免费文献传递   相关文献

臭马比木茎段离体培养研究初报



全 文 :湖 北 农 业 科 学 2013 年
第 52卷第 7 期
2013年 4 月
湖北农业科学
Hubei Agricultural Sciences
Vol. 52 No.7
Apr.,2013
收稿日期:2012-07-06
基金项目:广东省大学生创新基金实验项目(1134710024);仲恺农业工程学院基础生物学与生物技术实验教学示范中心开放基金项目
(IP2010003)
作者简介:陈剑锋(1989-),男,广东惠州人,在读本科生,(电话)15017584895(电子信箱)654068380@qq.com;通讯作者,杨妙贤,高级实验师,
硕士,主要从事植物资源学教学与科研工作,(电话)13533480753(电子信箱)amiao_731@sina.com。
臭马比木(Nothapodytes nimmoniana (Graham)
Mablerley)又名青脆枝 ,属茶茱萸科假柴龙树属
(Nothapodytes sp.)多年生植物,原产于我国台湾兰
屿。 臭马比木全株均含喜树碱,且含量远高于喜树,
是提取抗癌药物喜树碱的优质原料 [1]。 喜树碱及其
系列衍生物对胰腺癌、前列腺癌、乳腺癌、肺癌、卵
巢癌等十多种癌症均有特殊疗效,已成为抗肿瘤药
物的主要品种[2]。 喜树碱需求量的不断增加导致喜
树碱原材料资源面临枯竭的危险,臭马比木的野生
资源也大幅减少,在一些国家已被列为敏感物种 [3]。
臭马比木以种子繁殖为主, 产苗量低且成株时间
长,远远不能满足市场的需求。 因此,利用组织培养
技术快速繁育臭马比木,并在培养过程中利用技术
手段增加组培苗中的喜树碱含量,对合理有效利用
资源 、 提供优质的喜树碱提取原料具有重要意
义 [4-6]。本研究以臭马比木的带芽茎段为外植体进
行离体培养,初步建立离体快繁技术,旨在为臭马
比木的快速繁殖、优良品种的保存及工厂化生产提
供相关依据。
1 实验方法
1.1 臭马比木外植体的接种
实验用臭马比木材料取自仲恺农业工程学院
钟村种质资源圃,为两年生植株,取健壮无病虫害
枝条,洗净后剪取带有 1~2 个侧芽的茎段作为外植
体,流水清洗 1 h 以上,用体积分数 75%的乙醇表面
灭菌 10 s,无菌水漂洗 2~3 次后用 1 g / L HgCl2溶液
灭菌 15 min,再用无菌水漂洗 3~5 次,将消毒后的
臭马比木茎段离体培养研究初报
陈剑锋,李克克,王承恩,邓 添,董世超,杨妙贤
(仲恺农业工程学院生命科学学院,广州 510225)
摘要:以臭马比木(Nothapodytes nimmoniana)带芽茎段作外植体进行离体培养,研究了不同基本培养基
和激素浓度对其侧芽萌发的影响。 结果表明,基本培养基类型对臭马比木茎段外植体带芽茎段的萌发有
极显著影响,以 WPM 作为基本培养基,侧芽萌发率和增殖系数极显著高于 MS 和 B5培养基。正交试验结
果显示 WPM+0.5 mg / L TDZ+1.5 mg / L 6-BA 最适于臭马比木茎段的离体培养, 侧芽萌发率和增殖系数
分别为 96.8%和 1.14。
关键词:臭马比木(Nothapodytes nimmoniana);茎段;离体培养
中图分类号:S567.1+9;S339.4+1 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2013)07-1692-03
Preliminary Report on in vitro Culture of Nothapodytes nimmoniana Stem Segment
CHEN Jian-feng,LI Ke-ke,WANG Cheng-en,DENG Tian,DONG Shi-chao,YANG Miao-xian
(College of Life Sciences,Zhongkai University of Agriculture and Engineering, Guangzhou 510225, China)
Abstract: Stem segments with buds of Nothapodytes nimmoniana (Graham) Mablerley were used as explants for in vitro cul-
ture. The influence of different minimal medium and hormone combination on the germination of lateral buds was investigated.
The results showed that minimal medium had very significant influence on the germination of lateral buds on stems. The ger-
mination rate of lateral buds and multiplication was very significantly higher in WPM medium than that in MS and B5 medi-
um. According to orthogonal experiment, WPM+0.5 mg / L TDZ +1.5 mg / L 6-BA was the optimal medium for in vitro culture of
stem segments, under this condition, the germination rate of lateral buds and multiplication was 96.8% and 1.14 respectively.
