全 文 ：药 物 生 物 技 术
Pharmaceutical Biotechnology 2014，21(2):152 ～ 155
药用植物茅苍术工厂化育苗关键技术研究
王红娟，杨 岚，向增旭
*
(南京农业大学 中药材研究所，江苏 南京 210095)
摘 要 建立茅苍术高频快繁和试管苗移栽技术体系，为种苗的大规模工厂化生产提供技术依据。以野生
茅苍术种子为试验材料，用 0. 1%的 HgCl2 消毒后建立无菌系，采用均匀设计法对茅苍术的增殖及生根培养基进
行优化，并对试管苗移栽基质进行筛选。结果表明:采用 0. 1%的 HgCl2 灭菌 4 min，种子萌动率达 87%;茅苍术增
殖最佳培养基为 MS + 6-BA 2. 0 mg /L + NAA 0. 2 mg /L，30 d的平均增殖系数达 10. 00 ± 0. 71;生根最佳培养基为
1 /2 MS + NAA 1. 0 mg /L，平均生根条数达 7. 60 ± 0. 40;试管苗在蛭石基质中成活率达到 91%。该研究建立的茅
苍术种苗大规模工厂化生产技术体系，为茅苍术人工栽培所需大量种苗的工业化生产奠定了基础。
关键词 茅苍术;均匀设计;工厂化育苗;基质
中图分类号 S567. 21 + 1 文献标志码 A 文章编号 1005-8915(2014)02-0152-04
茅苍术 Atractylodes lancea(Thunb. )DC 为菊科多年生
草本植物，其根茎具有燥湿健脾、祛风散寒、明目等功效［1］，
为临床常用药之一。茅苍术主要产于江苏、湖北、浙江及安
徽等地，传统上以江苏省茅山一带为中药材茅苍术的道地
产区，包括现今江苏省南京、句容和金坛等地，历代本草专
著均认为其质量好、疗效佳，曾作为贡品享誉全国［2-3］。历
史上，茅山地区苍术年收购量曾一度达到 6. 6 万公斤，在满
足本地需求的同时行销海内外［4-5］。因多年无序采挖，又无
相应保护措施，加之生态环境恶化，茅山地区野生茅苍术资
源濒临枯竭［6-7］。进行人工栽培是实现茅苍术资源保护和
利用的有效途径，但目前发展茅苍术人工栽培面临的首要
问题是种苗来源严重不足。
茅苍术可通过块茎和种子两种方法繁殖。利用组织培
养方法对珍稀植物进行快繁研究，不仅可以克服种子繁殖
中存在的诸多问题，而且可以克服常规无性繁殖速度慢、繁
殖率低的缺点。加上组织培养不受季节、气候等因素的制
约，节省土地，速度快，质量高，技术密集，便于集约化管理
和工厂化生产［8］。本研究针对茅苍术工厂化育苗的高频快
繁、试管苗生根及移栽的关键环节展开研究，旨在为茅苍术
种苗的大规模生产提供技术支持。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
2012 年 10 月 31 日采于江苏省金坛市薛阜镇金牛洞。
经南京农业大学园艺学院中药学专业向增旭教授鉴定为野
生茅苍术的成熟种子。
1. 2 培养条件
无菌培养体系采用的基本培养基为 MS，蔗糖含量均为
3%，pH为 5. 8，用 0. 78%的琼脂固化，培养温度为(24 ± 1)℃，
光照条件 1 500 ～ 2 000 lx，光照时间为 12 h /d。
1. 3 试验方法
1. 3. 1 茅苍术种子的消毒 挑选籽粒饱满的种子，用肥皂
水清洗 3 次，涮干净肥皂沫后装于纱网中流水冲洗 1 h。在
超净工作台上，将甩干水分的种子浸入 75%的酒精中浸泡
30 s，用无菌水清洗 4 次后部分种子转入 2%的 NaClO中灭
菌 15 min，部分转入 0. 1%的 HgCl2 中分别灭菌 4 min(处理
1)、5 min(处理 2)和 6 min(处理 3)后，用无菌水清洗 5 次，
将干净种子置于滤纸上吸干水分，接入 MS 培养基，每瓶接
种 6 粒种子，接种 50 瓶。
