全 文 ：第 wu卷 第 ts期
u s s y年 ts 月
林 业 科 学
≥≤Œ∞‘׌„ ≥Œ∂ „∞ ≥Œ‘Œ≤„∞
∂²¯1wu o‘²1ts
’¦·qou s s y
均匀设计优化银杏培养基配比
胡蕙露 蔡新玲
k安徽农业大学林学与园林学院 合肥 uvssvyl
摘 要 } 应用均匀设计法安排银杏体外培养试验 ∀以 v !w月份生长旺盛的银杏植株上的幼嫩部位为外植体 o包
括幼叶 !茎段 !顶芽 o采用 ≥培养基 o添加不同浓度植物生长调节剂 u owp⁄!yp…„ !‘„„ o设置 y个不同的水平数 o按
照均匀设计表 ˜ 3w kywl建立 y个试验组合 o运用均匀设计软件分析这些不同材料和不同激素及其各浓度水平配比
下的愈伤组织诱导情况及植株的再生效果 ∀通过建立试验方案 !数据处理 !回归分析以及优化拟合 o得到了最佳配
方并予以验证 ∀结果表明 }以芽为外植体时 o最佳的试验配比是 ‘„„ u1s °ª#pt n yp…„ t1x °ª#pt n 芽 o激素
u owp⁄对试验结果没有显著影响 oyp…„ !‘„„均以浓度适中为宜 ∀
关键词 } 银杏 ~均匀设计 ~培养基配比 ~优化
中图分类号 }≥zt{1wy ~±|wv1t 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kussylts p ssv| p sw
收稿日期 }ussx p s{ p tx ∀
Οπτιµιζατιον οφ Μεδιυµ Προπορτιον οφ Γινκγο βιλοβα βψ Υνιφορµ ∆εσιγν
‹∏‹∏¬¯∏ ≤¤¬÷¬±¯¬±ª
k Φορεστρψ ανδ Λανδσχαπε Χολλεγε o Ανηυι Αγριχυλτυραλ Υνιϖερσιτψ Ηεφει uvssvyl
Αβστραχτ } ׫¨ ·¬¶¶∏¨ ¦∏¯·∏µ¨ ²© Γινκγο βιλοβᬱ§¬©©¨µ¨±·¼²∏±ª³²¶¬·¬²±o¶∏¦«¤¶¯ ¤¨©o¶·¨° ¶¨¦·¬²±¤±§¥∏§oº¨ µ¨ ¦¤µµ¬¨§²∏·
¬±·«¨ ³¤³¨µo¥¼ ∏¶¬±ª ≥ °¨ §¬∏° ¤§§¨§§¬©©¨µ¨±·¦²±¦¨±·µ¤·¬²±¶²©³¯¤±·ªµ²º·«µ¨ª∏¯¤·²µ¶©²µ¬±¶·¤±¦¨ u owp⁄o‘„„ ¤±§yp…„ q
פ®¬±ª∏±¬©²µ° §¨¶¬ª± ˜3w kywl o¥²·«·«¨ ¦¤¯ ∏¯¶¬±§∏¦·¬²± ¤±§·«¨ µ¨ª¨ ±¨ µ¤·¬²± ²© ¬¨³¯¤±·¶º¬·«§¬©©¨µ¨±·°¤·¨µ¬¤¯¶¤±§§¬©©¨µ¨±·
«²µ°²±¨ ¶º¨ µ¨ ¤±¤¯¼½¨ §¬±·«¨ ¬¨³¨µ¬°¨ ±·q׫¨ µ¨¶∏¯·¶«²º¨ §·«¤··«¨ ²³·¬°¤¯ ¦«²¬¦¨ º¤¶‘„„ u1s °ª#pt n yp…„ t1x °ª#
pt n ¥∏§o¤±§·«¨µ¨ º¤¶¤ ¤¯¦®²©¶¬ª±¬©¬¦¤±¦¨ ²©§¬©©¨µ¨±¦¨ ©²µu owp⁄q
Κεψ ωορδσ} Γινκγο βιλοβα~∏±¬©²µ° §¨¶¬ª±~ °¨ §¬∏° ³µ²³²µ·¬²±~²³·¬°¬½¤·¬²±
银杏k Γινκγο βιλοβαl为我国独存的珍稀名贵树种 o其种子 !叶片富含多种化学成分 o可入药 ∀大面积栽种