Key words: Nothapodytes nimmoniana; stem segments; in vitro culture
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2013.07.054
第 7 期
茎段随机接种在培养基上, 培养条件为温度 (25±
2)℃、光照度 1 600 lx、光照时间 16 h / d。
1.2 基本培养基对臭马比木侧芽萌发率和增殖系
数的影响
分别以 MS、WPM 及 B5为基本培养基, 均添加
7 g / L琼脂、30 g / L 蔗糖、0.05 mg / L TDZ 和 0.1 mg / L
6-BA,pH 6.0,每处理接种 50 个外植体(带有 70 个
侧芽),重复 3 次。 接种 30 d 后统计外植体存活率、
侧芽萌发率及增殖系数。
存活率=存活外植体个数 /接种的外植体总数×
100%
萌发率=萌发侧芽的外植体个数 /存活的外植
体个数×100%
增殖系数=萌发的侧芽个数 /存活的外植体个

1.3 正交试验
采用三因素三水平正交设计[7]考察基本培养基
类型、TDZ 浓度和 6-BA 浓度对外植体侧芽萌发率
和增殖系数的影响,因素与水平见表 1,正交试验每
处理接种 50 个外植体(带有 70 个侧芽),30 d 后统
计侧芽萌发率和增殖系数。
2 结果与分析
2.1 培养基对臭马比木侧芽萌发的影响
分别以 MS、WPM 及 B5为基本培养基, 臭马比
木带芽茎段外植体接种 15~25 d 后侧芽即开始萌
动,30 d 后各培养基中外植体存活及侧芽萌发的情
况见表 2。从表 2可以看出,基本培养基类型对外植
体存活率的影响不大,各处理差异不显著(P>0.05),
但对茎段侧芽的萌发率和增殖系数有较大影响,
WPM 作基本培养基时侧芽萌发率和增殖系数均极
显著高于 MS 和 B5基本培养基(P<0.01),且芽苗健
壮,长势良好(图 1A)。MS作基本培养基时萌发的芽
苗叶片薄而发黄,苗生长细弱,伸长不明显(图 1B);
B5作基本培养基时侧芽萌动较慢,30 d 时芽苗生长
不明显(图 1C)。 且培养后期 MS 和 B5培养基中均
出现了不同程度的褐化现象。
2.2 正交试验结果
正交试验结果见表 3。从表 3可以看出,各因素
中基本培养基类型对茎段侧芽萌发率和增殖系数
的影响最大,其次是 TDZ 浓度,6-BA 浓度对茎段离
体培养的影响最小。 方差分析表明,基本培养基类
型对茎段侧芽萌发率和增殖系数的影响达极显著
水平,TDZ 浓度对茎段侧芽萌发率和增殖系数的影
响达显著水平,6-BA 浓度对茎段侧芽萌发率和增
殖系数的影响不显著。最佳培养条件组合为 A2B3C1,
即以 WPM 为基本培养基, 附加 0.5 mg / L TDZ 和
1.5 mg / L 6-BA, 此条件下侧芽萌发率为 96.8%,增
殖系数为 1.14, 均高于其他正交试验组合的结果。
取茎段外植体接种于该培养基中,侧芽萌发和生长
情况见图 2,可见芽苗生长健壮、长势良好。
3 小结与讨论
木本植物由于本身的特点,组织培养通常很难
实现脱分化,本身易出现褐化、生根难、培养周期长
等问题 [8],同时有研究发现木本植物的愈伤组织和
表 1 正交试验因素与水平
水平
1
2
3
TDZ 浓度(A)//mg/L
0
0.5
1.0
6-BA 浓度(B)//mg/L
0.5
1.0
1.5
基本培养基(C)
WPM
MS
B5
因素
表 2 基本培养基对茎段外植体存活及侧芽萌发的影响
培养基
MS
WPM
B5
存活率//%
69.6 aA
74.7 aA
73.6 aA
萌发率//%
56.1 bB
79.9 aA
58.4 bB
增殖系数
0.73 bB
0.99 aA
0.74 bB
注: 同列数据后不同小写英文字母表示处理间差异显著 (P<
0.05);不同大写英文字母表示处理间差异极显著(P<0.01)。
表 3 正交试验结果
试验号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
x1
x2
x3
R
x1
x2
x3
R
A
1
1
1
2
2
2
3
3
3
54.37
69.27
55.03
14.90
0.663
0.817
0.647
0.170
B
1
2
3
1
2
3
1
2
3
55.70
60.33
62.63
6.93
0.687
0.707
0.733
0.047
C
1
2
3
2
3
1
3
1
2
82.27
48.77
47.63
34.63
0.987
0.577
0.563
0.423
D(空列)
1
2
3
3
1
2
2
3
1
57.93
61.30
59.43
3.37
0.700
0.730
0.697
0.033
侧芽萌发率//%
71.6
46.1
45.4
54.5
56.5
96.8
41.0
78.4
45.7
诱导率
增殖系数
增殖系数
0.91
0.55
0.53
0.65
0.66
1.14
0.50
0.91
0.53
A.WPM 培养基;B.MS 培养基基;C.B5培养基
图 1 基本培养基对臭马比木茎段外植体培养的影响
A B C
陈剑锋等:臭马比木茎段离体培养研究初报 1693
