張 鐵,楊本恒,楊永超
(1.文山學(xué)院環(huán)境與資源學(xué)院,云南文山663099;2.文山州生物資源開發(fā)研究中心,云南文山663099;3.文山州農(nóng)業(yè)科學(xué)院,云南文山663099)
三七[Panax notoginseng(Burk)F.H.Chen]為五加科人參屬植物,有“人參之王”、“南國神草”等美譽,栽培歷史悠久,為中國傳統(tǒng)名貴中藥材,主產(chǎn)于云南文山州和廣西等地[1]。三七以根莖、肉質(zhì)根和花入藥,具有清熱、止血、散淤、消炎、止痛、滋補等功效[2]。三七愈傷組織的獲得可以進行三七組織培養(yǎng)、細胞培養(yǎng)、原生質(zhì)體培養(yǎng)、種苗繁育等,對三七種質(zhì)資源的保護與利用、優(yōu)質(zhì)種苗提供、次生代謝物質(zhì)獲取等方面具有重要意義。前人對三七愈傷組織誘導(dǎo)研究報道表明,2,4-D對三七愈傷組織誘導(dǎo)具有重要作用,但用量不一,而且不同外植體誘導(dǎo)愈傷組織的效率也不一樣[3],為找出適合三七外植體材料和探明2,4-D最佳濃度,本研究以MS為基本培養(yǎng)基,輔以0.5 mg/L的6-BA,研究了不同濃度2,4-D對三七不同外植體愈傷組織誘導(dǎo)的影響,以期為三七工廠化育苗、藥理研究等打下基礎(chǔ)。
三七無菌組培苗由文山學(xué)院生物資源開發(fā)研究中心實驗室提供。
選用大小一致的三七組培苗,在無菌條件下分別從無菌組培苗的葉、葉柄、帶部分葉的葉柄、主根和毛根上切取大小為0.5 cm的組織,并接種于5種培養(yǎng)基中,培養(yǎng)基激素種類及濃度見表1,每瓶接種4塊。每處理接種10瓶,重復(fù)3次?;A(chǔ)培養(yǎng)基MS,蔗糖濃度3%,瓊脂濃度0.6%,pH值5.8,并在24~26℃進行暗培養(yǎng),對照為鄭光植等[4]誘導(dǎo)三七愈傷組織的培養(yǎng)基。
表1 三七不同外植體愈傷組織誘導(dǎo)培養(yǎng)基
接種40 d后觀察愈傷組織發(fā)生率及生長情況。在統(tǒng)計誘導(dǎo)率時,只要有愈傷組織出現(xiàn)(包括污染者)即可計數(shù)。觀察記載不同外植體在不同培養(yǎng)基中的愈傷組織發(fā)生位置、質(zhì)地(致密、疏松)、顏色。
增殖率統(tǒng)計方法參見許鴻源等[5]的方法,即培養(yǎng)40 d后,每重復(fù)隨機抽5瓶,重復(fù)3次。取出愈傷組織稱量鮮重,鮮重為5個培養(yǎng)瓶中三七愈傷組織鮮重(g)的平均值。
計算平均值以比較不同細胞分裂素對愈傷組織增殖量的影響,并使用SPSS 17.0進行統(tǒng)計分析。增殖率計算方式如下:
式中 ΔW:愈傷組織生長量(g);W1:愈傷組織接種量(g);W2:愈傷組織收獲量(g);P:愈傷組織增殖速率(%)。
三七的葉、帶部分葉的葉柄、葉柄、芽、主根、毛根均可以誘導(dǎo)出愈傷組織,而且在5種培養(yǎng)基上經(jīng)過40 d的培養(yǎng),愈傷組織誘導(dǎo)率均達到了100%。
三七不同外植體接種5種培養(yǎng)基后,15 d左右出現(xiàn)明顯的愈傷組織,40 d后不同外植體愈傷組織發(fā)生位置、顏色、質(zhì)地等見表2。
表2 三七不同外植體愈傷組織的情況
三七的葉、帶部分葉的葉柄、葉柄、芽、主根、毛根均可在5種培養(yǎng)基上被誘導(dǎo)出愈傷組織,不同培養(yǎng)基對不同三七外植體愈傷組織促進作用不盡相同。以葉柄和芽為外植體時,愈傷組織的增殖效率較高,增殖率分別最高達到82.82%和80.61%,相對應(yīng)的培養(yǎng)基為4號培養(yǎng)基和5號培養(yǎng)基(CK)。以主根和毛根為外植體時,1號培養(yǎng)基對增殖具有較好的效果,增殖率分別達到了55.54%和60.00%。以葉和帶部分葉的葉柄作為外植體時,2號和3號培養(yǎng)基表現(xiàn)較佳,增殖率分別為49.27%和47.43%。部分三七外植體愈傷組織生長情況見圖1。
圖1 三七外植體愈傷組織生長情況
表3 不同濃度2,4-D對三七不同外植體增殖的影響
三七的莖、塊根、葉、葉柄、幼嫩花蕾、花藥均可作為外植體進行愈傷組織的誘導(dǎo)[3],本研究中采用帶部分葉的葉柄、主根、不定根及芽也能誘導(dǎo)出愈傷組織,這說明三七組織培養(yǎng)所用的外植體取材較為廣泛。以無菌苗為材料,可以提供較多的葉、葉柄,而主根、不定根及芽較少,相較于葉,以葉柄誘導(dǎo)的愈傷組織質(zhì)量較好,增殖效率較高,故葉柄是較佳的外植體材料。
使用植物激素是植物組織培養(yǎng)過程中調(diào)節(jié)細胞生長發(fā)育的常用手段,三七愈傷組織誘導(dǎo)多采用2,4-D、6-BA、IAA、KT、ZT、靈發(fā)素等激素中的 2種或3種以不同濃度進行組合[5~8]。本研究中6-BA濃度為 0.5 mg/L和 2,4-D濃度為 0.5~2.0 mg/L,均能誘導(dǎo)三七不同外植體愈傷組織,其中,葉柄隨2,4-D濃度增加,其增殖率隨之增加。最佳培養(yǎng)基為MS+6-BA 0.5 mg/L+2,4-D 2.0 mg/L,蔗糖濃度 3%,瓊脂濃度0.6%。另外,鄭光植等所用的激素組合2,4-D 2.0 mg/L+KT 0.5 mg/L在芽和不定根作為外植體時表現(xiàn)較好,在其他文獻中也有報道[8],是用于三七組織培養(yǎng)較為經(jīng)典的激素組合。