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Rapid propagation and seed germinating condition of Bupleurum chinense

北柴胡快速繁殖及种子萌发条件研究



全 文 :·752· 中草菊 ChineseTraditionalandHerbalDrugs第39卷第5期2008年5月
北柴胡快速繁殖及种子萌发条件研究
郝建平1,徐笑飞1,杨东方1,侯晶1,胡 侃1,秦雪梅2
(1.山西大学生命科学与技术学院,山西太原030006;2.山西大学化学化工学院药学系,山西太原030006)
摘要:目的建立北柴胡的选优育优技术体系,规模化生产北柴胡优质种苗和种子。方法应用植物组织培养技
术分别对种植于山西陵川、万荣及甘肃陇西、陕西商洛等8个地区的优质北柴胡进行快速繁殖;对种植于山西万荣
的中柴1号北柴胡种子进行种皮损伤和植物激素处理,比较各种处理对种子萌发率的影响。结果 附加6-BA1.0
mg/L和KT0.2mg/L的B5培养基适合于各地北柴胡芽的快速增殖与生长;附加NAA0.1mg/L、IBA0.5mg/L
和DSC1.0mg/L的1/2MS培养基对北柴胡试管苗的生根有良好的促进作用;北柴胡试管苗的年繁殖系数超过1X
108,移栽成活率达94%~97%。植物激素处理对北柴胡种子萌发无明显作用,打磨损伤处理种皮可使种子的萌发率
提高20%,并且能大幅度缩短种子的萌发时间。结论植物组织培养技术是快速、大量繁殖优质北柴胡的有效手
段广一定程度的种皮损伤可以促进北柴胡种子的萌发。
关键词:北柴胡;快速繁殖;种子萌发;药用植物;种质资源
中图分类号:R282.21 文献标识码:A 文章编号:0253—2670(2008)05—0752一05
RapidpropagationndseedgerminatingconditionofBupleurumchinense
HAOJian—pin91,XUXiao—feil,YANGDong—fan91,HOUJin91,HUKanl,QINXue—mei2
(1.SchoolofLifeScienceandTechnology,ShanxiUniversity,Taiyuan030006,China;2.School
ofChemistryandChemicalEngineering,ShanxiUnivers ty.Taiyuan030006,China)
Abstract:ObjectiveForselectingandevelopingthexcellentBupleurumchinensetomass—produce
seedlingsa dseedsinhighquality.MethodsB.chinensewapickedfromeightdifferentareas,suchas
LingchuanandWanrongcountyinShanxiProvince,LongxicountyinGansuProvince,andSh gluoin
ShaanxiProvince,etc.Rapidpropagationwasd ne.ThetestaofZhongchaiNo.1wascrappedorseeds
weresoakedindifferentphytohormones.Theeffectsongerminationratesof eedswerecompared.Results
TheoptimumediumforbudpropagationwasB5supplementedwith1.0mg/L6一BAand0.2mg/LKT.
Theoptimumediumforootinductionoftest—tubeplantletswas1/2MSaddedwith0.1mg/LNAA,
0.5mg/LIBA,and1.0mg/LDSC.TheannualpropagationcoefficientofB.chinenseplantswasmore
than1×108,andthesurvivalrateoftransplantationre chedtO94%一97%.Thep ytohormonehasIittle
effectonseedgerminationofB.chinense,butscrapinghetestacouldincreasethegerminationpercentage
ofseedsto20%andshortenhegerminatingtimegreatly.ConclusionByti suecultureofexcellentB.
chinense,agre tdealofplantsandseedscouldbeproducedinshorttime.Byscrappingtestainacertain
extent,thegerminationofseedscouldbeincreased.
