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药用植物川东獐牙菜的组织培养



全 文 :广 西 植 物 Guihaia 22(5):433— 436 2002 年 9月
药用植物川东獐牙菜的组织培养
黄衡 宇 ,陈义光
(1.吉首 大学生物系 ,湖南吉首 416000;2.云南 大学生物 系,云南 昆明 650091)
摘 要 ;针对川东獐 牙菜野生 资源受到严重破坏 的情况 ,系统地探 讨了通过组 织培养 为手段进行 人工繁 殖
的方法 ,旨在 为川东獐牙菜 的保护提供坚实的理论依据 。研究结果表 明 :在所有 的实验方案 中 ,幼 茎和老叶是
理想 的外植体 材料 。对 叶片来说 ,较适 宜的诱 导愈伤 组织 的激素 组合是 Zt1.0 mg/I +NAA0·05 mg/I一+
IBA0.05 mg/I BA0.5 mg/I +2,4-DO.5 mg/I 或 BA0.2 mg/I +2,4-DO.2 mg/I +IBA0.1 mg/I ,对茎段来
说,较适宜的诱导愈伤组织的激素组合是 BA0.05 mg/I +kt0.05 mg/I +IBA0.05 mg/I ;诱导不定芽的适宜
激素组合是 BA2.0 mg/I +NAA0.05 mg/I 或 BA2.0 mg/I +IBA0.1 mg/I ;而根的诱导则是 MS+BA0.05
mg/I +kt1.0 mg/I +NAA0.1 mg/I 或 MS+BA1.0 mg/I +kt0.3 mg/I +IAA0.5 mg/I 培养基上进行 。
关键词 :川I东 獐牙菜 ;组织培养 ;愈伤组织 ;芽丛 ;生根 .
中图分类号 :Q945 文献标识码 :A 文章编号 :1000—3142(2002)05—0433—04
Tissue cul ture of medical pl ant Swert ia
davidii Franch1
HUANG Heng—yu ,CHEN Yi—guang
(1.The Biology Department oJ Jishou University,Jishou 416000.China;2.The Biology De/,al。tment
oJ YunNan University,Kunming 650091,China)
Abstract:In order to protect the natural resources of Swertia davidi Franch.which has been destroyed serious—
ly,the method of artificial propagation by way of tissue culture has been systematicaly researched.The results
showed that the mature stems and the immature leaves are the best material explants in speeding propagation in
al1 of the experiments.As for leaves,the suitable phytohormone compositions to induct callus is Zt1.0 mg/I +
NAA0.05 mg/I BA0.5 mg/I + 2,4-DO.5 mg/I + IBA0.05 mg/I or BA0.2 mg/I + 2,4-DO.2 mg/I +
IBA0.1 mg/I . As for stems,the suitable phytohormone compositions tO induct callus is BA0.05 mg/I +
kt0.05 mg/I +IBA0.05 mg/I .The suitable phytohormone compositions to induct adventitious buds is BA2.0
mg/I +NAA0.05 mg/I or BA2.0 mg/I +IBA0.1 mg/I ,and that of induct roots is MS+BA0.05 mg/I +
ktl·0 mg/I + NAA0·1 mg/I or MS+BA1.0 mg/I +kt0.3 mg/I +IAA0.5 mg/I .
