全 文 ：第6卷第3期
2008年5月
生物加工过程
ChineseJournalofBioprocessEngineering
May2008
· 57·
激素对四裂红景天愈伤组织诱导及其继代培养的影响
沈梦圆1，易丽娟1，李 春1’2’
(1．石河子大学食品学院 新疆兵团化工绿色过程重点实验室，石河子832003；
2．北京理工大学 生命科学与技术学院，北京100081)
摘要：以四裂红景天种子和幼茎为材料，应用正交试验进行其愈伤组织诱导及其继代培养的研究。结果表明：种
子是诱导四裂红景天愈伤组织的理想外植体；诱导愈伤组织的最佳培养基配方为MS培养基加入6-苄基腺嘌呤
(6．BA)3．0ms／L和a一萘乙酸(NAA)2．0mg／L和2，4·二硝基笨酸(2，4一D)1．0mg／L，诱导率为87．1％。愈伤组织
继代培养的最佳培养基配方为MS+6-BA3．0mg／L4-NAA1．0mg／L+2，4·D1．0mg／L。细胞培养周期为30d，
21d生物量(干质量)达到最大为13．72g／L。
关键词：愈伤组织；诱导；植物激素；继代培养；四裂红景天
中图分类号：R937．71 文献标识码：A 文章编号：1672—3678(2008)03-0057—05
PlanthormonesinfluencecallusinductionandsubcultureofRhodiolaquadrifida
SHENMeng．yuanl，YILi-juanl，LIChunl
t2
(1．KeyLaboratoryofG eenProcessofChemicalEnsineefing，CoUegeof
FoodEnsineering，ShiheziUniversity，Shihezi832003，China；
2．SchoolfLifeScienceandTechnology，BeijingInstituteofT chnology，Beijing100081，China)
Abstract：TheseedsandinfancystemsegmentsofRhodiolaquadrifidaweret kena8explants．Thecallus
inductionandsubculturewerstudiedwiththeorthogonahydesign．Theresultsshowedthatheseeds
wereproperexplantsofcallusinducing．Theoptimumediumforcallusinducingwas+6-benzyladnine
(6-BA)3．0ms／L+naphthlceticacid(NAA)2．0ms／L+2，4-Dinitrobenzoicacid(2，4-D)1．0mg／L，
andthehighestinductionratereached87．1％．ThecallussubculturewasachievedonMSmediumwith
6一BA3．0mg／L，NAA1．0mg／L，and2，4-D1．0ms／L．Cellculturecyclewas30days，andthehilsh-
estbiumasslevelreached13．72s／Londay21．
Keywords：callus；inducing；planthormone；subculture；Rhod／o／aquadrifida
红景天为景天科红景天属(Rhodiola)草本或亚
灌木植物，全世界约有96种，我国约有73种，分布
于东北、华北、西北及西南‘1|。大部分都生长在海
拔3500．5000m左右高山流石或灌木丛林下‘21。
研究结果表明，红景天不但有防辐射、抗病毒、增强
免疫与预防肿瘤等多种保健功能‘3圳，而且还具有
提高注意力和工作效率，延缓机体衰老⋯，防止老
年疾病㈨等功效。因而它是食品工业和医药工业
收稿日期：2007一11-28
基金项目：新世纪优秀人才支持计划资助项目(NCET040989)；国家自然科学基金资助项目(20776017)；石河子大学高层次人才科研启
动资金专项资助项目(RCZX200506)
