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Establishment of plantlet regeneration system for Aconitum carmichaeli

乌头植株再生体系的建立



全 文 :乌头植株再生体系的建立
关文灵 1 ,王 黎 ,郑思乡
(云南农业大学园林园艺学院 ,云南 昆明 650201)
摘 要: 目的 建立乌头高效再生系统 ,短期内获得大量优质种苗。 方法 以试管苗叶片为外植体 ,在添加不同激
素配比的培养基上培养。 结果 培养基 MS+ BA 1. 0 mg /L+ KT 0. 5 mg / L+ NAA 0. 2 mg /L最适合于乌头叶片
不定芽的分化 ;培养基 M S+ BA 1. 5 mg / L+ NAA 0. 1 mg /L有利于芽的增殖 ;培养基 M S+ BA 0. 5 mg /L+ NAA
0. 1 mg /L有利于芽的伸长 ;不加激素的 1 /2M S培养基有利于根的诱导。结论 采用组织培养方式可进行乌头的
快速繁殖 ,使乌头种苗的工厂化生产成为可能。
关键词: 乌头 ;组织培养 ;植株再生体系
中图分类号: R282. 13   文献标识码: A   文章编号: 0253 2670( 2003) 06 0561 03
Establishment of plantlet regeneration system for Aconitum carmichaeli
GUAN Wen-ling, WANG Li , ZHENG Si-x iang
( Co lleg e of Landscape A rchitectur e& Hor ticulture, Yunnan Ag ricultural Univ ersity, Kunming 650201, China )
Abstract: Object  To establish an effectiv e plant let regeneration system of Aconitum carmichael i De-
bx. for the purpose to obtain a larg e number of high quali ty seedling in a short time. Methods  Leaves in
v itro were t ried as the explants and cul tiv ated in dif ferent media w ith the various por tion of ho rmones. Re-
sults  The medium of M S+ BA 1. 0 mg /L+ K T 0. 5 mg /L+ N AA 0. 2 mg /L w as the most sui table one fo r
the induction of shoots; the medium o f M S+ BA 1. 5 mg /L+ N AA 0. 1 mg /L w as beneficial to the propa-
ga tion o f shoo ts; the medium of M S+ BA 0. 5 mg /L+ N AA 0. 1 mg /L w as good fo r the elongation of
shoots; and the medium of 1 /2 M S w ithout any ho rmone w as sui table for the induction o f roo ts. Conclu-
sion  Rapid propagation o f A . carmichaeli could be achiev ed by tissue cul ture and this w ill lead to the pos-
sibili ty fo r i t s seedling in the indust rial production.
Key words: Aconi tum carm ichaeli Debx; ti ssue culture; plant let reg eneration sy stem
  乌头 Aconitum carmichaeli Debx. 为毛茛科乌
头属多年生草本植物 ,其花色秀美、花型独特 ,具有较
高的观赏价值 [ 1] ;其块根中含有较多的二萜类乌头
碱 ,对急慢性炎症和血管渗出及免疫性炎症有抑制作
用 ,因而具有较高的药用价值 ,是我国传统的中药材
之一。世界上 80%的附子 (乌头子根 )产于我国 [2, 3 ]。
目前乌头的人工栽培主要靠子根繁殖 ,耗种量大 ,而
且由于病毒感染等原因 ,导致种性退化 ,产量和品质
