摘要:以铁皮石斛茎节段为外植体,研究不同浓度的外源激素配比对铁皮石斛诱导和增殖的影响。实验表明,不定芽诱导最佳诱导培养基配方是1/2MS+1.5 mg/L 6-BA+0.2 mg/L NAA +30g/L蔗糖+7.5g/L琼脂,最佳增殖培养基配方是1/2MS+1.5 mg/L 6-BA+0.2 mg/L NAA +30g/L蔗糖+7.5g/L琼脂+10%椰子汁。
关键词:铁皮石斛;不空等;诱导;增值
铁皮石斛(Dendrobium officinale)又名黑节草,属气生兰科草本植物。其所含主要成分石斛多糖和石斛碱,具有滋阴、益胃、生津止渴、润肺止咳、强壮及增强免疫活性的作用[4],为南亚和东南亚地区著名的中草药[5]。在我国主要分布于江西、广西、广东、贵州、云南、安徽、浙江、湖南、陕西、河南、福建等地[1-3],多分布于海拔近千米的山地半阴湿岩石上,一般均能耐-5℃的低温[4]。在野生状态下,铁皮石斛繁殖速率低下、生长缓慢,加之掠夺性采挖,使其野生资源日益减少,远远不能满足国内外市场经济发展和临床医学的需要,因此铁皮石斛人工种植的规模迅速扩大[6-7]。常规条件下,铁皮石斛人工繁殖较困难,组织培养技术在铁皮石斛生产中得到广泛应用。本实验以铁皮石斛茎段为外植体,并直接从茎段诱导丛生芽增殖,获得大量的试管苗,建立了铁皮石斛的快速繁殖体系,缩短了铁皮石斛无性繁殖的周期,为进一步加快铁皮石斛组织培养产业化发展奠定了技术基础。
1 材料与方法
1.1实验材料
供试材料铁皮石斛外植体采自宁波市鹿亭乡白鹿村。
1.2 外植体的消毒与培养
从铁皮石斛植株上选择新生健壮的茎段作为外植体,摘去叶片和膜质叶鞘,剪取2cm长带茎节的小段,用洗洁剂小心清洗后,置流水下冲洗10min备用。在超净工作台上用无菌水浸泡5min,75%的酒精消毒5s,0.1%HgCl灭菌5min后,再用无菌水冲洗数次,放入垫有干无菌滤纸的培养皿中,以吸去多余水分。在茎段两端各切去少许,保留茎节接入准备好的诱导培养基中,每瓶培养基插入10个茎节小段。经一段时间的诱导,外植体膨大并产生原球茎,将诱导形成的原球茎转移到增殖培养基中培养。选择基本培养基均为1/2MS+7.5g/L琼脂+30g/L蔗糖,pH 5.7~5.8。培养条件:温度21~23℃,光强为2000Lx,光照时间12h/d。
1.3不定芽的诱导
以不同配比的激素:6-BA,萘乙酸(NAA),筛选出适合不定芽诱导的激素种类。茎段经过消毒后,接种在诱导培养基中,每个处理20株,每3天观察不定芽的诱导情况,比较诱导率与诱导时间,筛选出最适合的诱导培养基。
1.4不定芽的增殖
添加6-BA、NAA、椰子汁,选取大小一致的不定芽进行增殖培养,每3d观察增殖情况。
2 试验结果
2.1不定芽的诱导
本试验将铁皮石斛茎段外植体接种于1/2MS培养基附加不同浓度6-BA和NAA的培养基上,进行初代培养。外植体培养30d后的诱导结果见表1。结果表明,高浓度的NAA会抑制腋芽的萌发;6-BA在试验中对腋芽诱导的作用表现为:随着NAA浓度的增加,6-BA作用明显;综合考虑芽诱导率和健壮度等因素,处理8(1.5 mg/L 6-BA+0.2 mg/L NAA)最适合腋芽诱导,此时腋芽的诱导率最高,芽健壮度也较好。
表1 不定芽的诱导
编号 |
6-BA
(mg/L) |
NAA
(mg/L) |
诱导倍数 |
诱导生长情况 |
0 |
0 |
0 |
1.0 |
正常 |
1 |
0.5 |
0.1 |
1.4 |
正常,愈伤组织少 |
2 |
0.5 |
0.2 |
1.2 |
正常,愈伤组织少 |
3 |
0.5 |
0.5 |
1.1 |
芽少,深绿色,有根 |
4 |
1.0 |
0.1 |
2.1 |
正常, |
5 |
1.0 |
0.2 |
1.5 |
正常,芽饱满,少量根 |
6 |
1.0 |
0.5 |
1.2 |
正常,有根 |
7 |
1.5 |
0.1 |
4.8 |
芽分化较多,芽细弱 |
8 |
1.5 |
0.2 |
3.8 |
正常,芽健康 |
9 |
1.5 |
0.5 |
2.3 |
正常,有根 |
10 |
2.0 |
0.1 |
6.2 |
不定芽畸形 |
11 |
2.0 |
0.2 |
4.3 |
不定芽畸形 |
12 |
2.0 |
0.5 |
2.9 |
不定芽玻璃化,畸形多 |
2.2不定芽的增殖
