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桂黔吊石苣苔的组织培养与快速繁殖



全 文 :广 西 植 物 Guihaia Nov.2014,34(6):874-878           http://journal.gxzw.gxib.cn 
DOI:10.3969/j.issn.1000G3142.2014.06.025
付传明,江海涛,黄宁珍,等.桂黔吊石苣苔的组织培养与快速繁殖[J].广西植物,2014,34(6):874-878
FuCM,JiangHT,HuangNZ,etal.TissuecultureandrapidpropagationofLysionotusaeschynanthoides[J].Guihaia,2014,34(6):874-878
桂黔吊石苣苔的组织培养与快速繁殖
付传明1,江海涛2,黄宁珍1∗,唐凤鸾1,盘 波1,冼康华1,赵志国1
(1. 广西壮族自治区中 国 科 学 院 广西植物研究所,广西 桂林541006;2.广西国有维都林场,广西 来宾546100)
摘 要:以桂黔吊石苣苔的茎段和叶片为外植体材料,对桂黔吊石苣苔进行离体培养与快速繁殖技术研究.
结果表明:桂黔吊石苣苔茎段腋芽可直接诱导萌发,在 MS+6GBA1.0mg􀅰LG1+IBA0.1mg􀅰LG1培养基上萌
发率最高,达75%;适宜的继代增殖及壮苗培养基为1/2MS+NAA0.2mg􀅰LG1,繁殖系数为6.0/60d,继代培
养中茎段外植体可以诱导出愈伤组织,但诱导率较低,未能进一步分化成苗;最佳生根培养基为1/2MS+6G
BA0.2mg􀅰LG1+NAA0.8mg􀅰LG1+AC0.1%+香蕉5%,生根率达100%;在大棚中模拟桂黔吊石苣苔自
然生境对生根苗进行移栽,成活率在95%以上.
关键词:桂黔吊石苣苔;组织培养;快速繁殖
中图分类号:Q945.5  文献标识码:A  文章编号:1000G3142(2014)06G0874G05
Tissuecultureandrapidpropagationof
Lysionotusaeschynanthoides
FUChuanGMing1,JIANGHaiGTao2,HUANGNingGZhen1∗,
TANGFengGLuan1,PANBo1,XIANKangGHua1,ZHAOZhiGGuo1
(1.GuangxiInstituteofBotany,GuangxiZhuangAutonomousRegionandtheChineseAcademyofSciences,Guilin
541006,China;2.GuangxiWeidouForestCentre,Laibin546100,China)
Abstract:TissuecultureandrapidpropagationtechniqueofLysionotusaeschynanthoideswerestudied.Theresults
showedthattheaxilarybudsofLysionotusaeschynanthoidescoulddirectlygerminateinMS+6GBA1.0mg􀅰LG1+
IBA0.1mg􀅰LG1andthegerminationratewas75%.TheprimaryculturemediumforbudinductionfromstemsegG
mentswasMS+6GBA1.0mg􀅰LG1+IBA0.1mg􀅰LG1.Thesubculturemediumforbudmultiplicationandseedlings
growingwas1/2MS+NAA0.2mg􀅰LG1,andproliferationcoeficientwas6.0/60d.Caluscouldbeinducted
throughthepedicelsexplantsinsubculturebutcouldnotdevelopfurther.Theoptimalrootingmediumwas1/2MS