Key words:Swertia davidi Franch;tissue culture;callus;adventitious bud;rooting
川I东獐 牙 菜 (Swertia davidi Franch)为龙 胆科
獐 牙菜 属 (Swertia)多 枝组 多年生 系 草本植物 “ ,又
名水灵芝、鱼胆草、青鱼胆草、小板凳、小四方草等 ,
其性寒、味苦,有清热解毒、利胆健 胃的功效 ,是我
国的一种珍稀 药材 。在 我省 民问川I东獐 牙菜被广
泛用 来治疗黄 疸型肝 炎 、痢疾 、肺 炎 、扁 桃体 炎及妇
收稿 日期 :2001—06—03
作者简 介:黄衡宇(1970一),男 ,江苏无锡人 ,理学硕士 ,现 为云南大学生物系博士研究生 ,讲师 ,从事植物胚胎学研究 。
基金项 目:湖南省教育厅资助项 目(编号 :00C191)
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科 炎症等 。自 70年代 以来 ,一些科技及 医务工 作者
先后对 川东獐 牙菜 进行 了专项研 究 、资源 普查 和临
床观察等工作 ,证 明了川I东獐牙菜对菌痢、病毒性
肝炎和宫颈炎的特殊疗效及广谱抗菌性 ,以及可能
的抗癌、治癌作用。 ,展示了其广阔的开发利用前
景 。
然 而 ,川I东 獐 牙菜 由于 滥采 过 度 ,加 之其 生态
环境 的破 坏及 自然繁 殖率 低下 ,现野 生种群 已极 为
罕 见 。我 国 不少 地方 曾尝试 地 进行 过 人 工 引种 栽
培 ,但 由于缺乏 有关该 类群 生活 史 、有 性 生殖、无 性
繁 殖 及 传 粉 生 物 学方 面 的 资 料 ,往 往 以失 败 而 告
终 。国内也有 不少学者研究 了獐牙菜属其他植物 的
生物学 特性 。 ,但很 少涉 及 到有 关繁殖 生 物学 的
范畴 。为有效地 保护 和利 用这 一我 国特有 的类 群 ,
有必 要对该 类群 进行繁 殖生物 学研 究 ,特 别是通 过
组 织培 养为手段 进行 人工繁 殖 的研 究 ,以期对 其保
护 生物学 、引种驯化及育种 做 出积极 、有效 的成 绩 。
1 材料与方法
1.1材料
材料为湖南省张家界市毛岩河沿岸采取 的野
生植 株 ,带 土移 栽 于吉 首 大学 生态 研 究所 试 验 地 ,
取其嫩茎 、叶和带芽茎段 作为外植体 。
1.2方法
晴天取 3种不 同 的外植 体 ,按下 列程 序进行 消
毒 :取 材 一 自来 水 粗 洗一 5 洗 衣 粉 水 溶 液漂 洗 5
min一 自来 水 冲 洗 30 rain一 75 乙醇 擦 洗 表 面一
0.1 升 汞溶液 中消毒 2 min一2 次氯 酸钠 中f肖毒
15 min一无菌水冲洗 4~6次,然后在无菌工作台中
将外植体切成 0.5~1.0 CFI1长的小段接种 于诱导培
养基上,将培养 出来 的愈伤组织切成小块 ,接种于
增殖 培养基 上 ;最 后将形 成不 定芽 的块 段移 至生根
培养基上,以培养出完整的小植株。以 7 d为 1周
期 。记录不同处理 的生 长状 况 。
表 1 不同激素组合对叶片诱导愈伤组织的影 响”
Table 1 Effect of different phytohormone compositions on the calus induction
污染数除外; ”+少量;++绿色,质地紧街 ;+++大量,表面有白色霜状组织层;一无。
1.3培养基
基本培 养基为 MS,附加 不 同浓 度 的 2,4一D(2,
4一二氯苯氧乙酸)、BA(6-苄基腺嘌呤)、IBA(吲哚丁
酸 )、IAA(吲哚乙酸)、NAA(萘乙酸)、KT(激动素)
和 Zt(玉米素),其浓度组合见下文。蔗糖 3 ,琼脂
0.6 ,用 0.1 NNaOH 和 0.1 NHCI 调节 pH值 为
5.8~6.0,在高压灭菌锅中(121。C)灭菌 20 min。
2 观察结果
2.1愈伤 组织的诱导
外植 体接种 于诱 导培 养基 上培养 1周后 ,幼 嫩
