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Influence of subculture cycle on tube plantlet growth of Dendrobium huoshanense and medium composition

继代周期对霍山石斛试管苗生长及培养基成分的影响



全 文 :中草菊 ChineseTraditionalandHerbalDrugs第38卷第8期2007年8月·1239·
继代周期对霍山石斛试管苗生长及培养基成分的影响
贾书华,王娣,高橼,蔡永萍+,林毅
(安徽农业大学生命科学学院,安徽合肥230036)
摘要:目的研究继代周期对霍山石斛试管苗长势及培养基成分的影响,确定最佳的继代周期时间。方法测定
不同继代周期试管苗的株高、分蘖数、鲜质量、叶绿素量及培养基pH、含水量、含糖量的变化,并计算石斛试管苗生
长所需的培养基和其他的成本。结果继代周期为40d,试管苗的株高比继代前增加了282.86%,分蘖数比继代
前增加了3.5倍,试管苗的鲜质量最大,叶绿素的量趋于最大值;培养基的含水量、可溶性糖的量最低;pH<4,75,
已不适合石斛试管苗的生长,石斛苗生长所需成本较低。结论40d为霍山石斛试管苗生长的最佳继代周期。
关键词:霍山石斛;继代周期;试管苗;培养基
中图分类号:R282.2 文献标识码:A 文章编号:0253—2670(2007)08—1239—04
InfluenceofsubculturecycleontubeplantletgrowthofDendrobiumhuoshanense
andmediumco position
JIAShu—hua,WANGDi,GAOYuan,CAIYong—ping,LINYi
(SchoolfLifeSciences,AnhuiAgricultureUniv rsity,Hefei230036,China)
Abstract:ObjectiveTooptimizeth bestsubculturecyclethroughstudyingtheinfluenceof
subcultureimontubeplantletgrowthofDendrobiumhuoshanenseandthechangeofmedium
composition.MethodsHeight,tiller,freshweight,andchlorophyllcontentofthetubeplantletandpH
value,watercontent,andsugarcontentofthemediumweremeasuredafterdifferentcyclesofthe
subculture,thecosofculturemediumforsubculturewascalculatedasw ll.ResultsTheheightof he
tubeplantletincrease282.86%,thetillerincreaseby3.5times,freshw ightreachesitsmaximum,
chlorophyllcontentofthetubeplantletalmostreachesitsmaximumafter40dsubculture:whilewater
contenta dsugarcontentofthemediumaredecreasedtothelowestpoint,pHvalueofmedium(<4.75)
couldnotbesuitabletothegrowthofplantlet.CostforculturingD.huoshanensepla tletsiSverylow.
Conclusion40diSthebestsubculturecycltimeforthetubeplantletcultureofD.huoshanense.
Keywords:DendrobiurnhuoshanenseC.Z.TangetS.J.Cheng;subculturecyc e;plantlet;medium
霍山石斛是安徽省的名贵中药材,国家重点保
护的名贵药用植物[1’2],为兰科多年生常绿草本植
