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海南肾茶的组织培养快速繁殖



全 文 :基金项目:海南大学分子生物学重点学科建设资金资助。
第一作者简介:于旭东,男,1973年出生,四川三台人,海南大学农学院热带珍稀植物资源开发与利用实验室负责人,在读植物学博士,讲师。通信地
址:571737海南省儋州市海南大学农学院,Tel:0898-23307258,E-mail:doeast@163.com。
通讯作者:胡新文,男,1963年出生,湖南益阳人,教授,遗传育种学博士,博士生导师,从事植物学、遗传育种学研究。现任海南大学党委委员,农学
院院长。E-mail:huxw333@163.com。
收稿日期:2009-02-12,修回日期:2009-02-19。
海南肾茶的组织培养快速繁殖
于旭东,吴繁花,裴佐蒂,符常明,胡新文
(海南大学农学院热带珍稀植物资源开发与利用实验室,海南儋州 571737)
摘 要:研究肾茶组织培养快繁的最佳材料、最佳激素配比、最佳培养基及炼苗移栽技术,以满足产业化
生产肾茶对种苗的需求。以海南产肾茶幼嫩茎段的茎尖、茎节、茎间、叶片等为外植体,以MS为基本培
养基,比较不同浓度和不同种类的生长激素对不定芽的萌发、愈伤组织增殖及丛生芽生根的影响。得出
外植体消毒方法可采用70%的乙醇和0.1%的HgCl2溶液分时段来进行;最佳材料是茎尖;适宜的诱导培
养基为MS+ NAA 0.1 mg/L +6-BA 1.0 mg/L,继代增殖培养基为MS+ NAA 0.5 mg/L+6-BA 1.0 mg/L或
2,4-D 0.5 mg/L+6-BA 1.0 mg/L,生根培养基为1/2MS+ CM10%+NAA 0.1 mg/L;成功建立了海南肾茶组
织培养快繁技术体系,掌握了炼苗和移栽的相关技术。
关键词:海南肾茶;组织培养;诱导培养;增殖培养;炼苗;移栽
中图分类号:Q81 文献标识码:A
Research about Rapid Propagation of Clerodendranthus spicatus (Thunb.) C.Y.Wu in
Hainan through Tissue Culture
Yu Xudong, Wu Fanhua, Pei Zuodi, Fu Changming, Hu Xinwen
(The Laboratory of Tropical Rare Plants Resources Development and Utilization,
College of Agronomy, Hainan University, Danzhou Hainan 571737)
Abstract: Studies the best material and the best hormone matching and the best medium on tissue culture and
practices seeding and transplant of Clerodendranthus spicatus. in Hainan. Satisfies the industrial production tea
of Clerodendranthus spicatus. To seedlings demand. Using the stem tips and the stem nodes and the
inter-nodes and the new leaves of Clerodendranthus spicatus. In Hainan as explants. Using MS as basic
medium, the effects of different concentrations and different types of phytohormone on the germination of
adventitious bud, proliferation of callus and rooting of tufty buds were compared. The explants disinfection
method to be possible to use 70% ethyl alcohol and 0.1% HgCl2 solution minute time interval carries on; The
best material is the stem point; The optimum medium for induction was MS+ NAA 0.1 mg/L +6-BA 1.0 mg/L,
the optimum medium for subculture proliferation was MS+ NAA 0.5 mg/L+6-BA 1.0 mg/L or 2,4-D 0.5 mg/L+
6-BA 1.0 mg/L and the optimum medium for rooting of stem segment was 1/2MS+ CM 10%+NAA0.1mg/L. The
success has established the Clerodendranthus spicatus in Hainan tissue culture quick numerous technology
systems, grasped has practiced the related technology which seeding and transplanted.
Key words: Clerodendranthus spicatus in Hainan, tissue culture, induction raise, multiplication raise, practice
seeding, transplant
中国农学通报 2009,25(09):38-42
Chinese Agricultural Science Bulletin
从分类学角度看,肾茶[Clerodendranthus spicatus.