茎尖切 V1处肿胀 ;2周后 ,老茎段两段 切 V1处肿胀 ;4
周后 ,幼 叶从 叶脉周围处肿胀开始形成愈伤 组织 。
2.1.1不同外植 体对愈 伤组 织发 生 的影 响 不 同的
外植体材料对愈伤组织发生的影响不一样。实验表
明:叶片诱导愈伤组织的能力最强,其次是幼嫩 的
茎尖,最差的是带芽的老茎段,诱导率几乎为 0。
2.1.2不同激素组合对愈伤组织发生的影响 试验
结果表明,以 MS基本培养基添加不同激素组合 ,叶
片、幼嫩茎、带芽茎段都能诱导出了愈伤组织,但能
力 及效果均有 较大 的差 异 。叶片 的诱 导 能力最 强 ,
多种 激素 组合 试 验显 示 ,对 于 叶 片来 说 ,较适 宜 的
诱 导 愈 伤 组 织 的 激 素 组 合 是 Zt1.0 mg/I +
NAA0.05 mg/I BA0.5 mg/I + 2,4-DO.5 mg/I +
IBA0.05 mg/I 或 BA0.2 mg/I +2,4-DO.2 mg/l
+IBA0.1 mg/I (表 1)。
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5期 黄衡宇等 :药用植物川东獐牙菜的组织培养 435
幼嫩茎也能形 成愈伤组织,但效 果不 如叶片
好。多种激素组合试验显示,较适宜的诱导愈伤组
织 的激素组合 是 BA0.05 mg/I 十kt0.05 mg/I 十
IBA0.05 mg/I (表 2),但 由幼嫩茎诱 导的愈伤组 织
随着培养时间的延长易褐 变、衰老,不易做为继代
培养的材料。
带芽 老茎段 同样也 能 少量 地形 成愈 伤组 织 ,但
生长势小 ,几乎不分化出丛苗 。但它的侧芽却都能
表 2 不同激素组合对 幼嫩 茎诱导愈伤组织的影响”
Table 2 Effect of different phytohormone compositions on the calus induction
污染数除外; +少量;++长势较旺盛,浅黄色,质地疏松;+++大量 ,长势旺盛 ,淡白色·较紧密 ;一无。
够生长 ,可 以以类似“扦插 ”的方法进行繁殖 。
2.2继代培 养
将不同外植体诱导 出的愈伤组织转移到继代
培养基 中生长,发现有不同的情况:由叶片诱 导出
的愈伤组织很快就分化 出不定芽,且长势旺盛;由
带芽茎段生长出的侧芽进行培养 ,虽无丛苗 ,但长
势也较 旺盛 ;而 由幼嫩茎诱 导 出 的愈 伤组织 在转瓶
后不久便逐渐褐化死亡。不同激素组合对继代培养
的影 响也较大 (表 3)。
表 3 不同激素组合对愈伤组织幼苗分化 的影响
Table 3 Effect of different phytohormone composition
on the seeding of calus
从表 3中可以看出,在 BA低浓度培养基 中生
长量较小,但不定根分化率较高 ;在 BA高浓度培养
基 中生长量较大,但不定根的分化率较低。最佳的
激 素 组 合 为 BA2.0 mg/I ,NAA0.05 mg/I 或
BA2.0 mg/I ,IBA0.1 mg/I ,在此组合的培养基中,
生 长量 和增 殖 率 均大 ,而几 乎 不产 生 不定 根 ,这 十
分有利于继代培养。
2.3生根
将诱导发生的不定芽接种于不同激素组合 的
MS培养基上,得到了较适 宜 的生根培养基配方:
MS+BAO.05 mg/I +kt1.0 mg/I +NAA0.1 mg/I
或 MS+BA1.0 mg/I +kt0.3 mg/I 十IAA0.5 rag/
I (表 4)。
2.4试管苗移栽
取出不定根诱导出来的试管苗,小心洗尽残余
培养基后移栽到经 0.1 甲醛消毒的细河沙 中,保
温保湿培养 28 d(温度 200~250。C,湿度 80 左
右),再移入沙土中培养 ,待小苗长出4~5片小叶便
可移 栽至大 田。
3 讨 论
(1)组织培养中通常以茎尖进行愈伤组织的诱
导 ”,但从川东獐芽菜 的培养来看 ,叶片却是最
好的诱导材料 。不仅材料易得 ,而且培养的效率也
较高。
(2)愈伤组织的诱导需要较高水平 的生长素。
