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Preliminary research on industrialized breeding technology system of Pinellia ternata

半夏工厂化育苗技术体系研究初探



全 文 :·432· 中草药ChineseTraditionalandHerbalDrugs第38卷第3期2007年3月
3讨论
植物组织培养中常用的培养基主要区别在于无
机盐的种类和量。MS培养基无机盐量较高,微量元
素种类较全,质量浓度也较高,尤其是氮源质量浓度
较高,可以满足植物细胞的营养要求,广泛应用于植
物细胞、组织和原生质体培养,效果良好。LS培养基
是在MS培养基基础上演变而来的。Bs培养基主要
特点是铵的质量浓度较低,适用于双子叶植物特别是
木本植物的组织培养、细胞培养。SH培养基是矿质
盐质量浓度较高的培养基,其中铵和磷酸由
NH。H。PO。提供。white培养基无机盐较低,适用于
生根培养基[6]。本实验选用上述5种培养基悬浮培养
丹参不定根,结果表明MS培养基最利于丹参不定根
生长,SH培养基最利于次生代谢物合成,可能是该培
养基高质量浓度的矿质盐更能满足次生代谢物合成。
不同的盐强度改变培养物的离子强度和渗透
压。研究发现,渗透压改变导致细胞容积改变,从而
激活细胞膜上的离子通道,进而影响细胞增殖口]。本
实验通过改变培养基中无机盐强度调节培养基的渗
透压,以考察渗透压对丹参不定根生长和有效成分
量的影响,结果表明3/2MS培养基最适于不定根生
长,而低盐强度促进次生代谢物合成。
植物体在自然条件下,有机物成分是依靠自身
的代谢加以调节的,而培养的离体组织、细胞以及原
生质体虽能合成必需的维生素,但是数量上远远不
足。为了能使组织很好地生长,在培养基中必需补加
一种或几种维生素或氨基酸。一般认为VB。是一种
必需的成分[8]。本研究表明,不添加甘氨酸时,不定
根生长率低于对照组,说明甘氨酸在促进不定根生
长中起一定作用,但未能明显看出VB。的必需作
用。通过HPLC法i财定丹参酮IA和原儿茶醛,发现
甘氨酸能促进丹参酮IA的合成,培养基中缺少烟
酸明显促进原儿茶醛的合成,缺少肌醇显著抑制原
儿茶醛合成。
植物组织培养中,除了注意选择合适的有机物
类型外,有机物质量浓度也是值得注意的问题。笔者
将在以后的研究中重点探讨不同有机物质量浓度对
丹参不定根生长和有效成分量的影响,从而筛选最
佳的有机物类型及其质量浓度。
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半夏工厂化育苗技术体系研究初探
张晓伟1,王小峰1,周昌华2,张兴翠p
(1.西南大学农学与生命科学学院,重庆400716,2.西南大学科技处,重庆400716)
摘要:目的建立一套半夏工厂化育苗体系,实现半夏的快速繁殖,解决半夏生产因用种而造成的退化问题。方
法 探讨了外植体诱导、植物生长调节物质质量浓度、光照条件及继代周期对丛生芽增殖的影响。结果 外植体的
诱导以MS+6一BA(4~5)mg/L+NAA0.2mg/L培养基为宜。组织培养中生长调节物质质量浓度为NAA0.2
rag/L+6一BA2mg/L、转接时组织块带两个或两个以上芽时,半夏生长状况最好。结论采用工厂化育苗技术可进
行半夏的快速繁殖,为保护和持续利用这一重要药材资源提供有效途径。
收稿日期:2006—05—10
基金项目:重庆市科技计划项目(8024)
作者简介:张晓伟(1980一),男,山西省晋城人,西南大学硕士研究生,研究方向为药用植物规范化生产.Telll3996269054
E—mail:zxw2004203@163.corn
*通讯作者张兴翠Tel:13637999712E—mail:zch001@swau.cq.cn
万方数据
中草菊 ChineseTraditionalandHerbalDrugs第38卷第3期2007年3月·433·
关键词:半夏,组织培养,T厂化育苗体系
中图分类号:R282.1 文献标识码:A 文章编号:0253—2670(2007)03—0432一04
PreliminaryresearchonindustrializedbreedingtechnologysystemofPinelliaternata
ZHANGXiao—weil,WANGXiao—fen91,ZHOUChang—hua2,ZHANGXing—cuil
(1.CollegeofAgronomyandLifeScience,SouthwestUniversity,Chongqing400716,China;2.Department
ofScienceandTechnology,SouthwestUniversity,Chongqing400716,China)
Abstract:ObjectiveIndustrializedbreedingtechnologysystemwillbeestablishedtoachieveth
rapidmultiplicationofPinelliaternatandtosettletheproblemofdegenerationcausedbyseeds.Methods
Explanti ductionandeffectsofplantgrowthregulatordosage,illumination,andsubculturecyclon
faseiculatedshootpropagationwerestudied.ResultsItisgoodforthe xplanti ductiononmedium
MS+6一BA(4—5)mg/L+NAAO.2mg/L.P.ternatagrowsellunderthecircumstanceofNAA
0.2mg/L+6一BA2mg/L,doubleormoreshoots.ConclusionIndustrializedbreedingtechnologysystem
ofP.ternatacanmakeitspropagationrapida dsupportaneffectivewayfor esourcespr ervingand
sustainableutilization.
