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杭白菊花瓣组织培养的初探



全 文 :·130· 中草菊 ChineseTraditionalandHerbalDrugs第38卷第1期.2007年1月
scavengingandantioxidantactivitiesofflavonoidsextracted
fromtheradixofScutellariab ic lensisGeogi[J].Biochem
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杭白菊花瓣组织培养的初探
牛颜冰1,姚敏1,孟庆章1,王玉庆1,郭吉刚2,陈占峰3
(1.山西农业大学,山西太谷030801;2.山西生物应用职业技术学院,山西太原030031;
3.山西丰源药业有限公司,山西芮城040801)
杭白菊c矗匆santhemummorifoliumRamat.属
于菊科中的菊花,是一种常用的中药,也是一种提神
饮品[1]。花中含有挥发油0.13%、菊苷、腺嘌呤、黄
酮、胆碱、水苏碱及微量维生素A样物质、维生素
B。、氨基酸及刺槐素等,对中枢神经具镇静作用,而
且有解热、增强毛细血管抵抗力、扩张冠状动脉作
用[2],另有抗菌、抗病毒、抗炎、抗衰老、抗肿瘤的作
用[3]。可用于目赤疼痛、头痛眩晕、眼花缭乱、风热感
冒、胃痛食少、水肿尿少等症[2]。是浙江省八大名药
材“浙八味”之一。随着国内外医药、食品和饮料加工
业的迅猛发展,作为药食两用的菊花用量急剧增
加[2]。长期以来杭自菊采用分株、扦插等无性繁殖方
法,以及茎尖组织培养方法进行繁殖。前两种方法易
受环境影响,繁殖周期长,而且极易导致病毒感染。
后一种方法虽然取材方便,脱毒率高,脱毒速度快,
能在较短的时间内得到较多的原种繁殖材料,但这
种方法存在的缺点是外植体不易消毒,存活率低[4],
要求操作熟练且快,因为茎尖长时间暴露在空气中
易失水而死亡,还会存在弱苗试管苗生长缓慢、不生
根等问题。因此脱毒技术相对简单,势在必行。在植
物体内病毒分布不均匀,在分生组织和无维管束的
组织器官中一般无病毒或量少[5~7]。花瓣不仅病毒
量少,而且其组织培养具有取材容易、繁殖系数高的
特点。因此采取花瓣组织培养可获得优良杭白菊种
苗以供生产应用。本试验以杭白菊为试验材料,利用
其花瓣离体培养,通过优化培养技术以便筛选出最
佳的培养基组合,从而提高繁殖系数,获得优良的
试管苗,为以后向生产上示范推广提供优良的
种源。
1试验材料和方法
1.1 试验材料:试验于2005年10月一2006年1
月进行。试验材料源于山西农业大学园艺学院实验
苗圃的杭白菊植株,2005年采自浙江省桐乡市。
1.2试验方法
1.2.1试验条件:以MS培养基为基本培养基,通
过改变激素种类、浓度及添加不同的附加物形成不
同培养基组合。每天的光照时间为12h,光照强度
为2500Ix,培养温度为(25±2)℃。
1.2.2试验材料的获取及消毒:从健康无病虫害的
杭白菊上取饱满且苞片未开裂的花蕾[8],于自来水
中荡洗1次,再用洗衣粉上清液荡洗1次,自来水荡
洗3次,再用蒸馏水荡洗2~3次,拿入无菌室;在超
净工作台上,按表1的灭菌时间进行灭菌,每次灭菌
剂处理后都用无菌水荡洗4~5次。
表1不同消毒方法对杭白菊花瓣
消毒效果的比较(接种后4d)
Table1 Comparisonofdifferentsterilizationmethods
onpetalsofC.morifolium(after4d)
序号70%酒精/s0.1%HgClz/min10%NaCIO/min接种数污染率/%
a 一 5 8 100 0
b 一 5 10 220 2
C 45 10——80
1.2.3愈伤组织或胚状体的诱导:在无菌条件下,将
无菌材料放在无菌的滤纸上,将其无菌水吸干,再放入
收稿日期:2006—03—17
基金项目:山西省自然科学基金项目(20051071)}山西农业大学科技创新基金项目(2004085)
作者简介:牛颜冰(1968一),女,副教授,博士。Tel:(0354)6185019E—mail:niuniugood@yahoo.com.cn
万方数据
中草菊 ChineseTraditionalandHerbalDrUgs第38卷第1期2007年1月· 31·
培养皿中用解剖刀将花蕾纵切成两块,随后切去花瓣
