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Research on Propagative Technique of Salvia miltiorrhiza Bunge in vitro

丹参离体微繁技术研究



全 文 :武汉植物学研究 2004,22(5):463~468
Journal of Wuhan Botanical Research
丹参离体微繁技术研究
冯玲玲,郭胜娟,周诗 毅,范美华,周吉源
(华中师范大学生命科学学院,武汉 430079)
摘 要 :以丹参(Salvia miltiorrhiza Bunge)离体幼茎、叶、叶柄为外植体,对其丛生芽、不定芽的诱导和增殖、生根、
移栽等方面进行系统研究 ,探讨了有关丹参的离体快速微繁技术。试验表明:MS+6-BA 1.0 mg/L是诱导初代培
养的芽产生丛生芽的最佳培养基,其诱导生芽率为 100 ,丛生芽增殖的最佳培养基为 MS+6-BA 1.0 mg/L+
NAA 0.01 mg/L;以叶为外植体,用 MS+6-BA 0.5~2.0 mg/L诱导不定芽可取得较好效果 ,其诱 导生芽率为
100 ,不定芽增殖的最佳培养基为 MS+6-BA 1.0 mg/L,其增殖倍数达 24倍}诱导生根较好的培养基为 1/2MS
+0.1 mg/L IBA,移栽先水培再土培,成活率可达 100 。
关键词:微繁技术 }离体}丹参
中图分类号 :Q945.4 文献标识码:A 文章编号 :1000.470X(2004)05—0463—06
Research on Propagative Technique of Salvia miltiorrhiza Bunge in vitro
FENG Ling—Ling,GUO Sheng—Juan,ZHOU Shi—Yi,FAN Mei—Hua,ZHOU Ji—Yuan‘
(Colege of Life Sciences,Central China Normal University,Wuhan 430079,China)
Abstract:Using the young stem ,leaf,and leaf—stalk of Salvia miltiorrhiza Bunge as the ex—
plants.the induction and multiplication of bush—bud and adventitious bud,rooting induction and
transplanting are systematicaly studied,a series of practical propagation techniques of Salvia
miltiorr^izn Bunge in vitro are developed.The results showed:MS+6一BA 1.0 mg/L iS most
suitable for induction of bush—bud with the 100 2/5 rate of induction,its best multiplication medi—
um is MS+6一BA 1.0 mg/L+NAA 0.01 mg/L with 15 times of breeding;MS+ 6一BA 0.5—
2.0 mg/L iS better for inducing adventitious—bud,on which its rate of induction iS 100 ,its best
multiplication medium iS MS+6一BA 1.0 mg/L with 24 times of breeding;the better medium for
rooting induction is 1/2MS+0.1 mg/L IBA,seedlings should be cultured several days by water
before by soil,the 100 9/6 living rate of seedling can be obtained.