Keywords:Pinelliat rnata(Thunb.)Breit.;tissuecul ure,industrializedbreedingsystem
半夏为天南星科多年生草本植物,历版《中国药
典》收载的半夏Pinelliaternata(Thunb.)Breit.以
干燥块茎入药,性温、味辛、有毒,是一种重要的中药
材。由于受生态变化及人为因素影响,其野生资源日
益减少。不能满足用药需求。人工栽培半夏用种量
大,需种用块茎高达1500kg/hm2[妇;产量低且极不
稳定,加之生产退化等问题均限制了半夏人工栽培
的发展,使半夏的供应长期处于紧缺状态。因此,对
半夏工厂化育苗技术体系的研究有着积极的意义。
近年来,半夏组织培养研究方面已有一些报道,
这些报道大多是理论方面的成果。如任家惠等[21以
叶片和叶柄为外植体获得再生植株,朱鹏飞等r33以
珠芽和块茎为外植体诱导出再生植株,韩献忠等[‘3
研究出了一次性成苗的方法,朱忠荣等[5]提出了半
夏组培育苗的可行性,但对试管苗移栽后的情况未
作报道。本实验对应用组织培养技术进行工厂化育
苗实践和种苗移栽后的生长发育情况进行了探讨。
1材料与方法
1.1实验材料:供试材料为重庆市中药研究院张明
老师采集到的天南星科半夏属半夏块茎。
1.2方法
1.2.1外植体诱导:取块茎洗净后先用75%乙醇
及0.1%升汞顺序消毒及用无菌水冲洗后,在无菌
条件下将块茎切成长0.5~1.0cm的立方体切块作
外植体用,基本培养基为MS培养基,含蔗糖3%,
卡拉胶0.46%,pH5.8~6.2。把切块接入不同生长
调节物质组合的培养基。采用完全随机设计(表1),
共30种处理,每处理3瓶。在温度为(25±1)℃,每
天12h光照,光照强度约为1500lX的条件下进行
培养(培养条件下同)。
表1植物生长调节物质种类、比例及处理
Table1 Varietiesandproportionsofplant
growthregulatorsandtheirdisposal
NAA/(mg.L_1) !:坠!竺:兰二:1
1.0 3.0 4.0 5.0 7.0 10.0
0 (1) (2) (3) (4). (5) (6)
0.2 (7) (8) (9) (10)(11)(12)
’0.5 (13)(14)(15)(16)(17)(18)
1.0 (19)(20)(21)(22 (23)(24)
2.0(25)(26)(27)(28 (29)(30)
1.2.2植物生长调节物质对半夏丛生芽增殖的影
响:将半夏组织块接人不同生长调节物质组合的培
养基中培养,共12种处理,每种处理3瓶,每瓶接半
夏组织块6个,每个组织块带3个芽。培养两周。
1.2.3光照条件对半夏丛生芽增殖的影响:用培养
基(8)转接半夏分别置于强光、半萌、遮光3种不同
的环境中,每种处理10瓶,每瓶接半夏组织块6个,
每个组织块带3个芽。组培室培养两周,统计芽增
殖,并观察其生长状况。 .
