全 文 ：文章编号 :100028551 (2008) 012014204
60 Coγ射线辐照对广藿香离体培养的影响
吴立蓉　贺　红　张燕玲　刘　星　林小桦
(广州中医药大学中药学院 ,广东 广州　510405)
摘　要 :研究60 Coγ射线辐照对广藿香离体培养的影响 ,为将辐照诱变技术应用于广藿香新品种选育奠
定基础。以广藿香的叶片、带节茎、不带节茎及根为材料进行60 Coγ射线辐照试验 ,采用 MT 基本培养
基 ,附加 0105mgΠL BA 进行离体培养。广藿香外植体的死亡率随着辐照剂量的提高而上升 ,由回归方程
导出广藿香叶片、带节茎及不带节茎的辐照半致死剂量分别为 72、66 和 64Gy ;外植体再生芽能力 ,随着
辐照剂量的升高而降低。表明辐照会造成外植体的损伤及死亡 ,对外植体的离体再生有明显的抑制作
用 ,同时 ,也使部分外植体的再生苗出现一些表型的变化。
关键词 :广藿香 ;60 Coγ辐照 ;外植体 ;离体培养
THE EFFECT OF 60 COγ IRRADIATION ON CULTURE IN VITRO
OF Pogostemon cablin ( BLANCO) BENTH
WU Li2rong 　HE Hong 　ZHANG Yan2ling 　LIU Xing 　LIN Xiao2hua
( College of Chinese Materia Medica , Guangzhou University of TCM , Guangzhou , Guangdong 　510405)
Abstract :The 60 Coγ2irradiation on culture in vitro of Pogostemon cablin is studied to breed new variety. The explants used
for 60 Coγ2irradiation were the leaf segments ,nodular stem segments ,stem segments and root tips from Pogostemon cablin. The
media for culture in vitro were MT basal media containing 0. 05mgΠL BA. As irradiation dosage increased ,the mortality of
different explants from Pogostemon cablin increased. The irradiation dosage of LD50 for leaf segments ,nodular stem segments
and stem segments were 72 ,64 and 66Gy , respectively , which were deduced from the regression equation. As the irradiation
dosage increased ,the ability of the plant regeneration of the explants decreased. 60 Coγ2irradiation could make the explants
damage or die. Irradiation could inhibit the regeneration of explants from Pogostemon cablin obviously. The changes in the
appearance of the regenerated plants were also observed.
Key words : Pogostemon cablin ; 60 Coγ2Irradiation ; explants ; culture in vitro
收稿日期 :2007202214 　接受日期 :2007205207
基金项目 :国家自然科学基金项目 (30472152)
作者简介 :吴立蓉 (19802) ,女 ,安徽蚌埠人 ,在读研究生 ,从事药用植物诱变育种研究。E2mail :wlirong11 @yahoo. com. cn
