戚甫友,范偉軍,胡 秀,梁韓枝,吳永清,許炳強
(1.廣州普邦園林股份有限公司,廣東 廣州 510600; 2.臺山市紅嶺種子園,廣東 臺山529223; 3.仲愷農業工程學院 園藝園林學院,廣東 廣州510225; 4.中國科學院 華南植物園,廣東 廣州510650)
土黨參莖段的愈傷組織誘導與植株再生
戚甫友1,范偉軍2,胡 秀3,*,梁韓枝3,吳永清3,許炳強4
(1.廣州普邦園林股份有限公司,廣東 廣州 510600; 2.臺山市紅嶺種子園,廣東 臺山529223; 3.仲愷農業工程學院 園藝園林學院,廣東 廣州510225; 4.中國科學院 華南植物園,廣東 廣州510650)
為了建立土黨參愈傷組織途徑的高效再生體系,以無菌苗的帶芽莖段為外植體,接種于含有不同植物激素的MS培養基中,探討不同植物激素對愈傷組織誘導、再分化出芽以及生根的影響。結果表明:在不同處理中可獲得2種類型的愈傷組織,黃色致密愈傷(類型Ⅰ)和雜夾有少量白色球形體細胞胚的黃色疏松愈傷(類型Ⅱ),細胞分裂素主導著愈傷組織類型的形成。米黃色致密狀胚性愈傷(類型Ⅰ)的適宜配方為MS+1.0 mg·L-12,4-D+1.0 mg·L-16-BA+0.5 mg·L-1NAA,米黃色疏松愈傷組織(類型Ⅱ)的適宜配方為MS+1.0 mg·L-12,4-D。致密愈傷組織在含有細胞分裂素(6-BA、KT、TDZ)的培養基上可分化出芽點進而形成不定芽塊,轉接到MS+0.5 mg·L-16-BA+0.5 mg·L-1GA3+0.1 mg·L-1NAA培養基后,芽伸長并增殖為叢生芽。單芽體經300 mg·L-1IBA溶液浸泡15 min 后,轉接于不含任何植物激素的MS培養基上,生根率為100%;將生根良好的植株移栽到泥炭土、蛭石、珍珠巖體積比1∶1∶1的基質中培養30 d,成活率為73.3%。通過愈傷組織途徑建立了土黨參的高效再生體系,為種苗繁育、多倍體育種、轉基因操作和細胞突變育種提供了技術基礎。
土黨參;愈傷組織;叢生芽;生根率;成活率
土黨參(CampanumoeajavanicaB1.),又名金錢豹,為桔梗科(Campanulaceae)金錢豹屬(Campanumoea)多年生纏繞草本,分布于貴州、四川、云南、廣東和廣西等地的山地、林緣、疏林下、灌木叢及溪谷等較陰濕的地方[1]。土黨參根部提取物含有金錢豹苷、黨參苷、黃酮、苯丙素苷、甾類等化學成分,具抗癌、提高免疫、抗血管生成、抗疲勞、抗氧化和提高耐缺氧能力[2-14],土黨參多糖與氯化鐵配合而成的鐵配合物還可作為新型的補鐵劑[15]。土黨參不但具有較高的藥用價值,同時也是傳統的食療材料。我國民間取其曬干的根用于燉雞、燉瘦肉等,不但味道鮮美而且具有補氣、止血、通乳等作用[16]。近年來,土黨參作為新興的食療營養保健品深受我國以及東南亞國家人民的青睞,國內外市場對其需求量呈增長趨勢。由于具有良好的耐陰性,在林下種植可大大地節省土地資源,在林下經濟的發展中前景廣闊。目前,國內外對土黨參繁殖方面的研究較少,主要集中于播種繁殖和叢芽途徑的離體繁殖[17],沒有以愈傷組織或體細胞胚發生途徑進行植株再生的報道。愈傷組織或體細胞胚再生途徑可在短時間內高效地獲得再生植株,再生植株大部分是由單細胞或少量幾個細胞起源,可在細胞水平上研究細胞的分化和胚胎的形成以及用于轉基因研究。另外,體細胞胚還可以制成人工種子。基于此,本研究采用不同種類及濃度的植物激素,以無菌苗的帶芽莖段為材料,建立土黨參愈傷組織再生體系,為土黨參的種苗繁育、多倍體育種、轉基因操作和細胞突變育種等奠定基礎。
1.1 材料
土黨參成熟果實,于2016年7~8月采集于中國科學院華南植物園高山極地植物溫室區。
1.2 試驗方法
1.2.1 培養基及培養條件
基本培養基為Murashige and Skoog (MS)[18],培養基配方:蔗糖30 g·L-1,瓊脂7 g·L-1,以及不同種類和濃度的植物激素,pH 5.8。培養基在121 ℃、104 kPa條件下滅菌20 min。接種后置于溫度(25±1)℃,12 h/12 h(L/D)條件下,在無菌培養室內培養(如無特別說明,以下培養條件均與此相同)。
