全 文 :中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 42 卷 第 3 期 2011 年 3 月
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北五味子快繁体系的建立
陈丽静 1*,齐 欣 1,王玉坤 1,张 丽 1,马 慧 1,郭志富 1,宋宇宁 2*
1. 沈阳农业大学 辽宁省生物技术重点实验室,辽宁 沈阳 110866
2. 辽宁省中药研究所,辽宁 沈阳 110161
摘 要:目的 探究一种北五味子快速繁殖的方法。方法 通过正交试验对北五味子的组织培养进行研究,得出北五味子的
快速繁殖的最适培养基。结果 在 MS 培养基上附加 NAA 0.3 mg/L+ZT 0.1 mg/L+6-BA 1.5 mg/L 时芽的增殖效果最好;而
附加 NAA 0.2 mg/L 时,生根效果最佳。最适培养条件为温度 25 ℃、光照强度为 2 000 lx,光周期 12 h。结论 本研究所得
最适培养基以及培养条件可用来提高北五味子产量及质量。
关键词:北五味子;快繁;组织培养;正交试验;培养条件
中图分类号:R282.2 文献标志码:A 文章编号:0253 - 2670(2011)03 - 0575 - 04
Rapid propagation of Schisandra chinensis
CHEN Li-jing1, QI Xin1, WANG Yu-kun1, ZHANG Li1, MA Hui1, GUO Zhi-fu1 , SONG Yu-ning2
1. Liaoning Key Laboratory of Bioscience and Technology, Shenyang Agriculture University, Shenyang 110866, China
2. Liaoning Institute of Chinese Materia Medica, Shenyang 110161, China
Abstract: Objective To develop a rapid propagation of Sehisandra chinensis. Methods The tissue culture of S. chinensis was
studied by orthogonal test and the media for the rapid propagation of S. chinensis were optimized. Results When NAA 0.3, ZT 0.1,
and 6-BA 1.5 mg/L were added in the MS, the best rate of bud proliferation was obtained, while the NAA 0.2 mg/L was added, the best
rooting was got. The optimal cultural contion is that temperature is 25 ℃, light intensity 2 000 lx, and photoperiod 12 h. Conclusion
The optimal media and cultural condition in the test could be used to improve the yield and output, as well as quality of S. chinensis.
Key words: Schisandra chinensis (Turcz.) Baillon; rapid propagation; tissue culture; orthogonal test; culture condition
北五味子 Schisandra chinensis (Turcz.) Baillon
是木兰科五味子属的多年生落叶木质藤本植物。其
果实入肺、肾经,有敛肺、滋肾、止汗、生津、止
泻、涩精之功效[1]。药理研究发现,北五味子具有
良好的抗衰老、增强记忆力和保肝等功效,为北五
味子的现代开发利用奠定了良好的基础[2-3]。北五味
子不仅大量应用于中药生产,也是化学药的生产原
料,同时也被大量应用到保健品的研究中,其市场
需求正在不断增加。近年来野生北五味子资源受到
较严重的破坏,对野生药材的产量和质量都造成不
同程度的影响。为了扩大北五味子资源量,建立北
五味子快繁体系是一种简单快捷并能保持优良北
五味子性状的方法,为我国开发这一宝贵药用资源
开辟了一条新的途径。朱骏义等[4]以北五味子的嫩
茎段、叶片、叶柄、果柄为外植体,在不同激素组
合的培养基上诱导愈伤组织。陈雅君等[5]曾以带腋
芽的北五味子嫩茎,诱导腋芽分化。本研究以北五
味子为对象,以规模化生产为目的,系统地探讨不
同灭菌时间、不同激素组合对芽诱导和增殖的影响,
选择出了最佳增殖、生根培养基,旨在建立简便、
有效、规模化生产北五味子苗的快繁技术。
1 材料和方法
1.1 材料及取样
1.1.1 北五味子优株的选择 无论野生北五味子
还是人工栽培的北五味子其果实类型都具有差异,
表明物种进化处于不稳定多变异的分化过程中,利
收稿日期:2010-06-03
基金项目:辽宁省自然基金博士启动基金资助项目(20081067);辽宁省自然科学基金资助项目(20072124)
作者简介:陈丽静(1971—),女,山东省海阳县人,副教授,博士,研究方向为植物基因工程与细胞工程。