银杏会占用许多土地 o同时银杏叶的生长及叶中的黄酮的含量会受到自然环境的影响 ∀完善的繁殖技术一
直是制约银杏推广的巨大障碍 ~利用组织培养技术来改善它的繁殖方法 o在生产上显示出很大的优点 ∀采用
均匀设计表来设计银杏等组织培养中激素的配比 o未见到相关报道 ∀均匀设计k∏±¬©²µ° §¨¶¬ª±l是方开泰等
k方开泰等 ot||w ~usst ~ƒ¤±ª ετ αλqot||w ~usss ~ƒ¤±ªoussul为了解决多因素 !多水平高科技难题而提出的一种
试验设计 ∀基于试验点在整个试验范围内是均匀散布的 o从均匀性角度出发 o大大减少了试验次数 o并且分
析准确性好 ~能从全面试验点中挑选出部分代表性的试验点 o这些试验点在试验范围内充分均衡分散 o但仍
能反映体系的主要特征 ∀它与其他试验设计法的最大不同之处就在于能从尽可能少的试验次数中揭示出因
素对指标的影响大小和规律 ~能够以最少的次数 o从多个因素中找出影响试验结果的各因素的主次和最优结
果 ~并且可以进行优化拟合设计 ∀
张瑛均匀设计网kusswl详细介绍了均匀设计理论和大事记 o如 t|z{年在实际问题的推动下 o中国科学
院数学所王元和方开泰提出了/均匀设计0的理论并计算出一批均匀设计表 ∀t|z|年按照均匀设计理论和
方法 o赵利华 !王济成等分别给出了 v种型号的指挥仪数学模型中弹道坐标的 u种形式的回归关系式 ∀这是
均匀设计在电脑仿真试验中的 v项先驱的应用 ∀t|{v年 o纺织学报发表张季伦和王晓琪的论文/均匀设计
在纺织工业中的应用0 ∀随后 o均匀设计相继在医药 !石油 !化工 !轻工 !军工 !治金等几十个大中型企业进行
应用推广 o效果卓著 ∀
t 材料和方法
111 试验材料
试验材料包括幼叶 !茎段和芽 o均采自安徽农业大学校园内 ∀幼叶取于 ussw年 v月份 ow月中旬选生长
旺盛的银杏多年生植株取其当年生幼嫩的茎段及其萌芽作为外植体 ∀
112 培养基
采用 ≥培养基 o附加不同浓度的植物生长调节剂 yp…„ !u owp⁄!‘„„ o按试验方案组合成不同配比 ∀
113 试验方法
培养基配制 包括基本培养基母液配制 !各组合培养基制备及分装 !高压灭菌及消毒 ∀
新材料消毒 常规消毒 }zs h酒精 vs ¶o后用 s1t h的升汞浸泡 ts °¬±o其中加入 t ∗ u滴表面活性剂吐
温 ~在无菌条件下将外植体切成一定大小 o转入消毒过的培养皿中备用 ∀
外植体接种 在超净工作台上进行无菌操作 ∀
继代增殖循环 第 t次接种并诱导成功的材料在若干天后分别转移到同样的培养基中进行继代培养 o
每过半个月继代 t次 ∀
114 试验设计及统计方法
采用的是方开泰kt||wl利用数论方法设计的各种均匀设计表 ~并采用王玉方kussvl试验设计与参数优
化软件注册版进行统计分析 ∀
115 试验过程
采用王玉方kussvl均匀设计软件程序进行试验设计与数据分析 o按照如下步骤进行 }
tl 设置因素数 以不同的植物生长调节剂作为试验因素 o包括 ‘„„ !u owp⁄!yp…„k单位为 °ª#ptl o把
不同外植体也作为 t个因素数 o共设置因素数为 w个 ∀
ul 设置试验数 设置不同水平试验 o其中 ‘„„ !yp…„ !u owp⁄各 y个水平 o外植体为 v个水平 o共设置了
y组试验数 ∀根据均匀设计表 ˜ 3w kywl得表 t o因素水平组合为 y ≅ y ≅ y ≅ v ∀
