全 文 ：蓬莪术的离体快繁研究
陈丽萍 ,张丹媚 ,孟亚婷 ,马丹炜 ,李群 ＊ (四川师范大学生命科学学院 ,四川成都 610101)
摘要 [目的 ]探索蓬莪术的离体快繁技术。 [方法]以蓬莪术嫩叶、块茎和根为外植体 ,接种在以MS为基本培养基 ,外加不同浓度激素
组合的培养基上进行愈伤组织诱导、增殖和分化培养;以幼芽为外植体 ,进行幼芽的增殖 、生根培养和移栽等。 [结果]诱导蓬莪术叶、块
茎和根的愈伤组织形成的最适培养基为MS+2, 4-D1.0mg/L+ 6-BA0.5～ 1.0mg/L+NAA0.3mg/L,其中蓬莪术叶诱导率最高 ,达
96%;愈伤组织增殖和分化培养还有待进一步研究。幼芽最适增殖培养基为MS+ 6-BA3.0mg/L+NAA0.1mg/L+KT1.0mg/L,
其增殖倍数达 3.5以上;而生根培养基以 1/2MS+NAA1.0mg/L+6-BA0.5mg/L为最佳 ,生根率达 100%,其移栽成活率达 85%以
上。 [结论]该研究结果为蓬莪术的快速繁殖及工厂化生产奠定了基础。
关键词 蓬莪术;离体快繁;增殖;生根
中图分类号 S567.23+9 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2009)11-04889-03
StudyonRapidPropagationofCurcumaphaeocaulisValetioninvitro
CHENLi-pingetal (CollegeofLifeSciences, SichuanNormalUniversity, Chengdu, Sichuan610101)
Abstract [ Objective] ThestudyaimedtoexploretherapidpropagationtechnologyofCurcumaphaeocaulisValetioninvitro.[ Method] The
tenderleaves, stemtubersandrootsofC.phaeocauliswereusedasexplantstostudytheefectsofdifferentconcentrationandkindsofhormone
combinationsoncalusinduction, proliferation, differentiation, budproliferation, rootingcultureandtransplanting.[ Result] Theresults
showedthatoptimalcalusinductionmediumforinducingthecallusformationofC.phaeocaulisleaves, stemtubersandrootswasMS+1.0
mg/L2, 4-D+0.5-1.0mg/L6-BA+0.3mg/LNAA.ThehighestinductionrateofC.phaeocaulisleaveswas96%.Thecalusmultiplica-
tionanddiferentiationcultureneedfurtureresearch.TheoptimalmediumfortenderbudmultiplicationwasMS+ 6-BA 3.0 mg/L+NAA
0.1mg/L+KT1.0mg/L, whosemultiplicationmultiplereachedover3.5.Theoptimalrootingmediumwas1/2MS+NAA1.0mg/L+
6-BA 0.5mg/L, withtherootingrateof100%.Andthetransplantingsurvivalratereachedover85%.[ Conclusion] Theresearchresults
laidthefoundationfortherapidpropagationandindustrializedproductionofC.phaeocaulis.
