全 文 :广 西 植 物 Guihaia 28(6):819— 822 2008年 11月
八角莲组织培养研究
唐凤鸾,李 锋,黄宁珍,付传明,赵志国
(; 薯 蒌广西植物研究所,广西桂林54106)
摘 要:以八角莲种子为外植体,MS为基本培养基,通过不同的激素种类和浓度配比,对八角莲进行组织培
养研究。结果表明:种子在 Ms+BA1.0 mg/L+IBA0.5 mg/L+GAs4.0 mg/L培养基上容易萌芽,发芽率为
72。4 ;培养基 MS+BA10.0 mg/L+GAs0。5 mg/L可诱导种子幼苗形成丛生芽;继代繁殖在 MS+BA(8.0
~ lo.o)mg/L+GA32.0 mg/L与低浓度 BA或无 BA的培养基上进行循环培养效果较好;MS+NAA1.0
mg/L+AC0.2 g/L适宜诱导生根获得再生植株,生根率 100 。带叶叶柄在 MS+BA1.0 mg/L+2-ip(0.5~
1.O)mg/L+NAA0.02 mg/L培养基上可诱导愈伤及根,直接形成再生植株。生根苗移栽成活率 9o 。
关键词:八角莲 ;组织培养;激素
中图分类号 :Q943.1 文献标识码 :A 文章编号 :1000—3142(2008)06-0819-04
Study on tissue culture of Dysosma versipellis
TANG Feng-Luan,LI Feng,HUANG Ning-Zhen,
FU Chuan-Ming,ZHAO Zhi-Guo
(Guangxi Institute of Botany,Guangxi Zhuang Autonomous Region and the Chinese Academy of Sciences,Guilin 541006,China)
Abstract:The seeds of Dysosma versipellis were used as explants for tissue culture in different culture media.
The results obtained from the present study were as folows:the seed germination rate could reach 72.4 on
MS+BA1.0 mg/L+IBA0.5 mg/L+GA34.0 mg/L;the medium which was good for the cluster buds induc—
tion in seed buds was MS+BA10.0 mg/L+GA30.5 mg/L:the medium of proliferation should be MS+BA
(8.O~10.O)mg/L+GA3 2.0 mg/L with low concentration of BA or no BA for circulation culture:the ideal
medium for root formation was MS+NAA1.0 mg/L+AC0.2 mg/L,and the rooting rate could reach 100 ;
tender leaves with stalk could be induced for callus and roots in MS+BA1.0 mg/L+2-ip(0.5~1.O)mg/L+
NAA0.02 mg/L.The survival rate of the seedlings was about 90%.
Key words:Dysosma versipellis;tissue culture;hormone
八角莲(Dysosma versipelis)为小檗科八角莲
属植物,是我国重要的药用植物。传统主治跌打损
伤、蛇伤及风湿关节痛。现代研究发现,其根茎中含
鬼臼毒素、槲皮素和山奈酚等多种有效化合物;其中
鬼臼毒素是一种具有抗癌活性的天然产物(徐仁生,
2004),对抑制动物肿瘤和细胞癌变有明显效果(尚
明英等,2002);槲皮素和山奈酚等有明显的抗病毒
活性(姚莉韵等,1999),能治疗多种病毒性疾病;另
外山奈酚还对金黄色葡萄球菌及伤寒、绿脓、痢疾杆
菌等有抑制作用,可用于抗菌消炎。八角莲的花和
果实可治疗劳伤、气喘,叶则用于治疗哮喘、背痈溃
烂等疾病。目前,八角莲根茎提取物已有注射液生
产,可进行静脉注射,有消气化痰、解毒消肿、抗癌、
抗病毒、保肝、免疫调节、镇咳祛痰等功效,能治疗乳
腺癌、直肠癌、肝癌、鼻咽癌等多种癌症和流行性腮
腺炎、乙型脑炎、尖锐湿疣等病毒性疾病及流行性出