物,对生态环境要求十分严格,多为附生或丛生。野
生多分布在300~700m的低山区,生长在河边山
谷旁的悬崖上,以及阴凉湿润透风的环境中,常与苔
藓、石苇等植物生长在一起。由于对生长条件的特殊
要求,生长繁殖困难[3],自1984年,徐云鹃和于力
文首次获得了霍山石斛试管苗[4],许多学者致力于
研究石斛组织培养技术的研究,长期以来,对石斛组
织培养的研究主要集中在外植体、培养基和培养条
件等方面D],但有关石斛试管苗生长的最佳继代周
期尚未见报道。本实验研究了继代周期对霍山石斛
试管苗形态指标、生理生化特性以及培养基成分的
变化的影响,以期找到既能保证石斛试管苗处于最
佳的生长状态,又充分经济地利用培养基的最佳继
代时间,为霍山石斛工厂化生产提供理论依据和技
术支持。
1材料与方法
1.1 材料培养与处理:供试材料为霍山石斛
DendrobiumhuoshanenseC.Z.TangetS.J.
Cheng试管苗。取大小长势均一的石斛试管苗接种
于Kundson+NAA1.0mg/L+6一BA2.5mg/L,
pH为5.8的培养基中,分别以10、20、30、40、50、60
d作为继代周期,每个处理重复3瓶,每瓶5株石斛
试管苗。培养120d后,对每个处理各15株石斛试
管苗进行形态、生理指标的测定;同时对培养基成分
收稿日期:2006—12一Ol
基金项目:安徽省教育厅重点项目(2006KJ054A)和安徽省教育厅“十五”学术带头人基金资助(2002年度)
作者简介:贾书华(1978一),女,山东嘉祥县人,硕士研究生,研究方向为中药材组织培养及遗传育种。
*通讯作者蔡永萍E—mailswkxl2@ahau。edu.cn
万方数据
中草|sChineseTraditionalandHerbalDrugs第38卷第8期2007年8月
测定,每个处理重复3次。
1.2试管苗株高、分蘖数、鲜质量测定:株高用直尺
测量,单株鲜质量用电子天平称量。分别测15株石
斛苗的株高、鲜质量、分蘖数,取平均值。
1.3试管苗叶绿素量测定:取试管苗第3片叶片
0.05g,用95%乙醇5.0mL提取叶绿素,将TU一
1800SPC紫外可见分光光度计波长分别调至649、
665am处,读取吸光度值,用Arnon公式计算叶绿
素量。
1.4培养基pH的测定:培养基在水浴锅中熔化,
取5.0mL培养基,5000r/min离心10min,取上
清液,用pH计测定pH值。
1.5培养基含水量的测定:准确称取1.0鲜培养
基,于80℃烘箱烘干至恒重,用电子天平称重,重
复3次,计算含水量,含水量(%)一(鲜质量一千质
量)(%)。
1.6培养基可溶性糖量的测定:可溶性总糖量用硫
酸蒽酮法。准确称取1.0g于培养基,热水反复浸
提,用TU一1800SPC紫外一可见分光光度计于620
am比色测定。以葡萄糖对照品作标准曲线。方程
为:y=0.0061 X一0.0115,r=0.9986一。
1.7石斛试管苗生长所用培养基、封口膜及劳务费
的计算:石斛苗所需成本费按120d所需继代次数
计算。培养基成本费=每瓶培养基的成本×继代次
数;封口膜成本费一每个封口膜所需费用×继代次
数;劳务费一转接每瓶试管苗所需费用×继代次数。
2结果与分析
2.1继代时间对石斛试管苗株高的影响:由图1可
以看出,随着继代周期时间的增加,石斛的株高增长
速度逐渐降低。继代周期为10d,石斛株高最高为
2.86cm,比继代前增加308.57%。继代周期为20、
30、40d时,石斛株高增长速度下降幅度较缓,分别
比继代前增加了297。14%、285。71%和282.86%。
继代周期为50、60d时,石斛株高增长速度有较大
幅度的下降,当继代周期为60d时,石斛株高最低
为2.32cm,仅比继代前增加了231.14%。
2.2继代时间对石斛试管苗分蘖数的影响:随着继
代周期时间的增加,石斛的分蘖数逐渐减少(图2)。
其中继代周期为10d,石斛的分蘖数最多,为5.80
蘖/株;分别比继代周期为20、30、40、50、60d高
11.54%、20.83%、21.85%、31.82%、45.oo%。其中
继代周期为30、40d的分蘖数相差不大,继代周期
为40d分蘖数仅比30d时降低了4.90%。
2.3继代时问对石斛试管苗鲜质量的影响:图3表
o