Keywords CurcumaphaeocaulisValetion;Invitropropagation;Proliferation;Rooting
作者简介 陈丽萍(1967-),女 ,四川蓬溪人 ,实验师 ,从事植物生理学
方面的研究。 ＊通讯作者。
收稿日期 2009-01-06
莪术是我国传统的中药材 ,为姜科姜黄属植物温郁金 、
广西莪术 、蓬莪术(CurcumaphaeocaulisValetion)的主根茎或
根茎 ,具有活血散瘀 ,行气止痛之功效 [ 1] 。蓬莪术主产于四
川 、福建 、广东等省 ,其油的主要成分有莪术醇 、莪术酮
等 [ 2-3] 。近年研究发现 ,莪术油具有抗癌 、抗菌 、抗病毒 、抗
溃疡 、促进微循环及治疗多种炎症等作用 ,在临床上应用广
泛 [ 4] 。已研究出的莪术油具有抗植物病原真菌活性 ,表明莪
术油具有开发成植物源杀菌剂产品的潜力。因此 ,随着研究
的深入 ,对莪术资源的需求也越来越大。
在栽培生产上 ,莪术主要通过根茎进行营养繁殖 ,耗种
量大 ,繁殖系数低且病毒化较严重 ,速度慢 ,品质下降 ,资源
供不应求。因此 ,笔者通过组织培养途径 ,首次研究莪术的
离体快繁 ,旨在为以后的生产提供大量整齐一致的种苗并为
开发以莪术为原料的产品提供质的保障 ,具有较强的实践
意义。
1 材料与方法
1.1 材料 蓬莪术的幼芽 、块茎 、嫩叶和根。
1.2 方法
1.2.1 外植体的消毒和培养条件。用自来水将材料冲洗干
净 ,适量的洗衣粉溶液浸泡 15min,再用流水冲洗 30 min;然
后在超净工作台上先用 75%酒精消毒 30 s;再用 0.1%升汞
消毒 。升汞的消毒时间根据外植体的不同而异 ,块茎消毒时
间为 15 ～ 20 min;叶片消毒 5 ～ 10 min;消毒后用无菌蒸馏水
洗涤 5 ～6次;芽的消毒时间为 6 ～ 12 min。培养基中均添加
30g/L蔗糖 、8g/L琼脂 ,在高温灭菌前 pH值调至 5.6 ～6.0,
培养温度为(25 ±2)℃,光照强度为 2 000 lx,光照时间为
12 h/d。
1.2.2 愈伤组织诱导 、继代培养。莪术叶 、块茎和根接入附
加不同激素组合的培养基中进行愈伤组织的诱导 ,以 2, 4-D
和 6-BA的不同激素组合进行试验。所有的处理在培养室培
养 25d后统计结果。大约 20 ～ 25 d,将诱导出的愈伤组织转
接于继代培养基中 ,选取继代 2 ～ 3次生长旺盛 、质地优良的
愈伤组织进行分化培养。
1.2.3 幼芽的启动 、增殖培养。将幼芽接种在启动培养基
中 ,一段时间后 ,将启动培养得到的生长相对均匀一致的幼
芽分离下来接种到增殖培养基上 , 35d后观察并统计平均增
殖倍数 。
1.2.4 生根诱导培养 。当丛生芽长到 3 ～5cm高时 ,将其切
出转接到附加不同激素的生根培养基中(以 1/2 MS为基本
培养基)进行生根培养。
1.2.5 炼苗 、移栽。在移栽前 ,将生根试管苗移入蛭石∶沙
土∶腐殖土 =1∶1∶1的混合基质中 ,保湿 、遮阴。统计莪术苗
的成活率。
2 结果与分析
2.1 不同激素组合对愈伤组织诱导 、继代培养的影响 将
蓬莪术叶片接种在诱导培养基上 , 25d后统计叶愈伤组织诱
导率(表 1)。从表 1可以看出 ,在 3种不同种类和浓度的激
素组合中 ,所有的培养基都能诱导蓬莪术叶片产生愈伤组
织 ,而且诱导率较高 ,达到了 63%以上 ,其中在 5号培养基
上 ,即 MS+2, 4-D1.0 mg/L+6-BA0.5 mg/L+NAA 0.3
mg/L,叶愈伤组织诱导率最高 ,为 96.0%。方差分析结果表
明 ,不同种类 、浓度激素组合的培养基配方中 ,莪术叶愈伤组
织诱导率的方差顺序均为 2, 4-D(772.667)>6-BA(144.667)
>NAA(2.667),可见 2, 4-D对蓬莪术叶的愈伤诱导起主导
作用 ,其次为 6-BA因子 ,影响最小的是 NAA因子。对方差
安徽农业科学 , JournalofAnhuiAgri.Sci.2009, 37(11):4889-4891 责任编辑 庆瑢 责任校对 张士敏
DOI :10.13989/j.cnki.0517-6611.2009.11.087
进行 F检验 ,得出 2, 4-D对莪术叶愈伤组织的诱导有显著的
影响 , 6-BA的影响其次 , NAA的影响最小。比较各激素愈伤
组织诱导率平均值可以看出 ,各激素 3个水平的诱导率最佳
浓度分别为 2, 4-D1.0 mg/L、6-BA0.5 mg/L和 NAA0.3
mg/L,综合研究结果 ,可得出莪术叶愈伤组织诱导的最佳激
素组合为 MS+2, 4-D1.0 mg/L+6-BA0.5 mg/L+NAA
0.3mg/L;继代培养基采用 MS+6-BA0.3 ～0.5 mg/L+2, 4-
D0.5mg/L, 20 ～ 25d继代 1次。研究发现 ,叶愈伤组织容易
继代 ,但是继代 2次后愈伤组织极容易产生绒毛状根 ,生根
后愈伤组织逐渐褐化死亡 ,无其他组织的分化(图 1)。
表 1 不同培养基诱导对叶愈伤组织形成的影响
Table1 Effectsofdifferentmediainductionontheformationofleaf
cali
编号
No.
