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In vitro culture of different explants from Pogostemon cablin

广藿香不同外植体离体培养的研究



全 文 :广 西 植 物 Guihaia 27(4):658— 661 2007年 7月
广藿香不同外植体离体培养的研究
林小桦,贺 红 ,吴立蓉,张桂芳,张燕玲
(广州中医药大学 中药学院,广州 510006)
摘 要:以广藿香叶片、带节茎、不带节茎及根尖为材料进行离体培养,对影响离体再生的因素进行了研究。
结果表明:BA有利于广藿香外植体出芽,浓度以0.1~O.5 mg/L效果较好;不同外植体的出芽能力有较大差
异,其中以叶片和带节茎出芽能力较强,出芽率均达 100 ;夕 植体在培养基上的接种方式对出芽也有一定影
响,带节茎以形态学下端垂直插入,可以缩短出芽时间及增加单个外植体出芽的数量。无根苗生根以MT+
IBA0.2 mg/L培养基为好,苗的生长较为健壮。
关键词:广藿香;外植体;离体培养
中图分类号:Q943.1 文献标识码:A 文章编号:1OOO一3142(2oO7)O4一O658一O4
/n vitro culture of different explants
from Pogostemon cablin
LIN Xiao-Hua,HE Hong ,WU Li-Rong,
ZHANG Gui-Fang,ZHANG Yan-Ling
(College ofChineseMateriaMedica,GuangzhouUniversity ofTraditional ChineseMedicine,Guangzhou 510006,China)
Abstract~The leaf segments,nodular stem segments,stem segments and root tips from Pogostemon cablin were cul—
tured in vitro.The factors affecting plant regeneration were studied.The results were as folows:BA was effective to
induce shoot formation;the optimal BA concentration for shoot formation was 0.1~O.5 mg/L;there was significant
difference on the shoot formation from different explants;the leaf segments and nodular stem segments were the most
suitable for culture,with the highest shoot formation frequency of 100 ;nodular stem segments oriented with their
apical ends protruding from the medium could produce more shoots in less time than when they were placed with their
basal end upright or were placed horizontally.Optimal rooting medium for regeneration shoots was MT+mA 0.2
mg/L.
Key words:Pogostemon cablin;explant;in vitro culture
广藿香 (Pogostemon cablin(Blanco)Benth.)
为唇形科刺蕊草属植物,以干燥地上部分入药 ,其性
辛、微温。具有芳香化湿,开胃止呕,发表解暑的功
效(国家药典委员会,2000)。广藿香为广东道地药
材,“十大广药”之一,是多种著名中成药“藿香正气
丸”、“藿胆丸”等以及现代中药制剂“抗病毒口服液”
的主要原料。广藿香原产于东南亚热带地区,引种
到我国南亚热带地区栽培(广东 中药志编委会,
1994),由于气温比原产地低 ,很少见到开花,即使开
了花也不结实,长期以来,生产上用扦插繁殖,病原
体通过无性繁殖传递,且逐代积累,危害越来越严
重,迫切需要进行新品种选育。但由于广藿香在我
国产区罕见开花结实,传统育种工作难以进行。近
年来,基因转移及人工诱变等改良药用植物农艺性
收稿日期:2005-12-19 修回日期 :2006-10-16
基金项目:国家自然科学基金项目(30472152)[Supported by the National Natural Science Foundation of China(30472152)]
作者简介:林小桦(1980一),女.广东佛山人,硕士研究生 ,从事中药生物技术研究。
通讯作者(Author for correspondence.E—mail:hehong67@yahoo.corn.cn)
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4期 林小桦等:广藿香不同外植体离体培养的研究 659
状的技术,为广藿香育种开辟了新途径,而要开展这
些方面的研究,首先要建立高效的组织培养再生系
统。本文以广藿香多种外植体为材料,进行离体培
养的研究,为遗传转化及人工诱变育种奠定基础。
1 材料和方法
1.1植物材料