的顶部和基部,将分散的未开放的约5mm的花瓣逐
个接入培养基(表2),其中琼脂量为0.8%,蔗糖量为
3%,pH为5.8~6.0,进行诱导培养。
表2不同培养基对愈伤组织或胚状体的
诱导效果(接种后20d)
Table2 Effectsofdifferentm diaoninduction
ofcallusandembryoid(after20d)
]/2H为1,/2MS培养基H为MS培养基
1/2HiSbasedoni/zMSwhereasHiSbasedonMS
1.2.4丛生芽的诱导及伸长培养基的筛选:将
1.2.3试验中的愈伤组织和胚状体接种于添加了
IAA、6-BA、NAA3种不同质量浓度激素的培养基
(表3,激素质量浓度mg/L)上,并对培养基的组分
稍作调整,从而筛选出利于愈伤组织分化和丛生芽
伸长的培养基。
1.2.5生根培养基的筛选:在生根培养基的试验
中,共有3种培养基组合(表4)。将高约1.5cm的
健壮丛生芽或茎段接种于生根培养基(其中含0.8%
的琼脂,3%的蔗糖,0.05%的活性炭,pH为5.8~
6.o)。各组合生根情况见表4。
表3不同培养基组合对丛生芽诱导和伸长的影响
Table3 Effectofmediandifferentcombinationson nductionandelongationofcrowdbuds
培养基编号 培养基 接种瓶数 污染瓶数 不定芽数 苗高/era平均苗/cm生根时苗高/era生根时平均苗高/cm
1 MS+0.2NAA+26-BA+0.8%84 37/12 0.1~1 0.5 3~12 7+
琼脂+3%蔗糖
2 MS+0.2IAA+26-BA+0.8%10 0 20/27 0.2~2 0,8 1~3 I.5
琼脂+3%蔗糖
3 MS+0.1NAA+26-BA+0.8%10 3 145/10 1~3 1.5 i~3.5 2.7
琼脂+3%蔗糖
4 MS+0.1NAA+26-BA+0.6%10 5 110/5 1~6 2.5 1.5~4 3.5
琼脂+3.5%蔗糖+0.1%LH
5 MS+0.1NAA+26-BA+0.6%10 7 37/5 0.5~2 1.6 2~4 3
琼脂+3.5%蔗糖
表中x/y表示Y个愈伤组织形成了x个不定芽;带*的两个数据是接种40d后测的,而其余的数据是在接种15~20d后测的;LH--水解乳白蛋白
InTablex/ymeansthatycallusorembryoidc uldformxadventitioussh ots;twodataith“*“aresurveyedafter40dsinceinoculation,whereasothersa
surveyedafter15~20d;LH—hydrodysablelactalbUmio
表4不同激素组合和质量浓度对杭白菊试管苗生根的影响
Table4 Effectsofphytohormonesindifferentcombinationsandconcentrationsonro tinductingofC.morifolium
H1一MS基本培养基,H2、H3—1/2MS培养基
H1一asbasalmedium。whileH2andH3asl/2MSbasalmedia
2结果与分析
2.1 消毒剂及消毒方法的比较:获得无菌材料是植
物组织培养快速繁殖的前提,关系到试验成败与否。
为此选用3种消毒方法进行比较,以便选出灭菌效
果较好且后继试验成功率较高的消毒方法。虽然在
3种消毒方法中唯有方法b有污染,但在诱导愈伤
组织或胚状体的最佳培养基上经方法b处理的花瓣
全部生成愈伤组织或胚状体,而且99%的都是胚状
体。而方法a和c只生成愈伤组织,并且方法c所得
愈伤为淡黄色,分化率低。其可能原因是HgCl。消毒
时间过长,以致对植物材料造成毒害作用,影响花瓣
的生命活力。方法b污染率高,可能是由试验误差和
试验基数大造成的。所以杭自菊的花瓣的最佳消毒
方案为:10%NaCIO溶液中荡洗10min,无菌水荡
洗后,再用0.1%HgCl。溶液荡洗5min,无菌水荡
洗后,再制作外植体。
2.2诱导愈伤组织或胚状体培养基的筛选:接种后
4d内,1/2H培养基上的花瓣较H生长得快;接种
5~10d内,1/2H培养基上的花瓣生长得就不如H
快,而且在接种10d左右的时候,H培养基上的花
瓣两端已经膨大变绿出现胚状体(图1),而1/2H