(Thunb.)C.Y.Wu]属种子植物门、被子植物亚门、双子
叶植物纲、唇形科、肾茶属多年生草本植物。由于其雄
蕊细长,酷似猫的胡须,又名猫须草。在中国,肾茶仅
有两个种,海南有一种 [1]。其原产于印度尼西亚、缅
甸、马来西亚、菲律宾等热带地区,近年发现在中国广
西、云南等地海拔 950~1050 m的热带、亚热带地区有
野生分布[2-3],笔者在海南黎母山森林保护区、霸王岭国
家自然保护区也发现有野生分布[4]。
肾茶具有明显的药用保健功能,有巨大的开发潜
力。早在1927年,Gruber初步证明肾茶叶中有一个无
毒性提取物有利尿作用[5]。Sumaryono从肾茶中分出8
个酚酸类成分,即咖啡酸、咖啡酸的二聚体迷迭香酸
等,其中迷迭香酸是肾茶抗炎有效成分之一[6]。其抗
炎机制可能与抑制 5-脂氧化酶或干扰不同途径C3转
化酶活性或抗氧化及消除自由基有关,另外迷迭香酸
还有弱的抗小鼠 S-180肉瘤作用 [7-10]。1984年钟纪育
等人从云南产肾茶中分出A-香树素、B-谷甾醇、熊果
酸与胡萝卜甙等[11]。现代研究显示,肾茶含14种黄酮
类化合物、8个酚酸类成分[12]、17种氨基酸和维生素C、
维生素B1、维生素B2等;而所含的矿质元素主要有磷
(P)、钾(K)、铜(Cu)、铁(Fe)、锌(Zn)等[13]。这些成分
的存在,为肾茶的药用和保健功能奠定了坚实的物质
基础。因此,肾茶具有利尿、排石、抗菌、消炎、健肾、
改善慢性肾功能衰竭和提高免疫力等 7种医疗保健
作用[14-15]。黄荣桂等人还验证了肾茶是一种治疗尿路
结石的无毒副作用的良好药物[16]。
中国民间运用肾茶治病保健有着悠久的历史,云
南傣医用肾茶治疗小便热涩疼痛、腰酸腰痛等泌尿系
统疾病有2000年的历史,海南民间用肾茶治疗急慢性
肾炎、膀胱炎、泌尿系统结石等也有几百年的历史[17]。
因此,海南肾茶具有巨大的开发利用价值,探讨快捷有
效的繁殖方法是加快肾茶产业化发展的必要途径。
肾茶结实率低,种子寿命只有 15天,发芽率仅
40%[18]。再加上其种子极细小,不易采集,因此种子繁
殖无法满足生产的需要[19]。2003年5月笔者从海南省
霸王岭国家自然保护区发现引种 5株海南肾茶,后经
繁殖得到相应实验材料,2004—2007年在华南热带农
业大学农学院进行了肾茶的组织培养快速繁殖和其他
繁殖方法研究。
1 材料与方法
1.1 材料
幼嫩枝条若干,研究材料由海南省霸王岭国家自
然保护区提供。
1.2 方法
1.2.1 消毒及接种方法 将采来的幼嫩枝条用流水冲洗
30 min,用手术刀小心切取茎尖、节间、幼嫩叶片和带
单个侧芽的茎段,并分别进行消毒处理。
(1)茎尖和幼嫩叶片。采用70%的乙醇浸泡5~8 s,无
菌水清洗一次,再用0.1%的HgCl2溶液浸泡8~10 min,无
菌水清洗4次。分别将茎尖切成1 cm长的小段、将幼
嫩叶片切成1 cm2的小块作为外植体,平放接种到固体
培养基中进行培养。
(2)节间和带侧芽茎段。采用70%的乙醇将节间浸
泡10~15 s,无菌水清洗1次,再用0.1%的HgCl2溶液浸
泡 8~10 min,无菌水清洗 4次。最后切成 1 cm长的小
段作为外植体,平放接种到固体培养基中进行培养。
1.2.2 基本培养基的选择 先通过文献了解肾茶的茎和
叶中含有的无机盐离子的量,再将 4种含盐量不同的
基本培养基:MS(含盐量高)、N6(硝酸盐含量中等)、
Nitsch(无机盐含量中等)和White(低盐含量)进行对
比选择,最后选取MS作为基本培养基[20-21]。
1.2.3 愈伤组织诱导 取肾茶的茎尖、茎节、节间和叶片4
个部位作为外植体,接种到不同的愈伤诱导培养基上,
观察愈伤组织生长情况,即形成愈伤组织生长快慢、颜
色、形状等,计算诱导率,筛选最适培养基。诱导率=诱
导愈伤组织的外植体数/未污染的外植体数×100%。
采用的两个实验方案均是以MS为基本培养基。
方案一:以 2种浓度NAA(即:0.1、0.5 mg/L)和 3种浓
度 6-BA(即:1.0、2.0、3.0 mg/L)完全随机设计;方案