通讯作者 :贺　红 (19672) ,女 ,江西永新人 ,博士 ,研究员 ,从事中药生物技术的研究。　　广藿香 [ Pogostemon cablin (Blanco) Benth ]为唇形科刺蕊草属植物 ,地上干燥部分入药 ,具有芳香化湿 ,开胃止呕、解暑的功效[1 ] 。广藿香为广东道地药材 ,“十大广药”之一 ,是多种著名中成药 ,如“藿香正气丸”、“藿胆丸”,以及现代中药制剂“抗病毒口服液”的主要原料。原产于菲律宾、马来西亚等 ,自宋代引入我国 ,栽培历史悠久[2 ] 。但广藿香在自然分类群上属于亚洲热带种 ,在我国产区栽培 ,罕见开花结实 ,生产上 一直用扦插繁殖 ,没有有性繁殖 ,因此缺少基因多样性 ,品种单一 ,遗传基础狭窄 ,种质退化 ,抗病虫能力下降 ,为生存和发展 ,迫切需要培育抗病质优的新品种。然而广藿香可用于育种的资源极为有限 ,传统育种难以进行。辐照诱变可诱发植物基因突变和遗传变异 ,在较短时间内获得有研究和利用价值的突变体 ,有助于新品种选育。本研究以广藿香不同外植体为材料 ,开展60 Coγ射线辐照诱变试验 ,研究辐照对广藿香离
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体培养的影响 ,为辐照诱变技术应用于广藿香新品种
选育奠定基础。
1 　材料和方法
111 　材料及处理
自广州中医药大学药圃选择当年生、无病虫害的
广藿香植株 ,培育试管苗 ,以苗龄 180d 的无菌苗为材
料 ,于辐照前 1d 分别切取 110cm2 左右的叶片 ,110cm
左右长的带节茎、不带节茎及根尖 ,接种至 MT培养基
中 ,用作辐照诱变的材料。以未辐照的各外植体材料
为对照。
112 　方法
11211 　辐照处理 　辐照在华南农业大学辐照中心进
行 ,辐射源为60 Co ,剂量率为 2GyΠmin。辐照剂量为 0、
20、40、60、80、100 和 120Gy ,每剂量处理的外植体数为
10 块左右 ,3 次重复。
11212 　接种培养 　外植体经辐照处理后 ,接种至 MT
+ BA 0105mgΠL 培养基中进行培养 ,培养条件 :26 ℃±
1 ℃,每天光照 10h ,光照强度为 2500～3000lx。培养
30d 后 ,观察外植体生长情况 ,统计死亡率、出芽率、单
个外植体出芽数。其中 ,死亡率 = (死亡的外植体数Π接
种数) ×100 % ,出芽率 = (分化出芽的外植体数Π接种数)
×100 % ,单个外植体出芽数 = 单个外植体分化出芽的
个数。
11213 　生根试验 　分别切取经辐照后带节茎上长出
的无根苗 2～3cm ,接入附加有 IBA 012mgΠL 的MT培养
基中 ,培养条件同上。培养 30d 后 ,观察生根情况 ,统
计生根率、每株生根数及根长。其中 ,生根率 = (已生
根的苗数Π接种数) ×100 %。
11214 　移栽试验 　将经60 Coγ射线辐照处理后已经生
根的外植体再生苗从培养瓶中取出 ,用清水洗去根部
的培养基 ,挑选健壮的生根苗 ,转入装有已消毒细沙的
塑料盆中 ,盆上罩透明塑料袋保湿 ,添加 MT培养液作
为养分 ,在自然光下炼苗。7d 左右将塑料袋移去 ,使
幼苗适应自然环境 ,观察再生苗的生长情况。
2 　结果与分析
211 　广藿香外植体辐照半致死剂量的确定
经60 Coγ射线辐照后的广藿香试管苗的叶片、带
节茎、不带节茎及根尖 4 种外植体 ,接种至 MT +
BA0105mgΠL 培养基中培养 30d 后 ,均出现不同程度的
褐化现象 ,继而死亡。由表 1 可以看出 ,不同外植体对
辐照的反应不同 ,以根尖最为敏感 ,60Gy 时死亡率达
100 % ,故对不同辐照剂量与根死亡率的相关性不予考
察。其次为不带节茎 ,辐照剂量达 40Gy 时 ,死亡率为
30167 % ,80Gy 时 ,死亡率达半数以上。带节茎对辐照
的耐受性较强 ,剂量升至 120Gy 时 ,死亡率为 95167 % ,
仍有少量外植体保持绿色。叶片的耐受性也较强 ,
120Gy时的死亡率为 94133 %。结果表明 ,辐照后 ,广藿
香外植体均有不同程度的损伤及死亡 ,并随着辐照剂
量的增加 ,死亡率均出现上升趋势 (图 1) 。不同辐照
剂量与叶片、带节茎及不带节茎死亡率的相关性均较
高 ,由回归方程导出 3 种外植体的半致死剂量 :叶片为
72Gy ,不带节茎为 64Gy ,带节茎为 66Gy(表 2) 。因此对
广藿香不同外植体进行60 Coγ射线辐照时应选择不同
的剂量。
表 1 　辐照后不同外植体死亡率
Table 1 　The percentage of death of different
explants after irradiation
辐照剂量
irradiation
dose
( Gy)
死亡率 percentage of death ( %)
叶片
leaf segments
带节茎
nodular stem
segments
不带节茎
stem segments
根尖
root tips
0 0 0 0 17167 ±2152
20 10133 ±1153 4167 ±0158 19167 ±0158 67167 ±2152
