惠國(guó)強(qiáng),王秀明,侯 磊,南芝潤(rùn),雷 慧,張 鑫,張 杰,劉玉紅,馬淑文,楊俊偉
(1.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所,山西忻州034000;2.忻州師范學(xué)院,山西忻州034000)
黨參為桔??泣h參屬多年生草本植物,有乳汁,產(chǎn)于我國(guó)北方海拔1 560~3 100 m 的山地林邊及灌叢中。黨參為我國(guó)常用的傳統(tǒng)補(bǔ)益藥,古代以山西上黨地區(qū)出產(chǎn)的黨參為上品,具有補(bǔ)中益氣,健脾益肺之功效;還具有增強(qiáng)免疫力、擴(kuò)張血管、降壓、改善微循環(huán)、增強(qiáng)造血功能等作用;此外,對(duì)化療、放療引起的白細(xì)胞下降有提升作用。古文獻(xiàn)中第一次正式記載黨參的本草著作是清代吳儀洛的《本草從新》,謂:防風(fēng)黨參,補(bǔ)中氣,生津;甘,平;補(bǔ)中益氣,和脾胃,除煩渴;中氣微虛,用以調(diào)補(bǔ),甚為平妥;按古本草云,參須上黨者佳[1-8]。我國(guó)是世界上黨參的主產(chǎn)區(qū)和分布中心。全世界共有黨參屬植物40 余種,而我國(guó)就有39 種之多[3],主要分布于華北、東北、西北等地區(qū),但以山西潞黨和臺(tái)黨最為著名,為道地藥材[9-11]。
由于潞黨等黨參資源材料長(zhǎng)時(shí)間只種不選、只選不育,致使許多品種退化,從而造成產(chǎn)量減少和品質(zhì)下降以及內(nèi)含化學(xué)成分不穩(wěn)定。
本試驗(yàn)對(duì)黨參花藥培養(yǎng)誘導(dǎo)培養(yǎng)基進(jìn)行了篩選研究,以期通過(guò)花藥培養(yǎng)誘導(dǎo)加倍黨參單倍體,提純復(fù)壯黨參野生資源,從而選育出優(yōu)良的黨參新品種(系),這對(duì)于提高黨參的產(chǎn)量和品質(zhì)、滿足市場(chǎng)需要、增加人民收入、保護(hù)野生藥用植物資源等都具有重大意義[12-16]。
供試材料選自五臺(tái)駝梁地區(qū)、靜樂(lè)云中山地區(qū)和方山龐泉溝地區(qū)的3 種基因型野生黨參,花粉小孢子發(fā)育期為單核靠邊期。
1.2.1 誘導(dǎo)培養(yǎng)基的制備 使用MS 為基本培養(yǎng)基,植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑選用6-BA,植物生長(zhǎng)素選用NAA、IAA 和2,4-D;培養(yǎng)基pH 值為5.8。121 ℃下滅菌15 mim。黨參誘導(dǎo)培養(yǎng)基配方如表1 所示。
表1 誘導(dǎo)培養(yǎng)基配方
1.2.2 花粉小孢子發(fā)育期的觀察及接種 于9:00—11:00 采集野生黨參小孢子不同發(fā)育時(shí)期的花蕾,分別用卡諾氏固定液(無(wú)水乙醇∶冰醋酸=3∶1)固定,然后轉(zhuǎn)入75%酒精中于4 ℃保存,用卡寶品紅壓片法[17]于顯微鏡下觀察,確定臺(tái)黨參小孢子發(fā)育期為單核靠邊期的花蕾大小為1.3 cm 最佳。取若干單核靠邊期的花蕾,放置于4 ℃冰箱24 h;然后把花蕾取出用自來(lái)水流水沖洗3~5 次,75%酒精消毒30 s,再用0.5%的H2O2消毒10 mim,無(wú)菌水清洗3~5 次,在超凈工作臺(tái)接種到誘導(dǎo)培養(yǎng)基中。每種配方濃度均接種5 瓶,每瓶40 枚花藥,重復(fù)3 次,45 d 后統(tǒng)計(jì)愈傷組織誘導(dǎo)率。
采用SPSS 15.0 數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行方差分析。