Key words:Propagation technique;In vitro;Salvia miltiorrhiza Bunge
丹参 (Salvia miltiorrhiza Bunge)属,唇形科
(Lemiaceae,Labiatae)鼠尾草属(Salvia)的多年生
草本植物 ,作为传统中药在我国沿用已久。近年来随
着丹参制剂在国内、国际心血管药物市场占有量不
断提高,以及新的应用价值不断被发现[1 ],对丹参
的需求和开发也迅速扩大;但是野生丹参资源有限,
各地虽有栽培品种,而栽培丹参的生长周期长和有
效成分含量低,品质退化严重。目前有关丹参的研究
大多集中在外植体的诱导及提高其有效成分的研
究[51],其组织培养方面的研究也有一些报道[8-1]。
在实际生产中主要用其根来繁殖,而根正是药用部
分,用根繁殖不仅浪费药材,而且成苗时间长、成苗
率低,而丹参的微繁技术由于仍存在诸如技术上繁
殖倍数较低、苗成活率低等问题导致成本高、批量生
产难而限制其应用推广。
笔者对丹参离体微繁技术进行了系统的研究,
收穑 日期:2003—10—28,修回日期:2004—05—21。
作者简介:冯玲玲(1969一),女,博士研究生,从事植物发育遗传及细胞工程研究。
通讯作者。
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旨在从芽的增殖而得到大量的幼苗 ,并选择合适的
生根培养基、移栽方法以提高苗的成活率,为生产提
供一套适应丹参大规模生产的切实可行的、高效、稳
定的微繁技术方法。
1 材料和方法
1.1 材料
采自湖北蕲春药业基地春初萌发的丹参幼嫩枝
条。
1.2 实验方法
1.2.1 无菌材料的获得 取幼嫩枝条 ,用 自来水冲
洗干净,并用软毛刷轻轻刷洗;然后在超静工作台
上,先用 75 酒精消毒 0.5~1 min,无菌水冲洗 2
次,再用 0.1 0/4的升汞消毒 10 min,无菌水冲洗 4~5
次,然后将枝条剪成带有腋芽约0.5~1 cm的小段,
从小段中间纵切为二 ,每 1片上均含有 1个腋芽,最
后按形态学顶端向上接入 MS或 1/2MS培养基中,
放在培养室中培养。5 d后腋芽会萌发,至2o d后小
苗约 3~4 cm高,有 6~8片深绿色叶,以此获得无
菌试管苗可作为实验材料。
1.2.2 培养基 以 MS为基本培养基,不同培养阶
段附加不同的种类和浓度的植物生长调节物质。
1.2.3 培养条件 培养室温度(25±2)℃、每天光
照 1O~12 h,光照强度 2 OOO~3 000 ix。
2 结果与分析
2.1 丛生芽的诱导和增殖
2.1.1 丛生芽的诱导 将带有腋芽的茎段,接种于
MS附加不同配比的植物激素的培养基上诱导生
长,不断发生腋芽而成丛生芽,25 d后统计长出丛
生芽的茎段数。按下式计算:出芽率一长出丛生芽的
茎段数/接种的带腋芽的茎段数 X 100 ,结果见
表 1。
从表 1实验结果可 以看出,MS+1.0 mg/L
6-BA为最佳诱导产生丛生芽的培养基,不仅诱导率
可达 100 9/5,而且单个腋芽长出的丛生芽数最多,平
均出芽数为 2O个。如果培养基中加入NAA通常会
抑制丛生芽的生成,只有 NAA浓度极低(O.01 rag/
L)时,才表现出 6-BA的强诱导效应。
2.1.2 丛生芽的增殖 丛生芽的增殖是将诱导的
芽切成带 2~3个芽的芽丛块,接种到 MS附加不同
植物激素的培养基上扩大繁殖诱导新芽,培养 30 d
后统计芽总数,按下列公式计算增殖倍数:增殖倍数
(倍)=增殖芽总数(个)/转移芽数(个)。试管苗理论
表 1 不同配比的激素对丛生芽诱导的影响
Table 1 Effect of different kinds and concentrations
plant growth regulators on induction of bush—bud
c墅
6一BA KT NAA+6一BA
a
bu sh- ind ti b
bu
us
d
h
inoculative Nu of R f Me n of
1
。 。
I lJ. uc o n 一
. ate o

0.5+ 1.0
O.5+ 1.5
O.1+ 2.0
0.O1+ 1.0
0.05+ 1.0
* 多 为芽 点。
* Most for bud—dot.
