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白背三七组织培养技术

白背三七组织培养技术 潘丽梅1,2,马小军1,2,3 *,莫长明1,2,凌征柱1,2 (1广西药用植物园,南宁530023;2广西药用资源保护与遗传改良重点实验室:南宁530023…

白背三七组织培养技术
潘丽梅1,2,马小军1,2,3 *,莫长明1,2,凌征柱1,2
(1广西药用植物园,南宁530023;2广西药用资源保护与遗传改良重点实验室:南宁530023;3中国医学科学院—北京协和医学院药用植物研究所, 北京100193)

0 引言
【研究意义】白背三七[Gynura divaricata(L.)DC]为菊科三七草属植物,又名白背三七草、白背菜、富贵菜、鸡菜、大肥牛、叉花土三七、菊三七等,中药名为白背土三七(或白三七草),分布于我国台湾至华南、西南一带,喜生于潮湿的荫地上(广东植物研究所,1974)。白背三七的根、茎、叶均可入药,其根味甘、凉,具有清热凉血、散淤消肿的功效,主治支气管炎、肺结核、崩漏、痈肿、烫伤、跌打损伤、刀伤出血等(刘娟等,1997);其茎、叶性味咸、微辛、寒、有毒,具有清热、舒筋、止血、驱痰的功效,主治百日咳、风湿痛、骨折、创伤性出血、痈肿疮疖等(胡勇等,2006;李丽梅等,2008;王津江等,2009)。白背三七是优良的药食两用植物。近年来,随着人们对白背三七药用价值和食用价值认识的提高,对其采摘数量逐年增加,但其普通扦插繁殖长势缓慢,难以满足迅速培育优良种苗的要求。通过组织培养技术,可以提高各种观赏和药用植物的繁殖速度(张丽琼等,2009,2011;陈刚等,2010;龚明霞等,2011;于金玲等,2011;翟晓巧等,2011;黄昌艳等,2011),满足对种苗的需求。【前人研究进展】黄余磊等(2011)对白背三七草进行组培研究,认为叶片、叶柄和茎段切口处均能产生愈伤组织,带芽茎段还能诱发丛生芽。陈贤兴(2002)、胡勇等(2006,2007)、姜曼花等(2008)、李丽梅等(2008)和王津江等(2009)主要研究了白背三七地上部分的化学成分及药理作用、多糖与黄酮的提取以及生物碱的检测等。但前人较多的研究均是围绕白背三七的成分,对于种苗繁殖方面研究不多。【本研究切入点】以白背三七的带腋芽茎段为外植体,建立外植体芽诱导和增殖、生根体系,能为大批量繁殖白背三七组培苗奠定基础,从而解决白背三七扦插繁殖的种质不纯、来源复杂、植株产量较低的问题,为白背三七工厂化无性繁殖提供新途径。【拟解决的关键问题】利用0.1%升汞为灭菌剂,探讨不同激素配比对白背三七丛生芽、生根诱导的影响,筛选白背三七再生体系,为白背三七组培快速繁殖提供参考。
 
1 材料与方法
1. 1 试验材料
供试外植体采自广西药用植物园种质资源圃的白背三七植株幼嫩茎段。
1. 2 试验方法
1. 2. 1 材料处理取白背三七的幼嫩茎段,在含1%洗衣粉的洗涤液中浸泡5~8 min,于自来水下冲洗20min。在超净工作台上用75%酒精消毒10~40 s,无菌水冲洗3次;0.1%升汞灭菌7 min,再以无菌水冲洗5次。用无菌滤纸吸干材料上的水分,选择不变色、无褐化的茎段横切成0.8 cm×1.2 cm 的带芽小块,供接种用。
1. 2. 2 培养方法将白背三七接种在启动培养基
MS(含26 g/L蔗糖、5.0 g/L琼脂,pH 5.8)+2.0 mg/L6- BA上进行诱导培养;3周后,选取健康无菌的新萌发茎段接种于添加不同激素组合(0~0.1 mg/L 6- BA、0~0.2 mg/L KT、0~0.2 mg/L 2,4- D)的MS培养基(均含26 g/L蔗糖、5.0 g/L琼脂,pH 5.8)中进行增殖培养,每处理20瓶,每瓶接种3个茎段,培养20 d后统计增殖系数。将获得的有效不定芽(株高1.5~2.0 cm)接种于MS
培养基上进行壮苗培养,培养20 d后转入添加0~0.4mg/L IBA和0~0.4 mg/L NAA的生根培养基中诱导生根,15 d后统计生根情况。
1. 2. 3 培养条件培养温度为(25±2)℃,光照时间为12 h/d,光照强度为2000 lx。
 
