文/張志剛
吉林省舒蘭市林業(yè)局 吉林舒蘭 132600
苦參,為豆科槐屬植物,別名苦甘草,苦參草、苦豆根、野槐根等,生于冊坡草地,平原,路旁、沙質(zhì)地和紅壤地的向陽處。在我國主要分布于西北部沙漠地區(qū)。
苦參是常用中藥。從苦參中已鑒定出20種脂肪酸成分,主要為不飽和脂肪酸,其含量占脂肪酸總量的72.79%,其中亞油酸相對含量為48.95%,苦參揮發(fā)油已鑒定出47個成分,由此產(chǎn)生多種藥理作用。
(1)抗寄生作用;(2)抗菌作用;(3)抗病菌作用;(4)抗心律失常作用;(5)抗腫瘤作用;(6)調(diào)節(jié)免疫作用;(7)抗過敏和平喘作用;(8)抗肝損傷作用;(9)對實驗性胃粘膜損傷的保護作用;(10)利尿、鎮(zhèn)靜、鎮(zhèn)痛解熱作用。
苦參是耐旱耐堿野生植物。人工栽培苦參只要地理、氣候、土壤等條件合適,注重田間管理和防止病蟲害,適當施肥即可獲得較好的收成;采用無性繁殖法比有性繁殖法見效快、收益好、而且無性繁殖栽培比有性繁殖栽培更易于操作和管理??鄥⒌漠a(chǎn)量的有效成分含量,一年生的不如二年生的,二年生的不如三年生的,從經(jīng)濟效益上看,采用二年生的比較合適,成本低,效益快。
采集的野生苦參種子中選擇發(fā)育成熟、顆粒大而飽滿的果實為種子,并經(jīng)鹽水選種。播種前進行催芽處理,即將種子和細粒河沙按1:5混合,用水浸潤,保持潮濕一個月左右,至苦參種子萌芽。根據(jù)苦參的生物學(xué)特性,選擇在秋末冬初涼爽時節(jié)播種。先將土地深翻,除去雜草,耙細平整,掏成15米左右寬的廂塊,再打坑(坑距30-40cm),將底肥施于坑中。每667平方米施農(nóng)家肥1500kg,復(fù)合肥20kg,普鈣50kg。
采用當?shù)夭赏诘孽r活苦參根作種,擇選新鮮、肥厚的中、上部根塊,截成15cm左右長的小段,并將其下端削成馬耳形備用,先深翻土地,除雜草,耙細平整泥土,然后打坑施底肥,坑距30-40cm,行距50cm,坑深20-30cm,底肥施于坑中,用肥量為農(nóng)家肥和土比灰混合肥約2500kg。將選擇好的種根植于施好底肥的坑中,每坑植1-2段,削成馬耳形的一端朝下,覆蓋8-10cm厚的細泥土。
中耕除草每年2-3次,第一次除草在播種后次年六月進行,除草后每667平方米追復(fù)合肥50kg,清糞水50擔(dān)。有性繁殖植株密集的可進行勻苗,每窩保留3-5株即可。第二次在十二月份進行,第三次在播種后的第三年三月份進行,疏松表土,鏟除雜草,每667平方米追施復(fù)合肥30-50kg和農(nóng)家肥(清糞水)30-50擔(dān)。第四次于第三年六月份進行。
組織培養(yǎng)技術(shù)育苗是苦參種植的關(guān)鍵一環(huán),組織培養(yǎng)技術(shù)是在無菌條件下,將植物器官組織細胞,接種到人工配制的培養(yǎng)基上。此技術(shù)已廣泛應(yīng)用到農(nóng)業(yè)、林業(yè)、植物保護、生物工程、基因工程及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等諸多方面,并發(fā)揮越來越重要的作用。