1.2.2 無菌體系的建立
將土黨參果實在流水下沖洗1.5 h,置于超凈工作臺上晾干表面水分,75%乙醇溶液浸泡1 min,無菌水沖洗1次,濾紙吸干,在0.1%升汞溶液中浸泡15 min,期間不斷攪拌,無菌水漂洗6次,晾干表面水分。在無菌濾紙上用無菌鑷子和刀片剝開果皮,取種子接種于不含任何植株激素的MS培養基上。種子在20 d左右開始萌發,40 d長成高4~6 cm,帶2~3個節的幼苗。
1.2.3 愈傷組織誘導
切取無菌苗帶芽莖段(長約1 cm),橫放于含有不同濃度2, 4-D(0.5、1.0、2.0 mg·L-1)、6-BA(0、1.0 mg·L-1)、NAA(0、0.5 mg·L-1)和TDZ(0、0.1 mg·L-1)及其組合的MS培養基上,在光照下培養,試驗設計見表1。為探討光照條件對愈傷組織誘導的影響,將部分帶芽莖段接種于含1.0 mg·L-12,4-D的MS培養基,置于黑暗下培養。每個處理接種45個莖段,試驗重復3次。培養30 d后觀察愈傷組織生長情況,并統計愈傷組織誘導率,愈傷組織誘導率=(產生愈傷組織的莖段數量/接種數)×100%。
1.2.4 愈傷組織再分化出芽
將誘導出的愈傷組織塊切為1 cm × 1 cm大小,轉接至含有不同濃度的6-BA(0、0.5、1.0 mg·L-1)、NAA(0、0.01、0.1 mg·L-1)、TDZ(0、0.01、0.1 mg·L-1)及其組合的培養基上,30 d后觀察記錄愈傷組織再分化出芽情況并統計出芽誘導率與平均芽數,出芽率=出芽的愈傷組織塊數/接種數)×100%;平均出芽數=芽總數/接種時愈傷組織塊數。每個處理接種45個莖段,試驗重復3次。
1.2.5 芽的伸長與擴繁
切取相同大小(2 cm × 2 cm)的不定芽塊轉接于含有不同濃度6-BA(0、0.1、0.5、1.0 mg·L-1)、NAA(0、0.1、0.5 mg·L-1)、KT(0、0.5 mg·L-1)、TDZ(0、0.1、0.3、0.5 mg·L-1)、GA3(0、0.5、2.0 mg·L-1)及其組合的MS培養基上,30 d后觀察記錄生長情況,并統計芽伸長率、平均芽伸長數與芽增殖率。芽伸長率=(長于0.5 cm的不定芽塊數/接種時的總不定芽塊數)×100%;平均芽伸長數=長度大于0.5 cm的總芽體數/接種時的不定芽塊數;芽增殖率=(出現增殖的芽數/接種時的芽數)×100%。每個處理接種45個莖段,試驗重復3次。
1.2.6 生根培養
選取長3~4 cm、生長健壯的枝條,切離不定芽塊并將切口以上長0.2~0.5 cm部分置于300 mg·L-1IBA溶液浸泡15 min,轉接于不含任何植物激素的MS培養基上培養,30 d后觀察記錄其生長情況,并統計生根率與平均生根數。生根率=(生根數/接種數)×100%,平均生根數=總根數/生根的植株數量。每個處理接種45個莖段,試驗重復3次。
1.2.7 煉苗移栽
選擇生根良好的植株,去除蓋子,帶瓶置于自然光照條件下培養7 d后,用自來水小心沖洗根系附著的培養基,略微晾干根系表面水分,植于泥炭土、蛭石、珍珠巖體積比1∶1∶1的花盆中,澆足定根水,每天早晚用清水噴灑葉面,30 d后統計成活率。移栽成活率=(30 d后移栽成活的植株數/移栽總株數)×100%。
1.3 數據統計
采DPS 7.05軟件中的Duncan新復極差法對數據進行統計分析,差異顯著性水平為0.05。
2.1 激素配比及光照對土黨參愈傷組織誘導的影響
培養10 d左右,莖段切口處開始膨大并形成愈傷組織。在不同激素配比下,土黨參的愈傷組織誘導率呈顯著性差異。在不含植物激素的培養基中不能形成愈傷組織,生長素單用以及與細胞分裂素合用均可形成愈傷組織(表1)。細胞分裂素(6-BA、TDZ)主導著愈傷組織類型的形成,在同時添加2,4-D與6-BA或TDZ的培養基上可產生米黃色致密狀胚性愈傷(類型Ⅰ,圖1-A),而單獨添加2,4-D時則產生含有少量白色球形胚的米黃色疏松狀愈傷(類型Ⅱ,圖1-B)。
