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罗勒组培快繁技术研究



全 文 :罗勒组培快繁技术研究
邹利娟,吴庆贵,罗明华
(绵阳师范学院生命科学与技术学院,四川 绵阳621000)
摘要 目的:探索罗勒组培快速繁殖技术,为罗勒种苗工厂化生产及种质资源保存提供理论依据。方法:采用
组培技术,以罗勒种子萌发的无菌苗为外植体,开展丛生芽的诱导及增殖培养、壮苗培养及生根培养和移栽一系列
技术研究。结果:丛生芽的诱导及增殖适宜培养基为MS + IAA 0. 1 mg /L + KT 3. 0 mg /L + GA3 2. 0 mg /L;生根最佳
培养基为 1 /2MS + IAA 0. 3 mg /L + IBA 0. 5 mg /L,在此条件下,根发育良好,植株健壮。结论:建立了罗勒完整的植
株再生体系。
关键词 罗勒;茎段;快速繁殖
中图分类号:R282. 2 文献标识码:A 文章编号:1001-4454(2013)05-0702-04
收稿日期:2012-10-29
基金项目:国家自然科学基金(31100246) ;绵阳师范学院校级项目(2011A09) ;四川省教育厅项目(13ZB0120)
作者简介:邹利娟(1983-) ,女,硕士,讲师,研究方向:植物组织培养及植物生理学研究;Tel:0816-2267108,E-mail:ljzou66@ 163. com。
罗勒 Ocimum basilicum L. 为唇形科罗勒属植
物,别名九层塔、金不换、兰香等,为一年生草本,全
草具芳香,含精油〔1〕。罗勒具有较高的药用价值,
全草入药,《中药大辞典》谓有疏风解表、行气活血、
强心安神、解毒消肿等功效,近年来在治疗肿瘤、血
栓、白内障及女性不孕症方面效果显著〔2,3〕。目前
国内外相关研究主要集中在精油等成分提取、生药
生理学和临床等方面,罗勒的生殖生态、生殖物候、
分子、细胞等方面研究甚少,组织培养方面见韩晓光
等〔4,5〕的报道。由于野生植物资源的减少,市场需
求量越来越大,利用植物组织或细胞的大规模培养,
可提取由组织和细胞产生的次生代谢产物。本研究
从无菌苗萌发至移栽,采用了不同激素与浓度配比,
建立了罗勒完整的植株再生体系,大大缩短了培养
时间、提高了增殖系数、降低了成本,为罗勒种质资
源保存及规模化生产提供了科学依据。
1 材料和方法
1. 1 实验材料 购自安徽亳州药材种子公司,经
本院罗明华教授鉴定为唇形科植物罗勒 Ocimum ba-
silicum L.的种子。
1. 2 方法
1. 2. 1 无菌苗的获得: 挑选饱满的罗勒种子分别
用自来水、无菌水冲洗干净备用。用 75%的酒精消
毒 30 s,0. 1%HgCl2 溶液灭菌 4 min,无菌水冲洗 5
次,无菌滤纸吸去多余水分,然后接种到添加不同浓
度的赤霉素 3(GA3) (0、1. 0、2. 0、3. 0、4. 0、5. 0 mg /
L) 的MS培养基上进行萌发,所用种子数均为 100
粒。统计发芽率后,转接到不加激素的 MS 培养基
上继续培养获得无菌苗。
1. 2. 2 丛生芽的诱导与增殖: 选择生长健壮、高 5
cm以上的无菌苗,剪取茎段接种于添加不同浓度吲
哚乙酸(IAA) (0、0. 2 mg /L)、6-苄基腺嘌呤(6-BA)
(0、1. 0、2. 0、3. 0 mg /L)、6-糠氨基嘌呤(KT) (1. 0、
2. 0、3. 0 mg /L)、赤霉素 3(GA3) (0、1. 0、2. 0 mg /L)
的 MS培养基上进行培养,于 4 w 后统计丛生芽诱
导率并继续进行增殖培养。
1. 2. 3 生根培养:丛生苗长至3. 0 ~ 4. 0 cm 高时,
切割成单苗转入不同激素组合的 MS、1 /2MS培养基
诱导根的发生,30 d后统计生根率。
以上培养基均附加蔗糖(30 g /L)、琼脂(9 g /
L) ,pH 5. 8,于 24 ℃条件下进行培养。
2 结果与分析
2. 1 GA3 浓度对罗勒种子萌发的影响 在无菌苗
萌发实验过程中发现,罗勒种子萌发率较低。GA3
有促进种子萌发的作用,因此在 24 ℃时,在添加不
同浓度 GA3 的 MS 培养基上培养种子,可以找到罗
