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Application of Orthogonal Design in Tissue Culture of Tuber Fleeceflower(Polygonum multiflorum)

正交设计在何首乌组织培养中的应用



全 文 :长春花叶片愈伤组织的诱 导过程中发生的生
物碱代谢类型 的变化机制有 重要 价值 , 因为
这一变化最终导致组织培养的方法不能生产
文多灵 , 长春碱 。 本文仅是 一 部 分初 步的工
作 , 仍需进一步努力探索 。
参 考 文 献
1 M o r e n o P R H
, e t a万. P l a n t C e l l T i s s u e a n d o r g a 了、 C u l -
t u r e , 1 9 9 5
, 4 2
:
1
2 S e h la t m a n n J E
, e t a l
.
B i o e h n o lo g y a n d B i o e n g in e e r i n g
,
1 9 9 3 , 4 1 : 2 5 3
3 S h a n k s JV
,
et a l
.
B i o t e e h n o l o g y a n d Bi o e n g in e e r i n g
,
1 9 9 8
,
5 8
:
3 3 3
4 赵 剑 ,等 . 生物物理学报 , 1 9 9 6 , 1 2 ( 3 ) : 5 1 7
5 赵 剑 ,等 . 药学学报 , 19 9 9 , 3 4 ( 7 ) :
6 M o r r i s P
.
P la n t a M e d i e a
,
19 8 6
, :
12 7
( 1 9 9 8
一 1 1

2 3 收稿 )
R e g u l a t i o n o f I n d o l e A l k a l o i d s S y n t h e s i s a n d R e l a t e d E n z y m e s D u r i n g C a l l u s
In i t i a t i o n a n d C u l t u r e o f M a d a g a s e a r P e r iw i n k l e L e a v e s ( aC t h
a ar n t h u s or s e u s )
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d m a r k e d l y d u r in g e a l l u s in i t ia t i o n
.
A t t h e s a m e t im e
o r d in a r ily h i g h e o n t e n t s o f
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, e s p e e ia l l y t h e a e t i v i t ) o f a l k a li n e p e r o x id a s e w a s m o r e e lo s e l y r e l a t e d w it h t h e s y n
-
t h e s i s o f s e r P e n t i n e a n d a jm
a li e i n e
.
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e s u l t s a l s o s h o w e d t h a t il l u m i n a t io n im P r o v e d o e e u r r e n e e o f l e a f e a l l u s i n
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s t im u la t e d p e r o x id a s e a e t iv it y
,
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, e a t h
a r a n t h in e a n d s e r
-
p e n t i n e
.
2
.
4

D r e p r e s s e s b io s y n t h e s i s o f i n d o le a lk a l o i d s a n d P e r o x i d a s e a e t i v i t y i n a ll e u l t u r e s
.
K e y w o r d s aC
t h a r a n th u s or
s e u s ( L
·
) G
.
D o n le a f e a ll u s in it ia t io n i n d o le a lk a l o i d P e r o x i d a s e a e
-
t l v 一t y
正交设计在何首乌组织培养中的应用 “
广州 中医药大学中药学 院 ( 5 1 0 4 0 7) 杜 勤 ` 王振华 张俊荣
摘 要 用正交设计法考察了 4 种激素对何首乌嫩茎 、 叶诱 导愈伤组织产 生的影 响 。 方差分析结
果 显示 : 2 , 4一 D 、 I B A 作 用极显著 . 6一B A 作用显著 , N A A 作用不 显著 , 它们作 用大小依次为 : 2 , 4一 D
> BI :A > 6

