下半部位于培养基中的半球状愈
伤组织块。3次重复试验的结果基本一致。以上试
验结果证明:MS +ZT 0. 2 mg /L +2,4-D 2. 0 mg /L这
种培养基是隔山消嫩茎切口愈伤组织生长培养的
理想培养基。
2. 2 不同浓度的细胞分裂素对愈伤组织分化培
养的影响
接种后 55 d统计,3 次重复试验的平均结果
由表 1 可见,在附加不同浓度 KT 的培养基上,愈
伤组织不分化;在附加不同浓度 6-BA 的培养基
上,愈伤组织虽然可分化,但分化的效果较差;在
附加不同浓度 ZT 的培养基上,愈伤组织分化的
效果较好。其中附加浓度为 0. 6 mg /L ZT的培养
基上愈伤组织的分化效果最好。不仅 3 次重复试
验的的平均分化率最高,达到了 91. 7%,每块愈
伤组织分化不定芽数 4. 2 个,而且分化的不定芽
外观上生长旺盛。观察还表明,在附加浓度为 0. 6
mg /L ZT的培养基上,培养到 8 d 时有的愈伤组
织上部就会分化出不定芽,随着先分化不定芽的
生长,又会在其基部相继分化出多个不定芽,使其
分化出一丛高 1. 0 cm 左右的不定芽。以上结果
说明,MS + AgNO3 0. 6 mg /L + NAA 0. 1 mg /L +
ZT 0. 6 mg /L这种培养基是隔山消愈伤组织分化
培养的理想培养基。
表 1 不同浓度的细胞分裂素对愈伤组织分化培
养的影响(3 次试验平均结果)
细胞分裂
素种类
浓度
/mg·L -1
愈伤组织
诱导数
诱导率
/%
平均分化
芽数 /块
不定芽
长势
0. 3 16 5. 3 1. 6 +
0. 6 29 9. 7 2. 1 +
6-BA 0. 9 31 10. 3 1. 4 +
1. 2 6 2. 0 1. 2 +
1. 5 0 0 0 -
0. 3 0 0 0 -
0. 6 0 0 0 -
KT 0. 9 0 0 0 -
1. 2 0 0 0 -
1. 5 0 0 0 -
0. 3 196 65. 3 2. 6 + +
0. 6 275 91. 7 4. 2 + +
ZT 0. 9 208 69. 3 2. 4 +
1. 2 56 18. 7 1. 7 +
1. 5 45 15. 0 1. 3 +
注:+ +长势好;+长势一般;-不生长。
2. 3 不同基本培养基、不同浓度的 IAA、IBA 对
不定芽生根的影响
接种培养 32 d时观察统计,3 次重复试验的
结果由表 2 可见,在以 N6 + ABT2 号 0. 8 mg /L为
基本培养基的培养基上,不论是附加 IAA,还是附
加 IBA,不定芽都基本不生根生长为试管苗;在以
1 /2MS + ABT2 号 0. 8 mg /L 为基本培养基,附加
IAA和 IBA的培养基上,生根效果都较好;而附加
IAA的生根效果又好于 IBA;其中在附加 IAA 0. 3
mg /L这种培养基上,不定芽的生根效果最好,不
仅平均生根率最高,达到了 92. 3%,平均每株试
管苗生根 5. 1 条,而且外观上试管苗生长旺盛。
对培养过程的观察还表明,在以 1 /2MS + ABT2
号 0. 8 mg /L为基本培养基,附加 IAA 0. 3 mg /L
这种培养基上,培养 4 d 时可见在不定芽下部切
口处生长出根原基,之后,生根数和生根率不断增
加,试管苗也迅速生长。培养到 32 d 时就会生长
为高 3. 6 ~ 5. 6 cm、具有 3 ~ 9 条白色根、叶片伸
展、长势旺盛的试管苗。上述结果说明,1 /2MS
+ ABT2 号 0. 8 mg /L + IAA 0. 3 mg /L这种培养基
是隔山消不定芽生根培养的理想培养基。
2. 4 试管苗生根继代增殖培养
3 次重复试验的结果证明,1 /2MS + ABT2 号
·506·第 5 期 王倩倩等:隔山消嫩茎无性系建立的研究
表 2 不同基本培养基、不同浓度的 IAA、IBA 对
不定芽生根的影响(3 次试验平均结果)
基本培
养基
IBA
/mg·L -1
IAA
/mg·L -1
生根率
/%
生根条
数 /株
试管苗
长势
N6 +
ABT2 号
0. 8 mg /L
0. 1 0 0 0 +
0. 3 0 1 1. 0 +
0. 6 0 3 1. 3 +
0 0. 1 3 1. 0 +
0 0. 3 8 1. 3 +
0 0. 6 0 0 -
1 /2MS +
ABT2 号
0. 8 mg /L
0. 1 0 18. 6 1. 9 -