*通讯作者 陈丽静 E-mail: chenlijing1997@126.com
宋宇宁 E-mail: songyuning@163.com
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用其果实类型的差异及不同特点,从发展高产优质
北五味子生产的目的出发,多年来,通过不间断地
选择培育,已初步筛选出性状较为稳定,内外在质
量均符合药用的优良新品种。
1.1.2 取样 优良北五味子采自沈阳祝家镇五味
子良种繁育基地,经辽宁中药研究所宋宇宁鉴定,
所取材料为北五味子。于 5~6 月份选取自然生长
健壮的优良北五味子的嫩茎段作为外植体。
1.2 方法
1.2.1 材料预处理 将采回的嫩茎剪去叶片及叶
柄,剪成约 5 cm 长的茎段,洗净,备用。
1.2.2 外植体的灭菌 将预处理过的外植体用 75%
乙醇浸泡 30 s,然后用无菌水冲洗 1 次,再用
0.1%HgCl2 溶液和 2%NaClO 溶液消毒,具体操作见
表 1。取出后用无菌水冲洗 4~5 次,切成长度约
0.5 cm 的小段,每段至少有一个腋芽,然后接入培
养基中。
表 1 不同消毒处理方法
Table 1 Different sterilization methods
编号 2% NaClO 处理时间/min 编号 0.1% HgCl2 处理时间/min
1 12 6 4
2 14 7 6
3 16 8 8
4 18 9 10
5 20 10 12
1.2.3 不同基础培养基对北五味子生长的影响
对试管苗来说,本试验选用了 MS、1/2MS、N6、
1/2N6这4种基础培养基对北五味子进行茎段培养,
从中选出最适合北五味子生长的基础培养基。
1.2.4 不同生长素质量浓度对北五味子茎段分化
率的影响 为优化出北五味子最佳的增殖培养基,
本试验采用最适的基本培养基,加入 3 种不同质量
浓度的 NAA、ZT、6-BA,采用正交试验设计方案,
因素水平见表 2。
1.2.5 组培苗生根的诱导 将经过芽诱导生长良
好、植株健壮、株高 2~3 cm 的北五味子组培苗转
表 2 增殖培养基正交试验设计表 L9(34)
Table 2 Enrichment medium orthogonal design L9(34)
因素 水平
NAA/(mg·L−1) ZT/(mg·L−1) 6-BA/(mg·L−1)
1 0.2 0.05 1.0
2 0.3 0.10 1.5
3 0.4 0.15 2.0
接入含有不同浓度配比 NAA 的 MS 培养基中,每
种处理接种 30 株组培苗,每次处理重复 3 次,在
温度为 25 ℃,每天光照 12 h,光照强度 2 000 lx
的条件下,培养 4~5 周诱导生根,并统计生根率、
根数和根长。
1.2.6 组培苗的移栽 以苗高 2.0~2.5 cm,根长
1.5~2.0 cm,每株根数为 3~5 条时的试管苗为试
材,移栽前将培养苗置于室温条件下,在室外荫棚
内炼苗 3~4 d,将封口膜揭开一半,再炼苗 4~5 d,
以提高小苗的适应性。炼苗后揭开封口膜,取出组
培苗,冲洗掉根部的培养基,再用 0.2%多菌灵液浸
泡 10 s,然后用清水洗净,栽种于覆膜的花盆中,
栽好后淋透水,置于有散射光的阴凉处,温度白天
控制在 23~25 ℃,夜间 15~18 ℃。7 d 后开始结
合浇水喷施营养液,以后每 4 天喷 1 次营养液。
2 结果与分析
2.1 不同预处理对外植体诱导的影响
不同的处理方法以及消毒时间的长短对北五
味子原代培养的成功率非常重要。按照表 1 的处理
方法对北五味子茎段进行处理,原代培养的污染率
和成活率结果如表 3 所示。可知,0.1% HgCl2 溶液
的消毒效果比 2% NaClO 溶液消毒效果好,随着消
毒时间的延长,污染率降低,当 0.1% HgCl2 溶液消
毒时间达到 12 min 时,污染率为 0%,当 0.1% HgCl2
溶液消毒时间为 10 min 时,综合污染率和成活率效
果最好,分别为 5%和 90%。
表 3 不同消毒方法对北五味子生长能力的影响
Table 3 Effect of various sterilization way on vitality
of S. chinensis
编号 外植体数 污染率/% 成活率/%
1 20 100 0
2 20 85 5
3 20 65 25
4 20 40 50
5 20 20 70
6 20 90 5
7 20 45 35
8 20 20 70
9 20 5 90
10 20 0 75
2.2 不同基础培养基对北五味子生长的影响
不同基础培养基对北五味子壮苗生长的影响,
见表 4。幼苗用 MS 培养基比用 N6 培养基培养效果
好。以 MS 培养基为最好,A 级比率占 87.5%。
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表 4 不同基础培养基对北五味子生长的影响(n=40)
Table 4 Effeect of different medium on vitality
of S. chinensis (n=40)
培养基 A 级/% B 级/%
MS 87.5 12.5
1/2 MS 80 20
N6 75 25
1/2N6 67.5 32.5
A 级为苗高 2 cm 以上,B 级为 2 cm 以下
Grade A of seeding height is over 2 cm, and grade B is below 2 cm
2.3 不同生长素质量浓度对北五味子茎段分化率的
影响
由表 5 得到因素的主次顺序依次为 NAA、