E
0



0 10 20 30 40 50 60
t|d
图1 继代时间对石斛试管苗株高的影响(辟一15)
Fig.1Effectsofsubculturetimontubeplantlet
heightofD.huoshanense(席一15)
o


一\



1.
0 10 20 30 40 50 60
t|d
图2继代时间对石斛试管苗分蘖数的影响(捍一15)
Fig.2Effectsofsubculturetimontubeplantlet
tillerofD._Il“Ds_Il口n口捍s口(片一15)
?


g




0 10 20 30 40 50 60
r/d
图3继代时间对石斛试管苗鲜质量的影响(聘=15)
Fig.3Effectsofsubculturetimeontubeplantlet
freshweightofD.huoshanense(n=15)
明,随着继代周期时间的增加,石斛试管苗的鲜质量
先上升再降低。继代周期为40d时,石斛的鲜质量
达到最高值,为172.92rag/株,比继代前增加了25
倍;且明显高于其他继代周期时间,比继代周期为
20d的石斛试管苗质量增加了64.43%,当继代周
期为50、60d时,石斛试管苗的鲜质量又逐渐下降。
2.4继代时间对石斛试管苗叶绿素量的影响:从图
4可以看出,随着继代周期时间的增加,石斛试管苗
的叶绿素量逐渐升高,继代周期为20、30d时,石斛
叶绿素的量上升趋势比较缓和,继代周期为40d
万方数据
中草药 ChineseTraditionalandHerbalDrugs第38卷第8期2007年8月·1241·
o


E
v\

骠L
图4继代时间对石斛试管苗叶绿素量的影响(万一15)
Fig.4Effectsofsubculturetimontubeplantletchio—
rophyllcontentofD.huoshanense(n=15)
时,叶绿素的量明显上升,当继代周期为50、60d
时,石斛叶绿素量的上升趋势又趋于缓和,在继代周
期为60d时,叶绿素量达到最高,但和继代周期为
40d时的叶绿素量相比差异不显著。
2.5继代时间对培养基pH的影响:经测定,随着
继代周期时间的增加,培养基的pH逐渐下降(表
1)。当继代周期为50、60d时,培养基的pH下降到
4.5以下,并且观察到培养基有液化现象,试管苗已
不能再生长,这与以上试管苗生长变化一致。
表1继代时间对培养基pH值的影响@一3)
Table1 EffectsofsubculturetimonpHvalue
ofculturemedium(甩一3)
继代时间/d pH值 继代时间/d pH值
O 5.42士0.03 40 4.75±0.03
10 5.22±0.02 50 4.47土0.03
20 5.01土0.04 60 4.23士0.05
30 4.92土0.02
2.6 继代时间对培养基含水量的影响:图5表明,
随着继代周期时间的增加,培养基的含水量呈先下
降后上升的趋势。继代前培养基含水量为鲜质量的
96.60%;继代周期为40d,培养基含水量达到最低
为鲜质量的95.27%,比继代前下降1.33%。继代
周期为50、60d时,培养基的含水量又有所上升,这
和培养基pH下降到4.50以下,且培养基有液化现
象一致。
2.7继代时间对培养基可溶性糖量的影响:从图6
可知,随着继代周期时间的增加,继代周期为20、
30、40d时,培养基可溶性糖的量呈显著下降趋势,
继代周期为40d时,培养基可溶性糖的量最低,为
82.23%;比继代前培养基的可溶性糖量降低了
15.27%。继代周期为50、60d时,培养基可溶性糖
量又呈上升趋势,这可能是培养基琼脂液化所致[6],
有待于进一步研究。
摹\

*

=陆5:


tid
图5继代时间对培养基含水量的影响(咒一3)
Fig.5Effectsofsubculturetimonwatercontent
ofculturemedium(一=3)
耋蓬
淫喜
当,。0
J.tL-o
蜘岛
图6继代时间对培养基可溶性糖量的影响(万=3)
Fig.6Effectsofsubculturetimeonsolublesugar
contentofculturemedium(n一3)
2.8继代时间对培养基及其他成本的影响:表2表
明,在石斛试管苗生长的一定时间内,随着继代周期
时间的增加,继代次数减少,石斛苗试管生长所需培
养基、封口膜以及劳务费逐渐降低,继代时间为
10~40d,下降幅度较大;继代时间为40~60d时,
下降幅度缓慢。当继代时间为10、20、30d时,所用
总成本分别比40d高300%、100Yo、33%,而当继
代时间为50、60d时所用总成本分别比40d低
20%、33%。虽然继代时间为50、60d时所用的成本
低,但以上结果表明其培养基营养已消耗,pH下
降,培养基液化;试管苗生长缓慢,已不适合试管苗
的生长。石斛苗所需成本费用按120d中所需继代
次数计算。
3讨论
3.1 继代时间对石斛试管苗的影响:随着继代周期
时间的增加,霍山石斛试管苗的株高、分蘖数逐渐降
低,在继代周期为50d时,下降幅度较大;鲜重呈现
先上升后下降的趋势,在继代周期为40d达到最
大;叶绿素量随着继代周期时间的增加逐渐升高,在
继代周期为40d时有明显的上升,随后上升趋势又
趋于缓和。这可能是由于继代周期越短,培养基中激
万方数据
·1242· 中草药ChineseTraditionalandHerbalDrugs第38卷第8期2007年8月
表2继代时间对石斛试管苗所需成本费用的影响
Table2 Effectofsubculturetimeoncostofmedia
ontubeplantletofD.huoshanense
素(NAA、6一BA)的量越高,相对高的激素量,利于
生长点细胞的分裂与非生长点细胞的伸长,表现为
试管苗株高较高和繁殖能力较强,分蘖较多;随着继
代周期时间的增加,培养基内的激素和营养成分因
不断被吸收利用而减少,对试管苗生长分化的促进
作用逐渐减弱,培养基中的各种营养元素,如碳源、
氮源、维生素等都被大量消耗而不能满足试管苗生
长需要。当继代周期时间为40d时,试管苗株高比
继代前增加了282.86oA,分蘖数比继代前增加了
3.5倍,鲜重比继代前增加了25倍,叶绿素量已趋
于最大值。从石斛试管苗的株高、鲜质量及叶绿素量
等形态生理指标来看,继代周期为40d时,石斛试
管苗长势趋于最好。
3.2继代时间对培养基的影响:随着继代周期时间
的增加,培养基的含水量、可溶性糖量呈现先下降后
上升的趋势,均在40d降到最低值。培养基pH随
着继代周期时间的增加逐渐降低。这是因为随着继
代周期时间的增加,培养基中水分、可溶性糖被石斛
试管苗吸收利用而大量减少,在继代周期时间为40
d时,培养基含水量、可溶性糖量降到最低值。当继
代周期时间大于40d时,培养基的含水量、可溶性
糖量又有所上升,这可能是由于石斛试管苗在生长
过程中吸收培养基中的成分或向培养基中释放了次
生代谢物质使培养基pH降低[7]、琼脂液化所致r6]。
综合不同继代周期培养基含水量、可溶性糖量以及
pH的变化,当继代周期时问大于40d时,培养基的
水分、碳源已经不能满足试管苗生长的需要,过低的
pH不利于石斛试管苗生长[8]。继代时间40d为石
斛试管苗的最佳继代周期。
4讨论
通过以上的研究结果表明:当继代时间为40d
时,试管苗的株高比继代前增加了282.86%,分蘖
数比继代前增加了3.5倍,鲜质量达到最高值为
172.92mg,比继代前增加了25倍,叶绿素量已趋
于最大值,此时石斛试管苗的长势最佳;培养基的含
水量、可溶性糖量在继代周期时间为40d时均降低
到最低值,过酸的培养基也已经不适合石斛试管苗
的生长。另外,结合不同继代时间石斛苗生长所需培
养基、封口膜及劳务费等计算表明继代周期40d所
需的成本较低。所以,继代周期40d为霍山石斛试
管苗生长的最佳继代周期。
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继代周期对霍山石斛试管苗生长及培养基成分的影响
作者: 贾书华, 王娣, 高橼, 蔡永萍, 林毅, JIA Shu-hua, WANG Di, GAO Yuan, CAI
Yong-ping, LIN Yi
作者单位: 安徽农业大学生命科学学院,安徽,合肥,230036
刊名: 中草药
英文刊名: CHINESE TRADITIONAL AND HERBAL DRUGS
年,卷(期): 2007,38(8)
被引用次数: 3次

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