其中,2,4一D是最普遍使用而有效的生长素 。本实验
结果表明诱导川东獐牙菜愈伤组织,培养基内添加
生长素是必要的,而且 以 2,4一D浓度较高诱导效果
更好。关于细胞分裂素对愈伤组织诱 导的作用很
多 ,6-BA或 KT 明显 抑制 愈伤 组织 的形成 ,细胞 分
裂素能提高愈伤组织诱 导频率及促进细胞胚胎发
生。本实验观察到 KT不仅对愈伤组织诱导有明显
促进作用 ,而且可改善愈伤组织 的质量,有利于致
密愈伤组织的诱导。因此,兼用生长素和 KT增效作
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用更明显,可大大提高诱导率。比较 Kt加 2,4一D和
KT加 NAA或 IBA 的效果后 ,2,4一D浓度较高,有
利于愈伤组织诱导,而 NAA的浓度低效果明显。看
来 ,能 否有 效地 脱 分 化而 产 生愈 伤 组织 ,除 了与 培
养基 ,外 植 体 有关 外 ,更 重 要 的是 受培 养 基 中所 加
入的生长调节 物质种类及 浓度 的影响 。从 川东獐芽
菜不同激素组合的诱导培养基配方中可 以看出,Kt
或 2,4一D在 外 植体 愈 伤组 织 的诱 导 中是必 不 可 少
的 ,但单 独使用效果也 不理想 。对叶片来说 ,较适 宜
植 物 22卷
的 诱 导 愈 伤 组 织 的 激 素 组 合 是 Zt1.0 mg/l +
NAA0.05 mg/l + IBA0.05 mg/l—BA0.5 mg/l +
2,4-DO.5 mg/l 或 BA0.2 mg/I +2,4-DO.2 mg/I
+IBA0.1 mg/l ,对 茎段来说 ,较适宜 的诱导愈 伤组
织 的激素组合是 BA0.05 mg/l +kt0.05 mg/1 +
IBA0.05 mg/l 。
(3)在川东獐芽菜的继代培养 中,由幼嫩茎尖
诱 导 出的愈伤 组织不 但不 易分化 出不定芽 ,而且随
着培养 时间的延 长易褐变 、死亡 ,几乎 不能做为继
表 4 不同激素 组合对根 系分化的影响
Table 4 Effect of different phytohormone compositions on the differentiation of rooting
污染数除外; +少量 ,生长缓慢 ;++较多.生长迅速;+++大量 .生长旺盛 ;一极少.几乎不生长。
代培养的材料 。而 由叶片诱导 出的愈伤组织质地 紧
密 ,表 面有 白色 霜状 的组织层 ,易分化 出不定 芽 ,是
理想 的继 代培养材 料 。有 趣 的是 ,与上述两 种材 料
不同,带芽老茎段培养生长 出的侧芽在继代中采用
“扦插”的方式进行培养,繁殖系数也较高,表 明川
东獐牙菜的试管培养也能够用侧芽繁殖 的方式进
行 。这与李启 任对一些植 物的组培研究类似“ 。继
代培养试验表 明:适宜的激素组合是 BA2.0 mg/l
+NAA0.05 mg/l 或 BA2.0 mg/l +IBA0.1 mg/
I 。
(4)对生 根培 养来说 ,添加 Kt比仅用生 长素 的
效果好 得 多。这表 明 Kt在川东獐 牙菜 的培 养 中不
仅对 愈伤组 织 的诱 导有用 ,而 且对 根 的分 化也起 作
用 ,这与许 多植 物根分 化 的诱 导不 同“ ,其生理 、
生化机制还有待于进一步研究。生根培养试验表
明:适宜的激素组合是 Ms+BA0.05 mg/l + kt1.0
mg/l + NAA0.1 mg/l 或 MS+ BA1.0 mg/l +
kt0.3 mg/1 +IAA0.5 mg/1 。
(5)通过本研究笔者还发现,pH值的大小对实
验 的成功 与否 是至关 重要 的 。对川 东獐 牙菜来说 ,
适宜的 pH值范围为 5.8~6.0,低于这个范围或超
出这个 范 围都将 影 响样 品 的生长 ,主要表 现 为瓶苗
叶 片与培养基 接触 的地方发 生肿 大并 逐渐 死亡 ,或
瓶苗基部“水化”。
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