收稿El期 :2007—02—12 修回Et期 :2008一O1—20
基金项目:广西科技攻关项目(0322024—3B)[Supported by Key Science and Technology Program of Guangm(0322024~3B)]
作者简介:唐风鸾(1978一),女,广西全州人,助理研究员,从事植物组织培养研究工作。
82O 广 西 植 物 28卷
血热等症(叶耀辉等,2005)。
自然条件下,八角莲生长缓慢,繁殖能力低下,
一 般生长数年才能人药。由于20世纪 6O年代过度
采挖,资源急剧减少,加上近年其根茎成为抗肿瘤中
成药的主要原料,需求量很大,每年的消耗量远远超
出年生产量,使八角莲种质资源濒临灭绝。因此,对
八角莲进行组织培养研究,对资源保护和中药生产
都有积极的意义。
I 材料与方法
1.1材料及消毒
实验用八角莲是从广西桂林六塘乡引回,种植
于广西植物研究所 中草药保存圃中的野生种。于 9
~ 1O月果实成熟季节,从苗圃中采集果大形正没有
病虫的完整果实,清洗干净后在无菌条件下进行整
果消毒,消毒时先用 7O%酒精擦试果实表面,后用
0.1 9/6的HgC1 浸泡 10 rain,无菌水浸洗 4~5遍。
1.2诱导种子发芽处理
将消毒好的果实切开,取出种子接种于培养基
MS、MS+BA0.5 mg/L+IBA0.1 mg/L+GA。2.0
mg/L、MS+ BA1.0 mg/L十 IBA0.5 mg/L十
GA。4.0 mg/L上。接种在 MS上的种子材料分别
进行3~7 d的暗培养处理,低温4℃处理24、48、72
h及在 培养室 中正常培养共 5个处理。MS+
BA0.5 mg/L+IBA0.1 mg/L+GA32.0 mg/L上
的材料一半正常培养,一半用蓝光培养。MS+
BA1.0 mg/L+IBA0.5 mg/L+GA。4.0 mg/L上
的材料只进行正常培养。
1.3培养基及培养条件
采用MS为基本培养基,根据不同培养阶段和
培养目的添加不同浓度及组合的 BA、GA 、2,4一D、
2一ip、IBA和NAA等。各培养基均附加 3.0 的蔗
糖和 0.5%的琼脂,pH为 5.8。培养条件:除在诱
导种子萌发时所做的培养处理外,其余均在温度(25
±3)℃,湿度 70 9/6,日光灯连续光 照 12~14 h/d,
光强 32.4~36/~mol·m ·s 的条件下培养。
1.4数据收集与统计分析
在培养的各个诱导阶段分别统计不同培养基上
的萌发率、增殖芽数、出愈率、生根率。通过观察其
生长情况,分析各个培养阶段八角莲的最佳诱导培
养基。统计方法为:萌发率 一出芽数/接种数 ×
100 9/5;增殖芽数为观测外植体增殖芽的平均个数;
出愈率:成愈数/接种数×100 9,6;生根率=生根数/
接种数x 100%;移栽成活率一移栽成活的苗数/移
栽苗的总数×100 。
表 l 不同培养基及不同培养处理对种子萌发诱导的影响
Table 1 Effects of different media and culture handling on induction of seeds germination
2 结果与分析
2.1不同培养基及培养处理对八角莲种子萌发的影响
从表 1可知:(1)不同培养基诱导种子萌发的结
果:培养基 MS上的种子萌发率最低,芽的生长也比
较差;培养基 MS+BA1.0 mg/L+IBA0.5 mg/L+
GA。4.0 mg/L的诱导效果最好,种子的萌发率高达
72.4 ,且芽色嫩绿,生长粗壮。培养基 MS+
BA0.5 mg/L+IBA0.1 mg/L+GA 2.0 mg/L的
诱导效果居中,种子的萌发率均达 5O 9,6。(2)光照
条件及低温对种子萌发的影响:MS培养基上的 3
个处理中,以正常培养的效果较好;经暗培养的种子
萌发率虽比正常培养的稍高,但芽细弱质量差;经低
温处理的种子萌发率最低,且芽和根均存在严重的
质量问题。MS+BA0.5 mg/L十IBA0.1 mg/L+
GA。2.0 mg/L培养基中蓝光培养亦不如正常培养
的好,萌发率较低,质量偏差。可见暗培养、低温处
6期 唐凤鸾等:八角莲组织培养研究 821
理及蓝光培养均不利于八角莲种子的萌发和生长,
而以常温日光灯培养最好。因此,诱导八角莲种子
萌发的最佳 培养基应 为 MS+BA1.0 mg/L+
IBA0.5 mg/L+GA。4.0 mg/L,培养条件为温度
(25±3)℃,日光灯照射。
2.2不同培养基对继代培养的诱导效果
(1)对吐芽种子苗的诱导效果(表 2):将已萌发
生长良好的种子苗转接于 1~6号培养基上诱导丛
生芽,培养 40 d的结果如表 2。从表中可知,不同培