二:以 2种浓度 2,4-D(即:0.1、0.5 mg/L)和 3种浓度
6-BA(即:1.0、2.0、3.0 mg/L)完全随机设计,共12种不
同激素组合处理,以上处理均添加 30%的蔗糖。每个
处理各接种15瓶。培养条件为:前期30天培养为自然
散射光培养(即置于培养室中,无需用日光灯照射),以
后每天光照10~12 h,光照强度1000~2000 lx,温度26~
29℃。接种后,每隔15天将各处理转接1次,连转2次,
再过30天后观察愈伤化程度,并统计愈伤组织数量。
1.2.4 愈伤组织继代及分化 通过60天诱导愈伤发现,
以上培养基所诱导出来的愈伤组织可在原培养基上分
化出不定芽,决定以同样的培养基继续继代培养,观察
相同基本培养基的不同激素配比对肾茶愈伤组织的影
响,将各繁殖部位所得的愈伤组织及时转接到上述12
个处理中继续培养,繁殖部位和处理均不变动,30天
后观察愈伤组织的增殖情况与不定芽分化情况。
1.2.5 生根与壮苗培养 将愈伤组织经过分化产生高约
1.0~2.5 cm的不定芽,转入生根与壮苗培养基中进行
生根与壮苗培养。实验方案如下:采用 1/2 MS+3种
于旭东等:海南肾茶的组织培养快速繁殖 ·· 39
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
NAA浓度水平(0.1、0.2、0.3 mg/L)和 1/2 MS+3种 IBA
浓度水平(0.1、0.2、0.3 mg/L)6种处理,以上处理均添
加30%的蔗糖和10%椰子汁(CM)。每处理接种5瓶,
3次重复,25天后观察记录各生长指标。观察内容:叶
片数量、苗高度、生根数、平均根长。
生根率/%=未污染生根株数/未污染诱导培养株
数×100。
叶片数量和植株高度是未污染单株苗的叶片数和
高度。生根数和平均根长是未污染单株苗的生根数目
和单株苗根的平均长度。
1.2.6 炼苗与移栽 当幼苗的根长到一定长度,一般茎
长 10 cm左右,叶片 6~8片,其幼苗形体已显健壮时,
将瓶苗置于室外遮荫度为 60%~80%的荫棚中炼苗,5
天后打开盖子并转至遮荫度为40%的荫棚中再炼苗3
天,便可移栽到育苗杯中;移栽时小心将幼苗取出,在
清水中洗除附着在根上的培养基,并用0.1%的高锰酸
钾溶液浸泡20 min后定植。
2 结果与分析
2.1 外植体的消毒
资料显示,植物组织培养消毒多采用 70%的乙醇
和 0.1%的HgCl2两种溶液来进行,其中 70%的乙醇时
间不能太长,一般消毒时间为 5~60 s,0.1%的HgCl2处
理时间则在 5~20 min不等。具体时间要视各材料自
身情况而定[22]。由于所取材料为幼嫩的枝条,离地面
较高,且在采集材料的前两周天气为高温干燥的条件
下,材料的带菌较少,所以笔者所采用的消毒方法效果
较好,其中 70%的乙醇消毒时间为 5~15 s,0.1%的
HgCl2处理时间为8~10 min。
表1 不同浓度植物激素对肾茶愈伤组织诱导影响
处理
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
处理
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
不同植物激素
浓度组合/(mg/L)
NAA0.1+BA1.0
NAA0.1+BA2.0
NAA0.1+BA3.0
NAA0.5+BA1.0
NAA0.5+BA2.0
NAA0.5+BA3.0
2,4-D0.1+BA1.0
2,4-D0.1+BA2.0
2,4-D0.1+BA3.0
2,4-D0.5+BA1.0
2,4-D0.5+BA2.0
2,4-D0.5+BA3.0
不同植物激素
浓度组合/(mg/L)
NAA0.1+BA1.0
NAA0.1+BA2.0
NAA0.1+BA3.0
NAA0.5+BA1.0
NAA0.5+BA2.0
NAA0.5+BA3.0
2,4-D0.1+BA1.0
2,4-D0.1+BA2.0
2,4-D0.1+BA3.0
2,4-D0.5+BA1.0
2,4-D0.5+BA2.0
2,4-D0.5+BA3.0