愈傷組織誘導率與2,4-D濃度呈正相關,2,4-D濃度越高則愈傷組織誘導率越高,最高可達86%;但當2,4-D濃度達1.0 mg·L-1以上時,差異不顯著。低濃度2,4-D誘導的愈傷組織生長旺盛,分裂速度較快,高濃度的2,4-D(≥2.0 mg·L-1)誘導的愈傷生長緩慢,在培養后期甚至出現部分褐化的現象。因此,高濃度的2,4-D可在一定程度上抑制土黨參愈傷組織的生長甚至對其產生了一定的毒害作用。另外,無論是在12 h光照/12 h黑暗處理還是在全黑暗處理的情況下,土黨參莖段愈傷組織誘導率以及相應的生長情況并沒有顯著差異,可見土黨參愈傷組織的形成對光照條件要求不嚴格。
2.2 激素配比對類型Ⅰ愈傷組織再分化出芽的影響
致密愈傷組織(類型Ⅰ)在單獨含有細胞分裂素(6-BA或TDZ)或與GA3相配合的培養基上均可再分化出不同程度的芽點(圖1-C),而不含任何植物激素的對照組(CK)則產生大量根并褐化死亡,推測細胞分裂素是愈傷組織再分化出芽的必要條件。雖然單獨使用6-BA或TDZ均可誘導芽的分化,但是誘導再分化出芽的效果卻有顯著差異。TDZ誘導效果最高,TDZ濃度為0.5~1.5 mg·L-1時,出芽率和平均芽點數隨著濃度的升高而增加,最高分別可達81.4%和203個。雖然分化出的芽體葉片均為卷縮,芽點均不能伸長形成正常態的嫩芽,在相同培養基上繼代培養30 d后芽體依然不能伸長形成常態芽,但可使不定芽塊長大并出現更多的芽點(表2)。
表1 不同植物激素及其組合對土黨參莖段愈傷組織誘導的影響
Table 1 Effects of different phytohormone and their combinations on callus induction ofC.javanicafrom stem with axillary bud

植物激素Phytohormones/(mg·L-1)2,4-D6-BANAATDZ愈傷組織誘導率Callus-inducedrate/%愈傷組織類型Typeofcallus光照條件Lightcondition00000d—光培養Light0.500055c類型Ⅱ(疏松)TypeⅡ(loose)光培養Light0.51.00065bc類型Ⅰ(致密)TypeⅠ(compact)光培養Light0.51.00.5054c類型Ⅰ(致密)TypeⅠ(compact)光培養Light1.000078.7ab類型Ⅱ(疏松)TypeⅡ(loose)光培養Light1.000072ab類型Ⅱ(疏松)TypeⅡ(loose)暗培養Dark1.01.00076ab類型Ⅰ(致密)TypeⅠ(compact)光培養Light1.01.00.5086a類型Ⅰ(致密)TypeⅠ(compact)光培養Light1.0000.181.3a類型Ⅰ(致密)TypeⅠ(compact)光培養Light2.000073ab類型Ⅱ(疏松)TypeⅡ(loose)光培養Light2.01.00078ab類型Ⅰ(致密)TypeⅠ(compact)光培養Light2.01.00.5085a類型Ⅰ(致密)TypeⅠ(compact)光培養Light
表中數據為3次重復的平均值,同列數據后無相同小寫字母表示差異顯著(P<0.05),下同;類型Ⅰ,黃色致密愈傷;類型Ⅱ,米黃色疏松愈傷。
Values represented means in three repeated tests. Data marked without the same lowercase letter in each column indicated significant differences atP<0.05. Type Ⅰ, yellow and compact callus; TypeⅡ, beige and loose callus.