勒种子萌发的最适 GA3 浓度。表 1 结果表明,GA3
对种子发芽率影响较大,在一定浓度范围内,发芽率
随 GA3 浓度升高而升高,当 GA3 浓度比较高时发芽
率随 GA3 浓度升高而呈下降趋势。GA3 浓度为 3. 0
mg /L时,发芽率最高,可达 90%,实验中发现加入
GA3 培养基种子萌发时间明显短于未加入 GA3 的
培养基,且发芽整齐,出苗一致( 见图1-1)。
2. 2 不同激素种类与浓度对罗勒丛生芽诱导与增
殖的影响 选择生长健壮、高 5 cm 以上的无菌苗,
剪取茎段( 约1 cm) 接种于添加不同激素组合的MS
培养基上,每种培养基接种 10 罐,每罐 3 个外植体,
重复 3 次。15 d后茎杆和腋芽处开始分化出绿色小
·207· Journal of Chinese Medicinal Materials 第 36 卷第 5 期 2013 年 5 月
DOI:10.13863/j.issn1001-4454.2013.05.006
图 1 罗勒组织培养植株
1.罗勒无菌苗 2.茎段处绿色芽体 3. KT诱导的罗勒丛芽 4. 6-BA诱导的罗勒芽体
5.罗勒丛生芽 6.罗勒生根 7.罗勒再生苗移栽
表 1 赤霉素处理的罗勒种子发芽率
GA3 浓度 /(mg /L) 发芽率 /%
0 24
1. 0 45
2. 0 62
3. 0 90
4. 0 78
5. 0 67
芽体( 见图1-2) ,30 d 后统计结果。用单因素方差
多重分析比较法(LSD) 分析,由表2 可知,供试的
12 种培养基均可诱导丛生芽的产生,在未添加吲哚
乙酸(IAA) 下,6-BA和 KT均能诱导丛生芽的产生,
且诱导率和新增芽个数均随着 2 种细胞分裂素浓度
增加而增加,KT与 6-BA 的诱导效果均存在显著差
异,KT诱导效果明显好于 6-BA,且 KT 诱导的丛芽
较 6-BA诱导的丛芽粗壮( 见图1-3 和图 1-4)。在
低浓度 IAA下,分别用 6-BA和 KT配比不同浓度的
GA3,由结果可知 KT 的诱导效果与 6-BA 诱导效果
均存在显著差异,在 9 号培养基中随着 KT 浓度的
增加诱导率和新增芽个数均达到最高值,分别为
87. 9%和 10. 3 个,9 号与 8 号培养基之间无显著差
异,9 号与其他培养基之间均存在显著差异。在添
加低浓度的 IAA下,添加不同浓度的 GA3,GA3 在一
定程度上提高了诱导率、促进了丛生芽的增殖。综
上所述,罗勒丛生芽诱导与增殖的最佳培养基为 9
号培养基,MS + IAA 0. 1 mg /L + KT 3. 0 mg /L + GA3
2. 0 mg /L,在此培养基上诱导率最高为87. 9%,产生
的丛生芽平均最多达 10. 3 个( 见图1-5)。在 9 号
培养基继续增殖培养,可获得大量丛生芽。
2. 3 生根培养及移栽 将丛生芽切割成单芽在
壮苗培养基 MS + IAA 0. 5 mg /L + 6-BA 0. 5 mg /L
+ GA31. 0 mg /L上培养 10 d 后,选择生长良好的
单芽在 1 /2MS 培养基上进行生根培养,每种培养
基接种 30 个,重复 3 次,20 d 后统计结果见表 3。
结果表明,供试的培养基均能诱导罗勒生根,所不
同的是单独使用吲哚丁酸(IBA) 诱导生根较早,但
生出的根较细,长势弱,而 IAA 配比一定的 IBA 诱
导出的根较粗壮,二者配合使用生根速度较快,根
长势强。由表 3 可知,2 号培养基诱导率和平均根
数均与其他培养基存在显著差异,2 号培养基生根
·307·Journal of Chinese Medicinal Materials 第 36 卷第 5 期 2013 年 5 月
效果最好;再生芽在4 号培养基上,即不添加激素
的 1 /2MS培养基上生根率最低,仅为 25. 4%,平
均根数为 3. 1 条,且根生长缓慢。综上所述,生根
最佳培养基为 1 /2MS + IAA 0. 3 mg /L + IBA 0. 5
mg /L,在此培养基上,生根率达 100%,平均根数
为 16. 5 条( 见图1-6)。当苗在生根培养基中根长
至约 3 cm时,在温室内打开瓶盖炼苗 2 ~ 3 d 后,
小心洗净根部琼脂,移栽至混合基质上( 草炭∶ 珍