广藿香采自广州中医药大学药圃。采集广藿香
顶芽,经蒸馏水冲洗干净后,用 7O 9/6乙醇浸泡 30 s,
转人 0.1 的 HgC1 溶液浸泡消毒 10 min,再用无
菌水漂洗 5~8次,把残留 HgC1 漂洗干净,接种于
MT培养基上生长。待苗长至一定大小时,分别切
取叶片、带节茎、不带节茎及根尖进行培养,外植体
在培养基中的放置方式,叶片及根尖平放,带节茎及
不带节茎为形态学下端下插。每个处理一般接种
3O块,设置 3次重复。
1.2培养条件
以 MT为基本培养基,根据试验要求附加不同
浓度的BA、KT、NAA、IAA、IBA及 2,4-D,每天光
照 12 h,培养温度为 26±1℃。
2 结果与分析
2.1不同植物激素对外植体出芽的影响
取广藿香的叶片和带节茎分别接种至MT、MT
十BA 0.5 mg/L、MT十KT 0.5 mg/L、MT十2,4一D
0.5 mg/L、MT十IAA 0.5 mg/L、MT十IBA 0.5
mg/L、MT十NAA 0.5 mg/L七种培养基中。从表
1可知,添加细胞分裂素 BA或 KT,对出芽有较好
的效果,出芽率达 100 9/6,而且,单个外植体出芽的
数量也较多,如附加 BA的处理,叶片及带节茎出芽
数分别达 77.33个及 156.33个。添加生长素的处
理,以IAA效果较好,叶片及带节茎的出芽率分别
为 85.18 9/6及 96.3O 9/6,而 2,4-D及 NAA对出芽都
有抑制作用,在含有 2,4一D的培养基上,基本未能诱
导出芽,附加 NAA时,出芽率也比对照明显降低,
长出的芽生长不正常,在芽的基部长出少量灰白色
愈伤组织,生长缓慢,植株矮小。叶片及带节茎比较
结果表明,带节茎更易于出芽,在没有激素的 MT
培养基上,出芽率可达 94.44 ,添加 BA或 KT,单
个外植体出芽数量明显上升。
表 1 不同植物激素对叶片及带节茎出芽的影响
Table 1 Effect of different hormones on shoot formation cultured by leaf segments and nodular stem segments
2.2不同BA浓度对外植体出芽的影响
从表 2可知,不 同浓度的 BA对诱导 出芽有 明
显的差异。在不含 BA的 MT培养基上,也有较高
的出芽率,但单个外植体诱导芽的数量少,仅为 3~
4个。附加 BA,出芽率和出芽数明显增加。叶片培
养时,适宜的BA浓度为 0.1 mg/L~1.0 mg/L,出
芽率达 100 ,出芽数也较多,生长健壮;带节茎适
合的 BA浓度为 0.1 rng/L~0.5 mg/L。叶片和带
节茎培养,适宜的BA浓度范围有所不同,可能由于
外植体内原有激素水平不同造成的。带节茎带有芽
点,其体内所含的激素水平可能比叶片高,培养时所
需 的激 素浓度 相对要 低些 。从表 2还可看 出,随
BA浓度继续升高,对出芽又表现抑制作用,如 BA
为2.0 mg/L时,叶片及带节茎出芽率及出芽数明
显降低,而且长出的芽生长不良,芽致密、细小,生长
缓慢。
2.3不同外植体出芽能力的差异
广藿香不同外植体:叶片、带节茎、不带节茎及
根尖,在附加 BA 0.1 mg/L的培养基上进行培养,
结果如表 3。广藿香的4种外植体均能不同程度地
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诱导芽的发生(图版 I:l-4),其中带节茎出芽速度
最快,培养 10 d时,86.11 9,5的外植体已长出芽,而
根尖最慢,30 d后,才有少量外植体形成芽。培养
30 d时,叶片及带节茎出芽率均达 100 ,不带节茎
次之,出芽率为 85.18 ,而根尖出芽率最低,仅为
13.89 。单个外植体出芽的数量,以带节茎最多,
达 202.0个,而根尖出芽数最少,仅为 3.0个,且芽
生长不良,叶片细小并有玻璃化现象,茎杆纤细,生
长缓慢。因此,广藿香在进行无性系快速繁殖、遗传
转化及人工诱变时,无菌苗的叶片、带节茎及茎段均
可以作为培养的材料,附加低浓度的 BA就能获得
较高的再生频率。
表 2 不同BA浓度对叶片及带节茎出芽的影响
Table 2 Effect of BA concentration on shoot formation cultured by leaf segments and nodular stem segments
表 3 不同外植体出芽能力比较
Table 3 Comparison about the ability of shoot formation from different explants cultured
表 4 外植体在培养基中放置方式对出芽的影响
Table 4 Effect of explant orientation on shoot formation
外植体放
置方式
Explant
orientation
培养不同天数的出芽率 接种 30 d单个外
Frequency of shoot 植体出芽数(个)
formation(%) Number of shoots
10 d 20 d
from single
segment after
30 d culture
形态学下端下插 9O.OO士1O.00 i00士0 196.67士7.64
ApicaI end of the
segment protrudmg
形态学上端下插 76.67士15.28 100士0 16.00士l1.53
BasaI end of the
segment protruding
水平放置 51.67士12.58 i00士0 39.67士13.8O