激素 Hormones∥mg/L
2, 4-D 6-BA NAA
诱导率∥%
Inductionrate
1 1(0.5) 1(0.1) 1(0.1) 76.0
2 1 2(0.5) 2(0.2) 83.5
3 1 3(1.0) 3(0.3) 80.5
4 2(1.0) 1 2 90.0
5 2 2 3 96.0
6 2 3 1 84.5
7 3(2.0) 1 3 63.5
8 3 2 1 75.0
9 3 3 2 64.0
R 22.67 8.50 1.50
图 1 毛状根的愈伤组织
Fig.1 Caliofhairyroots
蓬莪术块茎和根愈伤组织的诱导结果见表 2。蓬莪术块
表 2 不同培养基诱导对块茎和根愈伤组织形成的影响
Table2 Effectsofdifferentmediaonthecaliformationofstemtuber
androot
编号
No.
激素Hormones∥mg/L
6-BA 2, 4-D
愈伤组织诱导率∥%
Calusinductionrate
块茎Stemtuber 根Root
10 0.5 0.5 0 0
11 0.5 1.0 0 0
12 0.5 2.0 0 0
13 1.0 0.5 0 0
14 1.0 1.0 0 65.5
15 1.0 2.0 0 0
16 2.0 0.5 0 0
17 2.0 1.0 0 20.5
18 2.0 2.0 0 0
茎上基本没有愈伤组织的形成;根诱导的愈伤组织能在 14
和 17号培养基中产生 ,其中最好激素组合为 14号培养基 ,
即 MS+6-BA1.0 mg/L+2, 4-D1.0 mg/L,其诱导率为
65.5%。另外 ,试验中还发现 ,蓬莪术根诱导愈伤组织时先
是根逐渐膨大 ,然后产生愈伤组织(图 2),一段时间后愈伤
组织变成褐色水浸状(图 3)。最终块茎和根的愈伤组织均
未能分化出苗。
图 2 白色霜状愈伤组织
Fig.2 Whitefrostycali
图 3 褐色水浸状愈伤组织
Fig.3 Brownwater-extractablecali
2.2 不同激素组合对蓬莪术芽增殖的影响 由表 3可知 ,
不同培养基都能诱导蓬莪术芽的增殖 ,其中以 25号培养基
的激素组合(MS+6-BA3.0 mg/L+NAA0.1 mg/L+KT
1.0mg/L)芽增殖倍数最高 ,达 3.55。方差分析结果表明 , 3
种激素的作用均不显著(F
表 3 不同激素组合的培养基诱导对芽增殖的影响
Table3 Effectsofmediainductionwithdifferenthormonecombina-
tiononthebudmultiplication
编号
No.