在含有不同濃度6-BA(0.5、1.0 mg·L-1)與TDZ(0.01、0.1 mg·L-1)組合的培養基上,致密的愈傷組織在培養10 d左右開始變得松散,同時開始出現綠色芽點。培養30 d后該愈傷組織出現的芽點不能伸長,只是疏松的愈傷組織出現了部分增殖。取含該綠色芽點的疏松愈傷組織于體視鏡下觀察發現,在綠色芽點當中雜夾著少量的球形胚(圖2-A)和心形胚(圖2-B);胚根伸長形成根,但胚芽愈傷化并長出次級體細胞胚的“畸形成熟胚”,無正常的成熟胚(圖2-C),同時還發現在部分球形胚上面也長出了次級體細胞胚(圖2-D)。由此可知,6-BA與TDZ的協同作用有助于體細胞胚的形成,但是體細胞胚形成的質量較差。
表2 不同植物激素及其組合對Ⅰ類愈傷組織再分化的影響
Table 2 Effects of different phytohormone and their combinations on differentiation of callus type Ⅰ

植物激素Phytohormones/(mg·L-1)6-BATDZNAAGA3出芽率Shootinductionrate/%平均芽數Numberofshoots愈傷組織分化情況Performanceofcallusdifferentiation00000g0i大量根,愈傷褐化Plentifulrootandbrown0.500069.0b45.0g芽簇生緊密Fascicular1.000062.5bc104.0d芽簇生緊密Fascicular00.50079.5a148c芽簇生緊密Fascicular01.00081.4a188.5b芽簇生緊密Fascicular01.50080.8a203.0a芽簇生緊密Fascicular0.50.10061.5bc62.5f愈傷組織塊松散Loose,shootsparse1.00.10068b89.0e愈傷組織塊松散Loose,shootsparse0.500.1028.2f29.5h愈傷組織塊松散,芽稀少,大量根Loose,shootsparseandplentifulroot1.000.1027.7f24.0h愈傷組織塊松散,芽稀少,大量根Loose,shootsparseandplentifulroot2.000.1038.5e28.0h愈傷組織塊松散,芽稀少,大量根Loose,shootsparseandplentifulroot0.5000.557.5c104.5d芽簇生緊密Fascicular1.000.01030.4f18.0h愈傷組織塊松散,芽稀少,大量根Loose,shootsparseandplentifulroot00.500.577.6a158c芽簇生緊密Fascicular0.50.10.1040.6de103d愈傷組織塊松散,芽稀少,大量根Loose,shootsparseandplentifulroot0.500.10.528.5f64.0f愈傷組織塊松散,芽稀少,大量根Loose,shootsparseandplentifulroot1.00.10.01045.9d82.0e愈傷組織塊松散,芽稀少,大量根Loose,shootsparseandplentifulroot

A, 莖段在1.0 mg·L-1 2,4-D+1.0 mg·L-1 6-BA+0.5 mg·L-1 NAA的MS培養基上形成的黃色致密愈傷組織(類型Ⅰ);B, 莖段在1.0 mg·L-1 2,4-D的MS培養基上形成的黃色疏松愈傷組織(類型Ⅱ),且該愈傷組織雜夾少量白色球形體細胞胚;C, 類型Ⅰ愈傷組織在1.0 mg·L-1 TDZ培養基上長出致密芽點;D, 不定芽塊上的芽體在0.5 mg·L-1 6-BA+0.1 mg·L-1 NAA+0.5 mg·L-1 GA3的培養基上伸長;E, 健壯的叢生芽經300 mg·L-1IBA浸泡15 min后接種于不含任何激素的空白MS培養基上生根;F, 移栽成活的無菌苗。圖中標尺代表的實際長度為0.5 mmA, Yellow and compact callus (Type Ⅰ)was induced on MS medium supplemented with 1.0 mg·L-1 2,4-D+1.0 mg·L-1 6-BA+0.5 mg·L-1 NAA; B, Yellow and fragile callus (type Ⅱ) was induced on MS medium supplemented with 1.0 mg·L-1 2,4-D and formed a few white globular embryos; C, The compact callus could differentiated into adventitious buds on the medium supplementing 1.0 mg·L-1 TDZ; D, The shoots were elongated on MS medium supplemented with 0.5 mg·L-1 6-BA+0.1 mg·L-1 NAA+0.5 mg·L-1 GA3; E, Excised shoots rooted after treated with 300 mg·L-1 IBA for 15 min and cultured on MS basal medium for 30 d; F, Plantlets were survival after transplanted into matrix. Bars=0.5 mm圖1 土黨參愈傷組織誘導及植株再生Fig.1 Plant regeneration via callus from aseptic stems of C. javanica.