1. 3. 2 均匀设计
1. 3. 2. 1 增殖培养基的筛选 采用均匀设计法进行增殖
培养基的筛选。首先初步选定 U7(7
2)表设计试验，选取 6-
苄氨基嘌呤(6-BA)和 α-萘乙酸(NAA)作为参选因素(分别
标记为 A和 B)，试验设计见表 1。将种子发芽后获得的无
菌苗接种于增殖培养基中，每个处理接种 10 瓶，每瓶接种
5 个幼芽。培养 30 d 后测定各处理的分化芽数，测定结果
运用 SPSS19. 0 进行统计分析。
1. 3. 2. 2 生根培养基的筛选 生根培养基采用 U6(6
2 ×
2)均匀设计表，选取蔗糖、NAA及基本培养基 MS作为参选
因素(分别标记为 A、B和 C)。试验因素水平如表 2 所示，
当丛生芽高达 3 cm 以上时进行生根培养。将生根苗在含
生长素的培养基中培养 4 ～ 6 d后转入基本培养基。2 w后
251
* 收稿日期:2013-08-04 修回日期:2013-09-24
作者简介:王红娟(1989-)，女，在读硕士研究生，E-mail:2012104201@ njau. edu. cn。
* 通讯作者:向增旭，副教授，主要从事药用植生物技术育种研究，E-mail:zxxiang@ njau. edu. cn。
王红娟，等:药用植物茅苍术工厂化育苗关键技术研究
统计生根总数和植株生长状况。
Tab 1 U7(7
2)The factors and levels for uniform design
Level A:6-BA(mg /L) B:NAA(mg /L)
1 0. 50 0. 05
2 1. 00 0. 10
3 1. 50 0. 20
4 2. 00 0. 30
5 2. 50 0. 40
6 3. 00 0. 50
7 3. 50 1. 00
Tab 2 U6(6
2 × 2)The factors and levels for uniform design
Level A:Sucrose (%) B:NAA(mg /L) C:Basic medium
1 2. 00 0. 05 MS
2 2. 50 0. 10 1 /2MS
3 3. 00 0. 20
4 3. 50 0. 30
5 4. 00 0. 50
6 4. 50 1. 00
1. 3. 3 试管苗的移栽 4 月份，当试管苗高约 4 cm，并生
有 3 ～ 4 条 2 cm 长的新根时即可炼苗后移栽。拧松瓶盖，
在温室放置 2 d，再在自然光下炼苗 4 ～ 5 d 后，取出试管
苗，洗去黏着的培养基，移栽到不同的基质中(基质种类见
表 6)，置于覆盖 60%遮阴网的塑料大棚中常规管理。30 d
后调查移栽成活率和苗生长状况。
2 结果
2. 1 不同消毒方法对茅苍术种子发芽率的影响
用 2%的 NaClO灭菌 15 min的茅苍术种子在培养次日
已经有部分污染，培养 d 3 已全部污染。而在 0. 1% 的
HgCl2 中灭菌 4 min(处理 1)的茅苍术种子在培养 d 3 虽然
污染率达 55%，但已有 87%的种子萌动。在 0. 1%的 HgCl2
中灭菌 5 min(处理 2)和 6 min(处理 3)的茅苍术种子培养
d 3 污染率分别为 25%和 16. 7%，未见种子有萌动迹象。
培养 7 d后处理 1 发芽的苗平均高已达 1. 5 cm，而此时处
理 2 和处理 3 发芽率仅为 38. 1%和 27%。由此可见，HgCl2
对植物的毒害作用随着其处理时间的延长而加强，处理时
间过久会抑制种子的萌发。
Tab 3 The effects of different disinfection methods on seed germination rate of Atractylodes lancea DC.