+BA0.2mg􀅰LG1+NAA0.8mg􀅰LG1+AC0.1%+5%bananajuice,androotingratewas100%.TherootingplaG
ntletsweretransplantedingreenhousethatsimulatedthenaturalgrowingenvironmentofL.aeschynanthoids,the
survivalratewasmorethan95%.
Keywords:Lysionotusaeschynanthoides;tissueculture;rapidpropagation
  桂黔吊石苣苔(Lysionotusaeschynanthoides)
为苦苣苔科吊石苣苔属多年生小灌木或亚灌木植
物,茎高1m.分布于广西省西部(靖西、上林、河
池、田林)、云南省东南部(麻栗坡)和贵州省西南部
(兴义).生于海拔600~1200m的山地林中、灌丛
中石上或溪边石上(李振宇等,2004;韦毅刚,2010).
收稿日期:2013G10G14  修回日期:2013G12G18
基金项目:广西科技攻关项目(0992003BG31);国家自然科学基金(31160055).
作者简介:付传明(1980G),男,湖北公安县人,副研究员,从事植物生物技术与保育研究,(EGmail)470196422@qq.com.
∗通讯作者:黄宁珍,研究员,从事植物生物技术与保育研究,(EGmail)huangnz@gxib.cn.
苦苣苔科植物含有黄酮类、苯乙醇类、醌类、萜类等
多类化学活性物质,具有显著的抑菌、抗炎、抗病毒、
止咳、祛痰、平喘及抗蛇毒等功效,多数种类为民间
常用草药,是分离新的活性成分和寻求新型先导化
合物的良好材料(郑晓珂等2003).桂黔吊石苣苔
为吊石苣苔属植物,石吊兰素(nevadensin)是该属
植物吊石苣苔(L.pauciflorus)中的主要成分之
一,具有抗结核菌、止咳、祛痰、平喘、消炎、降压及清
除自由基等作用(王绍云等,2007;冯卫生等,2007;
盛卫国等,2009),是传统的中药.桂黔吊石苣苔、齿
叶吊石苣苔(L.serratus)等同属植物常作为吊石苣
苔的替代品入药.由于这些植物生境特殊,分布区
域十分狭窄,加上目前仅有利用而无保育措施,资源
已趋濒危(韦毅刚,2010).因此,对该科植物进行组
织培养与快速繁殖技术研究,获得大量的种苗和植
物材料,是对该物种资源进行开发应用和保护的有
效手段.
在我国20多种吊石苣苔属植物中,已进行组织
培养研究的仅有两三种(刘伟等,2010;黄宁珍等,
2010;Luetal.,2006),桂黔吊石苣苔的组织培养和
快速繁殖技术研究未见报道.因此,本研究以叶片
和茎段为外植体,建立桂黔吊石苣苔组织培养及快
速繁殖技术体系,为该物种的大规模繁殖、保护及可
持续开发利用奠定实验和技术基础,同时也为同属
其它物种的组织培养研究提供借鉴和参考.
1 材料与方法
1.1材料及外植体灭菌
供试材料桂黔吊石苣苔(LysionotusaeschynG
anthoides)原生于广西大明山,引种于广西植物研
究所华南苦苣苔科植物种质保存圃.实验以桂黔吊
石苣苔茎段和叶片为外植体材料,用自来水将外植
体材料清洗干净后,在超净工作台上用70%酒精浸
泡30~60s,0.1% HgCl2消毒3~5min,无菌水漂
洗5次,滤干表面水分后,将茎段剪成含1个腋芽、
长2cm左右的节段,叶片剪成大小1cm×1cm的
小块.
1.2初代诱导
将带有腋芽的茎段接入到初代培养基:(1)MS
+6GBA0.1mg􀅰LG1+IBA0.01mg􀅰LG1;(2)MS+
6GBA0.5mg􀅰LG1+IBA0.05mg􀅰LG1;(3)MS+6G
BA1.0mg􀅰LG1+IBA0.1mg􀅰LG1上.每种培养
基30管,每管接种一个外植体,定期进行观测,于培
养30~40d后,记录出芽率、愈伤诱导率及芽苗的
生长情况,筛选出最佳初代诱导培养基.
1.3继代增殖
将初代培养获得的无菌小芽切下,转接至不同