B A > N A A
,诱导何首乌愈伤组 织产生 的最佳激素 配比为 : M S 十 2 , 4 一D l m g / L ( 以下单
位同 ) + 6 一 B A I + I B A 0 . 5 。
关键词 正交设计 何首乌 组织 培养 愈伤组织
何 首 乌 尸。勺。心 n u m m u lt ifl or u 脚
T h u n b
. 为萝科植物 ,是常用传统 中药 , 为广
东 十大道地药材之一 。 药用块根 , 具有补肝
肾 ,益精血 , 乌须发 ,强筋骨等功效 。 目前关于
何首乌组织培养方面的报道较少 l[, “〕 , 而在这
些研 究中 ,所 用培养基 中植物激素 的组合是
A d d r e s s
:
D u Q i
n , C o lle g e o f C h in e s e M a t e r i a M e d i e a
,
G u a
M at e r i a M e d i e a
,
G u a n g z h o u
1 9 9 0 年河南中医学院 中药 专业本科毕业 , 1 9 9 5
n g z h o u U n ive r s i t y o f T r a d i t io n a l C h in e s e M e di e in e a n d
中内
《中草药 》 1 9 9 9 年第 3 0 卷第 7 期 . 5 3 7 .
3 个水平 9 个浓度组合的正交实验 , 发现各
种组合对何首乌愈伤组织诱导的影响差异很
大 ,对实验结果进行极差分析 , 结果见表 3 。
表 2 实验安排及结果
因 子 愈伤组织诱导率 (% ) 艺 x
C DA
实验号
1 1 6
.
7
1 3 8
.
1
8 7
.
4
0吐ō0自卫.6071.4
否最佳难以 比较 。
本实验采用正交实验设计法考察 了激素
2
,
4

D

6

B A

N A A

IB A 对诱导何首乌愈伤
组织产生的影响 。 一方面分析不 同浓度植物
激素对何首乌组织培养的影响 , 另一方 面 旨
在探索减少实验次数 ,提高培养基优选 的工
作效率 。
1 材料与方法
1
.
1 取材及培养条件 : 何首乌外植体均采 自
广州中医药大学药圃 。 取何首乌幼嫩茎 、 叶 ,
自来水冲洗干净 , 用滤纸吸干表面水分 ,再用
7 5%酒精漂洗 0 . 5 m in ,然后用 0 . 1%升汞浸
泡 10 m in ,无菌水 冲洗 5 次 , 无菌滤纸 吸干
表面水分 , 最后 叶片切成 I c m X l c m 的小
块 ; 茎切成 I c m 长 的小段 , 均匀接种在培养
基的表面 。 所用基本培养基为 M S ( 1 20 ℃ 灭
菌 1 5 m i n ) 。
培养条件 : 光照强度 2 5 0 O lx , 每 日光照
时间 8一 10 h ,培养温度 25 ℃ 士 2 ℃
1
.
2 正交 实验设计 : 根据以 往的工作经验 ,
选取 2 , 4一 D 、 6一 B A 、 N A A 、 IB A 4 种激素进行
实验 , 每种激素取 3 个水平 (浓度均为 m g /
L )
。 选用 L 。 (3 4 )正交表 ,考察上述 4 种激素
对何首乌愈伤组织诱导的影响 。 因为因子数
与列数相等 ,故做有重复的 4 因素 3 水平正
交试验 。 根据设计安排组织 9 次试验 , 因子
水平安排见表 1 ,实验结果见表 2 。
表 i L , ( 3 4 )因子水平表
一一一一一一不石一一一一百一一 ~反 一毛 ’水平 2 , 4 一D 6一B A N A A IB A
0
.
5
l
1
.
5
0
.
5
1
1
.
5
5 6
.
7
6 6

7
4 6
.
2
0
.
5 1
l 0
0 0
.
7 6

2
9 5
.
2
9 1
.
3
7 3
.
9
9 5
.
8
9 2
.
3
1 5 0
.
1
1 9 1
.
0
1 8 3
.
6
7 2 0
.
5 1 0
.
5 9 6
.
3 1 0 0
.
0 1 9 6
.
3
8 2 1 0 1 7 8
.
8 8 0
.
0 15 8
.
8
9 2 1
.
5 0
.
5 0 5 4
.
5 7 6
.
0 1 3 0
.
5
注 : 每组接种 12 瓶 ,每瓶接种 4 块
表 3 L , ( 3 4 )极差分析
愈伤组织诱 导率 (% )
2
, 4 一D 6