Disinfection
methods
Pollution rate in
the third day (%)
Stirring rate in the
third day(%)
Pollution rate in the
seventh day(%)
Stirring rate in the
seventh day(%)
1 55 87 24 89
2 25 0 20 38. 1
3 16. 7 0 17 27
2. 2 不同激素配比对丛生芽分化的影响
2. 2. 1 方差分析 将茅苍术无菌苗胚轴诱导出的丛生芽
分成单株，接于表 4 所列培养基中，30 d 后统计分化芽数，
结果见表 4。试验结果表明，7 个处理的茅苍术丛生芽增殖
效果明显不同，苗的长势也呈现个体差异(图 1)。以处理 4
的培养基 MS + NAA 0. 2 mg /L + 6-BA 2. 0 mg /L 分化的丛
生芽最多，其增殖系数平均为 10. 00 ± 0. 71，显著优于其他
处理，而且苗长势最好。
Tab 4 The uniform design and the results of the experiment
Treatment
A:6-BA
(mg /L)
B:NAA
(mg /L)
Average number of
bud differentiation
1 1(0. 50) 4(0. 40) 1. 00 ± 0. 32 cD
2 2(1. 00) 2(0. 10) 5. 00 ± 0. 71 bBC
3 3(1. 50) 7(1. 00) 5. 80 ± 0. 58 bB
4 4(2. 00) 3(0. 20) 10. 00 ± 0. 71 aA
5 5(2. 50) 6(0. 50) 6. 60 ± 0. 93 bB
6 6(3. 00) 1(0. 05) 5. 60 ± 0. 51 bB
7 7(3. 50) 4(0. 30) 2. 80 ± 0. 58 cCD
Note:Different small letters mean significant difference at 5%
level and different capital letters mean significant difference at
1% level
Fig 1 Effect of different hormone combination on
cluster bud differentiation
2. 2. 2 逐步回归分析 由于试验设计时，假定各因子间是
相互独立的，没有考虑到因子间的交互作用，所以分析结果
时，必须考虑到各因子间的交互作用。由于因子间的一级
交互作用是主要的交互作用，故主要考虑 A × B 的交互作
用［9-10］，即考虑二次逐步回归模型，模型表达式为 Y = a0 +
a1 × A + a2 × B + a3 × A × B + a4 × A
2 + a5 × B
2，a0 为常数项，
a1，a2，a3，a4，a5 为待估参数。用 SPSS19. 0 软件以丛生芽数
为考查指标进行逐步回归分析，得到优化方程为:Y =
－4. 845 +13. 054A +2. 128B －3. 108A ×B －2. 875A2 －0. 905B2。
按照均匀设计所得的最佳条件 A = 2. 0 mg /L，B =
0. 2 mg /L，代入回归方程，得分化芽优化方程的指标预测值
为 8. 91，与该水平条件下分化芽的平均数 10. 00 ± 0. 71
351
药 物 生 物 技 术 第 21 卷第 2 期
(表 4)很接近，说明均匀设计选出的最优条件具有良好的
重现性。
2. 3 不同激素配比对试管苗生根的影响
对不同培养基中生根数进行统计，结果见表 5。不同
激素配比下，各处理生根数差异明显，且根的生长状况也
不相同(图 2)，其中处理 3 生根较粗且根的平均条数最
多，苗的生长状况最好，所以最利于茅苍术生根的培养基
为 1 /2MS + NAA 1. 0 mg /L。
Tab 5 The uniform design and results of experiment
Treatment A:Sucrose(%) B:NAA(mg /L) C:Basic medium Average root number Seedling growth
1 1(2. 00) 2(0. 10) 2(1 /2MS) 3. 20 ± 0. 37 dC Ｒoot number of seedlings are less
and growing in general
2 2(2. 50) 4(0. 30) 1(MS) 6. 20 ± 0. 37 abAB Differentiation of the root are slow
and seedlings growing worsely
3 3(3. 00) 6(1. 00) 2(1 /2MS) 7. 60 ± 0. 40 aA Differentiation of the root are quickly
and seedlings growing robustly
4 4(3. 50) 1(0. 05) 1(MS) 5. 00 ± 1. 00 bcBC Differentiation of the root are slow
and seedlings growing worsely