上年繁殖数(y)参照曹孜义等[1 的方法,按下列公
式计算:y—m×X“。其中 y为年繁殖数,m为无菌
母苗数, 为每个培养周期的增殖倍数,n为全年
可增殖的周期次数,结果见表 2。
表 2 不同激素配比的培养基对丛生芽增殖的影响
Table 2 Effect of different kinds and c0ncentrati0ns
plant growth regulators on multiplication of bush—bud
激素浓度(rag/L)
Concentration of plant
growth regulators
转移芽数 增殖芽数
(个) (个)
Num.of Num.of
:ansferring breeding
buds buds NAA
从表 2结果可看出,MS+ 6-BA 1.0 mg/L+
NAA 0.01 mg/L增殖倍数最高,达 15.2倍,而且苗
生长健壮(见图 1:1),为丛生芽最佳增殖培养基。培
养 中还发现 ,随着NAA浓度的增加 ,NAA呈抑制
8 O O O 1 O 2 5 3 8 O 8 3 6 mmm 掘 m m m咄
∞ 他 加 曲 0 0 0
他 ∞
效 篙
增 nh
∞ ∞ ∞ ∞ ∞ 加
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第 5期 冯玲玲薄:丹参离忙微繁技术研究
1.丹参丛生芽的增殖;2.丹参叶诱导产生不定芽;3.丹参不定芽的增殖;4.丹参成苗
1.Multiplication of bush—bud of Salvia mi[tiorrkiza Bunge;2.Adventitious bud induced from Leaves of S.miltiorrhiza
Bunge;3.Muhip]ieation of adventitious bud of S.railtiorrhiza Bunge:4.Adult of S.migtio~hiza Burtge
圈 1 丹参芽的诱导、增殖殛或苗
Fig-l The induction of bud.multipticat[ort and adutt of Salvia miltiorrhiza 13ungc
芽增殖的效应.含 NAA 0.5 mg/L以上时.则芽明
显愈伤化,形成愈伤组织。
若按每个培养周期的增殖倍数为 15倍.全年可
增殖的周期次数 360/40=9次(全年按 360 d汁,-一
个周期按 40 d计).一株试管苗理论上年繁殖数
y—m×X 一1×1 5 0—3.84×101 n株
2.2 不定芽的诱导和增殖
2.2.1 不定芽的诱导 取叶柄、幼茎、叶等外植体,
将叶柄、幼茎剪 成 0.3 cm 长的小段.叶片剪成
0.3 cm×0.3 cm的小块,接种于 MS附加不同植物
激素的培养基上诱导生芽,25 d后统计长出不定芽
的外植体数。按下式计算:出芽率一长出不定芽的外
植体数/接砷的外植体数×100 .结果见表 3。
从表 3可以看出,6-BA在 0.5~2.0 mg/L浓
度下诱导叶产生不定芽效果都比较好(见闰 1;2),
KT诱导不定芽效果不好,ZT诱导外植体生芽率以
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表 3 不同配比的激素对不定芽诱导的影响
Table 3 Effect of different kinds and concentrations plant growth regulators on induction of adventitious—bud
及芽的生长发育情况介于6-BA与KT之间。
同时观察发现在 6一BA为 0.5~2.0 mg/L浓度
下诱导叶产生的不定芽不经转接,继续在原培养基
上生长,可长成大量小苗且叶片舒展、深绿色,但在
3.0 mg/L浓度以上形成的不定芽或芽点如果不及
时转入含相应低浓度 6-BA的培养基,则不能成苗
或极少量成苗且叶片卷缩、透明、浅绿色。外植体为
叶柄、幼茎时,接种 7~8 d后两端膨大,形成愈伤组
织,深绿色,可见芽点,15 d后从愈伤组织处长出不
定芽;外植体为叶片时,接种 4~5 d后叶片膨大,深
绿色,叶缘切口处长出愈伤组织,棕褐色,10 d后从
愈伤组织处或直接从叶缘处长出不定芽。
2.2.2不定芽的增殖 不定芽的增殖是将诱导的不
定芽切成带 2~3个芽的芽丛块,接种到不同的培养
基上扩大繁殖诱导新芽,培养 3O d后统计芽总数,
计算增殖倍数同丛生芽的方法,结果见表 4。
从表 4可知,从植物激素对不定芽诱导的影响
来看,MS-4-6-BA 1.0 mg/L最有利于不定芽的增
殖,其增殖倍数最高达 24.1倍,而且苗生长健壮(见
图1:3),为最佳增殖培养基。随着NAA浓度的增加,