40 24167 ±0158 14167 ±0158 30167 ±1153 89133 ±2108
60 39100 ±1100 49100 ±1100 40100 ±1100 100
80 50100 ±1100 70100 ±2100 55133 ±0158 100
100 69167 ±0158 81133 ±3121 80133 ±1153 100
120 94133 ±0158 95167 ±4193 100 100
表 2 　不同剂量辐照与不同外植体死亡率的相关性
Table 2 　Correlation between different irradiation dose and
frequency of death of different explants
叶片
leaf segment
带节茎
nodular stem
segment
不带节茎
stem
segment
回归方程
regress equation
y = - 41607 +
01763 x y = - 81058 +01885 x y = - 11212 +01796 x
半致死剂量LD50 ( Gy) 72 66 64
212 　辐照对外植体出芽的影响
辐照不仅造成广藿香外植体的褐化和死亡 ,对外
植体的出芽也有一定的抑制作用。从表 3 可知 ,对照
的叶片、带节茎及不带节茎出芽率均达 100 % ,根尖出
芽率较低 ,为 14133 % ;而剂量为 20Gy 的辐照处理中 ,
各外植体出芽率均降低 ,其中带节茎、叶片的出芽率为
89133 %和 71133 % ,不带节茎出芽率已降至半数以下 ,
为 40133 % ,根的出芽率为 0 ;40Gy 时 ,各外植体的出芽
率继续降低 ; 60Gy 时 ,带节茎的出芽率为 25167 % ,叶
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图 1 　辐照对外植体死亡率的影响
Fig. 1 　Effect of different irradiation dose on percentage
of death of different explants
　　　　
片和不带节茎仅个别外植体出芽 ;当剂量达到 80Gy ,
除带节茎有少数外植体出芽外 ,其余外植体的出芽率
均为 0 ;超过 80Gy ,各外植体均无出芽。表 3 还显示 ,
单个外植体出芽数亦随着辐照剂量的升高而减少。结
果表明 ,辐照对外植体出芽有明显的影响 ,其中带节茎
在较高剂量下仍可维持一定的出芽率及出芽数 ;而根
在较低辐照剂量下出芽率及出芽数就已为 0。
213 　根的诱导
由 212 可知 ,带节茎对辐照的耐受性较强 ,辐照剂
量从 20Gy 到 80Gy 均有出芽 ,且出芽率较高 ;叶片及不
带节茎在剂量为 60Gy 时 ,仅个别外植体出芽 ;根经辐
照后均未能出芽。为了考察不同辐照剂量对再生苗生
根的影响 ,本试验以带节茎上长出的芽为材料进行生
　　　　表 3 　不同剂量辐照对外植体出芽的影响
Table 3 　Effect of different dose irradiation on shoot formation of different explants
辐照剂量
irradiation
dose ( Gy)
叶片 leaf segment 带节茎 nodular stem segment 不带节茎 stem segment 根 root tip
出芽数
percentage ( %)
单个外植体出芽率
number of shoot
出芽数
percentage ( %)
单个外植体出芽率
number of shoot
出芽数
percentage ( %)
单个外植体出芽率
number of shoot
出芽数
percentage ( %)
单个外植体出芽率
number of shoot
0 100 59133 ±8114 100 37100 ±16137 100 42100 ±9117 14133 ±1153 3133 ±4116
20 71133 ±7109 21167 ±7164 89133 ±1151 14133 ±7137 40133 ±8196 12100 ±3146 0 0
40 7133 ±2152 7133 ±4104 34133 ±5113 10133 ±3151 13167 ±5169 7133 ±4104 0 0
60 0167 ±0158 1133 ±1115 25167 ±7177 3133 ±1153 0167 ±1115 1133 ±1115 0 0
80 0 0 2100 ±2164 0167 ±0158 0 0 0 0