含有NAA的培養基上培養的愈傷組織均可再分化產生大量的根,但芽分化率與出芽程度均較低,僅在長滿根的致密愈傷組織塊上零星地分布一些芽,該芽體葉片舒展,芽長勢正常(表2)。

A, 球形胚;B, 心形胚;C, 畸形胚;D, 在球形胚上形成了次級體細胞胚,如白色箭頭所示。標尺代表的實際長度為0.5 mmA, Globular embryos; B, Heart-shaped; C, Abnormal embryo; D, Secondary embryos formed on the surface of primary globular embryos (white arrow). Bars=0.5 mm圖2 處于不同時期的體細胞胚Fig.2 Somatic embryos at different stages
綜上所述,最適的誘導愈傷組織分化出芽培養基為:MS+1.5 mg·L-1TDZ;6-BA與NAA同時作用時有助于體細胞胚的形成,含有NAA的培養基不適合愈傷組織再分化出芽。
2.3 芽的伸長與增殖
由表3可知,GA3在簇生芽的伸長方面具有重要作用。雖然單一添加6-BA或KT的培養基中不定芽出現增殖且無褐化現象,但不定芽塊的芽點致密,不能伸長;6-BA與NAA配合使用時,部分不定芽增殖,但僅有少量的芽可以伸長,大部分芽塊出現了褐化現象。在GA3培養基上培養的不定芽均可以出現不同程度的伸長,芽伸長率與平均芽伸長數最高分別可達90.55%與102個,幾乎整個不定芽塊的芽體都得以伸長且葉片舒展,長勢旺盛(圖1-D)。單獨添加2.0 mg·L-1GA3的培養基上芽長勢旺盛,但是沒有新的芽形成;當GA3與6-BA、NAA配合使用時不定芽塊長勢最好,既有芽的伸長也有芽的增殖。由表3可知,誘導不定芽塊伸長的較好配方為:MS+0.5 mg·L-16-BA+0.1 mg·L-1NAA+0.5 mg·L-1GA3。
在含有6-BA、NAA與TDZ的MS培養基上,雖然芽塊伸長率較低,但將伸長的芽體從不定芽塊上剝離并轉接于相同培養基上,在莖段的切口基部會產生綠色致密的愈傷組織,同時在基部產生大量叢生芽,可知該類培養基配比不適合誘導芽的分化與伸長,而適合于叢生芽產生與擴繁。
表3 不同植物激素及其組合對土黨參芽伸長與增殖的影響
Table 3 Effects of different phytohormone and their combination on shoots elongation and propagation ofC.javanica

植物激素Phytohormones/(mg·L-1)6-BANAATDZKTGA3芽伸長率Therateofelongatedshootinduction/%平均芽伸長數NumberofshootsperAdventitiousmass芽增殖率Therateofelongateshoots/%不定芽塊生長情況Growthperformanceofshootmass000000c0c0c褐化Brown0.50.0100023.94b27.15b23.25b部分褐化Brownpartly0.50.100.100025.30b32.45b56.00a無褐化Nobrown0.50.10000.5091.00a102.00a59.10a無褐化Nobrown0.50.2000022.62b28.75b21.50b部分褐化Brownpartly1.00.1000026.27b25.00b24.00b部分褐化Brownpartly1.00.100.010029.40b33.50b54.00a無褐化Nobrown1.0000.50029.10b2.65c22.30b無褐化Nobrown00002.0090.55a100.10a0c無褐化Nobrown
2.4 生根培養與煉苗移栽
健壯的枝條置于300 mg·L-1IBA 溶液中浸泡處理15 min后,轉接至MS無激素培養基上,7 d左右開始陸續生根,30 d后生根率達到100%,每株平均生根數為5.3條,植株莖稈健壯,葉片翠綠(圖1-E)。自然光照下煉苗7 d后,用自來水沖洗根部附著的瓊脂后移栽于土壤中,30 d后移栽成活率為73.3%,小苗長勢良好(圖1-F)。
本研究以無菌苗的帶芽莖段為材料,以MS為基本培養基,單獨使用2,4-D或與6-BA、TDZ進行配合,分別獲得了2種類型的愈傷組織。單獨添加2,4-D誘導獲得的是米黃色疏松愈傷組織(類型Ⅱ),而米黃色致密狀胚性愈傷(類型Ⅰ)的誘導需2, 4-D與6-BA或TDZ配合使用,表明細胞分裂素對誘導出的愈傷組織類型至關重要。不同質地的愈傷組織有不同的用途,疏松易分散的愈傷組織適于懸浮培養,用于研究細胞結構以及相關藥用成分的大規模生產;致密的愈傷組織具有較高的繁殖效率,可為多倍體育種、轉基因和細胞突變育種提供基礎,因此,可根據不同需求來誘導不同的愈傷組織。