NAA也抑制不定芽增殖,含 NAA 0.5 mg/L时,则
芽先愈伤化,然后形成不定芽,含 NAA 2.0 mg/L
时几乎全部形成愈伤组织;从不同的基本培养基角
表 4 不同激素配比的培养基对不定芽增殖的影响
Table 4 Effect of different kinds and concentrati0n0
plant growth regulators on multiplication of indefinite—bud
度来看,B5相对较适应芽的增殖,可能是因为 B5中
较低的铵更适宜芽的增殖 ,或者说含有较高的铵可
能对丹参芽的增殖有抑制作用。而且在 B5培养基
中长出苗的同时生出较多的根。
取每个培养周期的增殖倍数 24倍 ,全年可增殖
的周期次数 360/40:9次(全年按 360 d计,一个周
期按4o d计),试管苗理论上年繁殖数 y:m× 一
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第 5期 冯玲玲等:丹参离体微繁技术研究 467
1×24。=2.64×10 株 。
2.3 生根培养
将高约 2~3 cm高不定苗转移到不同生根培养
基上培养,观察开始生根时间,25 d后观察根的生
长情况 ,并统计生根的不定苗数,计算生根率( )、
平均根长(cm),结果见表 5。
表 5 不同培养基对幼苗生根的影响
Table 5 Effect of different medium on
seedling rooting medium
培养基(mg/L)
Medium
接种的 已生根
苗数 的苗数 生根率
(个) (个) ( )
Num.of Num.of Rate of
inocuhive rooting rooting
seedlings seedlings
平均根长
(cm)
Mean of
ro tlength
从表 5可知,NAA和 IBA在较高浓度时均使
根部愈伤化,抑制生根,只有在很低浓度时才促进生
根,1/2MS+IBA 0.1 mg/L时生根效果最好 ,且根
系发达,易于移栽成活。
活性炭在 0.1 以下促进生根,植株生长正常,
当活性炭浓度高于 0.1 则抑制生根,叶片变为紫
红色,植株纤细、呈不良生长 ,并且 25 d后开始枯
萎。蔗糖在1.0 ~3.0H 较适合生根,当蔗糖浓度
为 5.0 ,生 出的根较粗、短,且侧根较少,而在
1.O ~3.O 浓度下根系较发达 ,且生根时间较
早,一般在 7~8 d已经生根。
2.4 移栽
由于离体培养下的再生株长期在营养丰富的无
菌条件下生长,根系活动能力低,直接移入土壤中栽
培,其成活率极低,而在室内自然条件下选择根生长
良好且较粗壮,长约 2~3 cm、叶片 4~6片,高 3~
4 cm的小苗,先在 1/2MS(蔗糖减为 1 )液体培养
基中培养 1O~15 d,然后小心取出将根上可能还带
有的固体培养基洗去,在培养室中水培 7~lO d,使
植株逐渐适应外界的环境,再接入配好的沙土中栽
植,开始时在栽植盆上,并细心管理,2o d后将长得
健壮的 苗(见图 1:4)移 出至室外,成活 率可达
100 ;不经过液体培养阶段,直接水培 7~i0 d后
移植栽植盆中,成活率为87 ;不经过液体培养及
水培,直接打开固体培养时的三角瓶练苗7~i0 d
移植栽植盆中,成活率只有 7O 。
3 讨论
本实验利用丹参的幼茎、叶、叶柄进行了离体微
繁技术的研究,比较了不同植物激素对芽的诱导和
增殖的影响,探索了提高试管苗生根移栽成活率的
方法 。
(1)选择不同的培养基在丹参离体微繁技术前
期阶段非常重要,其中植物激素的恰当选用对丹参
离体微繁技术的成功和应用起关键而明显的调节作
用。用MS+6一BA 1.0 mg/L+NAA 0.01 mg/L诱
导丛生芽增殖倍数达 15倍或MS+6一BA 1.0 mg/L
诱导不定芽增殖倍数达 24倍,高于张跃非等[13实
验获得的增殖倍数(5~8倍),为离体微繁应用于生
产提供一套有效的技术方法。
(2)在诱导丛生芽或不定芽的过程中,高浓度
的 6一BA 3.0 mg/L浓度以上形成的芽如果不及时
转入含相应低浓度 6-BA的培养基,则不能成苗或
极少量成苗且叶片卷缩、透明、浅绿色,即玻璃化苗
增多,可能 6一BA容易诱导丹参形成玻璃化苗,此结
果与田宇红等[1]的结果一致。
(3)通过快速繁殖提供幼苗并一年多次共苗,
不需浪费药根,从而克服了常规繁殖方法的不足。生
根选择较好的培养基 1/2MS+IBA 0.1 mg/L,同时
移栽时注意练苗和管理 ,可获得较高的成活率,这是
离体微繁技术得以推广、应用于生产的关键。
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