1.2.4组织块大小对半夏丛生芽增殖的影响:用培
养基(8)接种3种不同大小的组织块,即组织块带单
个芽、双芽和3个芽,每种处理3瓶,每瓶接组织块
6个。组培室光照下培养两周。
1.2.5继代周期对半夏丛生芽增殖的影响:用培养
基(8)培养半夏组织块,每个组织块带3个芽,分别
万方数据
·434· 中草菊 ChineseTraditionalandHerbalDrugs第38卷第3期2007年3月
培养2、3、4周后转接,观察其生长情况和增殖倍数。
1.2.6过渡移栽:当试管苗高达3~5cm,长出发
达根系时,打开瓶塞,炼苗2~3d后取出试管苗,洗
去根部培养基后准备移栽。
在温度15-一20℃温室中将试管苗移到装有锯
末和砂的塑料网筛中,保持土壤湿润,栽后观察其成
活及生长情况。
2结果与分析
2.1外植体的诱导:两周后观察半夏组织的诱导情
况发现,各种培养基中的半夏组织块均能诱导产生
愈伤组织,但愈伤组织的质地各不相同,大多为不规
则的松散型,少数为表面光滑的致密型。其中培养基
(9)MS+6一BA4mg/L+NAA0.2mg/L和培养基
(10)MS+6-BA5mg/L+NAA0.2mg/L诱导效果
最好。培养大约一个月后愈伤组织表面产生淡绿色
球状体,继续培养球状体上方会生出绿色丛芽。
2.2’植物生长调节物质不同质量浓度对半夏丛生
芽的增殖的影响:比较12种NAA+6-BA配比对半
夏组织块芽增殖个数的影响(表2),结果发现总体
趋势是附加低质量浓度植物生长调节物质的培养基
中半夏芽健壮,数量少,易分辨;高质量浓度下形成
的愈伤组织块较大,多为丛生芽,芽多但不健壮,难
以分辨。
裘2植物生长调节物质不同质量浓度对半夏丛
生芽增殖的影响
Table2 Effectofvariousplantgrowthregulatordosageon
propagationoffasciculatedshootsofP.ternata
表3的方差分析结果表明,不同的培养基之间,
半夏组织块芽增殖数在1%水平下,达极显著差异,
对数据进行多重比较可知,处理(16)与(8),(7)与
(4),(31)、(35)与(32)、(33)之间无显著差异,其余
处理间均存在显著差异。其中处理(22)、(8)、(28)、
(7)、(35)、(34)间的差异达到了极显著水平。试验中
处理(8)、(16)和(22)半夏长势相对较好,但处理(8)
激素用量少,结合成本考虑宜选用此培养基。即较适
宜的植物生长调节物质质量浓度为NAA
0.2mg/L+6一BA2mg/L。
2.3光照条件对半夏丛生芽增殖的影响:对3种光
照处理半夏组织芽增殖数(表4)数据进行方差分析
和多重比较(表5)可以看出,组织块的芽增殖数有
显著差异,且强光与遮光条件下芽的增殖数差异达
显著水平。在强光和半荫条件下,半夏芽多且比较健
壮,长势好。而遮光不利于半夏的生长,芽多丛生,不
易分辨,叶片长势弱。由于缺乏光照,芽和愈伤组织
白化,芽尖普遍枯死。
表3方差分析表
Table3 Analysisofvariance
Fo.05(11,24);2.22,Fo.01(11,24)=3.09
表4不同光照条件对半夏丛生芽增殖的影响
Table4 Effectofvariousilluminationsonpropagation
offasciculatedshootsofP.ternota
变异来源 平方和 自由度 均方 F值 显著水平
Fo.05(Z,27)=3.35’Fo.01(Z,27)=5.49
2.4组织块大小对半夏丛生芽增殖的影响:不同大
小组织块接种的芽增殖数和叶长情况及方差分析结
果见表6~9,两种接种方式芽增殖数和叶片长度的
方差分析结果表明,组织块大小不同对芽增殖数和
叶片长度有着显著影响。对统计数据分别作多重比
较可知(表7,表9),带3个芽的组织块在芽增殖数
方面与双芽和单芽都存在显著的差异,其中3个芽
与单芽之间的差异达到了极显著水平。但单芽的叶
长显著长于3个芽和双芽。总体上,3个芽、双芽组
万方数据
中草菊ChineseTraditionalandHerbalDrugs第38卷第3期2007年3月·435·
织块的长势比单芽好。综合考虑,转接时组织块大小
应选带两个或两个以上芽。
衰6不同大小组织块接种对芽增殖的影响
Table6 Effectofinoculabtingwithvariousblock
oftissueonproliferationofbuds
变异来源 平方和 自由度 均方 F值 显著水平
F0.05(2,6)=5.14,Fo.01(2,6)=10.92
表8不同大小组织块接种对半夏叶长的影响
Table8 Effectofinoculabtingwithvariousblock
oftissueonP·ternataleaveslength
銮墨圭望 兰查塑 宴虫室 望查 墨堕 星茎查!