米黃色致密狀胚性愈傷(類型Ⅰ)在單獨含有細胞分裂素(6-BA或TDZ)或與GA3相配合的培養基上均可再分化出數量不等的芽點,而在添加NAA的培養基上可分化出大量根但沒有芽,因此,在器官分化階段不適宜添加NAA。分化出的芽點均不能伸長形成正常的嫩芽,在相同培養基上繼代培養30 d后不定芽塊長大,但芽體依然不能伸長形成常態芽。將不定芽塊轉移至GA3與6-BA、NAA配合的培養基,芽既可以伸長又可維持一定的增殖;僅采用6-BA與NAA配合可獲得一定的芽增殖率,但不能促使芽伸長,表明GA3在芽的伸長中具有重要作用。本研究中,實現土黨參愈傷組織再分化出正常芽需要2步,即先將愈傷組織誘導出含有密集芽點的不定芽塊,再將該芽塊繼代于含有GA3的芽伸長培養基上進行芽伸長誘導,這與杜鵑花[19]、印度黃檀[20]以及菜花[21]等植物的植株再生過程相一致。
米黃色致密狀胚性愈傷(類型Ⅰ)在含有不同濃度6-BA(0.5、1.0 mg·L-1)與TDZ(0.01、0.10 mg·L-1)組合的培養基上再分化出芽時,還觀察到了體細胞胚的形成,但所占比例較小,后續研究可嘗試調整6-BA與TDZ的濃度,提高此類愈傷組織分化成體細胞胚的比例。后續實驗將進一步研究單獨添加2,4-D誘導獲得的米黃色疏松愈傷組織(類型Ⅱ)。
[1] 中國植物志編輯委員會. 金錢豹CampanumoeajavanicaBl. [M]. 中國植物志, 北京: 科學出版社, 1983, 73(2): 71.
[2] 馮道德, 李合國, 李平. 黨參與土黨參的鑒別[J]. 四川中醫, 1993 (7): 53. FENG D D, LI H G, LI P. Identification ofCodonopsispilosulaandCampanumoeajavanicaBl. [J].JournalofSichuanofTraditionalChineseMedicine, 1993 (7): 53. (in Chinese)
[3] 張占軍. 苗藥土黨參化學成分及其多糖生物活性研究[D]. 貴陽: 貴州大學, 2005. ZHANG Z J. Studies on chemical constituents and their bioactive ofCampanumoeajavanica[D].Guiyang: Guizhou University, 2005. (in chinese with English abstract)
[4] 奚瑋, 石丹, 劉芃, 等. 黔產土黨參與其混淆品的生藥鑒定[J]. 中國民族民間醫藥, 2009, 18(1): 9-11. XI W, SHI D, LIU F, et al. Identification of crude drug ofCampanumoeajavanicaBl. and their adulterant from Guizhou province[J].Chinesejournalofethnomedicineandethnopharmacy, 2009,18(1): 9-11. (in Chinese)
[5] 張振東,楊娟,吳蘭芳,等. 神經營養因子樣土黨參多糖促進小鼠學習記憶作用的實驗研究[J]. 時珍國醫國藥, 2011,22(8): 1845-1847. ZHANG Z D, YANG J, WU L F ,et al. Improvement of NGF-like polysaccharides fromCampanumoeajavanicaBl. on learning and memory function in mice [J].LishizhenmedicineandMateriaMedicaResearch, 2011, 22(8): 1845-1847. (in Chinese with English abstract)
[6] 楊大松, 李資磊, 王雪, 等. 土黨參的化學成分及其抗血管生成活性研究[J]. 中草藥, 2015, 46(4): 470-475. YANG D S, LI Z L, WANG X, et al. Chemical constituents from roots ofCampanumoeajavanicaand their antiangiogeneic activities [J].ChineseTraditional&HerbalDrugs, 2015, 46(4): 470-475. (in Chinese with English abstract)
[7] 吳蘭芳, 景永帥, 張振東, 等. 土黨參多糖不同提取方法的比較研究[J]. 食品科學, 2012, 33(18): 45-48. WU L F, JING Y S, ZHANG Z D, et al. A comparative study of different extraction methods for polysaccharides fromCampanumoeajavanicaRoots [J].FoodScience, 2012, 33(18): 45-48. (in Chinese with English abstract)