Keywords:BupleurumchinenseDC.;rapidpropagation;seedgermination;medicinalplant;
germplasmresource
北柴胡BupleurumchinenseDC.为伞形科柴胡
属植物,根中含有柴胡皂苷和挥发油等成分,具有抗
病毒、抗细菌内毒素、抗炎、抗肿瘤、抗惊厥、解热、降
血脂及促进分泌、保肝、提高免疫力等功效,药用价
值很高I-1|。近年来,柴胡的市场需求量逐年增加,而
过度采掘又导致其野生资源越来越少。人工种植柴
胡存在种子发芽率低,栽培技术难度大等问题‘引。此
外,各产地的北柴胡均存在不同程度的品种混杂现
象,造成了北柴胡药材的种质不纯、质量参差不齐,
致使总体质量下降,已影响到用药的准确性和药品
收稿日期:2007—08—10
基金项目:山西省科技攻关项目(051077—2)
作者简介:郝建平(1959一),男,山西省忻州市人,山西大学生命科学与技术学院副教授,理学硕士,硕士生导师,主要研究方向为植物生
物工程,目前主要从事药用植物和经济植物种质资源开发、利用等方面的研究。 E—mail:jphao@SXU.edu.ca

万方数据
中草药 ChineseTraditionalandHerbalDrugs第39卷第5期2008年5月·753·
质量的稳定性,也影响到柴胡的出口创汇。对现有
的、已被广大药农所接受的人工栽培品种或类型进
行种质提纯、复壮,培育出品质优良且变异小的高
产、优质柴胡植株并批量生产和供应市场是目前亟
待解决的问题。
近年来,曾先后进行了45个不同品种和产地的
北柴胡主要成分的定量测定、39个北柴胡样品的指
纹图谱分析以及5种北柴胡根、叶的显微结构观察。
用比色法测定的结果显示,在山西太谷种植的左权
北柴胡中柴胡总皂苷的量高达2.56%,山西芮城种
植的北柴胡和甘肃陇西种植的北柴胡中柴胡皂苷的
量也均在2%以上。用HPLC—UV法测定柴胡皂苷类
成分的指纹图谱,发现山西左权和山西万荣的中柴1
号北柴胡遗传性状比较稳定,柴胡皂苷a、d的量比
较高,适宜大面积推广。甘肃陇西栽培的北柴胡根韧
皮部的相对比例高于其他产地的北柴胡[33。RAPD
和AFLP的分析表明,山西陵川种植的北柴胡、方山
种植的北柴胡和左权种植的北柴胡聚为一类[4],有
良好的育种前景。陕西商洛的北柴胡种植也颇具规
模,当地民生大药房出售的柴胡饮片中柴胡皂苷的
量在2%以上。
在对各类北柴胡主要有效成分的量及遗传稳定
性充分了解的基础上,笔者选择山西、甘肃、陕西的8
个地区种植的8种北柴胡栽培类型,建立了快速繁
殖技术体系,年繁殖系数超过1×108,移栽成活率达
到94%~97%。针对北柴胡种子发芽率低的问题,选
择遗传性状比较稳定的种植于山西万荣的中柴1号
北柴胡种子进行了种皮损伤和植物激素处理试验,
提高了种子的萌发率并缩短了萌发时间,所获得的
实生苗还可为应用快速繁殖技术进行周年生产提供
起始材料。
1材料与方法
1.1材料:实验所用北柴胡的原种植地分别为山
西、甘肃及陕西的8个不同地区(表1)。
表1 8个不同地区北柴胡的来源
Table1 SourceofB.chinensefromeight
differenthabitats
代号 来源 代号 来源
LB 山西陵川 ZB 山西太谷引种于山西左权
WB 山西万荣 LXB山西太谷引种于甘肃陇西
RB 山西芮城 LQB山西太谷引种于山西灵丘
SLB山西太谷引种于陕西商洛 FB 山西方山引种于山西陵川
1.2北柴胡茎段培养和芽的增殖:将采自田间的北
柴胡用自来水冲去浮土,取带腋芽的幼茎,切成3~5
cm长的切段。经75%乙醇浸泡30s, .1%HgCl2水
溶液消毒10min,无菌水冲洗4次后,将幼茎切成单
芽茎段,分别接种于附加不同种类、质量浓度和配比
外源植物激素的B。基本培养基(表2)中,在(25±2)
℃、2000lx、14h/d光照下培养。接种30d后统计
芽的增殖数,筛选出最适合各地北柴胡芽增殖的培
养基。
表2芽增殖培养基L。(3,)正交设计