养基对八角莲吐芽种子苗的生长分化影响较大,其
中6号培养基诱导丛芽效果最明显,平均每个外植
体有 4个芽分化且生长好,5号培养基上愈伤生长
最好。八角莲种子苗的培养受 BA浓度的影响较
大,只有浓度≥8.0 mg/L才能有效地诱导其分化形
成丛芽,10.0 mg/L的诱导效果最好。
表 2 不同培养基对种子苗愈伤及丛生芽的诱导效果
Table 2 Effects of different media on induction of
eftl1US find clUster bllds of seed bI1ds
编号 培养基 分化状况
No. Medium (mg/I ) Cluster differentiation
(2)对扩繁增殖培养的影响(表 3):将生长良好
的丛芽切成带 1个芽的小块接人 1、2号培养基上继
续培养。50 d后材料生长分化结果为,BA浓度为
10.0 mg/L的1号培养基上的材料平均能形成 6个
丛生小芽,芽增殖速度最快,但叶色有些发白;BA
浓度为 12.0 mg/L的 2号培养基上的材料生长不
齐,质量差,增殖速度下降。再把 1、2号培养基上的
材料切割后接到 3~8号培养基上培养。在培养过
程中发现 BA浓度为(8.0~9.O)mg/L的培养基上
的材料均出现异常现象,而在低浓度 BA及元 BA
的培养基上的材料生长良好。
综上所述,继代培养应先在高浓度 BA(8.0~
10.0 rag/L)上培养诱导丛芽,后转人低浓度或无
BA的培养基上进行壮苗培养,然后又转到高浓度
上诱导增殖的循环培养。
2.3根的诱导及试管苗移栽
将高为 3~4 cm的丛生芽分成单芽,转接到含
1.0 mg/L NAA及附加 0.2 g/L AC的 MS培养基
上诱导生根。培养 7 d材料基部形成白色突起,2O
d后平均能诱导出5条白色粗壮根,统计生根率高达
100 。将已长成完整小植株的试管苗,选择温湿度
较高的天气,在室内打开瓶盖炼苗 3 d,洗净培养基
后,于大棚中移入经 5O 多菌灵或敌克松500倍液处
理过的含腐殖质丰富的疏松土壤中。前 1星期每天
向叶面喷洒少量的水,30 d后成活率达9O 。
2.4不同培养基诱导带叶叶柄形成愈伤及根的结果
在接种过程中,把生长嫩绿的叶从叶柄基部切
下接种在 1、2、3号培养基上,培养 45 d的结果见表
4。1、2号培养基上的叶柄基部均形成直径达 2.5
表 3 不同培养基对八角莲继代增殖培养的影响
Table 3 Effects of different media on proliferation culture of Dysosma versipellis
cm的大团质地紧密的愈伤,尤其是 2号上的材料从
愈伤上还长有 2~3条白色粗壮根,3号培养基上的
最差。可见,培养基 MS4-BA1.0 mg/L4-2一ip1.0
mg/L+NAAO.02 mg/L能有效地诱导叶柄分化出
愈伤和根。
把长有愈伤的材料再转入 2、4号培养基上继续
培养。结果 2号上的材料长出更多的根,但没有芽
分化;4号上的材料在培养 35 d左右,可从叶柄基部
822 广 西 植 物 28卷
愈伤诱导出芽,但出芽率很低,仅为 2O 左右。
3 讨论
研究证明低温与 GA 处理均能有效地打破种
子休眠,提高发芽率(秦佳梅等,2006;杨慧玲等,
2005;李梅等,2005)。在本试验中经 GA 处理的八
角莲种子萌发早,发芽率高,而经低温处理的种子萌
发率极低,且芽生长慢质量差,这说明 GA。可有效
地打破八角莲种子的休眠,4℃的低温不但没能提
高萌发率,反而还影响了芽的生长。这可能是因为
八角莲是一种严格的适应亚热带山地森林环境条件
的植物(邱荷香等,2002),它适应性差,受环境气候
等自然条件的约束较严重(叶耀辉等,2005)。4℃
的低温很可能已超出了种子所能承受的极限低温,
从而造成低温伤害,影响种子发芽。这与经 4℃低
温贮藏可提高典型热带植物三药槟榔种子发芽势而
发芽率保持不变的结果有一定差异 (杨期和等,
2005)。
在进行带柄嫩叶培养时发现:MS+BA1.0 mg/
L+ 2一ip0.5 mg/L+ NAA0.02 mg/L及 MS+
BA1.0 mg/L+2-ip1.0 mg/L+NAA0.02 mg/L均
能有效地诱导叶柄形成愈伤团,只需 45 d就能产生
直径达 2.5 cm的愈伤。这比潘琦等(2002)利用野
生八角莲幼叶,在含 2,4一D和 BA的 MS培养基上
培养 2个月才获得愈伤组织,所需时间至少短15 d。
培养基 MS+BA1.0 mg/L+ 2一ip1.0 mg/L+
NAA0.02 mg/L的诱导率达 75 9,6,此外,还可诱导
