金线莲组织培养研究进展-

1、文山学院学报Vol. 26 No. 6Dec. 201311第 26 卷第 6 期2013 年 12 月JOURNAL OF WENSHAN UNIVERSITY金线莲系兰科(Orchidaceae 开唇兰属(Anoectochilus Blume多年生草本植物。金线莲为名贵中草药,享有“药王”等美誉。金线莲种子在自然条件下萌发率极低,加上长期采挖,野生种质资源稀缺,已濒临灭绝。利用组织培养这一生物技术对其种质资源进行抢救性地保存与开发,具有重要的研究意义与经济价值。1 组织培养1.1 外植体选择由于细胞具有全能性,金线莲各器官均能诱导出愈伤组织或发育成为完整植株的潜力,但不同的器官诱导率差异

2、甚大。因此,筛选出适宜的外植体,是金线莲组织培养首要的,也是重要的研究内容。目前的研究多以茎段1-3、茎尖4-6或果实7-9为试验材料。1.2 消毒方法金线莲外植体消毒采用常规方法即可10-11。果实由于有一层厚实的果皮包裹着,可适当提高消毒剂浓度、增加消毒时间。1.3 愈伤组织诱导与种子萌发金线莲组织培养比较复杂,一般有三条途径。一是诱导外植体脱分化形成愈伤组织,继而使愈伤组织再分化形成不定芽,然后将不定芽进行继代培养使其形成丛生芽(数量增加,最后诱导其产生不定根形成完整组培苗;二是诱导外植体产生腋芽或顶芽,再将腋芽或顶芽进行继代培养,最后进行壮苗与生根;三是进行种子无菌萌发产生原球茎,原球

3、茎发育形成完整小苗,小苗长大后将其切段进行愈伤组织诱导植物生长调节剂被广泛应用于植物组织培养,使用最多的是细胞分裂素和生长素。细胞分裂素和生长素搭配使用可诱导植物脱分化形成愈伤组织。但不同的植物对细胞分裂素和生长素的种类和浓度不尽相同。因此,需要筛选出适合金线莲愈伤组织诱导的配方。使用较多的是6-BA 与NAA 的组合,浓度分别以24 mg·L -1和0.5 mg·L -1左右为宜12-13。种子萌发不定芽诱导定芽的诱导与不定芽不同,定芽是从特定部位生长出的,如顶芽、侧芽。较低浓度的6-BA(1 mg·L -1与金线莲组织培养研究进展张 铁1,2(1. 文山学院

4、环境与资源学院,云南 文山 663000;2. 文山州生物资源开发研究中心,云南 文山 663000摘要:从外植体选择、消毒方法、愈伤组织诱导与种子萌发、不定芽、芽与原球茎诱导、继代与增殖培养、壮苗生根、炼苗移栽、组培苗与野生苗比较、多倍体诱导、人工种子等方面对金线莲组织培养的研究进展进行梳理,以期对金线莲组织培养研究提供参考。关键词:金线莲;组织培养;离体快繁;研究进展;综述中图分类号:Q943.1 文献标识码: A 文章编号:1674-9200(201306-0011-04收稿日期:2013 - 10 - 20基金项目:文山州科技局项目“珍稀药材金线莲示范栽培研究”。作者简介:张 铁(19

5、69 -,男,云南建水人,文山学院环境与资源学院副教授,硕士,主要从事中药资源开发研究。第 26 卷文山学院学报2013年 第 6 期12原球茎诱导金线莲茎段、种子等都可诱导出原球茎,原球茎可直接发育成完整小苗。12 mg·L -1的6-BA 可诱导金线莲外植体产生原球茎8,15。也可将原球茎扩繁、增殖,直接用于生产黄酮、多糖等金线莲代谢物16。1.5 继代培养与增殖通过继代培养与增殖,可使组织培养材料数量成倍增长。14 mg·L -1的6-BA 加上较低浓度的生长素就可诱导金线莲丛生芽的产生10,17-18。由于植物激素可在植物体内积累,所以在继代培养时可逐代降低植物激素

6、浓度,直至不使用植物激素。也可使用一些有机添加物取代植物激素,效果亦佳。如香蕉、马铃薯、蛋白胨、花宝等9,19。大规模的丛生芽可用生物反应器进行培养20,实现工业化生产。1.6 壮苗与生根组织培养中的芽即使没有根系也可吸收培养基中的养分正常生长,但移栽到田间栽培则很难存活。且组培苗一般都比较瘦弱。所以移栽之前基本上都需要进行壮苗与生根培养。适宜诱导金线莲生根的生长素为IBA 或NAA,单独使用或组合使用均可,浓度以0.54.0 mg·L -1为宜1,15,18,21-23。1.7 炼苗移栽形态比较内含物比较组培金线莲与野生金线莲在紫外、可见光范围内均有吸收,尤其是峰形和最大吸收波长几