表 1 均匀设计 Υ46 (6 ≅ 6 ≅ 6 ≅ 3)表
Ταβ .1 Υνιφορµ δεσιγν Υ46 (6 ≅ 6 ≅ 6 ≅ 3)
试验序号
‘²q
因子 ƒ¤¦·²µ¶
t u v w
st ¡  ≈ ≠
su   … ¡ 
sv … ¡  ≈
sw ≈ ≠   ≠
sx  ≈ ≠ 
sy ≠   … ≈
表 2 4 因素 6(4)水平试验方案
Ταβ .2 Τεστ προϕεχτ οφ 4 φαχτορσ ωιτη 6(4) λεϖελσ
试验序号
‘²q
因子 t
ƒ¤¦·²µt
u owp⁄Π
k°ª#ptl
因子 u
ƒ¤¦·²µu
‘„„Π
k°ª#ptl
因子 v
ƒ¤¦·²µv
yp…„Π
k°ª#ptl
因子 w
ƒ¤¦·²µw
外植体
≥¨ ¦·¬²± ¬¨³¯¤±·
st s1t t1x v1s tk茎 ≥·¨°l
su s1v s1x t1x uk叶 ¨¤©l
sv s1x s1t v1x vk芽 …∏§l
sw s1{ u1s u1s tk茎 ≥·¨°l
sx t1s t1s w1s uk叶 ¨¤©l
sy t1x s1u u1x vk芽 …∏§l
vl 建立试验方案 试验方案见表 u o其中 ‘„„
浓度为 u1s ot1x ot1s os1x os1u os1t °ª#pt共 y个水
平 oyp…„ 为 w1s ov1x ov1s ou1x ou1s ot1x °ª#pt共 y
个水平 ou owp⁄为 t1x ot1s os1{ os1x os1v os1t °ª#pt
共 y个水平 o部位 v个水平 o分别为茎段 !叶 !芽 ∀
wl 按试验方案进行试验 建立试验方案后 o
按试验方案进行试验 ∀观察试验结果 o对不同部位
外植体培养的结果进行观察 !记录 o取其平均数进行
数据分析 ∀
xl 多元线性回归模型建立 根据专业知识判
断建立线性回归模型 ∀若选择线性模型则应清除二
次项 !三次项 !交互项设置区中的设置 ∀
yl 设置显著性检验水平 包括回归模型有效
性检验和回归方程中各方程项对回归显著性的检
验 ~两者使用同一显著性检验水平设置值 ∀
zl 执行多元回归分析 检验回归模型是否有
效并反复进行回归模型拟定k在专业知识基础上l以
建立最优回归模型 o确保更准确地揭示试验数据和
试验指标间的关系 ∀
{l 自动试验优化 完成前述各项准备工作
后 o即可在结果输出窗口得到回归分析的结果和优化的试验条件值 ∀
u 结果与分析
211 4因素 6水平试验结果
按表 u试验设计接种各外植体 ou周后观察愈伤组织生长状态 o以黄绿色 !富有光泽 !结构疏密有致 !最
早出愈为最佳 o以褐色 !最迟出愈为最差 o其余类推 ∀综合各项指标分别以 t1s ∗ s1s序列标准予以量化 o取
sw 林 业 科 学 wu卷
表 3 4 因素不同水平试验结果
Ταβ .3 Τηε ρεσυλτσ ον 4 φαχτορσ ωιτη διφφερεντ λεϖελσ
试验序号 ‘²q st su sv sw sx sy
结果 • ¶¨∏¯·¶ s1tz s1zx s1zs s1vu s1zs s1{x
各试验组合平均数得到如下结果 o以第 y组为佳k表 vl ∀
212 第一次多元线性回归模型建立
经均匀设计软件计算机处理 o并将数据予以常用对数转
换 o得到如下回归方程 } ψ € βksl n βktl¯ ªΞktl n