從表2 可以看出,不同培養(yǎng)基配方均可誘導(dǎo)出愈傷組織,但不同培養(yǎng)基配方之間的誘導(dǎo)率具有顯著差異,誘導(dǎo)率在0.32%~63.07%,靜樂(lè)云中山地區(qū)、五臺(tái)駝梁地區(qū)和方山龐泉溝地區(qū)的黨參平均誘導(dǎo)率分別為28.176%、21.720%和16.201%;其中,MS+0.8 mg/L 6-BA+0.2 mg/L 2,4-D 培養(yǎng)基誘導(dǎo)率最高,靜樂(lè)云中山地區(qū)、五臺(tái)駝梁地區(qū)和方山龐泉溝地區(qū)的黨參誘導(dǎo)率分別為63.073%、42.134%和34.531%;N6+0.8 mg/L 6-BA+0.2 mg/L IAA 培養(yǎng)基誘導(dǎo)率最低,靜樂(lè)云中山地區(qū)、五臺(tái)駝梁地區(qū)和方山龐泉溝地區(qū)的黨參平均誘導(dǎo)率分別為6.540%、4.474%和0.318%。
表2 不同培養(yǎng)基配方對(duì)黨參花藥培養(yǎng)愈傷組織誘導(dǎo)率的方差分析
從表2 可以看出,靜樂(lè)云中山地區(qū)黨參誘導(dǎo)率為6.540%~63.073%,五臺(tái)駝梁地區(qū)的黨參誘導(dǎo)率為4.474%~42.134%,方山龐泉溝地區(qū)黨參誘導(dǎo)率為0.318%~34.531%。其中,MS+0.8 mg/L 6-BA+0.2 mg/L 2,4-D 培養(yǎng)基對(duì)3 種基因型黨參花藥培養(yǎng)愈傷誘導(dǎo)率最高,靜樂(lè)云中山地區(qū)、五臺(tái)駝梁地區(qū)和方山龐泉溝地區(qū)的黨參平均誘導(dǎo)率分別為28.176%、21.720%和16.201%。方差分析結(jié)果表明,靜樂(lè)云中山地區(qū)、五臺(tái)駝梁地區(qū)和方山龐泉溝地區(qū)的黨參誘導(dǎo)率均呈顯著差異;且靜樂(lè)云中山地區(qū)與五臺(tái)駝梁地區(qū)黨參以及靜樂(lè)云中山地區(qū)與方山龐泉溝地區(qū)黨參誘導(dǎo)率呈極顯著差異(表3)。
表3 MS+0.8 mg/L 6-BA+0.2 mg/L 2,4-D 培養(yǎng)基對(duì)不同基因型黨參花藥培養(yǎng)愈傷誘導(dǎo)率的方差分析
基因型不同,花藥培養(yǎng)愈傷組織誘導(dǎo)效果就不同。李怡斐等[18]以13 個(gè)加工型辣椒F1為試材,研究不同基因型、植物生長(zhǎng)物質(zhì)、AgNO3、活性炭和植株開(kāi)花期對(duì)加工型辣椒花藥培養(yǎng)的影響,結(jié)果表明,基因型是影響花藥培養(yǎng)的關(guān)鍵因素。任瑩[19]通過(guò)花藥培養(yǎng),誘導(dǎo)了11 個(gè)品種蘋果材料的愈傷組織和胚狀體,建立了蘋果花藥培養(yǎng)體系,結(jié)果表明,基因型不同明顯影響花藥的培養(yǎng)效果。馬洪民等[20]對(duì)不同草莓品種進(jìn)行花藥培養(yǎng)時(shí)發(fā)現(xiàn),26 個(gè)草莓品種均可誘導(dǎo)形成胚性愈傷和胚狀體,但僅有9 個(gè)品種可完成胚狀體發(fā)育階段,進(jìn)而形成完整植株。張振超[21]對(duì)21 個(gè)供試材料研究表明,除基因型G5、Y10和L2 沒(méi)有獲得胚狀體外,其他基因型均獲得了胚狀體,但不同基因型間小孢子誘導(dǎo)率存在差異。
本研究結(jié)果表明,不同配方對(duì)黨參花藥培養(yǎng)愈傷組織誘導(dǎo)均有效果,其中,MS+0.8 mg/L 6-BA+0.2 mg/L 2,4-D 培養(yǎng)基對(duì)3 種基因型黨參花藥培養(yǎng)愈傷誘導(dǎo)率最高,不同基因型不同配方對(duì)黨參花藥培養(yǎng)愈傷組織誘導(dǎo)效果不同。這與李怡斐等[18-21]在植物花藥培養(yǎng)中的研究結(jié)果一致。