多花黃精組培生根技術(shù)研究

周新華，朱宜春，桂尚上，厲月橋，聶國樹，鄒 璐，林建萍，黃維榮

（1.中國林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)實(shí)驗(yàn)中心，江西 分宜 336600；2. 江西省新余市林業(yè)科學(xué)研究所，江西 新余 338000；3.廣州市林業(yè)和園林綠化工程建設(shè)中心，廣東 廣州 510050）

多花黃精組培生根技術(shù)研究

周新華1，朱宜春2，桂尚上3，厲月橋1，聶國樹1，鄒 璐1，林建萍1，黃維榮1

（1.中國林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)實(shí)驗(yàn)中心，江西 分宜 336600；2. 江西省新余市林業(yè)科學(xué)研究所，江西 新余 338000；3.廣州市林業(yè)和園林綠化工程建設(shè)中心，廣東 廣州 510050）

為給多花黃精工廠化育苗和規(guī)模化栽培提供可行的關(guān)鍵技術(shù)，利用江西省分宜縣大崗山山區(qū)選育的野生多花黃精無菌組培苗為試驗(yàn)材料，就不同基本培養(yǎng)基、不同種類與濃度的激素、不同碳源對其根莖不定根誘導(dǎo)的影響情況進(jìn)行了試驗(yàn)。結(jié)果表明：最適基本培養(yǎng)基為1/2MS培養(yǎng)基；誘導(dǎo)生根的最佳生長素種類為NAA，其最適濃度為1.0mg·L－1；最適碳源為蔗糖；最佳不定根誘導(dǎo)培養(yǎng)基為1/2MS＋NAA 1.0mg·L－1＋蔗糖30 g·L－1，其生根率為98.2%，單個(gè)組培苗的平均生根數(shù)為24.8條。

多花黃精；組織培養(yǎng)；生根率

多花黃精Polygonatum cyrtonemaHua是百合科黃精屬多年生草本植物，其根莖含有豐富的糖類、甾體皂苷、強(qiáng)心苷、生物堿、黃酮及蒽醌類化合物、木脂素、維生素、氨基酸及微量元素多種化學(xué)成分，是我國傳統(tǒng)大宗藥材，具有補(bǔ)氣養(yǎng)陰、健脾、潤肺、益腎、抑制腫瘤細(xì)胞等功效，具有十分重要的開發(fā)利用價(jià)值[1-5]。但是，在自然條件下多花黃精種子收集難度大、發(fā)芽率低、育苗周期長，采用有性繁殖方式和常規(guī)無性繁殖手段無法滿足生產(chǎn)需要，以致其資源遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足市場的需求[6]。為了解決多花黃精資源匱乏的問題，推進(jìn)其在醫(yī)藥等行業(yè)的應(yīng)用，筆者于2012年開展了多花黃精組織培養(yǎng)技術(shù)的研究[7-8]，為給多花黃精工廠化育苗和規(guī)?；耘嗵峁┛尚械年P(guān)鍵技術(shù)，就不同基本培養(yǎng)基、不同種類及濃度激素、不同碳源等對多花黃精組培苗生根的影響情況進(jìn)行了試驗(yàn)研究，現(xiàn)將試驗(yàn)結(jié)果分析報(bào)道如下。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)以江西省分宜縣大崗山山區(qū)選育的野生多花黃精無菌組培苗為研究材料。無菌組培苗來源于中國林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)實(shí)驗(yàn)中心年珠實(shí)驗(yàn)林場實(shí)驗(yàn)基地內(nèi)培養(yǎng)的植株，該批植株是2010年從大崗山山區(qū)選育移栽到實(shí)驗(yàn)基地中，2012年底將多花黃精塊莖移至亞林中心生物工程部進(jìn)行沙藏處理，切取帶芽根莖接種至培養(yǎng)基中取得的無菌苗。

1.2 研究方法

1.2.1 基本培養(yǎng)基對組培苗生根的影響試驗(yàn)