B A
K 1
K 2
K 3
R
3 4 2
.
2
5 2 4
,
7
4 8 5
.
6
1 8 2
.
5 / 3
4 6 3
.
1
4 8 7
.
9
4 0 1
.
5
8 6
.
4 / 3
N A A
4 5 9
.
1
4 18
.
7
4 74
.
0
5 5
.
3 / 3
4 3 8
.
2
5 1 8
.
0
3 9 6
.
3
1 2 1
.
7 / 3
0 0

5 。 _
0

5
0
_
0

5
由表 3 进行直观分析 , 因子 A ( 2 , 4一 D )
和因子 D (I B A )对实验结果影响较大 。 为了
进一步反映各 因子之间的差异 , 以便寻求最
佳水平 ,我们进行了方差分析 。
2
.
2 方差分析 : 对表 2 的结果进行方差分
析 , 结果见表 4 。 由表 4 知 , 因子 A (2 , 4一 D )和
因子 D ( IB A )作用极显著 ” , 因子 B ( 6一 B A )
作用显著 ` , 因子 C ( N A A )作用不显著 。 4 种
激素对愈伤组织的诱导作用大小依 次是 : 2 ,
4

D > IB A > 6

B A > N A A

表 4 方 差分析
方差来源 l。 r M S F
n乙,月口山
3 2 1
.
5 1 1
2 实验结果与分析
2
.
1 2
,
4 一 D

6

B A

N A A

BI A 对愈 伤组织
诱导率的影响 : 外植体接种 1 周 后 , 叶表面 、
茎切段两端开始膨 大 , 至 3 周 时 , 叶表面产
生分散的愈伤组织 ,质地疏松 ,茎段两端产生
块状的愈伤组织 ,质地致密 ,其颜色均为淡黄
白色 , 接种 4 周即可进行统计 。
经过 2 , 4一 D 、 6一 B A 、 N A A 、 IB A 4 种激素
.
5 3 8
.
A
B
C
D
误差
总误 差
0
,
3 0 7 8
0
.
0 6 6 0
0
.
0 2 7 8
0
,
1 2 7 4
0
.
0 5 4 8
0
.
5 5 60
0

1 53 9
0
.
0 3 30
0 0 1 3 9
0
.
0 6 7 3
0
.
0 0 6 1
2 5
.
2 7
, .
5
.
4 8
.
2
.
2 8 2
10
.
4 6 0
. 搜
.
F
o
.
o : ( 2
,
8 ) = 4
.
2 6
. 哥
F
o
.
o l ( 2
,
8 ) = 8
.
0 2
2
·
3 2
, 4一D

6

B A

N A A

I B A 浓 度最佳水
平 的选 择 : 由表 3 知 , 诱导何首乌愈伤 组织
产生 的最佳激素配比为 :A ZB ZC OD Z , 即 2 , 4 -
D l 十 6一 B A I + IB A 0 . 5 。 我们用这种配比的
培养基进行验证实验 , 愈伤组织诱导快 ,且生
长较好 ,诱导率达 1 0 % 。 证 明实验所得结果
是正确的 。
3 讨论
植物的细胞分化是一个复杂的生理生化
过程 。大量实验表明 ,植物激素和植物生长调
节物质的种类 、 浓度 以及它们之间的组合直
接影响着愈伤组织的诱导 。 从本实验来看 , 何
首乌的组织培养过程 中 , 必须要有植 物激素
和植物生长调节物质 。 如果没有 ,就不能诱导
出愈伤组织 。
实验 按 照 正交 设 计 进 行 了 2 , 4一 D 、 6 -
B A