βkul¯ ªΞkul n βkvl¯ ªΞkvl n βkwl¯ ªΞkwl ∀第 t方程项k因素 tl }u owp⁄~第 u方程项k因素 ul }‘„„ ~第 v方
程项k因素 vl }yp…„ ~第 w方程项k因素 wl }部位 ∀
回归系数 }¥ksl € v1ut∞p t ~¥ktl € t1vy∞p u ~¥kul € v1{z∞p t ~¥kvl € p w1sy∞p t ~¥kwl € u1sx∞n s ∀
标准回归系数 }…ktl € u1tu∞p u ~…kul € z1vv∞p t ~…kvl € p u1v{∞p t ~…kwl € t1yw∞n s∀
偏回归平方和 }°ktl € {1y{∞p x ~°kul € u1u{∞pu ~°kvl € t1|z∞p u ~°kwl € {1|{∞p uk均匀性偏差 s1vx{ tl∀
表 4 第 1 次方差分析 ≠
Ταβ .4 Τηε πριµαρψ ϖαριανχε αναλψσισ
变异来源 ∂¤µ¬¤±¦¨ ¶²∏µ¦¨ 自由度 ƒµ¨ §¨²° §¨ªµ¨¨ 平方和 ≥≥ 均方 ≥ Φ
总离差 Š¨ ±¨ µ¤¯ Νp t € x v1yy∞ p t z1vu∞p u
回归 • ª¨µ¨¶¶¬²± Κ€ w v1yx∞p t |1tw∞p u ttv1ut 3
剩余 • ¶¨¬§∏¤¯ Ν p t p Κ€ t {1sz∞p w {1sz∞p w
≠ 3 os1sx显著水平 ≥¬ª±¬©¬¦¤±¦¨ ¤·s1sx ¯¨ √¨ ¯q下同 ∀ ׫¨ ¶¤°¨¥¨ ²¯º q
表 w回归显著性检验表明回归
显著 oΦτ € ttv1ut  Φs1sx kw otl €
xx1{vv o复相关系数 Ρ € s1||{ | ∀
方程中各项对回归的贡献k按
偏回归平方和降序排列l }Πkwl €
{1|{∞ p u o偏回归平方和Π回归平
方和 € uw1y h ~ Πkul € u1u{∞p u o偏回归平方和Π回归平方和 € y1u h ~ Πkvl € t1|z∞p u o偏回归平方和Π回
归平方和 € x1w h ~ Πktl € {1y{∞p x o偏回归平方和Π回归平方和 € s1s h ∀
对回归贡献最低的第 t方程项显著性检验 }Φ€ s1tsz y  Φs1sxkt otl € v|1{yv o为不显著 ∀
2 .4 第 2次多元线性回归模型建立
按照分析 o剔除k第 t次l不显著因素第 t项即 u owp⁄后 o相应的原来的因素 uk ‘„„l就变成了因素 t o因
素 vkyp…„l就变成因素 u o因素 wk外植体l就变成因素 v o再进行下一步骤分析 ∀得回归方程 }ψ € βksl n
βktl¯ ªΞktl n βkul¯ ªΞkul n βkvl¯ ªΞkvl n βkwl¯ ªΞkwl ∀第 t方程项 }取常用对数 ~第 u方程项 }取常用
对数 ~第 v方程项 }取常用对数 ∀
回归系数 }¥ksl € v1ts∞p t ~¥ktl € w1ss∞p t ~¥kul € p w1sz∞p t ~¥kvl € u1s|∞n s ∀
标准回归系数 }…ktl € z1xz∞p t ~…kul € p u1v|∞p t ~…kvl € t1yz∞n s ∀
偏回归平方和 }°ktl € v1ws∞p u ~°kul € t1||∞p u ~°kvl € t1yu∞p t ∀