0. 3 0 67. 7 3. 4 -
0. 6 0 34. 3 1. 8 -
0 0. 1 66. 7 4. 6 + +
0 0. 3 92. 3 5. 1 + +
0 0. 6 56. 7 3. 3 +
注:+ +长势好;+长势一般;-不生长。
0. 6 mg /L + IAA 0. 2 mg /L 这种培养基是试管苗
生根继代增殖培养的理想培养基。在这种培养基
上,经过一个生根培养周期,就会培养出 1 代长势
比不定芽生根培养更旺盛的试管苗,并且每个培
养周期缩短为 30 d,每代的繁殖系数为 2. 7 ~ 3. 2,
平均每代的繁殖系数为 2. 8。按照这种繁殖速
度,1 株试管苗每年能繁殖出 2. 812(约 22 万)株
试管苗。除掉约 50%不利因素的影响,1 株试管
苗 1年也能繁殖出 10多万株试管苗。这种繁殖速
度能满足隔山消野生资源保护和药用栽培的需求。
2. 5 试管苗移栽、定植
移栽后 10 d左右可见成活生长,30 d 统计,2
次移栽共成活 1 287 株,移植成活率为 91. 9%。
定植后 30 d统计,共成活 1 176 株,成活率为
98%,易移栽成活。
定植后的观察表明,隔山消试管苗长势旺盛、
整齐,根系非常发达,翌年 8 月下旬开花,9 月结
果,并保持了隔山消的所有植物学性状。翌年 10
月下旬随机采挖了 20 株野生隔山消的块根和 20
株试管苗隔山消的块根,试管苗的鲜重块根增收
37%。
3 小结及讨论
本研究的结果证明:隔山消嫩茎愈伤组织诱
导培养的适宜培养基为 MS + ZT 0. 2 mg /L + 2,4-
D 2. 0 mg /L;愈伤组织分化培养的适宜培养基为
MS + AgNO3 0. 6 mg /L + NAA 0. 1 mg /L + ZT 0. 6
mg /L;愈伤组织分化的不定芽生根培养的适宜培养
基为1 /2MS +ABT2号0. 8 mg /L + IAA 0. 3 mg /L;试
管苗生根继代增殖培养的适宜培养基为 1 /2MS +
ABT2 号 0. 6 mg /L + IAA 0. 2 mg /L;试管苗移栽
成活率为 91. 9%,定植成活率达到了 98%;定植
的试管苗不仅长势旺盛、根系非常发达,并且保持
了野生隔山消的所有植物学性状,翌年鲜块根增
收 37%。
在本研究的生根培养研究中,试管苗生根继
代增殖培养的理想培养基为 1 /2MS + ABT2 号 0. 6
mg /L + IAA 0. 2 mg /L,而不定芽生根培养的理想
培养基是 1 /2MS + ABT2 号 0. 8 mg /L + IAA 0. 3
mg /L。前者的促进生根的主要成分 ABT2 号少
0. 2 mg /L,IAA少 0. 1 mg /L。之所以会出现这种
现象是由以下原因引起的:一是前者试验材料是
试管苗的茎段,其自身的长势比后者不定芽旺盛,
使其具有更强的适应性;二是前者的叶片比后者
伸展,茎叶较粗壮,其自身的合成能力强,使其在
培养初期就能合成一定量促进生根的生长素。
对定植第二年的试管苗与野生植株的块根收
获量进行比较,试管苗的块根鲜增重了 37%。之
所以会出现这种结果,主要与定植后的试管苗长
势旺盛、根系发达有关。
参考文献:
[1] 中国科学院植物研究所主编. 中国高等植物图鉴
(第三册) [M].北京:科学出版社,1974:484.
[2] 李书心.辽宁植物志(下册) [M].沈阳:辽宁科学技
术出版社,1991:116.
[3] 韩全忠,王正兴. 大连地区植物志(中册) [M]. 大
连:大连理工大学出版,1993:599.
[4] 南京中医药大学.中医药大辞典(下册) [M].上海:
上海科学技术出版社,2006:3395 - 3396.
[5] 陆 宇,吴 刚,梅之南.隔山消化学成分研究[J].
时珍国医国药,2010,21(1) :20 - 21.
[6] 陈 艳,徐必学,梁光义,等.隔山消化学成分研究
[J].天然产物研究与药物开发,2008,20(6) :1012
- 1013,1021.
[7] 杨 贺,梁鑫鑫,翟冠雄,等.银线草无性系建立的
研究[J].江西科学,2011,29(3) :324 - 327.
[8] 张蕾蕾,李 玮,赵 娜,等.穿龙薯蓣嫩茎高效无
性系建立的研究[J].江西科学,2009,27(3) :396 -
400.
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