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药用植物菘蓝的组织培养技术研究



全 文 :第 20卷第 2期(2015) Vol.20 No.2(2015)
收稿日期:2015-03-13
基金项目:陇南师范高等专科学校博士科研启动基金.
作者简介:王瀚(1975—),男,甘肃西和人,副教授.研究方向:生物技术.
药用植物菘蓝的组织培养技术研究
王 瀚,赵淑玲,赵桂芳,田凤鸣
(陇南师范高等专科学校 农林技术学院,甘肃成县 742500)
摘 要:中药材菘蓝种子萌发后,以菘蓝幼苗的上胚轴为外植体,进行组织培养研究.研究主
要探讨了不同配方的培养基对菘蓝愈伤组织的生成、芽诱导及生根的影响.研究结果表明,最
佳诱导培养基为:MS+0.5 mg/L NAA+1.0 mg/L 6-BA.
关键词:板蓝根;组织培养;生长调节剂;无性繁殖
中图分类号:Q81 文献标志码:A 文章编号:1008-9020(2015)02-050-03
板蓝根为我国传统中药材. 其药用部位为十字
花科植物菘蓝(Isatis tinctoria.)的干燥根 .有清热解
毒、凉血利咽之功效.可用于瘟毒发斑、疗腮、喉痹、
烂喉丹府、大头瘟疫、丹毒、痈肿等症,临床上常用
于病毒性及细菌性感染疾病 [1].为了快速高效地生
产板蓝根, 笔者以菘蓝幼苗作为外植体进行离体
培养,探讨了该植物对不同激素组合条件的反应,
并在此基础上筛选出菘蓝离体快繁最佳培养基.该
研究为菘蓝优良品种的选育及基因工程研究奠定
了基础.
1. 实验材料及方法
1.1实验材料
从成县中药材市场仔细挑选购买饱满、无虫害
的菘蓝种子.
1.2实验方法
将种子用自来水冲洗 20min, 以蒸馏水冲洗,之
后在 75%的酒精中浸泡 20s,再用无菌水冲洗 2 次,
再用 0.05%的升汞溶液中消毒 5min,无菌水冲洗后
置培养皿中培养, 待长出幼苗后用以实验.2周后种
子开始发芽, 以发芽后的上胚轴作为实验材料用以
组织培养.
1.3组织培养基本条件
培养基为 MS 培养基, 根据实验需要分别加入
不同浓度的营养元素及激素, 加入琼脂 7g, 蔗糖
30g,调整 PH 值后加水定容至 1000mL.分装后加热
灭菌,于超净台放凉后接种.培养温度为 24℃,光照
强度为 2000 lx,光照时间为 12 h/d.
培养基号 NAA(mg/L) 6-BA(mg/L) 愈伤组织诱导率% 芽诱导率%
1 0.3 3.0 70 50
2 0.5 2.0 80 20
3 0.2 2.0 100 50
4 0.3 1.5 70 40
5 0.5 1.0 100 100
6 0.1 1.0 100 80
7 1.0 0.5 100 90
表 1 不同浓度激素配比对愈伤组织诱导率及芽诱导率的影响
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第 20卷第 2期(2015) Vol.20 No.2(2015)
2. 实验结果
2.1愈伤组织与芽的诱导
组织培养过程使用 MS 培养基, 生长素使用萘
乙酸(NAA)及细胞分裂素 6-苄氨基嘌呤(6-BA).利
用不同种类、不同质量浓度的激素探讨适于该植物
生长的最佳浓度配比.
由表 1 可以明显看出,不同配比的激素浓度对
于该植物愈伤组织诱导率及芽诱导率的影响较大.
经过 7d的培养,可明显发现 5、6、7号三种配比对于
愈伤组织的诱导率较高,去除因污染造成的结果,愈
伤组织诱导率可达 100%.愈伤组织形成后,经一段
时间的培养,可明显发现,5、6、7 号三种培养基的芽
诱导率逐渐增高,最佳的浓度配比为 5号培养基,又
经一段时间的培养可以明显发现,5 号培养基上愈
伤组织表面发生褐化,后出现明显的突起,直接分化
为芽,逐渐发育成为幼苗.