将诱导培养中大小一致的不定芽转接至含不同浓度的6-BA和NAA的培养基中,浓度梯度同诱导试验处理梯度。培养30d后,结果表现为,降低NAA与6-BA浓度,在处理5(1.0 mg/L 6-BA+0.2 mg/L NAA)的浓度配比下,增殖倍数为3.3,综合观察下不定芽生长状况最好,并在后续的继代培养中保持增殖倍数3倍以上。在增殖培养基上添加10%的椰子汁,铁皮石斛增殖苗增值率有所提高,增殖倍数达4倍左右(表2)。
表2 不定芽的增殖
编号 |
6-BA
(mg/L) |
NAA
(mg/L) |
增殖倍数 |
生长情况 |
1 |
0.5 |
0.1 |
2.0 |
正常 |
2 |
0.5 |
0.2 |
1.5 |
正常 |
3 |
0.5 |
0.5 |
1.4 |
芽少,有根 |
4 |
1.0 |
0.1 |
3.3 |
正常 |
5 |
1.0 |
0.2 |
3.3 |
正常,芽饱满 |
6 |
1.0 |
0.5 |
1.9 |
正常,有少量根 |
7 |
1.5 |
0.1 |
4.9 |
芽多,偏小 |
8 |
1.5 |
0.2 |
3.5 |
正常,芽多,成长缓慢 |
9 |
1.5 |
0.5 |
3.3 |
正常,有根 |
10 |
2.0 |
0.1 |
6.9 |
不定芽畸形 |
11 |
2.0 |
0.2 |
5.3 |
不定芽畸形 |
12 |
2.0 |
0.5 |
5.0 |
不定芽畸形 |
3 讨论
本研究表明,在不定芽诱导试验中,NAA在与6-BA搭配使用下,表现为低浓度的NAA促进铁皮石斛腋芽萌发,诱导芽的分化;过高浓度NAA则会抑制腋芽的萌发,这与郭洪波[8]的研究结论相同。张治国等[9-10]研究了铁皮石斛原球茎在VW、N6、1/2MS、B5、KC等6种培养基上的增殖和分化情况,结果表明,附加马铃薯提取液和植物激素后的6种基本培养基,原球茎均可分化,其中1/2MS是原球茎增殖和分化的最适宜培养基。我们的研究结果也与张治国等的研究结果一致:不定芽诱导的最佳诱导培养基配方是1/2MS+1.5 mg/L 6-BA+0.2 mg/L NAA +30g/L蔗糖+7.5g/L琼脂,最佳增殖培养基配方是1/2MS+1.5 mg/L 6-BA+0.2 mg/L NAA +30g/L蔗糖+7.5g/L琼脂+10%椰子汁。本试验以茎段为外植体,具有易取材,繁殖系数高,繁殖速度快,周期短等优点,在没有种子的情况下利用茎段外植体同样能快速生产铁皮石斛植株。
参考文献:
[1] 谢宗万.中药材品种论述(中册][M].上海:上海科学技术出版社.1984:419.
[2] 江苏新医学院.中药大辞典(上册)[M].上海:上海科学技术出版社.1986:586.
[3] 查学强,魏鹏,罗建平.8种产地铁皮石斛蛋白质和同工酶分析[J].安徽农业科学,2007,35(27):8464-8465,8473.
[4] Wu H S,Xu J H,Chen L Z,et a1.Studies on anti—hyperglycemic effect and its mechanism of Dendrobiumcandidum [J].China Journal of Chinese Materia Medica,2004,29:160-163.
[5] Zhao Wang W,Sheng F F,et a1.High—frequency shoot regeneration through transverse thin cell layer culture in Dendrobium candidum Wal1.ex Lindl[J].Plant Cell,Tissue and Organ Culture,2007,90:131-139.
[6] 金银兵.铁皮石斛的生物学特性与开花授粉技术研究[J].安徽农业科学,2009,37(11):5280-5282.
[7] 高晓余,赵艳,朱吉胜,等.石斛篓象的生物学特性[J].昆虫知识,2010,47(1):46-49.
[8] 郭洪波,于晓丹,陈丽静,等.铁皮石斛茎节离体培养的研究[J].时珍国医国药,2007,18(11):2659-2660.
[9] 张治国,刘骅,王黎,等.铁皮石斛原球茎增殖的培养条件研究[J].中草药,1992,23(8):431-433.
[10] 张治国,王黎,刘骅,等.铁皮石斛原球茎分化适宜培养基研究[J].中国中药杂志,1993,l8(1):16-19.
[11]陈薇,寸守铣.铁皮石斛茎段离体繁殖[J].植物生理学通讯,2002,38(2):145.