降低 ,犹如马铃薯一样 ,需在高山留种换种 ,不能适应
规模化和标准化生产的需要。 利用组织培养技术 ,可
为加速繁殖、提供栽培用无病毒优质种苗开辟一条新
的途径 ,为中药材的标准化生产提供依据。
乌头的组织培养较少报道。胡延玉等 [2 ]利用茎
尖和带腋芽茎段培养获得再生植株 ,但所用培养基
成分复杂、培养周期长。林静等 [3 ]利用叶片和幼茎进
行培养 ,叶片只诱导出愈伤组织而未分化出芽 ;而茎
段的增殖倍率仅为 1。因此 ,有必要对乌头组培快繁
体系中基本培养基和外植体的选择、激素配比等方
面进行进一步的研究。本实验以乌头无菌叶片为外
植体 ,建立了高效的离体再生体系 ,可为乌头种苗的
工厂化生产提供依据。
1 材料和方法
1. 1 材料:植物材料采自云南农业大学花卉研究所
温室。取早春刚萌动的块根作为起始培养材料。
1. 2 方法:
1. 2. 1 无菌材料的获得:取乌头块根 ,洗净 ,切除须
根 ,于 75%乙醇中浸泡 1 min,再于 0. 1%升汞中消
毒 15 min,用无菌水冲洗 4次 ,接种于 MS+ BA
1. 0 mg /L的起始培养基中培养。 培养基中附加
0. 65%的琼脂 ,蔗糖浓度为 30 g /L, pH5. 8;培养温
度 23℃ ,光照 12 h /d,光强 2 000 lx。
1. 2. 2 不定芽的诱导: 以 MS为基本培养基 ,添加
·561·中草药  Chinese T raditional and Herbal Drug s 第 34卷第 6期 2003年 6月
收稿日期: 2002-10-12作者简介:关文灵 ( 1971- ) ,男 ,云南新平县人 ,讲师 ,在职研究生 ,主要从事园林植物及药用植物的研究和教学工作 ,发表论文 6篇。
E-mai l: g55098w l@ pub lic. km. yn. cn  Tel: ( 0871) 5220399
不同浓度的 BA, N AA和 K T,具体配方见表 1。培
养条件同上。将灭菌块根上萌发出的无菌幼叶切下 ,
切成 1 cm× 1 cm左右的小块 ,接种在含不同激素配
比的 MS培养基上培养 ,以诱导不定芽的发生。
1. 2. 3 芽的增殖培养:将在芽的诱导培养基和增殖培
养基上生长了约一个月的健壮不定芽 3~ 4个为一簇
切下转入到 MS+ BA 1. 5 mg /L+ N AA 0. 1 mg /L
的培养基上继代培养 ,使芽增殖。培养条件同上。
1. 2. 4 芽的伸长与生根培养:将在增殖培养基中生
长了一个月的丛生芽分成 3~ 4个为一小簇转入
MS+ BA 0. 5 mg /L+ N AA 0. 1 mg /L的培养基中
进行芽的伸长培养 ;将在芽的伸长培养基中生长了
约 20 d的芽再转入到生根培养基中进行生根培养。
生根培养基以 1 /2M S为基本培养基 ,分别添加
NAA和 BA,具体配方见表 2。 培养条件同前。
1. 2. 5 试管苗的练苗移栽:将生根苗的培养瓶去掉
表 1 不同激素配比对不定芽发生的影响
Table 1  Ef fect of various hormones combination on adventitious shoot induct ion
培养基编号 激素 / ( mg· L
- 1)
K T BA N AA
接种外植体数 /块 产生芽的时间 /d 分化率 /% 平均每个外植体出芽数 /个 芽苗的长势
1 0. 5 1. 0   0 20 26 30 5. 3 芽苗叶色浅 ,生长缓慢
2 0. 5 1. 0 0. 1 20 21 85 3. 0 叶色绿 ,生长快
3 0. 5 1. 0 0. 2 20 15 80 10. 4 叶色绿 ,生长快
4 0. 5 1. 0 0. 5 20 16 65 5. 7
部分芽苗水渍状 ,生
长不良: 部分芽苗
出现白色的根
5 0. 5 0. 5 0. 1 20 30 35 0. 7 大部分外植体枯黄 ,
不定芽少 ,细弱 ,
生长慢
6 0. 5 1. 5 0. 1 20 17 55 1. 7 苗细弱 ,生长慢
   注: 1. 分化率 = (分化芽外植体数 /接种外植体数 )× 100% ; 2.平均每个外植体出芽数 = 不定芽总数 /分化芽外植体数 ; 3. 统计的不定
芽指长度超过 1 cm的芽
Notes: 1. Mut iplicated rate= ( ex plants w i th sh oots / to tal explan ts )× 100% ; 2. NO. of shoots per explant= total sh oots /ex plants
w ith shoots; 3. Th e lengh t of conuted sh oots achieves or exceeds 1 cm.