[8] 姚佳,楊曉玲,彭梅,等.土黨參多糖對環磷酰胺所致小鼠白細胞減少癥的影響[J].山地農業生物學報,2011, 30(4): 340-343. YAO J, YANG X L, PENG M, et al. Effect of polysaccharide fromCampanumoeajavanicaon leucopenia induced by cyclophosphamide in mice [J].JournalofMountainAgricultureandBiology, 2011, 30(4): 340-343. (in Chinese with English abstract)
[9] 彭梅, 張振東, 楊娟. 土黨參多糖對小鼠的抗疲勞作用[J]. 食品科學, 2011, 32(19): 224-226. PENG M, ZHANG Z D, YANG J. Anti-fatigue effect of polysaccharides fromCampanumoeajavanicaB1 in mice [J].FoodScience, 2011, 32(19): 224-226. (in Chinese with English abstract)
[10] 彭梅, 張振東, 楊娟. 土黨參多糖對小鼠耐缺氧能力的影響[J]. 中國老年學, 2012, 32(6): 1183-1185. PENG M, ZHANG Z D, YANG J. Effect of polysaccharides fromCampanumoeajavanicaB1. on hypoxia tolerance in mice [J].Chinesejournalofgerontology, 2012,32(6): 1183-1185. (in Chinese with English abstract)
[11] 張振東, 楊娟, 吳蘭芳, 等. 土黨參多糖對小鼠腦缺血/再灌注損傷的保護作用[J]. 中國藥理學通報, 2011, 27(4): 508-511. ZHANG Z D, YANG J,WU L F, et al. Protective effect of polysaccharides fromCampanumoeajavanicaBl. against cerebral ischemia reperfusion injury in mice [J].ChinesePharmacologicalBulletin, 2011, 27(4): 508-511. (in Chinese with English abstract)
[12] 張占軍, 楊小生, 朱文適, 等. 土黨參化學成分研究[J]. 中草藥, 2005, 36(8): 1144-1146. ZHANG Z J, YANG X S, ZHU W S, et al. Study on the chemical ingredients inCampanumoeajavanicaBl. [J].ChineseTraditionalandHerbalDrugs, 2005, 36(8): 28-30. (in Chinese)
[13] 張占軍, 楊小生. 響應面法優化土黨參多糖的提取工藝及其神經營養活性研究[J]. 食品工業科技, 2016, 37(6): 291-297. ZHANG Z J, YANG X S. Optimization of extraction conditions of polysaccharides fromCampanumoeajavanicaBlume by response surface methodology and evaluation of its neurotrophic activities [J].ScienceandTechnologyofFoodIndustry, 2016, 37(6): 291-297. (in Chinese with English abstract)
[14] 肖雄, 彭梅, 唐健波, 等. 正交試驗優選土黨參多糖的硫酸化工藝[J]. 華西藥學雜志, 2015, 30(5): 556-558. XIAO X, PENG M, TANG J B, et al. Optimization on sulfated technology ofCampanumoeajavanicapolysaccharide by Orthogonal design [J].WestChinaJournalofPharmaceuticalSciences, 2015, 30(5): 556-558. (in Chinese with English abstract)
[15] 肖雄,彭梅,楊娟. 土黨參多糖鐵配合物的制備及其理化性質[J]. 食品科學, 2015, 36(17): 13-16. XIAO X, PENG M,YANG J. Preparation and physicochemical characterization ofCampanumoeajavanicapolysaccharides-iron (Ⅲ) complex [J].FoodScience, 2015, 36(17): 13-16. (in Chinese with English abstract)
[16] 汪毅. 中國苗族藥物 彩色圖集[M]. 貴州科技出版社, 2002: 61.