作者简介：沈梦圃(1981一)，女，新疆石河子人，硕士研究生，研究方向：生物技术与酶工程。
联系人：李春，博士，教授，E·mail：fichun04@bit．edu．cn
万方数据
· 58· 生物加工过程 第6卷第3期
上极有发展前途的中草药之一。
近年来，由于过度放牧和人为的无计划采挖以
及红景天自身的生理特性，红景天种群数量呈急剧
下降趋势，这一珍稀物种濒临灭绝¨J。为了解决这
个问题，人们开始从多种途径来解决红景天的需求
问题，如引种栽培旧J、细胞培养【93等。红景天细胞
培养可以缓解野生资源短缺、自然繁育率低和人工
栽培烂根等棘手问题，有望成为红景天药源的一条
有效替代途径。目前，主要研究报道了高山红景
天归1和玫瑰红景天¨刨的细胞培养及代谢调控，并取
得了一些成效。但有关四裂红景天细胞培养的研
究还鲜有报道。
本文选取新疆特殊环境下的珍稀生物资源四
裂红景天的种子和幼茎为外植体，研究了激素对四
裂红景天愈伤组织诱导及其继代培养的影响，为四
裂红景天细胞的悬浮培养及大规模生产提供一定
的理论和技术基础。
1材料与方法
1．1 材料
四裂红景天采自海拔3500ITI的新疆天山
地区。
1．2红景天外植体的处理与愈伤组织的诱导
选取四裂红景天的种子和幼茎，将种子包在纱
布里流水浸泡处理24h，幼茎用自来水冲洗4—5h，
然后用体积分数75％的酒精消毒30s，再用体积分
数O．1％的HgCl：溶液消毒3—6rain，之后用无菌
水冲洗4—5次，将它们放置于垫有无菌滤纸的无菌
培养皿中，幼茎切成5—7mm的小块，接种到培养
基上，采用L。。(45)正交设计试验对不同植物激素
质量浓度的6一苄基腺嘌呤(6．BA)、Ot一萘乙酸
(NAA)、2，4一二硝基苯酚(2，4．D)等因素进行筛选
(表1)。
表l 6-BA、NAA和2。4-D质量浓度配比的试验设计
Table1 Testdesignof6·BA。NAAand2。4-D
concentrationcombi ationmg·L一1
1．3愈伤组织的继代培养
采用Ms基本培养基¨¨，其中附加30g／L蔗
糖，6s／L琼脂，pH5．8，接种量为3g／瓶(30mL装
液量)，26℃黑暗下培养，分别培养21d、30d取样
称质量(干质量)，每个处理3次重复，应用IJ9(33)
正交设计试验进行筛选(表2)。
表2正交试验因素水平表
Table2 Factorsandlevelsorthogonaltest mg·L一1
i．4生物量的测定
将愈伤组织继代培养在最佳植物激素组合的
继代培养基上，连续培养30d，每3d取样，每个处
理3次重复，于一50℃冷冻干燥(德国Mar-tin
Christ公司ALPHA1-2型冷冻干燥机)，称质量得细
胞干质量，结果取平均值¨2|。
2结果与讨论
2．1 植物激素对红景天愈伤组织的诱导作用
将不同外植体接种在不同植物激素质量浓度
组合的培养基上，研究了植物激素质量浓度组合对
愈伤组织形成的影响(表3)。
由表3可知，不同的植物激素组合及质量浓度
配比对愈伤组织诱导率的影响存在明显的差异。
种子愈伤组织诱导的培养基最佳配比方案为A。B。
c，，诱导率达到87．1％；幼茎愈伤组织诱导的培养
基最佳配比方案为A。B3C2，诱导率为33．33％。种
子的诱导率明显高于幼茎的诱导率，说明用种子作
为外植体进行愈伤组织的诱导是提高愈伤组织诱
导率的一个理想外植体。这一结果与许明子等¨3】
诱导高山红景天愈伤组织的结论吻合。原因可能
是以种子为外植体时，种子发的芽在培养基中呈无
菌状态，没有受到消毒液的伤害，降低了外植体的
褐化现象；另一方面，幼芽的组织结构幼嫩，有利于
愈伤组织的产生。
从表3还可以发现，无植物激素的对照组(编号
1)及添加NAA和2，4一D，不添加6-BA的处理组(编
号2、3、4)无愈伤组织产生，但在一定质量浓度6-BA
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2008年5月 沈梦圆等：激素对四裂红景天愈伤组织诱导及其继代培养的影响 ·59·