培养基上的花瓣依旧是最初的伸长长大,没有任何
生成愈伤组织的迹象。到接种20d后,H培养基上
的胚状体的丛生芽最长可达2~3cm,多数都在1
cm左右,不适于生根培养;而1/2H没有愈伤组织
或胚状体的形成。虽然杭白菊含有较高的内源激素,
万方数据
·132· 中草菊 ChineseTraditionalandHerbalDrugs第38卷第1期2007年1月
可花瓣不含内源激素或量极微以使花瓣脱分化,所
以在不含任何激素的i/2H的培养基上,花瓣不能
形成愈伤或胚状体。
图1 10d左右H培养磊上的花瓣
Fig.1PetalsinHmediaabout10d
2.3诱导丛生芽及其伸长培养基的筛选:虽然在培
养基(MS+0.2mg/LNAA+2mg/L6一BA+
0.8%琼脂+3%蔗糖)上可以诱导产生丛生芽,可其
丛生芽具有的节较短且少(图2),为此设计了改组
试验。接种后20d左右记录试验结果,并做比较。
图2不宜生根的丛生芽
Fig.2Crowdbudsdifficulttoroot
从表3可以看出:最佳的芽分化和伸长的培养基
是3、4、5号培养基。3、4号培养基利于芽的分化,4、5
号培养基相对于3号培养基更利于芽的伸长。3号培
养基形成的不定芽较4号的少一点,极少数芽较小而
透明且在后续不生根(表5),但其污染率相对较小。
4、5号培养基丛生芽的叶片浓绿。4号培养基上不定
芽不但多而且极利于愈伤组织的生长膨大及丛生芽
的形成,只是易被霉菌污染。5号的不定芽比较均一,
对愈伤组织没有明显的促进长大作用。杭白菊愈伤组
织或胚状体分化芽的最适培养基组合为3号培养基
(MS+0.1mg/LNAA+2mg/L6一BA+0.8%琼
脂+3%蔗糖),对不定芽伸长有明显促进作用的是4
号培养基(MS+0.1mg/LNAA+2mg/L6一BA+
0.6%琼脂+3.5%蔗糖+0.1%LH)。
2.4生根培养基的筛选:将不定芽接种到生根培养
基上,5d后即可生根。接种15d后进行统计,其结
果如表5(同时对生芽和生根培养基做了比较)。
表5各个生根培养基实验结果
Table5 Experimentresultsofvariousrootingmedia
x/y表示Y个不定芽形成TX条根
x/ymeansthatYadventitioussh otscanproducexroots
由表4、5可以看出:最佳的生根培养基组合H2
(1/2MS+1.0mg/LNAA+0.1mg/L6一BA+
0.8%琼脂+3%蔗糖+0.05%活性炭)。H2培养基
上的试管苗苗高比较均一,且相对H。的稍高,叶片
大而直(图3)。根多有分叉,生根率也相对较高。其
原因可能是因为细胞分裂素6一BA的促进细胞伸长
分裂作用,但也不排除接种时个体的差异。
图3杭白菊的试管苗
Fig.3InvitroplantletsofC-morifolium
3讨论及结论
3.1 以往对杭白菊的组织培养研究主要采用茎尖
组织培养。本实验以始花期的花瓣为外植体,在培养
基组分和激素质量浓度上做了初步的探讨,以便找
到一种简便的快速繁殖技术,从而获得杭白菊优良
的种苗。据有关资料,由花瓣培养产生的植株往往有
变异产生,表现在植株、叶形、花色、花形等多方面变
异,如小苗叶片的叶形、厚薄、缺刻深浅变化,光周期
从短日性变为中日性,株型、花色、花型、瓣型等变
化。其原因可能是因为培养中需经过愈伤组织或胚
状体途径,有去分化和再分化的过程,加大植株变异
的可能。但通过此组织培养技术,植株染色体是否变
异、药效是否变化有待进一步研究。
3.2水解乳蛋白(LH)是多种小分子肽,可以显著
促进细胞代谢、繁殖和生长,对胚状体不定芽分化有
万方数据
中草药 ChineseTraditionalandHerbalDrugs第38卷第1期2007年1月·133·
促进作用,是多种培养基的基础。在本试验中,水解0.6%琼脂+3.5%蔗糖+0.1%LH;生根的最佳培
乳蛋白不但表现出对芽分化有促进作用,而且对芽 养基是1/2MS+1.0mg/LNAA+0.1mg/L6一
的伸长也有一定的促进作用。但在试验中,较高的污 BA+0.8%琼脂+3%蔗糖+0.05%活性炭。
染率是因为操作问题,还是由于LH自身的原因,有 References:
待进一步探索。 [1{Andr.ew,.EncyclopediaofMedi砌nzP胁如(药用笋物百科全
3.3 崔德才等r93认为琼脂的百分浓度会影响器官 j003。.