5 5(4. 00) 3(0. 20) 2(1 /2MS) 3. 40 ± 0. 51 cdC Differentiation of the root are quickly
and it appearing dead leaves
6 6(4. 50) 5(0. 50) 1(MS) 2. 80 ± 0. 58 dC Differentiation of the root are thin
and less，seedlings growing worsely
Note::Different small letters mean significant difference at 5% level and different capital letters mean significant difference at
1% level
Fig 2 Effect of different hormone combination
on rooting of test tube seedlings
在试验设计时假定各因素间不存在交互作用。但分析
结果时，必须考虑各因素间的交互作用。由于因素间的一
级交互作用是主要的交互作用，故主要考虑 A × B、A × C和
B × C的交互作用，即考虑二次逐步回归模型。模型表达式
为:Y = a0 + a1 × A + a2 × B + a3 × C + a4 × A
2 + a5 × A × B +
a6 × A × C + a7 × B
2 + a8 × B × C + a9 × C
2。其中 a0 为常数
项，a1，a2，a3，a4，a5，a6，a7，a8，a9 为待估参数。用 SPSS19. 0
软件以生根数为考查指标进行逐步回归分析，得到优化方
程为:Y = 3. 018 + 0. 420 × A2-1. 933A × B-3. 974A × C +
9. 797 B2 + 11. 061C2。
按照均匀设计所得的最佳条件 A = 3%，B = 1. 0 mg /L，
C = 1 /2MS，代入回归方程得到指标预测值为 7. 60 ± 0. 40，
而该条件下根实际分化数为 7. 60(表 4)，说明均匀设计选
出的最优条件具有良好的重现性。通过验证试验发现 3%
的蔗糖 + NAA 1. 0 mg /L + 1 /2MS(处理 3)的生根培养基最
易诱导茅苍术生根，且植株生长健壮，移栽易成活。
2. 4 不同基质对茅苍术试管苗生长的影响
将茅苍术试管苗移栽在各种不同的基质上，试管苗生
长情况明显不同，结果见表 6。种植在蛭石上的长势最好
(图 3)，苗的成活率最高，而种植在园土的苗的长势较弱，
且有一定数量的烂苗，苗的成活率明显下降。
Tab 6 Effect of different medium on growth of test tube seedlings
The medium
materials
The number of tube
seedlings transplanting
The number of
survival plants
The survival
rate (%)
Seedling growth
Vermiculite 100 91 91 Seedling are very strong
Perlite 100 82 82 Seedling are strong
Perlite + Peat soil 100 74 74 Seedling are general and have rotten seedlings
Vermiculite + garden soil 100 62 62 Seedling are weak and have rotten seedlings
Garden soil 100 43 43 Weak and have many rotten seedlings
451
王红娟，等:药用植物茅苍术工厂化育苗关键技术研究
Fig 3 The tube seedlings are in vermiculite
3 讨论
3. 1 外植体消毒
该研究采用 0. 1%的 HgCl2 灭菌 4 min，能够有效地对
外植体进行消毒并保证了较高的成活率。但升汞溶液不
易祛除，在无菌水冲洗过程中，要进行剧烈振动，清洗至少
5 次，以尽可能减小升汞溶液对外植体的伤害。
3. 2 增殖分化
诱导丛生芽时将无菌苗分割为胚轴、胚根、子叶和真叶
分别接到不同的分化培养基上，培养 20 d 后发现以胚轴诱
导丛生芽的能力最强，这与巢建国［11］，Jiang［12］等的研究结
果一致;试验筛选出的适合茅苍术增殖的培养基，增殖系数
均值为 10 左右。试验结果与李西腾［13］对茅苍术丛生芽的
诱导试验相比，增殖系数较高;试验尝试通过愈伤组织分化
来提高增殖系数，结果加入不同浓度的 2，4-D后，愈伤分化
出的丛生芽存在不同程度的玻璃化现象，而且茅苍术从愈
伤组织获得完整植株所需时间较长，培养程序复杂，易发生
变异，不利于保持亲本的性状。因此，在茅苍术工厂化育苗
中，应采用外植体直接诱导生成丛生芽的途径。
3. 3 生根
本实验筛选出的茅苍术试管苗生根培养基是 1 /2MS +
NAA 1. 0 mg /L + 3%蔗糖。在试验中尝试降低蔗糖浓度到
2%、用自来水替代蒸馏水，达到了一样的生根效果，因此在
大规模工厂化生产过程中，可考虑降低蔗糖浓度、用自来水
替代蒸馏水，以降低工业化生产成本。
通过块茎、种子和组织培养繁殖的茅苍术在药用性能