表 5 第 2 次方差分析
Ταβ .5 Τηε σεχονδ ϖαριανχε αναλψσισ
变异来源 ∂¤µ¬¤±¦¨ ¶²∏µ¦¨ 自由度 ƒµ¨ §¨²° §¨ªµ¨¨ 平方和 ≥≥ 均方 ≥ Φ
总离差 Š¨ ±¨ µ¤¯ Νp t € x v1yy∞p t |1tw∞p u
回归 • ª¨µ¨¶¶¬²± Κ€ v v1yx∞p t t1uu∞p t uzu1xt 3
剩余 • ¶¨¬§∏¤¯ Νp t p Κ€ u {1|w∞p w w1wz∞p w
表 x回归显著性检验表明回归显
著 oΦτ € uzu1xt  Φs1sxkv oul € |1tyt { o
复相关系数 Ρ € s1||{ { ∀
方程中各项对回归的贡献k按偏回
归平方和降序排列l}Πkvl € t1yu∞p to
偏回归平方和Π回归平方和 € ww1w h ~
Πktl € v1ws∞p u o偏回归平方和Π回归平方和 € |1v h ~ Πkul € t1||∞ p u o偏回归平方和Π回归平方和 €
x1w h ∀
对回归贡献最低的第 u方程项显著性检验 }Φkul € ww1xsz  Φs1sxkt oul € {1xuy v o为显著 ∀回归分析结
束 o自动生成图 t ∀
215 优化试验
根据 u次逐步回归 o并剔除不显著试验因素 u owp⁄o经试验优化后的结果 }新因素 tk即 ‘„„l的最优条件
为 u1sss∞n s ~新因素 uk即 yp…„l的最优条件为 t1xss∞n s ~新因素 vk即外植体l的最优条件为 v1sss∞n s ∀
预期试验愈伤组织诱导最大值 }t1vy∞n s ∀最佳组合为 ≥ n ‘„„ u1s °ª#pt n yp…„ t1x °ª#pt n芽 ∀
216 试验验证
按上述分析拟合得出的最佳组合是 ≥ n ‘„„ u1s °ª#pt n yp…„ t1x °ª#pt n芽 ~取银杏多年生植株当
年生幼嫩茎段 o剪去叶片 o截取带芽外植体予以试验 ∀结果除去被污染的部分 o愈伤组织诱导率 tss h o培养
x §即出现愈伤组织 o生长旺盛呈黄绿或淡绿色 o富有光泽 o结构疏松充满活力 ∀试验证明该配方对银杏芽培
养的愈伤组织诱导效果很好 ∀
tw 第 ts期 胡蕙露等 }均匀设计优化银杏培养基配比
图 t 第 u次回归分析示意图 }回归系数 p标准回归系数 p偏回归平方和
ƒ¬ªqt ≥®¨·¦« °¤³¤¥²∏··«¨ ¶¨¦²±§µ¨ªµ¨¶¶¬²± ¤±¤¯¼¶¬¶}µ¨ªµ¨¶¶¬²± ¦²¨©©¬¦¬¨±·p¶·¤±§¤µ§µ¨ªµ¨¶¶¬²± ¦²¨©©¬¦¬¨±·p¯ ¤¨±¬±ªµ¨ªµ¨¶¶¬²± ¶´∏¤µ¨
v 结论与讨论
本试验采用均匀设计 o通过建立试验方案 !数据处理 !回归分析 o以及优化拟合 o得到了最佳配方并予以
了验证 ∀根据试验结果和分析 o银杏外植体诱导的最佳组合是 ≥ n ‘„„ u1s °ª#pt n yp…„ t1x °ª#pt n
芽 o激素 u owp⁄对银杏愈伤组织的诱导没有显著影响 ∀如果仅仅按设计的直接结果确定第 y组为最佳组合
是不科学的 o因为该结果仅仅是本次 y个组合中的 t个 o不能覆盖所有试验 ∀均匀设计区别于其他设计k胡
惠露等 oussu ~韩凤梅等 ousswl的优越性在于它加大了试验的准确性 ~作为只考虑试验点在试验范围内均匀