HorizontaI
2.4外植体在培养基中放置方式对出芽的影响
以广藿香带节茎为材料,采用 3种接种方式:形
态学下端朝下垂直插入(直插)、形态学上端朝下垂
直插入(倒插)及水平放置(平放),分别接种于 MT
+BAO.1 mg/L培养基中,结果见表 4。培养 1周
左右,外植体两端有所膨大,并在叶腋处长出 1~2
个小芽。以直插外植体出芽速度最快,接种 10 d
后,出芽率已达 90.0 ,倒插及平放的外植体出芽
率均较低,分别为 76.67 及 51.67 ,培养 20 d
时,3种接种方式出芽率均达到 100 。培养 30 d
后,统计单个外植体 出芽的数量,以直插最高,达
196.67个,而倒插仅为 16.0个。不同接种方式的
外植体在出芽速度及出芽数上的差异,可能与外植
体内激素的分布及再分配能力等因素有关。
2.5无根苗生根
广藿香组培苗在没有添加激素的 MT培养基
上,亦能少量生根。为了促进根的生长旺盛,截取 3
~ 4 cm 长 的无 根 苗 分 别 接 种 于 MT、MT+
NAAO.2 mg/L、MT + IAAO.2 mg/L、MT +
IBA0.2 mg/L四种培养基中,观察其生根情况。结
果表明,广藿香的无根苗在 4种培养基种上均能长
出根(图版 I:5),接种 10 d后生根率均为 100 。
根的生长状况,以附加 IBA的培养基效果最好,长
出的根生长 旺盛 ,植 株生长 良好 。IAA处理次之。
而在含有 NAA的培养基中,在根茎交接处,长出少
量的愈伤组织,可能对上部茎叶的生长有一定的抑
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4期 林小桦等:广藿香不同外植体离体培养的研究 661
制作用,植株生长矮小,生长缓慢。因此,无根苗生
根,选择 MT+IBA0.2 mg/L培养基效果较好。
2.6试管苗移栽
将已经生根的健壮的广藿香试管苗,转入装有
已消毒细沙的塑料杯中炼苗,添加 MT培养液作养
分,杯上罩上透明塑料袋保湿,1周左右将塑料袋移
去,使试管苗适应自然环境,3周左右可长出新根及
新叶,再将其移栽于露天种植,一般成活率在 9O
图版 I 1.叶片出芽;2.带节茎出芽;3.不带节茎出芽;4.根出芽;5.无根苗生根;6.试管苗移栽。
Plate I 1.shoots formation from leaf segment;2.shoots formation from nodular stem
segment;3.shoots formation from stem segment;4.shoots formation from root tip;
5.root formation from the regenerated shoots;6.the transplant plantlets.
左右(图版 工:6)。
3 讨论
建立高效稳定的组织培养再生体系是利用遗传
转化技术获得转基因植株的重要前提之一,前人在
其它植物方面做了较多的工作(李群等,2004;李国
平等,2005)。广藿香的组织培养,已有的报道主要
是先诱导胚性愈伤组织,再经体胚发生再生植株(张
家明等,1994),再生时间较长。同时,采用的外植体
大多是叶片及茎段(肖省娥等,2001;杜勤等,2002),
还未见根尖培养再生植株成功的报道。本试验以广
藿香多种外植体为材料,诱导直接出芽,较大地提高
(下转第 668页 Continue on page 668)
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现,随着座果日龄的增加,二糖甙逐渐减少,而相应
三糖甙,四糖甙,五糖甙逐渐增加,成熟罗汉果以五
糖甙为主,这种现象提示,罗汉果五糖甙(甜甙)可能
是以幼果中的二糖甙作为前体,经历一个复杂的生
源以葡萄糖残基逐步地转移,依次形成呈强甜味的
四糖甙,五糖甙过程。这与文献报道结果一致(李典
鹏等,2004)。为未成熟罗汉果为无味的或苦味的,
而成熟罗汉果为甜味的这一事实提供科学证据。
(2)通过实验发现,第 5O天后,罗汉果甙 V的含量
增加较快,作为罗汉果的主要甜昧物质,甙 V的含
量影响到罗汉果的品质,因此用于提取甜味剂的罗
汉果,其果龄应该在 85 d以上,而不应该是 目前沿
用的65~70 d。在开展罗汉果规范种植同时,制定
严格科学的采收标准,以保证罗汉果的质量。(3)
HPLC法测定罗汉果甜甙简便易行,稳定性好,准确
度高,适用于罗汉果品质的检验、确定罗汉果的最佳
采收日期以及控制罗汉果深加工产品的质量。
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(上接第 661页 Continue from page 661)
了出芽速度,同时考察了不同外植体、激素种类及浓
度、外植体在培养基中放置方式等多种因素对出芽的
影响,获得了很高的不定芽分化频率,为遗传转化工
作的开展及转化效率的提高创造了条件。
人工诱变与植物组织培养技术相结合,较易获得
数量较大而且较为一致的诱变群体,且能在有限的空
间内对大量诱变群体进行选择,同时可对突变材料在
短期内进行扩大繁殖 ,产生数量较多的突变群体。许
多研究表明,诱发突变与植物组织培养技术相结合能
够大大提高突变频率(刘进平等,2004)。本试验以广
藿香多种外植体为材料,获得了快速高效的植株再生
系统,有利于将广藿香组织培养与人工诱变技术相结
合,以促进诱变育种的进步,提高选择效率,从而加速
育种的进程。
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