上的差异，及组织培养的茅苍术是否能够真正应用于临床
还有待于进一步试验。
参 考 文 献
［1］ 中华人民共和国药典:2010 年一部［S］．北京:中国医药科技
出版社，2010:150．
［2］ 黄璐琦，肖培根，王永炎． 中国珍稀濒危药用植物资源调查
［M］．上海:上海科学技术出版社，2012:398．
［3］ 胡世林． 苍术的本草考证［J］． 中国医药学报，2001，16
(1):11．
［4］ 朱晓琴，贺善安，贺慧生，等． 茅苍术资源再生的研究［J］． 武
汉植物学研究，1995，13(4):373．
［5］ 贺善安，贺慧生，吕晔，等． 茅苍术资源的保护和利用［J］． 植
物资源与环境，1993，2(1):1．
［6］ 孙宇章，郭兰萍，朱文泉，等． 道地药材茅苍术的资源遥感监
测［J］．中国中药杂志，2008，33(4):353．
［7］ 孙宇章，郭兰萍，黄璐琦，等． 茅山地区苍术的分布现状分析
［J］．中药材，2008，31(5):641．
［8］ 吴安湘，金晓玲，熊芳．珍稀濒危植物组织培养研究进展［J］．
西北植物学报，2006，26(1):0211．
［9］ 王秀芳，李悦．均匀设计法在植物组织培养外植体消毒中的
应用［J］．防护林科技，2003，2:6．
［10］ 李康，张东向，张磊，等． 均匀设计法优化黄芩愈伤组织培养
基［J］．生物技术，2006，16(6):62．
［11］ 巢建国，谈献和，张瑜，等． 茅苍术快速繁殖［J］． 中药材，
2001，24(7):473．
［12］ Jiang Q，Zhang Y，Zhong C，et al． Establishment of an in vitro
plant regeneration protocol for Casuarina cunninghamiana Miq． via
indirect organogenesis［J］． New Forests，2012，43(2) :143.
［13］ 李西腾，吴沿友．茅苍术的组织培养和快速繁殖［J］． 广西热
带农业，2006，2:33.
Ｒesearch on the Key Techniques in Factory Breeding of Medicinal Plants
of Atractylodes Lancea (Thunb．)DC．
WANG Hong-juan，YANG Lan，XIANG Zeng-xu*
(College of Horticulture，Nanjing Agriculture University，Nanjing 210095，China)
Abstract To establish technical system of rapid propagation and tube seedlings transplanting of Atractylodes lancea DC． and to
provide the technical basis for establishing its industrialized breeding sterile system，the wild seeds of Atractylodes lancea DC． were
disinfected with 0． 1% HgCl2 and the optimization system of its proliferation and rooting medium was studied through the uniform
design． The results showed that seed stirring rate was 87% after pretreatment with 0． 1% HgCl2 for 4 min． The best culture medium
suitable for the proliferation of Atractylodes lancea DC． was MS + 6-BA 2． 0 mg /L + NAA 0． 2 mg /L，and the average multiplication
factor was 10． 00 ± 0． 71 every 30 days;The optimum medium for rooting was 1 /2MS + NAA 1． 0 mg /L，and the average root number
was 7． 60 ± 0． 40;The highest survival rate of the tube seedlings was 91% in vermiculite． This research established the technical
system of seedlings for large-scale factory production of Atractylodes lancea DC，which laid a solid foundation for a large number of
seedlings neoded in the artifical cultivaton in industrial production of Atractylodes lancea DC．
Key words Atractylodes lancea (Thunb．)DC，Uniform design，Factory breeding，Substrate
551