。 。 一
的发生,当琼脂的百分浓度超过0.7%时很难生成 [2]PingPY,GesJ,XuML,甜以·Effec‘sofinduc‘ionof
芽;稍高的蔗糖质量浓度可以解除生长素NAA对 。。di。withdiff。⋯t。。i。th nn。。。。[妇.Chi。AgricSci
芽诱导的部分抑制作用。而此试验中培养基中蔗糖、 Bull(中国农学通报),2003,19(4):5—2-5—3·
琼脂的质量浓度对杭白菊器官分化是否有影响,在 ‘31:。iui。。D。。≮。:篡篡箸繁i篡三。‘裹耋’。嬲,Bdjin8:chin8
实验结果中表现得不是很明显。如果蔗糖、琼脂的质 [4]SunQ,ZhangCQ·Studyonplanttissuevirus—freeand
量浓度对杭白菊器官分化的影响作用大于水解乳蛋 ;x。a。m3,in3e4暑:J3限Sha3nld。.ongAgmu砌‘山东农业大学学报’
白,就可以通过改变蔗糖、琼脂的质量浓度促进器官 [5]LiZY·CellEngineering(细胞工程)[M]·Beijing:Science
的分化,从而降低生产成本,获得大量的优良的杭白 [6]i蔷篙,苫:’sL.st。dy。。H。。g。h。。。hit。c^Ⅲ删^。。。
菊种苗。 . shoottiptissueculturalandpropagationtechnologyof
3.4通过这次试验可以得到杭自菊花瓣快繁的最尝嚣i‘s2。in。4v,i‘嚣紧:乏翟凇”幽“”n‘植物资源与环境
适培养基组合:诱导愈伤组织或胚状体的最佳培养 [7]LiJM·PlantTissueCulture(植物组织培养教程)[M]·
基组合是MS+O.2mg/LNAA+2mg/L6-BA+[8]嚣警K:Cchi,n名寒娄掣裟。YrsitYy.P罴釜淼‘c^州。一
0.8%琼脂+3%蔗糖;愈伤组织或胚状体芽分化的themump taltissueeuhrue[J]·ChinTraditHerbMed(中
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作用的是MS+0.1mg/LNAA+2mg/L6-BA+
啪em”砒mdu时。yne88’z004’
g蠛≥氧丢嘉乏螽零乏簿牙蠛乏摹祭乏簿凝祭乏器零叁孓刍孓乏器;孓乏孓乏孓乏器乏器乏辩乏簿叁离乏簿象簿叁簿乏摹a器毒器乏孓毒器三孓毒器毒昂考孓乏昂乏孓乏摹毒摹a昂乏薄乏摹乏摹象皋乏萍乏孓
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草药的开发研究工作,预计这次合作将会对广西药用植物园建设成为世界最大的药用植物园起到强有力的
推进作用。
万方数据
杭白菊花瓣组织培养的初探
作者: 牛颜冰, 姚敏, 孟庆章, 王玉庆, 郭吉刚, 陈占峰
作者单位: 牛颜冰,姚敏,孟庆章,王玉庆(山西农业大学,山西,太谷,030801), 郭吉刚(山西生物应用职
业技术学院,山西,太原,030031), 陈占峰(山西丰源药业有限公司,山西,芮城,040801)
刊名: 中草药
英文刊名: CHINESE TRADITIONAL AND HERBAL DRUGS
年,卷(期): 2007,38(1)
被引用次数: 2次

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