珠岩∶蛭石 = 2∶ 1 ∶ 1) ,浇足水,保持室内湿度90%
以上,温度控制在 24 ~ 26 ℃,移栽 5 d后叶片明显
展开,15 d后统计成活率达 100%,且植株生长良
好( 见图1-7)。
表 2 不同激素组合对罗勒丛生芽诱导的影响及多重比较
编号
激素种类 /(mg /L)
IAA 6-BA KT GA3
诱导率 /% 新增芽平均个数 /个
1 0 1. 0 0 0 54. 0h 2. 8f
2 0 2. 0 0 0 55. 2h 3. 5e
3 0 3. 0 0 0 57. 0g 3. 6e
4 0 0 1. 0 0 66. 9e 4. 1d
5 0 0 2. 0 0 73. 7d 4. 4d
6 0 0 3. 0 0 80. 1b 5. 1c
7 0. 1 0 1. 0 0 64. 2f 3. 6e
8 0. 1 0 2. 0 1. 0 85. 3a 9. 4a
9 0. 1 0 3. 0 2. 0 87. 9a 10. 3a
10 0. 2 1. 0 0 0 57. 3g 2. 5f
11 0. 2 2. 0 0 1. 0 75. 9c 6. 3b
12 0. 2 3. 0 0 2. 0 78. 9b 6. 1b
注:1.诱导率 =分化出丛生芽的外植体数 /接种的外植体数 × 100%,新增芽平均个数 =丛生芽总数 -分化出从芽的外植体数;2.相同小
写字母表示无显著差异(P > 0. 05)
表 3 不同激素配比对罗勒生根培养的 LSD分析
编号
植物生长调节剂 /(mg /L)
IAA IBA
生根率 /% 平均根数 /条 根生长情况
1 0. 1 0. 5 85. 6b 11. 2b +++
2 0. 3 0. 5 100a 16. 5a ++++
3 0. 5 0. 5 79. 6c 7. 3d +
4 0 0 25. 4e 3. 1e +
5 0 0. 3 76. 1c 9. 0c ++
6 0 0. 5 68. 8d 5. 9e ++
注:1.“ +”越多表示根长势越强;2.相同小写字母表示无显著差异(P > 0. 05)
3 讨论
3. 1 罗勒的种子萌发 无菌苗的萌发是组织培养
成功的关键之一,在消毒过程中发现罗勒种子遇水
在表面形成了一层啫喱状的保护膜,给消毒带来了
一定的难度。这是由于罗勒种子具有见水膨胀锁住
水分的功能。在实验中发现罗勒种子的萌发率低,
利用植物生长调节剂浸种可以破坏妨碍种子萌发的
活性物质,从而有利于种子吸水萌发,GA3 有促进罗
勒种子萌发的作用〔6〕,本实验中罗勒种子在加入
GA3 培养基中比未加任何激素的培养基中萌发要
快,未加入 GA3 的培养基中种子萌发时间需要约 20
d,而加入 GA3 种子萌发仅需约 10 d,在 GA3 浓度为
3. 0 mg /L时,种子萌发率可达 90%,且出芽整齐,大
大缩短了培养周期,降低了成本。
3. 2 植物生长调节剂 GA3 在罗勒组织培养中的作
用 植物激素又称植物生长调节物质,它是培养基
中的关键物质,对植物组织培养起决定性作用〔7〕,
赤霉素、生长素和细胞分裂素组合对芽的生长和增
殖具有显著的影响〔8〕。本研究罗勒丛生芽诱增殖
培养中,加入 2. 0 mg /L GA3 的培养基生长效果最
好;在壮苗培养中,加入1. 0 mg /L GA3 的培养基生
长较快。实验证明 GA3 对罗勒的生长和芽的增殖
有明显的改善作用。
本研究利用罗勒茎段直接进行丛生芽的诱导,
建立了罗勒的再生体系最佳培养基: 丛生芽最佳增
殖培养基 MS + IAA 0. 1 mg /L + KT 3. 0 mg /L + GA3
·407· Journal of Chinese Medicinal Materials 第 36 卷第 5 期 2013 年 5 月
2. 0 mg /L,最佳生根培养基 1 /2MS + IAA 0. 3 mg /L
+ IBA 0. 5 mg /L,避免了经过愈伤组织脱分化诱导
出不定芽过程所引起的不良变异,可保持材料的遗
传稳定性,大大缩短了培养周期,降低了成本,推广
应用性强。
参 考 文 献
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技术出版社,1997:267.