6-BA、ZT。由此得到各因素的最佳搭配为 A2B2C3。
由表 6 可知 FNAA>F0.05,即 NAA 对结果影响显著;
ZT、6-BA 对结果都有一定的影响。因此,NAA 为
主要因素,6-BA 和 ZT 为次要因素。由 6-BA 单因
素的预试验可知当 6-BA 质量浓度超过 1.5 mg/L 后,
培养基对新芽茎节间距的影响却呈缩短的趋势,同
时叶片皱缩也很明显。所以采用 NAA 0.3 mg/L、ZT
0.10 mg/L、6-BA 1.5 mg/L 的组合。以此组合对北五
味子茎段进行培养,所得的茎段分化率为 90%,分
化率较高,试管苗质量也很好。
2.4 不同 NAA 浓度对北五味子生根的影响
将丛生苗接种于含不同 NAA 质量浓度的生根
培养基中,不同的 NAA 质量浓度诱导北五味子丛
表 5 北五味子茎段分化率测试结果
Table 5 Differentiation rate stem section for S. chinensis
序号 A B C 误差项 分化率/%
1 0.2 0.05 1.0 1 26.67
2 0.2 0.10 1.5 2 33.33
3 0.2 0.15 2.0 3 43.33
4 0.3 0.05 1.5 3 66.67
5 0.3 0.10 2.0 1 93.33
6 0.3 0.15 1.0 2 63.33
7 0.4 0.05 2.0 2 53.33
8 0.4 0.10 1.0 3 50.00
9 0.4 0.15 1.5 1 43.33
K1 103.33 146.67 140.00 163.33
K2 223.33 176.66 143.33 149.99
K3 146.66 149.99 189.99 160.00
k1 34.44 48.89 46.67
k2 74.44 58.89 47.78
k3 48.89 50.00 63.33
R 40.00 10.00 16.66 −
生苗生根的能力明显不同。NAA 质量浓度小于或超
过 0.2 mg/L 时,生根率都有降低趋势,当 NAA 为 0.2
mg/L 时,生根率达 90 %,且根生长均匀,苗体健
壮,如表 7 所示,“+++”健壮、“++”一般、“+”
弱、“−”不生根。因此选择激素 NAA 质量浓度为
0.2 mg/L 的培养基进行生根培养。
表 6 北五味子茎段分化率方差分析表
Table 6 Variance analysis of differentiation rate
for S. chinensis
试验因素 离差平方和 自由度 均方 F 值
NAA 2 461.75 2 1 230.86 76.59
ZT 180.19 2 90.10 5.61
6-BA 520.80 2 260.40 16.21
误差 32.14 2 16.07 −
总和 3 194.88 8 − −
F0.05(2,2)=19.0,F0.01(2,2)=99.0
表 7 不同质量浓度 NAA 对北五味子生根培养的影响
Table 7 Effect of different concentration of NAA
on rooting of S. chinensis
NAA/
(mg·L−1)
生根率/
%
平均根数 平均根长/
cm
健壮度
0.05 0 0 0 −
0.1 32.0 1.3 0.25 +
0.2 90.0 4.2 2.70 +++
0.3 36.0 1.5 0.34 ++
0.4 5.0 0.2 0.10 +
2.5 组培苗的移栽
按“1.2.6”项方法移栽。移栽基质采用水苔,
基质应较松散,保证通气和透水性,6 周后成活率
为 82%。
3 讨论
朱俊义等[6]用北五味子的嫩茎、叶片、叶柄、
果柄作为外植体,在不同培养基上进行愈伤组织诱
导,结果表明无论在哪种培养基上,嫩茎段的诱导
效果都最好,愈伤组织诱导率最高可达 75%,果柄
次之,叶柄再次之,而叶片的效果最差。刘丽娟[7]
则建议在生产中以茎段为外植体来繁殖五味子,诱
导愈伤组织采用 6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.2 mg/L 的
MS 培养基,长势好。
在综合考虑了各种因素的基础上,选择用嫩茎
段作为外植体。
正交试验激素质量浓度是在单因素的基础上
选取效果较好的激素质量浓度进行正交试验,前期
试验研究进行了对 NAA 质量浓度的测试,结果显
示 NAA 质量浓度过高,在切口处会产生大量的愈
伤组织,阻碍了芽的生长和分化,不利于增殖培养。
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对 ZT 质量浓度的测试显示,随着质量浓度的
升高,试管苗的增殖率提高,当超过一定浓度后,
增殖率开始下降。6-BA 质量浓度增加,诱导率呈
升高趋势,增殖倍数也呈现升高趋势,但当 6-BA
质量浓度升高超过 1.5 mg/L 后,培养基对新芽茎节
间距的影响却呈缩短的趋势,同时叶片皱缩也很明
显。
北五味子在组培过程中生长速度较慢,寻找到
一种能够提高北五味子生长速度的方法,将大大提
高组织培养方法在北五味子繁殖中的应用。
参考文献
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响 [J]. 通化师范学院学报, 2007, 28(4): 20-21.
关于推荐 2011 年中国药学会-石药集团青年药剂学奖的通知
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