的继代增殖培养基上,继代增殖培养基设定为 MS、
6GBA(0.1、0.5、1.0、2.0 和 3.0)mg􀅰LG1和IBA
(0.01、0.05、0.1、0.2和0.3)mg􀅰LG1组合.每种培
基养接种10瓶、每瓶5株,定期进行观测,培养40~
50d后,记录并统计芽苗高度、粗壮度、叶形态、愈
伤诱导率及分化率、长根率、苗的繁殖系数 (繁殖系
数=1株芽苗经过一次继代所获得的有效芽苗的数
量).最后根据繁殖系数和芽苗的粗壮度,筛选出最
佳继代增殖培养基.
1.4生根与移栽
当继代增殖的芽苗长出2~3片叶、高2~4cm
时,将芽苗剪下,转接在不同的生根培养基中,每种
培养基接种10瓶、每瓶3~4株,每周观测1次.培
养50d后,统计苗高度、粗壮度、叶形态、愈伤产率、
生根率、根的数量和形态.根据生根率和苗的粗壮
度,筛选出壮苗和生根培养基.待植株生长健壮,根
系发达后,参照桂黔吊石苣苔原生地的生态环境,在
大棚中进行炼苗移栽,60d后统计成活率.
2 结果与分析
2.1外植体的选择
桂黔吊石苣苔原生长在桂东南大山的沟谷中,
喜荫蔽湿润的环境,引种栽培对气候条件要求较高.
我们在对其他苦苣苔科植物进行组织培养时,通常
以叶片或幼嫩茎段为外植体材料,本实验中,桂黔吊
石苣苔叶片外植体在培养2周后,全部死亡;而以茎
段为外植体,在初代培养基上,腋芽能逐渐萌发伸
长,可继续用于下一步的培养.因此,选择茎段为外
植体比较好.
2.2初代培养
茎段外植体在不同初代培养基上的培养结果不
同(表1).在 MS+6GBA1.0mg􀅰LG1+IBA0.1
mg􀅰LG1培养基上,培养20d时腋芽开始萌动,40d
时形成长0.5~1.0cm、具2~3片叶的芽苗,每个外
植体形成2.5个芽,继续培养新长的叶片便从叶尖
开始发黄,并逐渐凋落;在培养基 MS+6GBA0.5
mg􀅰LG1+IBA0.05mg􀅰LG1和MS+6GBA0.1
5786期           付传明等:桂黔吊石苣苔的组织培养与快速繁殖
表1 不同培养基对桂黔吊石苣苔初代诱导的影响
Table1 EffectsofdifferentmediaonprimarybudsinducingofLysionotusaeschynanthoides
初代诱导培养基 (mg􀅰LG1)
Primaryculturedmedium
出芽所需的
培养时间 (d)
Culturedtime
forbudding
愈伤诱导率 (%)
Calusinduction
rate
出芽率 (%)
Buddingrate
每块外植体出芽数
Inducedbud
numberofeach
explant
培养情况
Cultivationsituation
MS+6GBA1.0+IBA0.1 23 0 75 2.5 出芽快,培养后期落叶
Buddingquickly,butwithering
inlaterperiodofculture
MS+6GBA0.5+IBA0.05 45 0 34 2.0 腋芽萌动慢
Axilarybudsproutingslowly
MS+6GBA0.1+IBA0.01 52 0 27 2.0 腋芽萌动慢
Axilarybudsproutingslowly
mg􀅰LG1+IBA0.01mg􀅰LG1上,培养40d以上时
才有部分腋芽开始萌动,且生长较缓慢.多次优化
试验发现,桂黔吊石苣苔在培养基 MS+6GBA1.0
mg􀅰LG1+IBA0.1mg􀅰LG1上培养30d左右,将新
长出的芽苗及时转接到新的继代增殖培养基上,可
取得较好的培养效果.
2.3继代增殖培养
桂黔吊石苣苔在不同培养基培养(表2)结果表
明,当6GBA和IBA浓度分别为0.1和0.01mg􀅰LG1
时,形成丛生芽,叶子中等偏小,培养60d时的繁殖
系数约为5.0,总体生长情况相对最好;当6GBA浓
度大于0.5mg􀅰LG1时,培养材料虽也形成丛生芽,
但繁殖系数小于4.0,叶退化变小,而且退化程度随
着6GBA浓度的增加而加重,培养材料的整体生长
较差.桂黔吊石苣苔离体茎段在不同培养基上的愈