散布的 t种试验方法 o试验中应用了均匀设计法设置试验方案 o从全面试验点中挑选出部分代表性的试验
点 o反映体系的主要特征 o本试验将本来要求 wy 即 w s|y个组合数的试验只用了 y个组合就可以了 ∀利用均
匀设计软件分析各种因素对银杏外植体诱导的生长效果的影响 o大大提高了试验效率 ∀其他研究者的试验
都曾说明了这一点 o如均匀设计可以优化纤维素酶解提取三七工艺k隋晓 等 oussxl o均匀设计软件也是优
化药用植物甘草k Γλψχψρρηιζα υραλενσισl有效成分提取的一个非常有用的工具k张信青等 oussxl o等等 ∀在大量
的研究试验中k覃红 oussx ~徐松华等 ot||{l均匀设计都显示其强大的功能 ∀可以肯定的是 o采用合适的试验
方法如均匀设计进行银杏组织培养 o对银杏工厂化生产及银杏遗传资源的保存和利用 o具有一定的学术价值
和广泛的应用前景 ∀
参 考 文 献
方开泰 o王 元 qt||w1 均匀设计与均匀设计表 q北京 }科学出版社 oy|
方开泰 o马长兴 qusst1 正交与均匀试验设计 q北京 }科学出版社
韩凤梅 o姚向阳 o陈 勇 qussw1 盾叶薯蓣纤维素酶酶解工艺研究 q化学与生物工程 okyl }uy p uz
胡蕙露 o杨景华 o杨荻荣 o等 qussu1 银杏茎段试管培养条件筛选研究 q林业科学 ov{kvl }xu p xy
隋晓 o王 超 o李永吉 o等 qussx1 均匀设计优化纤维素酶解提取三七工艺的研究 q中医药学报 ovvkwl }{ p |
覃 红 qussx1 混水平的均匀设计的构造 q应用数学学报 ou{kwl }zsw p ztu
王玉方 qussv1 试验设计与参数优化软件注册版≈≤°Π’ ≈ussv p sy p tt  q«·³}ΠΠººº q¤§√¤±¦¨§·¨¦«±¬¦q¦±Π²¯§º ¥¨q
徐松华 o唐 巍 qt||{1 均匀设计在植物组织培养中的应用 q华南农业大学学报 ot|ktl }ut p uv
张信青 o崔淑芬 o许柏球 o等 qussx1 应用均匀设计法优选甘草有效成分的提取条件 q中医药导报 ottkzl }w p y
张瑛均匀设计网 qussw1 均匀设计的理论发展和均匀设计学会大事记≈∞…Π’ ≈ussw p sz p uv  q«·³}ΠΠººº q¦±²³·¬°∏° q¦²° q
ƒ¤±ªŽ¤¬·¤¬o • ¤±ª ≠∏¤±qt||w1 ‘∏°¥¨µp·«¨²µ¨·¬¦° ·¨«²§¶¬±¶·¤·¬¶·¬¦¶q²±§²±}≤«¤³°¤± ¤±§ ‹¤¯¯
ƒ¤±ªŽ¤¬·¤¬o¬± ⁄ Žo•¬±®¨µ° oετ αλqusss1 ˜±¬©²µ° §¨¶¬ª±}·«¨²µ¼ ¤±§¤³³¯¬¦¤·¬²±¶q× ¦¨«±²° ·¨µ¬¦¶owu }uvz p uw{
ƒ¤±ªŽ¤¬·¤¬qussu1 ≥²°¨¤³³¯¬¦¤·¬²±¶²© ±∏¤¶¬p²±·¨ ≤¤µ¯² °¨ ·«²§¶¬± ¶·¤·¬¶·¬¦¶ΠΠƒ¤±ª Ž¤¬·¤¬o ‹¬¦®¨µ±¨ ¯¯ ƒ o ‘¬¨§¨µµ¨¬·¨µ‹ q ²±·¨ ≤¤µ¯² ¤±§ ±∏¤¶¬p²±·¨
≤¤µ¯² °¨ ·«²§¶¬± ¶¦¬¨±·¬©¬¦¦²°³∏·¬±ªq…¨ µ¯¬±}≥³µ¬±ª¨µp∂ µ¨¯¤ª
k责任编辑 徐 红l
uw 林 业 科 学 wu卷