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田口方法在西藏砂生槐种子组培诱导试验中的应用



全 文 :第 16 期
收稿日期:2010-12-27
作者简介:曲芬霞(1977-),女,甘肃陇西人,讲师,硕士,主要从事种苗培育栽培、生物技术研究,(电话)0774-5271906(电子信箱)qufenxia@126.com。
砂生槐(Sophra moorcroftiana)又称 “西藏狼牙
刺”、“刺柴”, 豆科豆属多年生矮而多枝的灌木,生
于干燥的山坡、沙滩,为西藏特有植物[1]。 其主根发
达,具有防风固沙作用;嫩枝叶和干叶富含蛋白质
等营养成分,有较高的饲用和食用价值[2];藏医学认
为其种实性寒味苦,能消炎解毒,治湿热黄疸、白喉
等疾病;研究表明,砂生槐含有丰富的苦参类生物
碱,它具有抗癌、升血、平喘和抗心律不齐等方面的
药用效果,此外还能抑制植物致病细菌和真菌的生
长繁殖,是天然药物和生物农药的主要原料,具有
广阔的应用前景[3]。
长期以来,当地群众利用其植株进行牲畜放牧
或用作生活燃料,不仅对当地脆弱的生态环境造成
了极大破坏,而且野生分布数量急剧减少。 对西藏
砂生槐人工种植可以一次种植,多次利用,但用种
子和根蘖繁殖苗木生长周期长, 且繁殖系数低,极
大地限制了砂生槐规模化种植和产业化发展。 与其
他无性繁殖相比,组培苗不仅能保持原有品种的优
良性状,而且繁殖速度快、繁殖系数大,还具有提前
开花结果等优点,可进行周年工厂化生产,经济效
益高。 我国目前对砂生槐的组织培养技术研究尚属
空白, 为了保护开发和利用这一珍贵的植物资源,
试验利用野生砂生槐种子进行无菌培养,选用不同
的植物生长调节剂种类和浓度配比,诱导芽苗增殖
培养,以期为砂生槐的工厂化育苗提供依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
西藏砂生槐种子于 2003 年 9 月采自西藏自治
区米林县, 自然通风晾晒后用普通干藏法贮存,选
取饱满无病虫害的种子, 用自来水冲洗 30 min 后,
用体积分数为 75%的酒精浸泡 30 s, 再用质量分数
为 0.2%的高锰酸钾消毒 20 min,然后用无菌水冲洗
3 次,把经过以上处理的种子用刀片轻轻划破种皮,
田口方法在西藏砂生槐种子组培诱导试验中的应用
曲芬霞
(广西贺州学院化学与生物工程系,贺州 542800)
摘要:采用 L9(34)正交设计,用西藏砂生槐(Sophra moorcroftiana)种子幼苗为外植体,研究 NAA、6-BA 和
IBA 不同浓度配比对组培增殖系数的影响,采用田口方法对试验的 3 个因素及各水平进行 S / N 值分析。
结果表明,用 MS+2.0 mg / L 6-BA+0.4 mg / L IBA 培养基时,西藏砂生槐种子幼苗接种可获得最佳的增殖
系数。
关键词:西藏砂生槐种子;组培;增殖系数;田口方法
中图分类号:S792.26 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2011)16-3421-02
Application of Taguchi Method in Tissue Culture and Induction of
Sophra moorcroftiana Seed
QU Fen-xia
(Department of Chemistry and Biology,Hezhou College,Hezhou 542800,China)
Abstract: L9(34) orthogonal design was applied to study the effect of NAA, 6-BA and IBA concentrations on the propagation
coefficient of tissue culture using the bud of Sophra moorcroftiana seed as explants. The optimal experimental craft was
obtained according to S / N analysis accomplished by Taguchi method. The highest propagation coefficient could be achieved if
inoculating the Sophra moorcroftiana seed in culture medium with MS+2.0 mg / L 6-BA+0.4 mg / L IBA.
Key words: Sophra moorcroftiana seed; tissue culture; propagation coefficient; Taguchi method
第 50卷第 16期
2011年 8 月
湖北农业科学
Hubei Agricultural Sciences
Vol. 50 No.16
Aug.,2011
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2011.16.061
湖 北 农 业 科 学 2011 年
接种在 MS+50 mg / L 活性炭的培养基上, 浅层液体
培养 50 d。
1.2 试验设计
试验的因素与水平设计见表 1,采用 L9(34)正
交设计 [4](表 2),把无菌萌发的西藏砂生槐幼苗切
去下胚胚轴和根, 将茎苗接种在以上 9 种培养基
中,每瓶接 2 个芽苗,每个处理接 10 瓶,重复 3 次。
基本培养基为 MS 培养基,蔗糖为 30 g / L,琼脂粉为
3 g / L (广东环凯微生物科技有限公司 ),pH 值为
6.0;光照时间为 16 h / d,光照强度为 2 000 lx 左右,
培养室温度控制在(23±2)℃,培养周期为 40 d。
1.3 统计分析
调查增殖系数,对调查数据取其平均值,采用
田口方法的静态望大特性 S / N 值进行试验分析和
试验优化设计。 增殖率=再生芽苗数 /接种芽苗总
数×100%。
2 结果与分析
田口方法使用信噪比 S / N 值代替平均数作为
分析反应的特性值,达到改善并寻求点的最佳优化
设计目标,S / N=平均数 /变异数,因此 S / N 值能够同
时反映每一次试验的平均值和偏差。S / N值越大,则
表示一个系统的安定性,也就是代表该处理为最佳
参数设计。 田口方法中的静态特性可分为望小特
性、望大特性和望目特性,在试验中,对于用西藏砂
生槐种子幼苗诱导培养不定芽数目,采用静态望大
特性,其计算公式为:S / N=10×lg( 1
n
n
i=1
Σy2i),其中 i
是试验号(这里 i=3),n是指样数,y是观察值。
对于望大特性,从试验结果表 2 可见,S / N 值越
大,代表此因素在该水平处理效果最佳,极差最大
的对试验结果的影响也最大,可知重要因素排序依
次为 B、C、A,也就是说,6-BA 对试验结果也就是西
藏砂生槐芽苗增殖影响最大,其次是 IBA、NAA。 从
S / N 值趋势图(图 1、图 2、图 3)可以看出,在试验的
三因素三水平中,最佳处理组合为 A1B3C2,即MS 为
基本培养基, 加入 2.0 mg / L 6-BA和 0.4 mg / L IBA
为最佳增殖培养基。
3 结论与讨论
田口方法目前主要应用于机械、管理等领域 [5],
而在组培快繁技术领域鲜有使用的相关报道。 而利
用种子幼苗作为组培快繁的外植体, 国内研究较
多,如雪莲、罗麻布、普通狗牙根等[6-8]用种子组织培
养,获得了理想的效果,试验以西藏砂生槐种子为
表 1 因素与水平
水平
1
2
3
NAA(A)//mg/L
0.0
0.4
0.8
6-BA(B)//mg/L
1.0
1.5
2.0
IBA(C)//mg/L
0.0
0.4
0.8
因素
表 2 正交试验结果
试验号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
x1
x2
x3
R
A
1
1
1
2
2
2
3
3
3
7.0
5.7
4.4
2.6
B
1
2
3
1
2
3
1
2
3
2.4
6.2
8.5
6.1
C
1
2
3
2
3
1
3
1
2
4.8
8.3
4.0
4.3
空列
1
2
3
3
1
2
2
3
1