Table2 OrthogonaldesignofL·(33)formedium
ofbudspropagation
基本培养基为B5堵养基
Ba3emediumwasB5
1.3 北柴胡试管苗的生根诱导:将幼芽生长形成的
无根苗移人B。基本培养基中培养。大约15d以后,
苗高2cm左右时,将丛生芽切分为单芽,转至添加
不同激素的9种1/2MS生根培养基(表3)中,培养
40d后比较生根效果。选取生根多且健壮的植株经
炼苗3.-.5d后,移栽到营养钵中,成活以后移植至
田间。
表3生根培养基L,(33)正交设计
Table3 OrthogonaldesignofL。(,)formedium
ofrootsinduction
基本培养基为1/2MS堵养基
Basemediumwas1/2MS
1.4北柴胡种子萌发条件的筛选:选择当年采收的
饱满的中柴1号种子600粒,分别进行以下6种处

万方数据
·754· 中革菊ChineseTraditionalandHerbalDrugs第39卷第5期2008年5月
理:①1.0mg/LGA3浸种24h;②1.0mg/L6-BA
浸种24h;⑧用粗、细砂纸先后小心打磨种皮;④砂
纸打磨种皮后用1.0mg/LGA。浸种12h;⑤砂纸打
磨种皮后用1.0mg/L6-BA浸种12h;⑥清水对照。
各处理的种子均在20℃下发芽,分别统计其发芽时
间及发芽率。
2结果与分析
2.1 北柴胡芽增殖培养基的筛选:在附加0.5rag/
L6一BA的B。培养基中,甘肃陇西,山西陵川、方山
及太谷引种自左权的北柴胡试管苗叶片伸长很快,
叶片较宽,呈墨绿色,丛生芽增殖的数量较少;山西
太谷引种自山西灵丘和陕西商洛的北柴胡试管苗健
壮,腋芽较其他栽培品稍多;来源于山西芮城和万荣
的北柴胡试管苗较其他地区的株高较矮;来源于山
西芮城的北柴胡试管苗较其他地区的叶色浅。当培
养基中6-BA的量由0.5mg/L提高到1.0mg/L后,
各地的北柴胡无根苗的芽增殖率明显增加,叶片变
窄,伸长生长减慢。在附加1.0mg/L6一BA和0.2
rag/LKT的B。6号培养基中各地的北柴胡长势最
好;在附加1.0mg/L6一BA和0.2mg/LNAA的B。5
号培养基中,来源于山西陵川、芮城等地的柴胡试管
苗长出少量细根,但芽增殖的数量减少。在附加1.5
mg/L6一BA的培养基中,各地的北柴胡无根苗明显
弱小,叶色浅;部分山西太谷引种自左权的北柴胡和
山西万荣的北柴胡有玻璃苗形成;来源于山西芮城
与万荣的北柴胡增殖速率太快以致无根苗叶片很细
且短,影响到继代培养。
用SPSS软件分析可知,6-BA、KT及NAA3种
激素的使用浓度均与芽的增殖率呈正相关,其中6一
BA在北柴胡芽的增殖中起主导作用,KT的作用次
之。在添加NAA的培养基中易自发生根,会影响芽
的繁殖系数。6一BA的量由1.0mg/L提高到1.5
mg/L时,芽增殖的幅度较小。
山西太谷种植的左权北柴胡(ZB)和山西万荣
北柴胡(wB)试管苗在芽增殖培养基中的生长情况
见表4。北柴胡试管苗的生长状况见图1—1~6。
2.2北柴胡试管苗生根培养基的筛选:在不同培养
基中培养35d后,几乎所有北柴胡的无根苗在任意
一种生根培养基中都能生根,但生根的质量和数量
差异较大。在附加0.1mg/LNAA的MSl培养基
中,北柴胡试管苗的根数较少,根细而短,尤其是山
西万荣北柴胡试管苗生根比较缓慢;山西芮城的北
柴胡试管苗生根数稍多,但根大多细长,移栽时极易
受到损伤。在附加0.1mg/LNAA、0.5mg/LIBA
表4不同培养基中无根苗的生长情况
Table4 Growthoftest-tubeplantletsindifferentm dia
和1.0mg/LDSC(Z.苯基脲磺酸钙)的MS3号培养
基中,试管苗的生根数多且根粗壮,其中山西万荣、
甘肃陇西的北柴胡试管苗的生根数和粗壮程度尤其
明显,山西太谷种植的左权北柴胡和山西陵川的北
柴胡试管苗的部分根长达30mm以上。在附加1.0
mg/LNAA的培养基中,各地北柴胡试管苗诱导出