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社,1977:1354.
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鄂西北地区竹叶柴胡种子萌发特性研究
杜士明1,2,孙荣进2,张文明3* ,杜 婷2,叶 方2,王 刚2
(1.湖北中医药大学中药资源和中药复方教育部重点实验室,湖北 武汉 430065;2.湖北医药学院附属十堰
市太和医院,湖北 十堰 442000;3.湖北神农本草中药饮片有限公司,湖北 房县 442000)
摘要 目的:探讨鄂西北地区竹叶柴胡种子休眠的原因以及提高其发芽率的方法。方法:徒手切片法观察竹
叶柴胡种子特征,采用 40 ℃温水浸种和 1% KMnO4 浸种的方法来提高种子发芽率,同时考察了温度和培养介质对
种子发芽率的影响。结果:40 ℃温水浸种能使竹叶柴胡种子的发芽率提高到 64. 8%;发芽介质对竹叶柴胡种子无
显著性的影响,但是 30 ℃及以上的萌发温度使种子发芽率显著降低。结论:种子中含有发芽抑制物质和胚后熟是
影响竹叶柴胡种子发芽率的重要原因。
关键词 竹叶柴胡;种子;发芽率
中图分类号:R282. 6 文献标识码:A 文章编号:1001-4454(2013)05-0705-03
收稿日期:2012-12-17
基金项目:科技部 2010 年度科技型中小企业技术创新基金(10C26214204534)
作者简介:杜士明(1964-) ,男,在读博士研究生,主任药师,研究方向: 中药资源及其品质评价;Tel:0719-8801163,E-mail:dsmch@ sina.
com。
* 通讯作者:张文明,Tel:13477986222。
竹叶柴胡 Bupleurum marginatum Wall. ex DC.
为伞形科柴胡属植物,药用部位为干燥根及全草。
生于海拔 700 ~ 2 500 m的山坡草地或林下,主要分
布于湖北、陕西、四川、云南、贵州、湖南等地。性苦、
寒,具有散风退热、疏肝解郁等功效,临床常用于感
冒发热、胸胁胀痛、疟疾、脱肛、子宫下垂、月经不调
等。本课题组前期研究考察了鄂西北地区的柴胡资
源及分布主要为竹叶柴胡〔1〕。竹叶柴胡作为鄂西
北地区商品柴胡的主要品种,被四川、贵州、云南、湖
南等地方中药材标准所收载,是常用中药柴胡的三
大来源之一。因此研究竹叶竹叶柴胡种子休眠特
性,对竹叶柴胡资源的保护、可持续利用以及 GAP
基地的建设具有重要意义。
1 材料与仪器
1. 1 材料 竹叶柴胡种子为湖北神农本草中药饮
片有限公司 2011 年 9 月中旬于种植基地采集,经湖
北中医药大学陈科力教授鉴定为伞形科植物竹叶柴
胡 Bupleurum marginatum Wall. ex DC.的种子( 室内
常温阴干后牛皮纸袋常温保存) ; 北柴胡种子购买
于山西运城,经陈科力教授鉴定为伞形科植物北柴
胡 Bupleurum chinense DC. 的种子; 白菜种子( 济南
睿袤农业科技开发有限公司) ;普通滤纸,高锰酸钾
(AR) ,培养皿(10 cm ×1. 5 cm)。
1. 2 仪器 天平( 上海精密仪器FA-2004) ,光照培
养箱( 上海博迅实业公司SPX250I-G) ,CFY-Ⅱ风选
净度仪( 浙江托普有限公司)。
2 试验方法与结果
·507·Journal of Chinese Medicinal Materials 第 36 卷第 5 期 2013 年 5 月