1.1
3.5
2.2
1.8
1.9
2.5
1.0
1.6
2.9

1.4
3.7
2.5
1.9
1.4
2.7
1.1
1.3
2.8

1.2
3.6
2.9
1.6
1.1
2.9
1.0
1.8
2.6
S/N 值
1.9
11.1
8.1
5.0
3.5
8.6
0.3
4.0
8.8
增殖系数
图 3 C 因素三水平 S/N 平均值
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
S/
N



C1 C2 C3
8
7
6
5
4
3
2
1
0
S/
N



A1 A2 A3
图 1 A 因素三水平 S/N 平均值
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
S/
N



B1 B2 B3
图 2 B 因素三水平 S/N 平均值
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3422
第 16 期
3 讨论
根据动物组织、细胞中普遍含有受遗传基因控
制的蛋白组分且具有种的特异性和稳定性的特点
推断,不同物种的蛋白质电泳指纹图谱必定存在差
异,以蛋白质为指标,可以从蛋白水平上进行分类[10]。
聚丙烯酰胺凝胶电泳技术作为一种蛋白分析技术,
具有操作简单、快速准确、成本低且直观性强的优
点,适合普及推广应用[11]。
研究通过聚丙烯酰胺凝胶电泳技术比较不同
种或同种不同地理分布的水蛭间活体组织细胞可
溶性蛋白组成的差异,结果表明 SDS-PAGE 能初步
反映不同种类、不同食性水蛭组织细胞可溶性蛋白
质的表达差异。 蛋白质既是由基因决定的,也是基
因的产物, 作为遗传特征是可靠的 [10]。 因此应用
SDS-PAGE 分离不同水蛭可溶性蛋白质的方法对于
其分类和药材鉴别具有参考价值,尤其对在形态上
不易区分的种间鉴别具有重要作用。
有学者认为应用电泳和薄层色谱等生化和分
子生物学技术于动物分类学中,可为其形态分类增
加客观标准[12]。 研究中分析的 3种不同地域分布的
菲牛蛭电泳图谱无明显差异,而相同食性的日本医
蛭和 3 种菲牛蛭则有明显差异,这一结果支持了形
态分类确定的 3 种菲牛蛭为同一个种而菲牛蛭与
日本医蛭非同种的见解[7]。 同时结果表明吸血蛭类
和非吸血蛭类的蛋白组分差异大,而 3 种非吸血蛭
类间差异略有减少,这与传统的形态学分类是相一
致的,也说明采用蛋白电泳来探讨种间在进化上的
亲缘关系是一个很有效的手段 [12]。 可见,采用电泳
技术分离 7 种水蛭活体组织细胞可溶性蛋白组分,
不仅有助于了解其蛋白组分及含量, 而且在生化分
类学上也有一定的参考价值[9,12],在以后的研究中可
采用更为精确和客观的二维蛋白电泳技术对所获
得的差异蛋白质更细致深入地分析[13]。
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(责任编辑 田宇曦)
外植体,采用田口方法的试验设计并对试验结果进
行了 S / N 值分析, 研究了植物生长调节剂种类和
浓度对西藏砂生槐不定芽增殖系数的影响,分裂素
6-BA 对其影响最大,其次是生长素 IBA,砂生槐对
NAA 诱导最不敏感。 最佳处理为 A1B3C2,即最佳的
增殖培养基是 MS+2.0 mg / L 6-BA+0.4mg / L IBA。
在组培快繁技术中,从生芽的诱导受到很多因
素的限制,诱导过程中还会发生褐化及玻璃化等问
题,常常会影响增殖芽苗质量。 在西藏砂生槐幼苗
组培苗的诱导试验中,就碰到玻璃化的问题,引起
这个现象发生的原因很多,比如 6-BA 浓度过高、温
度过高或者光照不足等,对这些问题的解决,还有
待深入细致地研究。
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(责任编辑 田宇曦)
(上接第 3422页)
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汪 波等:七种水蛭组织细胞可溶性蛋白 SDS-PAGE 电泳分析 3425