表 2 不同培养基对乌头试管苗生根的影响
Table 2  Effect of various media on test tube shoot induction of A. carmichaeli in vitro
培养基编号 培养基配方 接种苗数 /块 开始产生根的天数 /d 生根率 /% 平均根数 根的长势
1 1 /2M S         30    7 100   5. 3 根向下及两侧生长 ,
有分岔 ,多数向下
2 1 /2MS+ N AA 0. 2 mg /L 30 10 75 3. 3 根表面有白色绒毛 ,
多数向两侧生长 ,
少数根尖呈黑色
3 1 /2M S+ IBA 0. 5 mg /L 30 0 0 绝大部分死亡 ,少量
成活也不形成根
   注: 1.生根率 = (产生根的苗数 /接种苗数 )× 100% ; 2. 平均根数 = 共产生根数 /产生根的苗数 ; 3. 统计的根指长度超过 1 cm的根
Notes: 1. Rooting rate= ( shoots wi th roots / to tal roots )× 100% ; 2. No. of root s per sh oot= total root s /sh oots w ith roots; 3. Length
of cou nted roots achieves or exceeds 1 cm
封口膜 ,放于室内散射光条件下锻炼。 2 d后将生根
苗移出 ,洗净根部琼脂。移入盛有灭菌土的小花盆
中 ,盖上塑料薄膜 ,浇少许 1 /2M S营养液 ,放于散射
光条件下培养 ,温度 18℃~ 23℃ ,相对空气湿度
80%~ 90% ;保持基质湿润。 1周后移去塑料薄膜 ,
逐渐加大光照强度。
2 结果分析
2. 1 不定芽的诱导:接种 5 d后外植体开始膨大隆起;
10~ 15 d后外植体切口处出现淡黄色颗粒状突起 , 15~
30 d后进一步长出绿色小芽。含不同激素配比的培养基
上开始产生不定芽的时间、芽的诱导率、每个外植体产生
的芽数以及芽苗的长势各不相同 (表 1)。
2. 1. 1  NAA浓度对不定芽的影响: 在 1~ 4号培养
基中 BA、 KT浓度相同 , N AA浓度不同。 从培养结
果看出: 不含 NAA的 1号培养基的分化率最低 ,仅
为 30% ,平均出芽数也较少。当加入 0. 1 mg /L的
NAA时 ,叶片不定芽的诱导率达最高 ,为 85% ,但
平均出芽数较少 ,仅为 3. 0个 ;在 NAA浓度为 0. 2
mg /L时 ,芽的诱导率为 80% ,平均出芽数达最高 ,
为 10. 4个 ,不定芽的生长也最好 ,是诱导不定芽的
最佳培养基。但当 NAA浓度达到 0. 5 mg /L时反而
抑制不定芽的形成。 这表明添加适当浓度的 NAA
对不定芽的诱导和生长有促进作用 ,过高的浓度会
抑制不定芽的形成。
·562· 中草药  Chinese T raditional and Herbal Drug s 第 34卷第 6期 2003年 6月
2. 1. 2  BA浓度对不定芽的影响: 在 2, 5, 6号培养
基中 KT、 NAA浓度相同 , BA浓度不同。培养结果
显示: BA为 1. 0 mg /L时分化率和平均出芽数都是
最高的 , BA浓度高于或低于 1. 0 mg /L都会抑制不
定芽的产生和生长。
综合 BA和 NAA对不定芽诱导和生长的影
响 , 3号培养基是最适宜的培养基。不仅不定芽诱导
率高 ,而且平均出芽数最多、生长也最好。
2. 2 继代培养: 培养 2周后 ,芽苗基部膨大并长出
许多绿色小芽 , 30 d后 ,芽丛增殖 4~ 6倍。增殖的芽
丛可切成小簇继续增殖培养 ;也可将芽苗的较大叶
片切下培养 ,再次诱导其产生不定芽 ,从而达到扩大
增殖倍率的目的。
2. 3 芽的伸长和生根培养:经增殖培养后的丛生芽
高生长缓慢 ,几乎没有茎段 ,需进行芽的伸长培养。