伤组织诱导率均较低,且未见分化.此外,我们还以
MS为基本培养基,分别以 KT (0.1、0.2、0.4、0.8
mg􀅰LG1)和ZT(0.1、0.2、0.4、0.8mg􀅰LG1)代替6G
BA进行培养,结果发现培养材料均不能正常生长.
2.4壮苗与生根培养
壮苗和生根培养60d时(表3)结果发现,植株
明显长高,叶子舒展变大、形态较好,其中以1/2MS
+NAA0.2mg􀅰LG1和1/2MS+NAA0.2mg􀅰LG1
+AC0.1%+香蕉5%培养基上的培养材料繁殖最
表2 不同培养基对桂黔吊石苣苔继代增殖的影响
Table2 EffectsofdifferentmediaonsubcultureproliferationofLysionotusaeschynanthoides
继代增殖培养基
Subculturemedium
(mg􀅰LG1)
丛生芽
Multiplebud
繁殖系数
Propagation
coefficient
叶片情况
Leafsituation
愈伤诱导率
CalusinducG
tionrate
(%)
愈伤分化率
CalusdifferenG
tiationrate
(%)
生根率
Rooting
rate(%)
总体情况
General
observation
MS 不生长
Nogrowing
1.0 落叶
Withering
0 0 0 极差
Verypoor
MS+6GBA0.1+IBA0.01 生长
Growing
5.0 中等偏小
Smalerthanmoderate
9.1 0 36.0 中等
Moderate
MS+6GBA0.5+IBA0.05 生长
Growing
4.0 叶小退化
Smalanddegenerating
20.3 0 0 差
Poor
MS+6GBA1.0+IBA0.1 生长
Growing
4.0 叶小退化
Smalanddegenerating
23.2 0 0 差
Poor
MS+6GBA2.0+IBA0.2 生长
Growing
3.7 叶小退化
Smalanddegenerating
30.1 0 0 差
Poor
MS+6GBA3.0+IBA0.3 生长
Growing
3.5 叶小退化
Smalanddegenerating
24.3 0 0 差
Poor
快,培养60d时繁殖系数为6.0,植株粗壮度中等,
可作为继代增殖和壮苗培养.在培养基1/2MS+
NAA0.8mg􀅰LG1+AC0.1%+香蕉5%、1/2MS
+NAA1.0mg􀅰LG1+AC0.1%+香蕉5%、1/2
MS+IBA1.0mg􀅰LG1+AC0.1%+香蕉5%和1/
2MS+6GBA0.2+NAA0.8+AC0.1%+香蕉5%
上,植株生根率均达100%,植株高度和粗壮度较为
理想.综合比较,选用1/2MS+NAA0.2mg􀅰LG1
为继代增殖和壮苗培养基、1/2MS+6GBA0.2+
NAA0.8+AC0.1%+香蕉5%为生根培养基.
2.5炼苗和移栽
当生根的试管苗长至4~5cm高,根系发达时,
打开瓶盖炼苗2d,洗净根际培养基,用500倍多菌
灵溶液浸1min后,浅栽在下铺一层厚3~4cm的
678 广 西 植 物                  34卷
表3 不同培养基对桂黔吊石苣苔壮苗与生根培养的影响
Table3 EffectsofdifferentmediaongrowingandrootingofL.aeschynanthoides
壮苗与生根培养基 (mg􀅰LG1)
Mediumforstrongseedlingandrooting
繁殖系数
Propagation
coefficient
株高
Plant
height(cm)
粗壮度
Strong
level
叶片形态
Leafshape
生根率
Rooting
rate(%)
根多少
Howmany
roots
综合评价
Comprehensive
assessment
1/2MS+NAA0.2 6.0 4.0 中等
Moderate
正常
Normal
50.0 少
Less