激素 Hormones∥mg/L
6-BA NAA KT
芽增殖倍数
Budmultiplicationmultiple
19 1(1.0) 1(0.1) 1(0) 1.36
20 1 2(0.5) 2(0.5) 1.85
21 1 3(1.0) 3(1.0) 1.57
22 2(2.0) 1 2 2.36
23 2 2 3 1.35
24 2 3 1 1.60
25 3(3.0) 1 3 3.55
26 3 2 1 1.85
27 3 3 2 2.20
4890 安徽农业科学 2009年
表明蓬莪术芽增殖中 6-BA和 NAA对莪术组培苗增殖的影
响都远大于 KT,其中 6-BA的极差大于 NAA,说明 6-BA对蓬
莪术增殖的影响最大。在 6-BA各水平中 ,蓬莪术芽增殖倍
数平均值以 6-BA3.0 mg/L时最大 ,表明高浓度的 6-BA对
芽的增殖效果最佳。因此 ,综合研究结果 ,诱导蓬莪术芽增
殖的最佳激素组合为 MS+6-BA3.0mg/L+NAA0.1 mg/L
+KT1.0 mg/L。丛生芽的形成见图 4。
图 4 丛生芽
Fig.4 Clusteredbuds
2.3 不同激素组合对试管苗生根的影响 当诱导出的丛生
芽长到 3 ～ 5cm高时 ,将其切出转接到生根培养基上(以 1/2
MS为基本培养基),结果表明 ,莪术组培苗生根较容易 ,随培
养基中 NAA浓度的增加 ,其生根率从 90%左右提高到
100%;根数也有所增加 ,根长明显缩短。同时 ,含 6-BA0.5
mg/L的培养基中生根数显著高于没含 6-BA的生根数 ,且根
比较粗短。综上所述 ,莪术生根的最适培养基为 NAA1.0
mg/L+6-BA0.5 mg/L(图 5)。
图 5 生根的试管苗
Fig.5 Rootingtest-tubeseedlings
2.4 试管苗的移栽成活率和移栽后的生长情况 移栽蓬莪
术 80株 ,统计莪术苗的成活率可达 90.8%,而且植株健壮 ,
茎粗叶绿 ,长势良好(图 6)。
3 讨论
图 6 移栽的小苗
Fig.6 Transplantedseedlings
(1)影响莪术组织培养的因素主要有激素的组合 、有机
添加物及培养条件等。前人研究结果表明 ,激素组合对于莪
术的诱导 、增殖 、分化及生根壮苗均有重要的影响 [ 5] 。研究
通过正交试验得到了蓬莪术不同外植体的愈伤组织 、芽增殖
及生根的最佳激素组合。结果表明:①用不同外植体诱导愈
伤组织 ,得到最适激素组合 ,叶为 MS+2, 4-D1.0 mg/L+
6-BA0.5 mg/L+NAA0.3 mg/L;根为 MS+2, 4-D1.0mg/L
+6-BA1.0 mg/L。 ②芽增殖最适激素组合为 MS+6-BA
3.0mg/L+NAA0.1mg/L+KT1.0mg/L。 ③生根最适激
素组合为 1/2 MS+NAA1.0mg/L+6-BA0.5 mg/L。
(2)研究首次以蓬莪术的叶 、块茎和根为外植体进行愈
伤组织的诱导 ,结果表明 ,高浓度的 2, 4-D能更好地促进莪
术受伤的组织表面形成愈伤组织且出愈率较高 ,但愈伤组织
的分化还有待进一步的研究 。对于芽增殖来说 ,在培养基中
添加高浓度的 6-BA有利于莪术芽的增殖 ,这与张慧英等 [ 6]
的研究观点一致 。
(3)研究选用的都是极为常见的植物生长激素 ,如
NAA、6-BA、2, 4-D、KT等。试验目的也是为了寻找最经济 、
高效的组织培养条件 ,最大程度地降低生产成本。作为一种
具有重要药用价值的植物 ,其组织培养体系的建立 ,不仅有
力地解决了莪术在栽培生产中的问题 ,而且也为今后莪术的
遗传转化和生产开发奠定基础 ,具有重要的理论意义和应用
价值。
参考文献
[ 1] 高学敏.中药学 [ M].北京:人民卫生出版社 , 2001:1167-1171.
[ 2] 周欣,梁光义,沈万雁,等.不同产地莪术挥发油的研究 [ J].华西药学杂志, 2002, 17(3):201-203.
[ 3] 方洪壮 ,沈德凤 ,任淑清.桂郁金与桂莪术挥发油的色谱指纹图谱比较
[ J].化学分析计量, 2006, 15(5):23-25.
[ 4] 王社利 ,安秀群.姜黄、郁金、莪术的比较 [ J].陕西中医 , 2004(5):454-
456.
[ 5] 李春斌 ,方宏筠 ,王关林.药用植物莪术的组织培养快速繁殖与植株再
生的研究[ J].中草药 , 2000, 31(11):853-856.
[ 6] 张慧英 ,唐秀桦 ,王建.莪术的组织培养 [ J].农业与技术 , 2006, 26(5):
62-65.
4891 37卷 11期 陈丽萍等 蓬莪术的离体快繁研究