利用組織培養(yǎng)技術(shù)為苦參育苗同播種相比有以下幾點優(yōu)點:(1)優(yōu)良性狀保持穩(wěn)定,研究材料單一。培養(yǎng)中可獲得各種水平的無性系,如細胞、組織塊、器官或小植株。這些材料均來自單一的各體,遺傳性狀非常一致,可保證親代各種優(yōu)良性狀得以很好的保存和不變化。(2)經(jīng)濟方便、效率高,實驗微型化、精密化,節(jié)約人力物力,方便管理,比田間生產(chǎn)、盆栽、水培、沙培都精細得多。而且避免了其它生物天敵。(3)條件可控誤差小,培養(yǎng)基中各種成份,環(huán)境條件的溫度、光質(zhì)、光周期、變溫處理等,安全可控。(4)生長快、周期短,重復(fù)性強。五、不受季節(jié)、外界環(huán)境等因素限制,可全年連續(xù)實驗生產(chǎn)。
將苦參種子放入一個小燒杯中,用自來水沖洗干凈,必要時加一些洗滌劑,再用蒸餾水沖洗,洗后待用。
本次實驗所采用的培養(yǎng)基為MS培養(yǎng)基。其營養(yǎng)元素種類全面,含量適中,應(yīng)用歷史較長,能為植物組織培養(yǎng)的生長提供可靠的保證。加入瓊脂、蔗糖,調(diào)節(jié)PH值。
貯備液的制備與保存:在配制培養(yǎng)基之前,為簡便起見,將配方中藥品一次稱量供一段時間使用,即配一些濃溶液,作為貯備液。注意制鐵鹽溶液時,要分別溶解硫酸亞鐵和鈉EDTA二水在各自的450毫升蒸餾水中,適當加熱并不斷攪拌,然后兩種溶液混合在一起,調(diào)PH值到5.5,最后再加蒸餾水定容到1000毫升。在配置各種毒母液后,還要配置各種植物激素母液,方法與上述方法相似,實驗用到的植物激素主要是6BA和IBA。6BA用HCI溶,IBA用酒精溶,溶解后再用蒸餾水溶解,制成母液,放入冰箱待用。
培養(yǎng)基配制:先用潔凈的銹鋼鍋里放入約880ml蒸餾水,加入9克瓊脂,在電爐子上加熱,在加熱的同時不斷用玻璃棒進行攪拌,防止在鍋底燒焦或沸騰滲出。有時也可以對一半的鍋底進行加熱,以防起瀑沸。按照大量元素、微量元素、鐵鹽、有機、肌醉的順序分別取各種母液進行混合(其中大量元素10倍取100毫升,微量元素200倍取5毫升,鐵鹽200倍母液取5毫升、有機100倍母液取10毫升,肌醉用100倍母液取10毫升),五種母液混合后,用天平稱30克庶糖放入混合物中充分攪拌,使之均勻,然后按不同激素配方加入植物激素,并用氫氧化鈉溶液來調(diào)PH值到5.8,趁熱將液態(tài)培養(yǎng)基分別裝入小三角瓶中,并用錫紙封好。
培養(yǎng)基滅菌:向手提式滅菌鍋里加一定的水,把封好的小三角瓶放入滅菌鍋中進行滅菌。要使鍋內(nèi)的氣壓達到0.05大氣壓,然后斷電源,打開放氣閥排出鍋底的空氣,直到氣壓表指針為零,關(guān)閉排氣閥,接通電源繼續(xù)加熱,當鍋內(nèi)氣壓達到0.1大氣壓時,人為控制電源,使鍋內(nèi)保持這一狀態(tài)15分鐘。斷開電源后,待指針為零時打開鍋,取出三角瓶,放入無菌室內(nèi)冷卻待用。
接種:把消毒的種子帶入操作室,用0.1%升汞溶液消毒9分鐘,然后用無菌水清洗4次,瀝去水分,放在濾紙上吸去多余水分,同時對操作臺及所用工具消毒,點酒精燈,用70%酒精棉擦凈操作工具。用鑷子夾起種子,接到各種培養(yǎng)基上。
培養(yǎng)條件:接種完外植體后把小三角瓶放在培養(yǎng)室內(nèi),光照強度2000-3000LX,溫度26攝氏度.每隔3日觀察一次并做記錄。