存在的条件下，添加适当质量浓度的NAA和2，4一D，
几乎都可以诱导出愈伤组织，说明分裂素6一BA在愈伤
组织产生过程中起决定作用；在分裂素6-BA与生长
素NAA、2，4-D的配比质量浓度较高的条件下诱导效
果最好，这一结论与诱导植物愈伤组织细胞的激素配
比方案一般采用高生长素、低分裂素的配比⋯一53不
相一致。这可能是与选用的品种、外植体本身的生理
特性以及激素之间的相互作用有关。
表3 植物激素配比对愈伤组织诱导的影响
Table3 InfluencesofplanthormonecombinationOlllcallusinduction
2．2植物激素对红景天愈伤组织继代培养的影响
筛选出生长良好、形态一致的愈伤组织，将其
继代培养在不同植物激素质量浓度配比的培养基
上，考察不同植物激素质量浓度和培养天数对愈伤
组织继代培养的影响。
由表4可知：在不同植物激素质量浓度配比的
培养条件下，生物量最高达13．6g／L，最低为10．0
g／L，说明在植物组织培养中植物激素的种类、质量
浓度与比例对愈伤组织的继代培养起着重要的调
节作用；培养21d的愈伤组织生物量高于培养30d
的愈伤组织生物量，说明培养21d为愈伤组织的最
大生长量时期。
从表4(以培养21d的愈伤组织干质量作为参
考标准)可以看出：对愈伤组织继代培养的效应大
小为6．BA，NAA，2，4-D；愈伤组织继代培养的最佳
配比方案为6-BA3．0ms／L+NAA1．0ms／L+2，
4一D1．0mg／L。
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·60· 生物加工过程 第6卷第3期
2．3红景天细胞的生长曲线
将连续培养5代以上的愈伤组织接种到优化后
的培养基上。图l显示了红景天细胞培养过程，培
养周期为30d。细胞的生长曲线呈S形，O一6d为
延迟期，是细胞生长的适应期，细胞生物量增加缓
慢。6d后进入对数生长期，对数生长期持续在
6～21d，此期间细胞生长速度快，是生物量积累的
主要阶段，21d后开始减慢，21～30d为生长平稳
期，在第21d时，达到最大生物量13．72g／L。
图l 四裂红景天愈伤组织生长曲线
Fig．1ThegrowthOJl"Veofcallus0fPdod／o／a卿b由拆如
3结论
研究了激素对四裂红景天愈伤组织诱导及其
继代培养的影响。结果表明：诱导四裂红景天愈伤
组织的最佳外植体是种子，诱导愈伤组织的培养基
最佳配比方案为MS+6-BA3．0mg／L+NAA2．0
mg／L+2，4．D1．0mg／L，诱导率为87．1％；分裂素
6一BA在愈伤组织产生过程中起决定作用，分裂素6一
BA与生长素NAA、2，4．D的配比质量浓度较高的条
件下诱导效果最好；愈伤组织继代培养的最佳配方
为6-BA3．0mg／L+NAA1．0mg／L+2，4-D1．0
mg／L。红景天细胞的生长曲线呈“S”型，培养周期
为30d，在第21d／-}：物量达到最大值为13．72g／L。
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新加坡研制出食物废料再循环系统
新加坡研究人员针对人类的食物复杂多样，找出了13种“特强微生物”，可分别针对食物含有的不同成
分进行分解使食物废料变为有机肥料。该系统由搅碎器、脱水机和微生物混合器组成，“消化”食品废料的
过程只需5—8h，处理8000kg的食物废料可造出来300kg有机肥料。
英国公司斥资2000万美元在加纳发展生物能源
在麻疯树非洲有限公司与联合国工业发展组织(UNIDO)、日本国际协力机构(JICA)、加纳农业部和能
源部举行的圆桌会议上，加方主管宣布英国LionGridgeV ntures公司下属的麻疯树非洲有限公司将斥资
2000万美元种植用于生产生物柴油的麻疯树。原油价格上涨使得发展生物柴油尤为重要，麻疯树种子含油
率高达26％，而且炼油副产品还能用于生产有机肥料和生物农药。
(张春鹏)
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