成簇的粗根,但上部出现愈伤组织化,并且根的质量
不高,不利于移栽。
山西太谷种植的左权北柴胡(ZB)和山西万荣
北柴胡(wB)的生根效果见表5。
SPSS软件分析表明,DSC对山西太谷种植的
左权北柴胡和山西万荣北柴胡的生根数与根长均有
较大影响,添加1.0mg/L时效果最佳;IBA对生根
的作用最小;NAA的用量不宜过高,否则根的上部
会愈伤组织化。在附加DSC的培养基中生根较粗
壮,有利于试管苗的移栽(图1—7),即MS3号培养基
(NAA0.1mg/L+IBA0.5mg/L+DSC1.0mg/
L)为适合生根的培养基,移栽成活率可达94%~
97%(图1—9)。各种北柴胡的试管苗均较易生根,在
培养基中培养40d后能自发生根(图1—8),但根少而
细弱,移栽后难以成活。
2.3北柴胡种子萌发条件的筛选:从表6可以看
出,经过粗、细砂纸小心打磨损伤种皮+GA。(12h)
和砂纸打磨+6一BA(12h)处理后,中柴1号北柴胡
种子在48h内即可萌发;经过砂纸打磨处理的种子
在5d内可以发芽;而未经过损伤处理的种子未见
萌发;处理10d时经6-BA浸种的种子发芽率较对
照高70%,但最终总的发芽率并无明显增加;经砂纸
打磨处理的种子10d时的发芽率较对照高96.7%,
最终总发芽率提高20%。 ·
3讨论
3.1 北柴胡快速繁殖条件的筛选和优化

万方数据
中草药 ChineseTraditionalandHerbalDrugs第39卷第5期2008年5月·755·
1一山西陵川种植的北柴胡试管苗 2一山西太谷种植的左权北柴胡试管苗 3一山西万荣种植的北柴胡试管苗 4一山西太
谷种植的陕西商洛北柴胡试管苗 5一山西芮城种植的北柴胡试管苗 6一山西太谷种植的山西灵丘北柴胡试管苗 7一
山西太谷种植的左权北柴胡试管苗诱导长出根8一山西太谷种植的甘肃陇西北柴胡试管苗自发生出根9·山西太谷
种植的左权北柴胡试管苗移栽成活 10一试管苗田间生长茂盛11一试管苗田间盛花期12一试管苗田间正常结实
1一test-tubeplantletsfromLingchuaninShanxiProvince2-test-tubeplantletsfromZuoquaninShanxiProvince3一
test-tubeplantletsfromWanronginShanxiProvince4-test—-tubeplantletsfromShangluoinShaanxiProvince5-t st·-
tubeplantletsfromRuichenginShanxiProvince6-test—tubeplantletsfromLingqiuinShanxiProvince7-roots
inducedfromtest—-tubeplantletsfromZuoquaninShanxiProvince8.-test..tubeplantletsfromLongxiinGansuProvince
rootedspontaneously9-test-tubeplantletstransplantedintonutritionpot10一transplantedplantsgrownluxuriantly
infields11--transplantedplantsbloominginfields12—-transplantedsb aringfruitnfields
图1北柴胡试管苗及移栽植株
Fig.1Test—tubeplantletsandransplantedplantsofB.chinense
表5不同培养基的生根效果
Table5 Rootsinductionoftest—tubeplantletsindifferentm dia

万方数据
·756· 中草菊 ChineseTraditionalandHerbalDrugs第39卷第5期2008年5月
裹6不同处理对北柴胡种子萌发时间和发芽率的作用
Table6 Effectofdifferenttreatmentso timeandrate