[17] 王祝年, 徐立, 黃碧蘭, 等. 蔓桔梗的離體快速繁殖[J]. 植物生理學報, 2007, 43(4): 745. WANG Z N, XU L, HUANG B L. et al.Invitrorapid propagation ofCampanumoeajavanicaBl. [J].PlantPhysiologyCommunications.2007, 43(4): 745. (in Chinese with English abstract)
[18] MURASHIGE T, SKOOG F. A revised medium for rapid growth and bio assays with tobacco tissue cultures [J].PhysiologiaPlantarum, 1962, 15(3): 473-497.
[19] JOHN E PREECE, MILES R IMEL. Plant regeneration from leaf explants ofRhododendron, ‘P.J.M. Hybrids’ [J].ScientiaHorticulturae, 1991, 48(1/2): 159-170.
[20] PRADHAN C, KAR S, PATTNAIK S, et al. Propagation ofDalbergiasissooRoxb. throughinvitroshoot proliferation from cotyledonary nodes [J].PlantCellReports, 1998, 18(1): 122-126.
[21] 王興翠, 呂金浮, 薛其勤, 等. 應用TDZ優化生菜再生體系的建立[J]. 浙江農業學報, 2015, 27(8): 1381-1386.
WANG X C, LYU J F, XUE Q L, et al. Establishment and optimization of the regeneration system for lettuce using TDZ [J].ActaAgricultureaeZhejianggensis, 2015, 27(8): 1381-1386. (in Chinese with English abstract).
(責任編輯 侯春曉)
Callus induction and plant regeneration from stem explants ofCampanumoeajavanicaB1.
QI Fuyou1, FAN Weijun2, HU Xiu3,*, LIANG Hanzhi3, WU Yongqing3, XU Bingqiang4
(1.GuangzhouPubangLandscapeArchitectureCo.,Ltd,Guangzhou510600,China; 2.HonglingSeedOrchard,Taishan529223,China; 3.CollegeofHorticultureandLandscapeArchitecture,ZhongkaiUniversityofAgricultureandEngineering,Guangzhou510225,China; 4.SouthChinaBotanicalGarden,ChineseAcademyofSciences,Guangzhou510650,China)
In order to estabilished an efficient plant regeneration system via callus from stem segments with bud ofCampanumoeajavanicaB1. The aseptic stems were used as explants and then cultured on MS medium supplemented with different plant growth regulators (PGRs) to establish an effective protocol for callus induction, shoots induction and development, and roots induction. The results showed that two types of callus could be obtained under different treatments, of which type Ⅰ was yellow and compact while type Ⅱ was light yellow, fragile and mixed with a small number of white globular embryos. The type of callus could be regulated by cytokinin. Type I callus was induced on MS medium supplemented with 1.0 mg·L-12, 4-D+1.0 mg·L-16-BA + 0.5 mg·L-1NAA, while type Ⅱ callus was induced on MS medium supplemented with 1.0 mg·L-12, 4-D. The compact callus could differentiated into adventitious buds on the medium supplementing cytokinin (6-BA, KT, TDZ). The adventitious buds further developed and proliferated after 30 d culture on MS medium containing 0.5 mg·L-16-BA+0.5 mg·L-1GA3+0.1 mg·L-1NAA. Excised shoots were treated with 300 mg·L-1IBA for 15 min and then cultured on MS basal medium for 30 d, and the rooting rate reached 100%. When transplanted into a mixture of peat soil, vermiculite and perlite (volume ratios was 1∶1∶1), the survival rate of regenerated plantlets could reached 73.3% after 30 d. The experiment developed an effective protocol forC.javanicashoot organogenesis via callus, which might laid the foundation of researches on polyploidy, transgenic and cell mutation breeding.
CampanumoeajavanicaB1.; callus; excised shoots; rooting rate; survival rate
10.3969/j.issn.1004-1524.2017.08.12
2017-04-19
廣東省林業科技創新專項資金(2013KJCX014-02,2015KJCX039);廣東大學生科技創新培育專項資金(pdjh2016b0253)
戚甫友(1982—),男,山東梁山人,碩士,工程師,主要從事風景園林施工。E-mail: 272741918@qq.com
*通信作者,胡秀,E-mail: 13902215936@139.com
S567.23+9
A
1004-1524(2017)08-1313-08
戚甫友, 范偉軍, 胡秀, 等. 土黨參莖段的愈傷組織誘導與植株再生[J]. 浙江農業學報, 2017, 29(8): 1313-1320.