苦參種子接種后,種子的萌發(fā)效果因植物激素種類和濃度不同而存在明顯差異,培養(yǎng)30d的調(diào)查結(jié)果見表3。將苦參種子接種在表2中所提到的1-4號培養(yǎng)基上,4周后生長1-2cm,觀察表明(2)培養(yǎng)基中萌發(fā)最早,種子發(fā)芽率也最高,到后期萌發(fā)幾乎達到目的100%;(1)培養(yǎng)基發(fā)芽率最低,可能是由于播種品質(zhì)較差的緣故;(3)和(4)培養(yǎng)基中的苦參發(fā)芽率也很低,而且莖節(jié)間極度濃縮,已形成的芽不能萌發(fā)成長,這可能是細胞分裂素(6BA)濃度過高的緣故:在6BA濃度相同而IBA濃度不同的條件下,(3)培養(yǎng)基中的發(fā)芽比(4)中的小,說明了在苦參萌發(fā)過程中可能與IBA濃度有關(guān)。
2.2.1 芽的誘導(dǎo)
表1 MS培養(yǎng)基的貯備液
表2 增殖培養(yǎng)基激素各類與濃度(基本培養(yǎng)基為MS) 單位:mg/1
表3 無菌苗培養(yǎng)在不同的培養(yǎng)基下苦參的發(fā)芽率
表4 不定芽及側(cè)芽的發(fā)生情況
表5 繼代培養(yǎng)的側(cè)芽生長情況
無菌苗轉(zhuǎn)接到5-8號(表2)培養(yǎng)基上進行增殖培養(yǎng),不定芽及其側(cè)芽的發(fā)生率因培養(yǎng)基中激素種類和濃度不同而存在明顯差異,見表4(培養(yǎng)10d的調(diào)查結(jié)果)。將初步培養(yǎng)得到的無菌苗,轉(zhuǎn)入增殖的培養(yǎng)基(5),分化出的側(cè)芽多而健壯;而(6)、(7)和(8)號培養(yǎng)基中的側(cè)芽不但數(shù)量少,而且莖節(jié)短,特別是(8)號培養(yǎng)基中的側(cè)芽幾乎不能生長,這可能是因為它們的6BA濃度過高的緣故;(5)號和(7)號培養(yǎng)基中無菌苗形成的愈傷組織較緊密,多處出現(xiàn)半球形突起,而(6)號和(8)號的愈傷組織多,細胞團松散且表面少有粒狀突起,可能是IBA濃度過高所導(dǎo)致細胞快速增殖的緣故。
2.2.2 繼帶代培養(yǎng)
將帶芽莖段(1-2cm),接種在表2的(5)號培養(yǎng)基中,進行繼代培養(yǎng)。繼代效果見表5。繼代周期為3-4周,增殖率為10。
本次實驗選用苦參種子做外植體,在MS培養(yǎng)基中加入不同濃度的吲哚丁酸(IBA)和6芐基氨基腺嘌呤(6BA)配制成4種培養(yǎng)基,篩選出了適合苦參萌發(fā)的初代培養(yǎng)基為MS+6BA0.5mg/l+IBA0.2mg/l,生長素濃度過低時,種子萌發(fā)率低,細胞分裂素過高時,芽莖節(jié)縮短,甚至停止生長。
將1-2cm的帶芽莖段,接種在加入4種不同濃度的吲哚丁酸(IBA)和6芐基氨基腺嘌呤(6BA)的MS培養(yǎng)基中,根據(jù)增殖效果篩選出適宜苦參增殖的培養(yǎng)基為MS+6BA1.5mg/l+LIBA0.1mg/l。繼代周期為3-4周,增殖率為10。當IBA濃度過高時,愈傷組織分化得多,細胞團松散且表面突起少,分化出的不定芽也少。
[1]呂振華,苦參的藥用價值及其在中草農(nóng)藥中的應(yīng)用. 科技情報廳發(fā)展經(jīng)濟,2002,(3)
[2]李俊明,植物組織培養(yǎng)教程。北京:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社,1992,25-47