ofseedsgerminationofB.chinense
3.1.1芽的增殖与壮苗:北柴胡试管苗的培养温度
最好控制在25℃以下,而且封口膜的透气性要好,
否则易导致试管苗的玻璃化。在枣树的组织培养中,
任东植等[53也发现高温和低透气性均会导致枣组培
苗玻璃化现象的发生。
6一BA对北柴胡芽的增殖作用最大,以
1.0mg/L6一BA和0.2mg/LKT的配合使用效果
最好。前期需要较高质量浓度的细胞分裂类物质,但
因其可能有累积作用,长时间在相对较高质量浓度
的6一BA中培养会导致试管苗增殖太快,使植株长势
变弱,叶色变浅。所以后期应降低激素使用浓度,并
适时地在B。基本培养基中壮苗。
3.1.2生根和移栽:适当浓度的NAA和DSC配合
使用,对于北柴胡试管苗的生长和根的诱导具有良
好的促进作用。
柴胡试管苗移栽对基质要求较高,需要全面的
营养,并且透气性要好。使用草炭土和珍珠岩(1:1)
的混合基质,移栽成活率较高。移栽后最初几天需要
做好保湿措施,但随后应给予充足的光照,否则移栽
苗易长霉菌。
3.1.3试管苗的田间管理:移栽前在土壤中追施磷
肥,移栽初期要注意病虫害的防治。用药剂进行叶面
喷施,有效地避免了蓟马的危害。
试管苗幼苗期对水分的需求量较大,随着植株
逐渐长成,其适应性增强。在一个生长季内平均株高
可达1.20m以上,较之普通栽培苗高而健壮(图1—
10)。
试管苗移人大田后两个月就有植株开始开花,
花期从6~10月,长达4个多月(图1—11)。九月中、下
旬开始结实,籽粒饱满(图1—12)。
3.2外源激素及种皮损伤处理对北柴胡种子萌发
的影响:本实验的结果表明,6一BA和GA。等外源植
物激素对北柴胡种子萌发的促进作用并不明显,王
秀丽等[63在三岛柴胡中也得到了相同的结果。人工
打磨损伤种皮处理可以提高北柴胡的发芽率并缩短
发芽时间,主要是由于北柴胡的种皮较厚,或种皮内
含有发芽抑制物,种子的萌发存在种皮障碍。这一结
果与魏建和等[7]在对三岛柴胡和北柴胡种子萌发研
究中所得出的结论是一致的。邓有平等用1.5%的
H:O。处理北柴胡种子提高了其发芽势[8]。但在对采
自山西陵川的北柴胡种子的萌发影响因素进行研究
时发现,1.5%的H:O:处理24h,会推迟种子萌发的
启动时间,使萌发高峰提前,而总的萌发率却低于对
照。造成这种现象的原因,有可能是柴胡种子比较
小,经H:O:处理时,如果处理时间不当,在种皮被腐
蚀浸软的同时,种胚也会受到不同程度的损伤。
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万方数据
北柴胡快速繁殖及种子萌发条件研究
作者: 郝建平, 徐笑飞, 杨东方, 侯晶, 胡侃, 秦雪梅, HAO Jian-ping, XU Xiao-fei,
YANG Dong-fang, HOU Jing, HU Kan, QIN Xue-mei
作者单位: 郝建平,徐笑飞,杨东方,侯晶,胡侃,HAO Jian-ping,XU Xiao-fei,YANG Dong-fang,HOU
Jing,HU Kan(山西大学生命科学与技术学院,山西太原,030006), 秦雪梅,QIN Xue-mei(山
西大学化学化工学院药学系,山西太原,030006)
刊名: 中草药
英文刊名: CHINESE TRADITIONAL AND HERBAL DRUGS
年,卷(期): 2008,39(5)
被引用次数: 14次

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13.张春平.何平.杜丹丹.喻泽莉.韦品祥.胡世俊 决明种子硬实及萌发特性研究[期刊论文]-中草药 2010(10)
14.姚入宇.陈兴福.邹元锋.杨兴旺.张宝林.杨尧 北柴胡种子生物学研究进展[期刊论文]-中国中药杂志 2011(17)


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