植物组培愈伤组织的器官发生顺序主要有:(1)
愈伤组织仅有芽或根器官的分别形成,即无芽的根
或无根的芽;(2)先长出芽,再在芽的基部逐渐长出
根;(3) 先根后芽;(4) 先在愈伤组织的邻近部位长
出芽和根,再长成一个小植株[2].在本研究中,可以明
显发现,5 号培养基出现愈伤组织后,随着褐化的加
深,在其顶部逐渐长出了芽,随着芽的增长,随后产
生了两片嫩绿的叶片,随着培养时间的增加,嫩叶逐
渐增长.嫩叶增长的同时,愈伤组织基部出现了较多
的须状根,说明该组培养基不仅具有较好的芽诱导
能力,对根的产生也具有促进作用.
2.2生根诱导
研究报道,按外植体类型归类统计,愈伤组织分
化形成根时,使用萘乙酸(NAA)居多,浓度在 0.02~
6.0 之间,以 1.0~2.0 为多 [3].将除第 5 组外其他组别
的培养基上的幼苗移入 MS+0.1 mg/L NAA 的常见
生根培养基上,经 7d 培养发现,这些组别的幼苗均
未出现生根现象. 根据上述愈伤组织及芽诱导培养
基的激素配比,可以明显发现,5 号培养基中激素萘
乙酸浓度为 0.5 mg/L, 既能满足愈伤组织及芽的诱
导,也能促使根的形成.
3. 讨论
目前,随着中药现代化的逐步实施,从药用植物
体内高效提取分离活性成分是人们普遍关注的焦
点. 植物组织培养技术可在短期内快速繁殖植物离
体组织,具有快速、高效及可控的特点,便于大规模
工业化生产, 在药用植物的快繁及活性成分的高效
提取方面具有得天独厚的优势. 药用植物离体组织
培养技术的研究报道较多,张庆红等 [4]通过组织培
养技术以中药栀子种子为外植体, 成功地获得了再
生植株, 为药用植物栀子的转基因体系的建立奠定
了基础.黄树军等[5]通过组培的方法获得了中药厚朴
各阶段最佳培养基, 为该植物组培苗工厂化生产奠
定了基础.目前,针对药用植物组培的研究主要体现
在以下两方面: 其一为药用植物细胞培养使得植物
可以像微生物一样在发酵罐中进行发酵培养, 可极
大地提高药物的生产效率.另一方面,对某些珍贵、
濒危的中药资源予以保护, 可减少野生资源的过度
开发.另外,在植物基因工程研究领域,通过转基因
还可实现药物有效成分的优化及含量的增加. 组培
苗体系的建立为该领域的研究奠定了基础.
通过菘蓝快繁体系的建立,获得最佳培养基为:
MS+0.5 mg/L NAA+1.0 mg/L 6-BA.该培养基既能诱
导愈伤组织及芽形成,又能有效促进生根.从实验结
果看, 对愈伤组织的诱导 NAA 及 6-BA 的浓度在
0.5~1.0 mg/L的范围内较佳. 在这样的激素范围内,
愈伤组织及芽不必频繁转入到新的生根培养基中即
可实现生根培养, 一方面提高了种苗的成活率,减
少了污染的概率, 另一方面也大大地降低了生产
成本.本研究为菘蓝的离体快繁和转基因研究奠定
了基础.
注释:
①本院 2013级生物技术及应用专业饶杨喜、陈
续强、郭红明及张峰亮等同学参与了部分研究工作.图 1 菘蓝外植体的诱导分化
王 瀚等:药用植物菘蓝的组织培养技术研究
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第 20卷第 2期(2015) Vol.20 No.2(2015)
参考文献:
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研究进展[J].中国野生植物资源,2005,24(5):4~7.
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[3]曹孜义,刘国民.植物组织培养技术教程[M].
兰州:甘肃科技出版社,1996.
[4]张庆红,汤丽云,司徒少金,王莎,何国振.栀子
的组织培养研究[J].植物学报,2014,49(3):331~336.
[5]黄树军,荣俊冬,车志.厚朴苗的组织培养研
究[J].江西农业大学学报,2014,36(2):364~370.
Study on Tissue Culture of Isatis tinctoria
WANG Han,ZHAO Shu-ling,ZHAO Gui-fang,TIAN Feng-ming
(Department of Biology,Longnan Teachers College,Chengxian Gansu 742500)
Abstract:The clonal propagation of Isatis tinctoria is developed through culture of stem with a lateral bud in vitro. The optimal media
of induction buds is MS+0.5 mg/L NAA+1.0 mg/L 6-BA.
Key words:isatis tinctoria fort;tissue culture;growth regulator;clonal propagation
责任编辑:蒲向明
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