茎尖
外植体接种数
15
14
15
15
14
15
14
15
14
11
14
13
节间
外植体接种数
13
15
14
12
14
14
14
14
14
15
14
15
愈伤组织数
15
12
10
12
6
4
13
12
8
8
3
2
愈伤组织数
12
13
9
10
7
3
14
13
8
10
3
2
愈伤组织情况
+++
++
++
++
+
+
+++
++
+
++
+
+
愈伤组织情况
+++
++
+
++
+
+
++
++
+
++
+
+
诱导率/%
100
85.71
66.67
80.00
42.86
26.67
92.86
80.00
53.33
72.73
21.43
15.38
诱导率/%
92.13
86.67
64.29
83.33
50.00
21.29
100
92.86
53.33
66.67
21.43
13.33
茎节
外植体接种数
14
12
12
12
15
15
15
12
15
13
13
14
叶片
外植体接种数
14
12
15
15
15
13
15
15
15
13
13
13
愈伤组织数
14
10
9
10
7
5
14
9
9
9
6
3
愈伤组织数
14
10
10
12
7
2
14
13
9
9
6
2
愈伤组织情况
+++
++
++
++
+
+
+++
++
+
++
+
+
愈伤组织情况
++
++
++
++
+
+
++
++
+
++
+
+
诱导率/%
100
83.33
75.00
83.33
46.67
33.33
93.33
75.00
60.00
69.23
46.15
21.29
诱导率/%
100
83.33
66.67
80.00
46.67
15.38
93.33
86.67
60.00
69.23
46.15
15.38
2.2 肾茶的愈伤组织诱导
表 1结果显示,方案一和方案二在各个浓度配
比下的外植体均能产生愈伤组织,但是其中以 1、7
两个组合诱导最为理想,都能达到 90%以上的诱导
率,在 NAA和 2,4-D的 2个水平(0.1 mg/L,0.5 mg/L)
上,随着 6-BA浓度的提高,诱导愈伤组织的发生率
注:+愈伤较少,++愈伤较好,+++愈伤最好。
·· 40
明显下降,这说明高浓度的 6-BA不利于诱导愈伤组
织;且NAA和 2,4-D在 0.5 mg/L水平比在 0.1 mg/L水
平的诱导率差,从NAA/6-BA和 2,4-D/6-BA来看,提
高其比值有利于诱导愈伤组织。对肾茶不同部位进
行了愈伤组织的诱导,结果显示,茎尖、茎节所诱导
的愈伤组织嫩绿、坚实,生长较快,而节间与叶片所
诱导的愈伤组织淡绿偏黄,坚实但生长速度较慢,特
别是叶片更慢。
2.3 肾茶的愈伤组织继代及分化
经过前期短时间间隔的两次转接后,诱导所得愈
伤组织生长状态较好,至第 3代愈伤组织的增殖系数
茎尖与茎节可达到3~4倍,而节间与叶片也能达到1~2
倍,其中处理4、10最为理想。从不同部位所诱导愈伤
组织分化不定芽的情况来看,叶片愈伤组织分化不定
芽的数量极少,节间愈伤组织根本就不分化出不定芽
来(见表2)。
表2 不同浓度激素对肾茶愈伤组织分化不定芽数的影响
注:分化的不定芽数为每块愈伤组织长出的芽数。
处理号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
不同植物激素浓度组合/(mg/L)
NAA0.1+BA1.0
NAA0.1+BA2.0
NAA0.1+BA3.0
NAA0.5+BA1.0
NAA0.5+BA2.0
NAA0.5+BA3.0
2,4-D0.1+BA1.0
2,4-D0.1+BA2.0
2,4-D0.1+BA3.0
2,4-D0.5+BA1.0
2,4-D0.5+BA2.0
2,4-D0.5+BA3.0
茎尖分化不定芽数
3~4
2~3
1
1~6
1~2
0
1~4
2
1
5
2
0
茎节分化不定芽数
2~6
3
1
2~5
1
1
1~4
1
1
1~4
0
1
叶片分化不定芽数
1~2
0
0
1
0
0
1
0
0
0
0