表 4 不 同培养基对叶柄的诱导效果
Table 4 Effects of diferent media on leaf stalk
叶柄愈伤分化生根。
八角莲在自然条件下只进行有性生殖,由种子
萌发到性成熟约需 5~6年,繁殖周期长。加之八角
莲为自花授粉植物,且花的结构不利于授粉及营养
竞争,从而限制结实率与结籽率(马绍宾,2000)。此
外,种子萌芽率低,种子幼苗需生长 2年才能移栽,
育苗周期长(邱荷香等,2002)。在人工条件下,虽能
进行营养繁殖,但繁殖材料十分有限。因此不论用
种子还是根茎繁殖,繁殖率均较低。而带叶叶柄培
养45 d就能分化愈伤生根形成再生植株,这比利用
种子、根茎育苗周期短,效率高,且不受地理气候等
自然条件的影响。此外,它是根茎培养过程中切下
的废弃物,不影响根茎的培养增殖,这在很大程度上
提高了材料的利用率。因此,培养带叶叶柄形成再
生植株,对提高八角莲的繁殖速度有重要作用。
经前人工作证明,八角莲愈伤及诱导根中均含
有鬼 臼毒素,可分别达到野生品根含量的 20 、
25 (潘琦等,2002,2006;刘蕾等,1997)。Toshio
等(1998)认为在培养基中添加鬼臼毒素的前体合成
物质如苯丙氨酸或诱导子如鬼臼类多糖物质等可提
高愈伤组织中鬼 臼毒素的含量,以及 Inomata等
(1993)认为利用发根农杆菌诱导药用植物的组织形
成毛状根,可成倍增加植物中次生代谢产物的含量。
因此,可以考虑使用相关技术提高八角莲愈伤及诱
导根中有效成分的含量,从试验室直接提供生产原
料,而克服八角莲野生或栽培状态下生长周期长繁
殖能力低的难题。这样即可降低成本也可保护资
源,从而满足生态及药用领域 的需要。
参考文献 :
叶耀辉,黄慧莲,刘红.2005.珍稀濒危药用植物八角莲属的研
究进展EJ].江西中医学院学报,17(5):55—58
刘蕾,高增平,江佩芬.1997.八角莲的组织培养品及野生品的
化学成分对比研究EJ-I.中国中药杂志,22(10):593-595
徐仁生.2004.天然产物化学[M].北京 :科学出版社
潘琦 ,傅承新.2002.八角莲的植物化学成分和组织培养研究
[J].中国医学生物技术应用杂志 ,3:51—54
Inomata S,Yokoyma M,Gogu Y,et a1.1993.Growth pattern and
ginsenoside production of agrobacte riumr transformed Panaz
ginseng roots[J].Plant Cel Rep,2:681-685
M(李 梅),Yin MQ(尹 明权 ),Zhao L(赵 磊),et a1.2005.
Study on the germination character of Swertiamileensis(青叶胆
种子发芽特性的研究)[J].J Yun~n Agric Univ(云南农业大
学学报),20(4):593-596
Ma SB(马绍宾).2000.A contribution to the reproductive ecology
of Dy~osma veitchii(川八角莲繁殖生态学初步研究)[J].Acta
Phytoecol Sin(植物生态学报),24(6):748—753
(下转第 855页 Continue on page 855)
6期 田蕾等:鄂尔多斯半日花提取物的杀线虫作用 855
的杀线虫活性,而石油醚及丙酮提取物的杀线活性
较弱。说明鄂尔多斯半日花的杀线虫活性成分主要
分布于这个极性范围内,而且以极性最强水溶性的
活性最强。(2)本文充分考虑了提取物种类(A)、浓
度(B)和处理时间(C)以及三因素的互作效应(AXB
×C)和双因素互作效应(A×B、AX C、B×C)对线虫
校正死亡率的显著影响,选出两个最佳的药液处理组
合:水提取物在 6 mg·L- 浓度时与 1 d的作用组合、
乙醇提取物在 3 mg·L- 浓度时与 5 d的组合。
参考文献 :
吴文君,刘慧霞,朱 靖博 ,等.1998.天然产 物杀虫剂——原 理
· 方法 ·实践[ .西安:陕西科学技术出版社:338
郭郛,忻介六.1998.昆虫实验方法[M].北京:科学出版社:
184— 194
傅立国.1992.中国植物红皮书——稀有濒危植物[M].北京:
科学出版社 :2—18
Chandravadana MV,Eugene S.1996.Nematicidal activity of some
plant extracts[J].Nematol,26:148—151
Li DP(李 典鹏 ),Liu JL(刘 金 磊),Chen HS(陈海 珊),et a1.