7、乎完全一致,组培品的吸光度高于野生种27。进一步的研究表明:组培金线莲的多糖和总黄酮含量与野生金线莲相近,而总氨基酸含量高于野生金线莲27-28。且组培金线莲与野生金线莲酯酶同工酶亦无明显差别,而酯酶同工酶是具有一定遗传保守性的酶,一般拿它作为比较物种异同的标准29。由此可见,组培金线莲无论是外形还是内含物都与野生金线莲相近,可作为濒危野生金线莲的替代品。2 多倍体诱导蔡文燕等对金线莲多倍体离体诱导进行的初步研究表明:0.1%秋水仙素溶液浸泡处理48 h 诱变效果最佳,其诱变率可达48%。变异植株与对照二倍体植株相比,植株高大,茎段粗壮,节间长,叶大而厚,叶色深,根粗壮。叶片气孔及保卫细胞增大

8、而单位叶面积气孔数减少,保卫细胞中叶绿体数增多。对变异株进行根尖染色体观察发现,其根尖细胞体积明显增大,染色体数目增多30。但该研究未对变异体的倍性进行鉴定。而王丽芳等用300 mg·L -1的秋水仙素处理13 d 时,细胞染色体完全加倍率达到最大,为72.7%;细胞学鉴别结果显示金线莲的染色体数40条,加倍后的植株染色体数80条,成功诱导出四倍体31。与二倍体相比,四倍体一般具有体形高大、内含物增加等优势。如果能培育出纯合度高,遗传性状稳定的四倍体金线莲品种,对提高金线莲栽培产量及药用成分具有现实意义与经济价值。3 人工种子张明生等进行了金线莲人工种子制作技术及萌发研究,通过液体悬

9、浮培养建立原球茎悬浮系,并以原球茎为人工种子的繁殖体,研究了人工种皮基质、人工胚乳组分、贮藏条件、萌发基质等对人工种子萌发率和成苗率的影响。结果表明:以4%海藻酸钠+2% CaCl 2+2%壳聚糖为人工种皮基质,1/2MS 液体培养基+0. 2 mg·L -1 NAA+0. 1 mg·L -1 GA 3+0. 5 mg·L -1 BA+0. 4 mg·L -1青霉素+0. 3%多菌灵粉剂+0. 2%苯甲酸钠+1. 0%蔗糖+1. 0%活性炭作为人工胚乳成分制作的人工种子,其萌发率和成苗率最高。这样的人工种子在4 条件下贮藏20天后的萌发率及成苗率分别为5

10、8. 3%和55. 5%,随着贮藏温度的升高和贮藏时间的延长,人工种子的萌发率和成苗率均大幅度下降32。由于金线莲种子自然条件下萌发率极低,制作其人工种子就显得特别重要,对金线莲种质资源保张 铁:金线莲组织培养研究进展存及开发利用均具有重要意义。4 展望金线莲组织培养研究具有重要的研究意义和可观的经济价值。研究工作取得了很大的进展,但仍然存在一些问题,如组织培养体系还不是很完善,在此基础之上进行的细胞培养、多倍体育种以及人工种子等研究工作较少。今后金线莲组织培养的研究热点应是组织培养标准化生产体系的建立、主要药用成分的合成调控与工厂化生产、优良性状稳定遗传的多倍体与人工种子的培育等。参考文献:

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17、Mathematics, Wenshan University, Wenshan 663000, China Abstract: Improvement of the upper bound of the inverse matrix of elements of the tridiagonal matrices is made by using iterative methods. The paper obtains some improved bounds of strict tridiagonal matrices elements by using these new upper bo

18、unds.Key words: Tridiagonal matrices; Inverses of tridiagonal matrices; diagonal dominance; bounds of entries(责任编辑 刘常福(上接第13页Research Progress of Tissue Culture of Anoectochilus RoxburghiiZHANG Tie1,2(1. Biochemistry Department, Wenshan University, Wenshan 666300, China;2. Research and Development Center of Biological Resource, Wenshan 663000, ChinaAbstract: This paper is a summary of research progr