处理间0.86 2 0.43 7.92 。P<0.05
处理内0.33, 6 0.05
璺錾墨 !:!! !
Fo.05(2,6)=5.14,Fo.Ol(2,6)一10·92
2.5继代周期对半夏丛生芽增殖的影响:用MS+
6-BA3mg/L+NAA0.2mg/L培养基培养半夏组
织块,每个组织块带3个芽,分别培养2、3、4周后转
接,观察其生长情况和增殖倍数。观察3种不同继代
周期半夏小块茎的增殖倍数可知,半夏小块茎在3
周内继代增殖倍数高,生长旺盛。3周以后继代半夏
生长缓慢且增殖倍数低。
2.6过渡移栽及温(网)室栽培:温(网)室中移栽的
半夏组培苗成活率在95%以上,生长旺盛,植株高
大。移栽的组培苗当年即可收获,但所结块茎比较
小,整体商品率不高。试验中发现在适度遮荫的条件
下,无菌组织培养苗第l、2年的4~10月间均未见
倒苗,只是在每年的8月中、下旬出现新老叶交替现
象,但在第3年4月出苗,5月初就全部倒苗。,收获
的无菌珠芽还可作大田栽培用种。用组培苗作种能
否解决倒苗问题还需作进一步探讨。
3结论与讨论
3.1 本研究初步建立起工厂化育苗体系:块茎外植
体一愈伤诱导一球状体一丛芽增殖一试管壮苗一炼
苗、温室移栽。运用这一技术体系生产半夏种苗具有
生产周期短,繁殖系数高,种苗不带菌等优点,同时
组培苗还可以延迟倒苗时间,延长有效生育期,提高
产量。
3.2在半夏工厂化育苗过程中,以块茎为外植体诱
导出愈伤组织同时分化出丛生芽,以MS+6-BA
(4~5)mg/L+NAA0.2mg/L培养基诱导效果为
好。在丛芽增殖过程中,附加NAA0.2mg/L、6一BA
2mg/L的MS培养基最好,将丛生芽分割转入该培
养基中进行继代培养,以带两个或两个以上芽的组
织块为宜。理想的继代周期为两周左右,时间过短或
过长,继代增殖的倍数都达不到最佳。光照是半夏组
培中一个有利因素,适度的光照可使半夏生长繁茂。
这与徐萍等哺]的报道相一致。
3.3温(网)室基质栽培清洁卫生,组培苗移栽后成
活率高,第1、2年的4---10月问均未见倒苗,只是在
8月中、下旬出现新老叶交替现象,这一发现为生产
中解决倒苗问题提供了思路。
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万方数据
半夏工厂化育苗技术体系研究初探
作者: 张晓伟, 王小峰, 周昌华, 张兴翠, ZHANG Xiao-wei, WANG Xiao-feng, ZHOU
Chang-hua, ZHANG Xing-cui
作者单位: 张晓伟,王小峰,张兴翠,ZHANG Xiao-wei,WANG Xiao-feng,ZHANG Xing-cui(西南大学农学与
生命科学学院,重庆,400716), 周昌华,ZHOU Chang-hua(西南大学科技处,重庆,400716)
刊名: 中草药
英文刊名: CHINESE TRADITIONAL AND HERBAL DRUGS
年,卷(期): 2007,38(3)
被引用次数: 4次

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