N A A

I B A 4 种激素 3 个水平组合的 9
次实验 ,每种组合均能诱导出愈伤组织 。但如
果得到较理想的结果 , 培养基 中激素就必须
按一定浓度进行配 比 , 2 , 4一 D l 十 6一 B A I +
I B A 0
.
5
。 对何首乌的组织培养具有一定的
指导意义 。我们的研究工作也说 明 ,正交实验
设计与数据分析方法对于反映植物激素与愈
伤组织诱导结果间的关 系 、 选择最佳实验方
案 ,都是 十分有效的工具 , 其优越性在于能大
量减少实验次数 。 本研究若进行全部实验 , 必
须采用 3“ 一 27 种配方 ,而正交实验只需做 9
种 , 节省了 3 倍工作量 。 由于相互 间水平搭
配得均衡 , 因此较少次数的正交实验大体能
反映全部组合实验的效果 。 目前在植物组织
培养领域 中 , 大量研究 工作 限于人力 、 物力 ,
只能对个别植物激素和植物生长调节物质实
施部分组合实验 。 可 以预料 ,若能广泛应用正
交实验设计和分析 , 其工作效率及实验结果
的正确性 和 可 靠性将能得到较大 程度 的提
高 。
参 考 文 献
1 衷 维纲 , 等 . 中草药 , 1 9 8 7 , 18 ( 2 ) : 2 9
2 于荣敏 . 等 . 中国药物化学 , 1 9 95 , 5 ( 2) : 13 1
3 倪 宗 珊 , 等 . 医学 统计 学 . 北京 : 人 民 卫生 出 版 社 ,
1 9 9 0
:
8 6
( 1 9 9 8

0 8

1 0 收稿 )
A P P l i e a t i o n o f O r t h o g o n a l D e s i g n i n T i s s u e C u l t u r e o f T u b e r F l e e e e f l o w e r
( oP ly g
o n u m m u l t i7j
o 、 m )
D
u Q i n a n d W
a n g Z h e n h u a ( G u a z l g z h o u U n iv e r s i t y o f T C M
,
G
u a n g z h o u 5 1 0 4 7 0 )
A b s t r a o t E f f
o e t s 。〕f Z , 4 一 D , 6 一 B A , N A A a n d IB A o n e a l li in d u e 。: m e n t o f P o ly g o n u m m u lt i刀o r u m
T h
u n
b
.
w e r e s t u d i
e
d b y l

( 3
` ) o r t h o g o n a l d e s i g n
.
T h e e x p e r im e n t a l r e s u l t s s h o w e d t h a t t h e a e t io n s o f Z
,
4
-
D a n d I B A w e r e e x t r e m e ly r e m a r k a b l e
, t h a t o f 6

B A w a s r e m a r k a b l e
,
w h i le N A A w a s l e a s t e f f e e t iv e
.
I h e
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e i r e f f一e ie n e ie s w a s Z , 4 一 D ) IB A ) 6

B A ) N A A
.
T h e b e s t m e d i u m f o r e a ll i in d u e e m e n t w a s M S
+ 2
,
4

D
,
I n 、 g / L + 6

BA
,
1 m g / L + I B A
,
0
.
5 m g /L
·
K e y w o
r d s o r t h o g o n a l d e s i g n P o ly g
o n u
m m
u l t价 o r u , T h u n b . t i s s u e e u lt u r e e a ll u s
(上接第
徐淑云 , 等
1 9 9 1
: 12 0 1
5 3 2 页 )
参 考 文 献
药理实验方法学 . 北京 : 人 民卫 生出版社 ,
B lo o m B R
, e t a l
.
Im m u n o l T o d a y
,
1 9 9 2
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1 3 1
吴 昌 l珊 , 等 . 上海免疫学杂志 , 1 9 9 7 , 1 7 ( 1 ) : 3 4
L i u M C
, e t a l
.
A m R e w R e s P i r D i s
.
1 9 9 1
,
14 4
:
5 1
Z h a n g X iu
一 z h e n
, e t a l
.
C J IM
,
1 9 9 5
,
l ( 3 )
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1 7 1
播 泽 ,等 . 国外 医学 一内科学分册 , 1 9 9 9 , 2 6 ( 3 ) : 1 1 1
吴敏毓 , 等 . 医学免疫 学 . 合肥 : 中国科学 技术大学 出
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平奎云 , 等 . 中国免疫学杂志 , 1 9 9 7 , 1 3 ( 1 ) : 6 1
( 1 9 9 9

0 3一 0 2 收稿 )
《中草 药 》 1 9 9 9 年第 3 0 卷第 7 期 . 5 3 9 .