湖 北 农 业 科 学 2013 年
1. 培养 40 d; 2.培养 50 d; 3. 培养 60 d
图 2 臭马比木茎段外植体在WPM+0.5 mg / L
TDZ+1.5 mg / L 6-BA 培养基中的培养状况
胚状体的诱导较为困难, 且许多研究结果不一致,
难以形成定论[9]。以茎段为外植体进行组织培养,经
短时间直接分化出芽是一条有效的快速繁殖途
径 [10]。 组织培养的成功与否与培养基类型有很大关
系,不同基本培养基中无机离子、有机营养物质含
量各异,这些均是组织培养中外植体赖以生存和生
长的基础 [11]。 臭马比木离体茎段组织培养过程中,
培养基的类型和激素种类及配比是影响侧芽萌发
和生长的关键因素。 本实验对 MS、B5、WPM 3 种基
本培养基进行了筛选,发现臭马比木离体茎段侧芽
在 WPM 培养基中的萌发率远高于 MS、B5培养基,
这与红豆杉 [12]、喜树[13]、银杏 [14]等的研究结果一致。
3 种培养基中 WPM 培养基中的 NH4+与 NO3-浓度之
比为 1∶1, 而 MS 和 B5培养基中的 NO3-浓度均高于
NH4+。 臭马比木离体茎段在 MS、B5培养基中褐化明
显,这是否与培养基中离子浓度和 N 源浓度高有关
还需进一步研究[11]。
植物生长调节物质是培养基中的关键物质,虽
用量极小,但在组织培养中起着重要的作用。 基本
培养基只能保证外植体的生存与最低的生理活动,
只有加入适当的植物生长调节剂后才能诱导细胞
分裂的启动、愈伤组织的形成以及根、芽的分化[15,16]。
不同功能激素的配比是影响外植体成功启动的重
要因子,组织培养中常用细胞分裂素和生长素的组
合作为生长调节物质,但由于外植体本身内源激素
水平的差异,在添加外源调节剂时要对外源调节剂
的种类和浓度加以选择和优化。 本实验在预实验过
程中发现,6-BA 与 TDZ 的组合更有利于臭马比木
茎段侧芽的萌发,正交试验结果表明 WPM+1.5 mg / L
6-BA+0.5 mg / L TDZ 更适于臭马比木茎段侧芽的
萌发。 培养基的组成成分不同,对植物细胞的生长
及次生代谢物的产生也有较大的影响,在实验优化
的培养基中对臭马比木茎段进行离体培养,是否有
利于臭马比木植株中喜树碱含量的提高还有待进
一步的研究[17]。
参考文献:
[1] 王玲丽,刘文哲.不同种源喜树幼枝中喜树碱的含量[J]. 植物学
通报,2005,22(5):584-589.
[2] 李春杰,谷 莹,韩应许,等. 喜树碱及其衍生物的研究进展[J].
中国药物化学杂志,2003,13(5):306-310.
[3] PADMANABHA B, CHANDRASHEKAR M, RAMESHA B, et
al. Patterns of accumulation of camptothecin, an anti -cancer
alkaloid in Nothapodytes nimmoniana Graham., in the Western
Ghats, India: Implications for identifying high-yielding sources
of the alkaloid[J]. Current Science,2006,90(1):95-100.
[4] 潘学武,董妍玲,董玉良,等.假柴龙树属植物资源的开发利用与
喜树碱及类似物的生产综述 [J]. 现代农业科技,2010(15):
242-243,248.
[5] 方力为.青脆枝快繁及抗癌有效成分分析[J].浙江林业科技,2008,
28(6):47-49.
[6] 朱俐蒔.青脆枝及银杏药用植物增殖系统之建立[D].台湾台中:
国立中兴大学,2009.
[7] 陈 魁 .实验设计与分析 [M].第二版 .北京:清华大学出版社,
2005.
[8] 曹孜义,刘国民.实用植物组织培养技术教程[M]. 兰州:甘肃科
学技术出版社,1999.
[9] 张红晓,经剑颖.木本植物组织培养技术研究进展[J].河南科技
大学学报(农学版),2003,23(3):66-69.
[10] 胡冬南,上官新晨,刘亮英,等.青钱柳茎段离体培养研究[J].
湖北农业科学,2009,48(6):1300-1303.
[11] 王 博,范桂枝,詹亚光.不同培养基类型和植物生长调节剂配
比对白桦愈伤组织中三萜积累的影响[J].林业科学,2008,44
(10):153-158.
[12] 金贞兰,刘继生,鲁京兰,等. 不同培养基对东北红豆杉愈伤组
织诱导的影响 [J].安徽农业科学 ,2010,38(19):9993-9994.
9997.
[13] 杨国峥.喜树高效再生体系的建立与农杆菌介导的遗传转化研
究[D].贵阳:贵州大学,2007.
[14] 周宏祈. 喜树组织培养与喜树碱诱导之研究[D].台北:国立台
湾大学,2005.
[15] 朱大保.国外杨树组培微繁技术的进展[J].北京林业大学学报,
1990,12(1):84-91.
[16] 薛建平,刘 俊,蒋细旺. 药用植物生物技术[M].合肥:中国科
学技术大学出版社,2005.
[17] 甘烦远,郑光植. 红花愈伤组织的诱导、生长及其 α-生育酚的
产生[J].云南植物研究,1991,13(2):189-195.
(责任编辑 向 闱)
1694