2007.Bioactivity of extract from Heynea trijuga against Pieris
rapn larvae(海木提取物对菜青虫幼虫的生物活性)[J].
Guihaia(广西植物),27(3):453—456
Nonogaki H,Gee 0H,Bradford KJ.20o0.A germination-specific
end B.mannanase gene is expressed in the micropylar endo
sperm cap of tomato seeds[il1.PlantPhysiol,123:1 235—1 246
Suresh Walia.2003.An efficient method for the purification and
characterization of nematicidal azadirachtins A,B and H using
Ⅳ LC and ESIMS[-J].Agric Food Chem,51:3 966—3 972
Tiara L(田蕾),Yang J(杨静),Liu Q(刘强),2007.On fungistasis
of the extracts from Helianthemum ordosicum for pathogenic
germs of plants(鄂尔多斯半 日花提取物对 4种植物病原菌 的
抑菌性)[J].J n口 in Norm Univ(NatSci Edi)(天津师范大
学学报 ·自然科学版),27:32—38
Yang WS(杨文思),Tian L(田蕾),Liu Q(刘强).2007.The tox
icity of the water extract from Helianthemum ordosicum against
Plutellaxylostella(鄂尔多斯半 日花水煮膏对小菜蛾 的毒杀
作用)口].J Mongolia Norm Univ(内蒙古师范大学学报),36:
202——204
Zeng XR(曾宪儒),Chen HS(陈海珊),Liu Y(刘演),eta1.2005.
Insecticidal activity of wild Meliaeeae plant extracts from Guan。
gxi on the Lipaphis erysimi Kaltenbaeh(广西野生楝科植物提
取物对萝 b蚜的杀虫作用初步研究)[J].Cmihaia(广西植
物),25(5):494-496
(上接第 822页 Continue from page 822)
Pan Q(潘琦),Chen SY(陈绍瑗 ),Jiang wM(姜 维梅),et a1.
2006.Study on the podophylotoxin in the Dysos~a versipellis
and its calus’materials(/\角莲的愈伤组织和组培根及野生根
状茎的鬼臼毒索含量比较研究)[J].J Zh~iang Univ(浙江大
学学报),32(1):56—59
Qin JM(秦佳梅),Zhang WD(张卫 东),Zhao SW(赵书巍).
2006.Study on dormancy mechanism and handing technique of
seed of Senecio cannabiJblius(返魂草种子休眠机理及处理技
术研究)[J].Seed(种子),25(2):4—5,9
Qiu HX(邱 荷 香 ),Qiu YX,(邱 英 雄 ).2002.Advances in
kesearch on the endemic and endangered plant of Dysosma in
China and its exploitation prospects(中国特有濒危植物八角莲
的研究进展及其开发前景)[J].J Anqing Teachers Coll(安庆
师范学 院学报),8(4):91—93
Shang MY(尚明英),Xu LS(徐 路珊),LiP(李萍),et a1.2002.
Study on pharmacodynamics of Chinese herbal drug Guijiu and
its ligna(鬼臼类中药及其木脂素类成分的药效学研究)[J].
C^ n Trad Herb Drugs(中草药),33(8):722—724
Toshio M,Masaru M,Kazutaka I.1998.Production of podophyl—
lotoxin in Juniperus chinensis calus culture treated with oligo—
saecharids and biogenetic precursor[J].Phytochemistry,49(2):
491— 496
Yang HL(杨慧玲),Liu JQ(刘建全).2005.Seed germination of
Swertia mussoti,an important application in tibetan folk medicin
(重要藏药川西獐牙菜种子萌发的研究)[J].Acta Bot Yunnan
(云南植物研究),27(3):295—300
Yao LY(姚莉韵),Wang LP(王丽平).1999.Isolation of effective
constituents from the hydrophilic fraction of Dysosma Versipellis
and their antivirus effect on CB1—6V and HSV-1 virus(八角莲
水溶性有效成分的分离与抗病毒活性的测定)[J].Acta Vni—
versitatis Medicinalis Second Shanghai(上海第二医科大学学
报),16(10):234—237
Yang QH(杨期和),Liao FL(寥富林),Wen XH(温献环),et a1.
2005.Study on dorm ancy and germination of Areca triandra
seeds(-药槟榔种子休眠与萌发的研究)[J].Guihaia(广西植
物),25(6):549—554