100 0 0 0 0 0 0 0 0
120 0 0 0 0 0 0 0
根培养。从表 4 可以看出 ,培养 30d 后 ,经辐照处理的
再生苗均能正常生根 ,生根率达 100 %。经 20 和 40Gy
剂量辐照的再生苗的生根数与对照相近 ,为 24 条左
右 ,60 及 80Gy 辐照后的再生苗 ,生根数有所降低 ,分
别为 12 条和 19167 条。每株再生苗的根长 ,以未经辐
照的对照最长 ,为 11533cm。同时 ,试验还观察到 ,各
处理再生苗生根后 ,植株生长良好 ,培养 30d 后 ,株高
均增加了 1～2cm。因此 ,前期辐照剂量的差异对再生
苗的生根没有明显的影响。
表 4 　不同剂量辐照对带节茎再生苗生根的影响
Table 4 　Effect of different dose irradiation on rooting of
the regenerated plants from nodular stem segments
辐照剂量
irradiation dose
( Gy)
生根率
percentage of
rooting( %)
根数
number of
rootΠplant 根长length ofroot (cm)
0 100 23167 ± 5173 11533 ± 6184
20 100 24100 ± 0133 11273 ± 3172
40 100 25133 ± 7169 11000 ±13153
60 100 12100 ± 3114 01833 ± 11544
80 100 19167 ±10151 11073 ± 7132
214 　离体再生苗的移栽
经 20～60Gy 辐照处理的外植体 ,再生苗较多 ,可
供移栽观察的植株较多 ;80Gy 辐照处理的外植体 ,由
于辐照强度较高 ,其再生苗数量较少。移栽试验表明 ,
各辐照剂量获得的再生苗均能成活 ,且生长旺盛 ,3 周
后即可长出新叶。试验还观察到 ,经辐照处理的再生
苗 ,部分植株出现一些表型的变化 ,如叶片肥厚、分枝
增多、叶形变化及叶片着生位置改变等 ,而未经辐照的
外植体再生苗 (对照) ,未见类似的表型变化。
3 　讨论
张家明等将抗菌肽 B、D 基因成功引入广藿香
中[4 ] ,周鹏等用天蚕抗菌肽 B 基因转化广藿香[5 ] ,获得
了转基因植株 ,目的是通过转基因手段培育抗病新品
种。但他们的研究表明 ,转基因广藿香较易失去所获
得的遗传特性 ,即外源基因较易丢失 ,说明这类植物对
外源基因具有较强的排异性。本研究将辐照诱变与离
体培养相结合筛选广藿香优良无性系 ,为新品种选育
提供了可能。
辐照育种首先要确定适宜的辐照剂量才能获得有
效的诱变[6～9 ] 。有关研究表明 ,低剂量的辐照处理成
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活率上升 ,但随之突变频率降低 ,可能获得的遗传变异
少 ,这对育种的意义不大 ;辐照剂量的增大 ,受辐照材
料的成活率下降 ,但突变频率上升。适当提高辐照剂
量以提高突变频率不失为一种好的选择 ,但过高又会
导致存活率的下降和不良突变性状增多。因此 ,在考
虑辐照诱变的有效性和诱变材料对辐照敏感程度和特
异性的同时 ,有时采用半致死剂量来确定辐照的适宜
剂量[10 ] 。史燕山等就以半致死剂量为标准 ,确定了晚
香玉小种球和大种球的 60 Co γ射线辐照的适宜剂
量[11 ] 。曾令达在进行60 Coγ射线对枳种子的辐照生物
学效应的探讨中 ,也确定了其辐照的半致死剂量[12 ] 。
本研究以广藿香外植体为诱变材料进行60 Coγ射线辐
照 ,确定了不同外植体的半致死剂量。但是广藿香外
植体不同于其他植物的种球或种子 ,仅凭死亡率来衡
量辐照对其影响是远远不够的 ,因此结合离体培养 ,一
方面确定辐照广藿香不同外植体的半致死剂量 ,另一
方面 ,对辐照外植体能否出芽 ,再生苗能否成活、生根
以及移栽后的成活率等情况进行考察 ,从而全面了解
辐照对广藿香离体培养的影响 ,为下一步的试验提供
依据。
在本试验中 ,观察到经60 Coγ辐照后获得的广藿
香再生苗 ,在表型上发生了一些变化 ,如辐照外植体的
再生苗出现了分枝增多、叶形变化、叶片变肥厚及叶片
着生位置改变等现象 ,说明辐照使得辐照材料及其离
体再生苗在性状上出现一些分离。我们观察到的只是
表型上的一些变化 ,辐照也有可能造成植株在化学成
分、抗病性等方面的差异 ,这就可能为广藿香新品种选
育提供较大的可供选择的群体 ,为下一步的辐照诱变
研究 ,提供了方法和技术上的准备。
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