0
节间分化不定芽数
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
2.4 生根与壮苗培养
由于所分化的不定芽较弱,笔者在每个处理中均
添加了10%的CM,资料表明一定浓度的CM有利于壮
苗培养 [20]。从表 3中可看出诱导不定芽生根比较容
易,每个处理都能长出粗壮的根来,这可能与肾茶本身
的生理特性相关,在6个处理中,处理1最好,处理6稍
差,但都能达到生根壮苗的目的。
2.5 炼苗与移栽
炼苗是移栽组培苗的关键一环,要把控好时间、遮
阳度、温湿度等因素,如炼苗时间或遮阳不够,则会影
响苗的成活率,如时间太长或荫蔽度太大又会导致培
养基污染或烂苗[21]。肾茶组培苗炼苗时的温度最好能
控制在20~32℃,湿度控制在85%~95%。在遮荫度为
60%~80%的荫棚中炼苗 5天,再在遮荫度为 40%的荫
棚打开盖子炼苗3天,便可移栽到育苗杯中,成活率可
达95%以上。
3 讨论与结论
(1)在诱导愈伤组织继代及分化的试验设计中,
笔者参照了李任珠等的论文《组织培养快繁肾茶的研
究》[22]设计了相应梯度的激素浓度,结果发现:两个最
优组合的NAA浓度均处于最小值(0.1 mg/L),2,4-D
浓度为最大值(0.5 mg/L),其诱导分化的最适浓度是
否就是这一浓度,有待进一步验证。
(2)从肾茶愈伤组织继代及分化的情况来看,愈伤
表3 不同浓度激素对肾茶壮苗的影响
处理
1
2
3
4
5
6
不同成份/(mg/L)
1/2 MS+ CM10%+NAA0.1
1/2 MS+CM10%+NAA0.2
1/2 MS+CM10%+NAA0.3
1/2 MS+CM10%+IBA0.1
1/2 MS+CM10%+IBA0.2
1/2 MS+CM10%+IBA0.3
叶片数量/片
10~12
8~10
6~10
6~8
4~6
4~6
苗高/cm
8.2~9.3
6.4~7.7
6.2~7.2
5.7~6.3
3.2~4.7
3.7~4.6
根分化数目/条
8~10
6~8
6~8
4~8
2~6
2~5
平均根长/cm
8.3~9.6
6.6~7.4
5.4~6.8
5.2~6.1
4.5~6.0
4.7~5.8
于旭东等:海南肾茶的组织培养快速繁殖 ·· 41
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
分化最好的材料是茎尖,其次是茎节。叶片和节间不
能作为肾茶的组织培养材料。
(3)肾茶组织培养继代苗的生根,NAA的效果比
IBA效果要好,但其浓度不宜超过0.1 mg/L,其最适浓
度有待进一步验证。
(4)组织培养快繁海南肾茶在继代5代的情况下,
其瓶苗成本约在 0.28元/株,如果增加代数在 8代左
右,其成本可降至0.22元/株,相比扦插繁殖而言,成本
较高。但在特定情况下采用,比如母株感染线虫、病毒
等,可以利用此方法脱毒,以获得无毒健康植株。另
外,如果增加数量,其成本还将大幅度下降。
(5)组织培养快繁体系的建立。根据实验结果,总
结归纳海南肾茶的组织培养快繁体系如图1。
参考文献
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图1 南肾茶的组织培养快繁体系图
外植体脱毒
诱导培养
增殖培养
生根培养
试管苗的移栽




75%酒精(5~15 s)+无菌水漂洗1次+0.1%升汞(8~10 min)+无菌水漂洗2次。
MS+NAA0.1 mg/L+6-BA 1.0 mg/L培养基。
MS+NAA 0.5 mg/L+6-BA 1.0 mg/L培养基或 2,4-D 0.5 mg/L+6-BA1.0
mg/L培养基。
1/2MS+ CM 10%+NAA 0.1 mg/L培养基
炼苗时拧松培养瓶瓶盖,放置5天后,开盖炼苗3天,移栽至沙土中。温
度 20~32℃,湿度 85%~95%,前 5天遮荫度为 60%~80%,后 3天遮荫度
为40%。





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