Excelent
1/2MS+NAA0.6 5.0 2.5 纤细
Slender
正常
Normal
70.0 少
Less
一般
Common
1/2MS+NAA0.2+AC0.1%+ 香蕉5% 6.0 4.0 中等
Moderate
正常
Normal
80.0 中等
Moderate

Excelent
1/2MS+NAA0.4+AC0.1% +香蕉5% 3.5 4.0 中等
Moderate
正常
Normal
100.0 多
Many

Fine
1/2MS+NAA0.6+AC0.1%+香蕉5% 4.5 4.0 中等
Moderate
正常
Normal
100.0 多
Many

Fine
1/2MS+NAA0.8+AC0.1%+香蕉5% 4.5 4.5 粗壮
Strong
正常
Normal
100.0 多
Many

Excelent
1/2MS+NAA1.0+AC0.1%+香蕉5% 4.5 4.0 粗壮
Strong
正常
Normal
100.0 多
Many

Excelent
1/2MS+IBA0.2+AC0.1%+香蕉5% 3.5 3.0 中等
Moderate
正常
Normal
70.0 中等
Moderate

Fine
1/2MS+IBA0.4+AC0.1%+香蕉5% 3.5 4.0 中等
Moderate
正常
Normal
100.0 过多
Toomany

Fine
1/2MS+IBA0.6+AC0.1%+香蕉5% 4.5 4.0 中等
Moderate
正常
Normal
100.0 多
Many

Fine
1/2MS+IBA0.8+AC0.1%+香蕉5% 3.5 4.5 粗壮
Strong
正常
Normal
100.0 过多
Toomany

Fine
1/2BMS+IBA1.0+AC0.1%+香蕉5% 4.5 4.5 粗壮
Strong
正常
Normal
100.0 多
Many

Excelent
1/2MS+6GBA0.2+NAA0.8+AC0.1%+香蕉5% 5.5 4.0 粗壮
Strong
正常
Normal
100.0 多
Many

Excelent
石灰岩碎石、上盖一层厚2cm的腐质土的苗床上,
根据天气情况定期浇水,保持苗床湿度,一年四季均
可移栽,移栽60d后统计,成活率在95%以上.
3 讨论
植物组织培养是植物种苗快速繁育的有效技术
手段,在继代增殖过程中增殖系数高低是决定种苗
数量和整个技术能否成功产业化应用的关键.而植
物生长调节剂特别是细胞分裂素的合理使用是继代
增殖过程中有效提高种苗数量和质量的关键因素,
不同植物对细胞分裂素的需求和耐受能力不同.我
们对桂黔吊石苣苔同属植物多齿吊石苣苔(L.denG
ticulosus)进行组织培养时发现,其继代增殖所用的
细胞分裂素为6GBA1.0mg􀅰LG1(黄宁珍等,2010).
对于同属另一植物吊石苣苔,刘伟等(2010)所筛选
出的最佳继代增殖培养基为 MS+6GBA3.0mg􀅰
LG1+NAA0.1mg􀅰LG1;与多齿吊石苣苔和吊石苣
苔不同,本研究中,在继代增殖阶段,桂黔吊石苣苔
更适合在不含细胞分裂素的培养基中生长,当加入
0.5mg􀅰LG1的6GBA时,其叶子退化变小,茎节缩短
不能长高,出现典型的玻璃化症状;当6GBA浓度小
于0.5mg􀅰LG1,培养效果也不够理想;用其它细胞
分裂素代替6GBA,培养效果更差.只有将材料接种
在不含细胞分裂素、只含生长素(NAA)的培养基
中,才获得比较理想的结果.可见,不同的物种,即
使是亲缘关系比较接近的同属种,其组织培养和快
速繁殖技术都可能存在比较大的差异.
在开展广西地不容(Stephaniekwangsiensis)
(黄宁珍等,2007)、续随子(Euphorbialathyris)(付
传明等,2012)等的组培快繁研究中发现,多次的继
代培养会造成激素(特别是细胞分裂素)在培养材料
中累积,易导致培养材料的玻璃化和体细胞变异,使
得继代增殖培养效果不佳,与本研究有相似之处.
因此,针对那些组培快繁中激素累积效应明显的物
种,须调整不同培养阶段的激素质量浓度,可采取逐
代降低甚至不添加激素的办法,尽可能避免激素累
积造成的负面影响,获得理想的结果.本研究结果
7786期           付传明等:桂黔吊石苣苔的组织培养与快速繁殖
图1 桂黔吊石苣苔组培快繁的主要过程  A.继代;B.丛生芽;C,D.壮苗和生根;E.移栽.
Fig.1 MainprocessoftissuecultureandrapidproliferationofL.aeschynanthoides A.Subculture;
B.Clusterbuds;C,D.Seedlinggrowingandrooting;E.Transplantedplantlets.
可为桂黔吊石苣苔的保护和开发利用提供基础和技
术支撑.
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