2 结果与分析
2. 1 不定芽的诱导与增殖
将带芽茎段接种于增殖培养基中,经过2~3周培养可诱导形成大量丛生芽。由表1可知,在未添加任何激素的1号基本培养基中,芽增殖系数最低,芽较细弱且生长缓慢,出现轻度玻璃化。在4号培养基MS+0.5mg/L 6- BA+0.2 mg/L KT+0.2 mg/L 2,4- D中,丛芽增殖系数最大,达15.4左右,明显高于未添加2,4- D的2号培养基,两者芽均生长粗壮、长势良好。5号培养基中芽也粗壮、长势良好且有少量愈伤组织,但增殖系数比4号培养基低,说明在添加相同KT、2,4- D的条件下,添加过高的6- BA会影响其增殖和愈伤组织的形成;而在相同6- BA、KT的条件下,添加2,4- D明显影响芽的增殖。
不同激素配比对白背三七丛生芽增殖的影响

2. 2 壮苗与生根
将在4号增殖培养基上诱导增殖的白背三七不定芽接种到基本培养基上进行壮苗培养,20 d左右后苗可长粗长壮。将高3~5 cm的组培苗接种于添加不同IBA、NAA组合的6~11号生根培养基中培养10 d 左右,苗基部根原基突起;20 d 左右,从根原基上长出白色新根,每株生根4~9条不等,根长3.0~5.0 cm。
生长素组合对白背三七生根培养的影响
从表2可看出,不同激素组合均能诱导组培苗生根,但诱导效果差异明显。随着IBA浓度的增加,其生根率提高,生根速度加快,生根数增多,达12.3±2.31条,与对照存在极显著差异;仅添加IBA的生根培养基中,根较细小,容易折断,不利于移栽成活;在仅添加NAA的生根培养基中,根虽比仅添加IBA的粗,但生根数减少;在NAA与IBA配合使用的培养基中,其生根率高,生根速度加快,根粗,根数多,平均生根数为10.7±2.42条。因此,在诱导白背三七组培苗生根时,以10号培养基MS+IBA 0.2 mg/L+NAA 0.2 mg/L为佳,接种10 d即开始生根,15 d时生根率为85.3%,20 d后可达95.0%。
2. 3 炼苗和移栽
炼苗、移栽基质和光照强度对瓶苗移栽成活率都有很大影响。苗高约5 cm时开始炼苗,移栽前先闭瓶炼苗6 d,再将瓶盖打开,在自然光照、25℃的通风条件下炼苗3 d。移栽时用镊子将试管苗从培养瓶中取出,洗净根部培养基,移栽入已灭菌的基质中(塘泥∶河沙=1∶1),移栽后7~10 d用塑料薄膜保湿,光照强度以遮光率为60%左右最佳,保持空气相对湿度85%以上,每天喷雾1次,14 d左右长出新根,移栽成活率达82.3%以上。
 
3 讨论
白背三七继代增殖培养时,在一定6- BA浓度下添加KT可大幅度提高芽的增殖系数;添加2,4- D对芽的增殖和芽体生长质量有一定的改善作用。6- BA虽是决定芽增殖系数的主要因素,但浓度过高会抑制芽的分化和生长。白背三七为菊科三七草属植物,其常规的繁殖方式多以扦插为主,但扦插成活率低、长势慢,如今组织培养已成为其种苗繁育的重要途径,因此提高其组培苗的移栽成活率尤为重要。组培苗生产的关键是瓶苗的移栽成活率,瓶苗在培养室内有人工提供的适宜温度和丰富的养分与充足的水分,组培苗如未经过炼苗就直接接受外界自然环境温度、湿度的变化,会造成死亡(覃艳和陈宇,2007;韩劲峰和韩晓华,2008;王宇等,2009;杨玉芳等,2011)。瓶内生根能明显提高其移栽成活率,当根长为1 cm左右时移栽最佳(郑必平等,2008)。
 
4 结论
白背三七不定芽诱导与增殖的最佳培养基是MS+0.5 mg/L 6- BA+0.2 mg/L KT+0.2 mg/L 2,4- D,生根的最佳培养基是MS+0.2 mg/L IBA +0.2 mg/L NAA,接种10 d后可开始生根,15 d时生根率为85.3%,可边炼苗边生根,15 d后移栽,移栽成活率可达82.3%以上,该结论可为白背三七的产业化生产提供技术支撑。

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