在 MS+ BA 0. 5 mg /L+ N AA 0. 1 mg /L的培养基
上培养 1周后 ,丛生芽快速伸长 , 20 d后可达 8 cm
左右。将伸长后的芽苗接种生根培养基上 ,可诱导出
根 ,形成完整植株。从表 2可看出 ,不同培养基上的
生根时间、生根率、平均生根数有差异。其中不加激
素的 1 /2M S培养基上第 7天即开始长根 , 20 d后的
生根率达 100% ,平均生根数为 5. 3,是最佳生根培
养基 ;添加 0. 2 mg /L N A A的 1 /2M S培养基上的
芽苗第 10天开始长根 , 20 d后的生根率为 75% ,平
均生根数为 3. 3。添加 0. 5% IBA的 1 /2M S培养基
上的芽苗始终没有长根。
2. 4 炼苗移栽:据初步统计 ,乌头移栽后的成活率
可达 80%。 乌头试管苗的叶片很薄 ,极易失火而死
亡 ,因此在练苗移栽过程中保持较高的空气湿度和
适宜的温度是提高成活率的关键所在。
3 讨论
胡延玉等在乌头的组织培养中采用的培养基 ,
需加入维生素 B1、维生素 B6、烟酸、肌醇、生物素、腺
嘌呤泛酸钙、胱氨酸、酪蛋白水解物等多种有机物 ,
成本较高。而采用 MS培养基作为基本培养 ,并配以
适当的激素进行乌头的组织培养 ,也可使植株再生 ,
从而降低了成本。
林静等用带叶腋的茎段作为外植体进行培养 ,增
殖率仅为 1,繁殖系数低 ,不能满足快速繁殖的需要;
并且所用乌头的叶片作为外植体进行培养 ,诱导出了
愈伤组织 ,但没有分化出芽。而本次实验以无菌叶片
为外植体 ,配以适当的激素配比 ,直接诱导不定芽的
产生并得到生根植株。这种方法不仅外植体来源丰
富 ,且增殖倍率高 ,有利于乌头的工厂化育苗 ;同时也
为乌头的多倍体育种、基因工程研究提供了依据。
References:
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tum carmichael i Debx. [ J ]. Plant Physiol (植物生理学通
讯 ) , 1985( 5): 37-40.
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carmichael i Debx. and i ts rapid p ropagation [J ]. Gu izhou
Sci (贵州科学 ) , 1998, 16( 2): 120-123.
黄连的毛细管电泳特征指纹图谱研究
魏英勤 ,袁久荣 ,闫 滨
(山东中医药大学中药学院 ,山东 济南  250014)
摘 要: 目的 建立黄连的高效毛细管电泳指纹图谱。 方法 采用毛细管电泳考察了不同批药材季铵碱的保留时
间和峰面积的相关性 ,并以小檗碱作为参照物计算了各色谱峰的相对保留时间和峰面积比值。 结果 不同批号的
黄连样品色谱组分的保留时间和峰面积的相关系数均大于 0. 999 0。 结论 建立的黄连高效毛细管电泳指纹图谱
稳定、可靠 ,可作为黄连的特征指纹图谱。
关键词: 黄连 ;毛细管电泳 ;指纹图谱
中图分类号: R282. 710. 3   文献标识码: A   文章编号: 0253 2670( 2003) 06 0563 03
Study on fingerprint spectrum of Coptis chinensis by HPCE
WEI Ying-qin, YU AN Jiu-rong , YAN Bin
·563·中草药  Chinese T raditional and Herbal Drug s 第 34卷第 6期 2003年 6月
收稿日期: 2002-09-06作者简介:魏英勤 ( 1971- ) ,男 ,山东郯城人 ,山东中医药大学 2000级博士 ,研究方向为中药及复方活性成分与质量控制。
Tel: ( 0531) 2612433, 2612425  E-mai l: w yqsdu@ sina. com