選用分別添加了ABT 2.0mg·L－1的MS、1/2MS、White、1/2White、H和1/2H等6種基本培養(yǎng)基開展組培苗的生根試驗(yàn)，共設(shè)計(jì)6個(gè)處理，每個(gè)處理接種15瓶，試驗(yàn)重復(fù)3次。培養(yǎng)45 d后統(tǒng)計(jì)生根情況，并計(jì)算出每個(gè)處理相應(yīng)的生根率和平均根數(shù)。

生根率＝生根瓶數(shù)/接種總瓶數(shù)；

平均根數(shù)＝生根總條數(shù)/生根瓶數(shù)。

1.2.2 生長素種類及濃度對組培苗生根的影響試驗(yàn)

基本培養(yǎng)基中大量元素含量的降低能夠促進(jìn)不定根的產(chǎn)生[9-10]。生長素的一個(gè)重要生理功能就是促進(jìn)不定根的形成，生長素含量的變化勢必影響不定根的發(fā)生[11-12]。依據(jù)基本培養(yǎng)基對多花黃精組培苗生根的試驗(yàn)結(jié)果，以1/2MS為基礎(chǔ)培養(yǎng)基，采用萘乙酸（NAA）、吲哚乙酸（IAA）和吲哚丁酸（IBA）3種植物生長素、0.1～1.5mg·L－1不同激素濃度處理的多因素試驗(yàn)，共設(shè)計(jì)12個(gè)處理，每個(gè)處理接種15瓶，重復(fù)3次。培養(yǎng)45 d后統(tǒng)計(jì)生根情況，并計(jì)算出每個(gè)處理相應(yīng)的生根率和平均根數(shù)。

生根率＝生根瓶數(shù)/接種總瓶數(shù)；

平均根數(shù)＝生根總條數(shù)/生根瓶數(shù)。

1.2.3 碳源種類對組培苗生根的影響試驗(yàn)

采用白砂糖、蔗糖和葡萄糖3種碳源，在1/2MS＋NAA 1.0mg·L－1培養(yǎng)基中分別加入30 g·L－1不同種類的碳源進(jìn)行試驗(yàn)，共設(shè)計(jì)3個(gè)處理，每個(gè)處理接種15瓶，試驗(yàn)重復(fù)3次。培養(yǎng)45 d后統(tǒng)計(jì)生根情況，并計(jì)算出每個(gè)處理相應(yīng)的生根率和平均根數(shù)。

生根率＝生根瓶數(shù)/接種總瓶數(shù)；

平均根數(shù)＝生根總條數(shù)/生根瓶數(shù)。

1.2.4 光照時(shí)長對組培苗生根的影響試驗(yàn)

以1/2MS＋NAA 1.0mg·L－1培養(yǎng)基為基本培養(yǎng)基，光照時(shí)長分別設(shè)為8、12和16 h，在這3種光照條件下開展組培苗的生根試驗(yàn)，共設(shè)計(jì)3個(gè)處理，每個(gè)處理接種15瓶，試驗(yàn)重復(fù)3次。培養(yǎng)45 d后統(tǒng)計(jì)生根情況，并計(jì)算出每個(gè)處理相應(yīng)的生根率和平均根數(shù)。

生根率＝生根瓶數(shù)/接種總瓶數(shù)；

平均根數(shù)＝生根總條數(shù)/生根瓶數(shù)。

1.2.5 培養(yǎng)條件

組培室培養(yǎng)條件為：溫度控制在（24±2）℃，光照強(qiáng)度控制在1 500～2 000 lx的范圍內(nèi)，每天光照時(shí)間為12 h（光照時(shí)長對組培苗生根的影響試驗(yàn)另行控制），濕度控制在70%左右。

1.2.6 數(shù)據(jù)分析與處理

采用SPSS18.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行方差分析和多重比較。多重比較采用顯著系數(shù)0.05上的Duncan多范圍檢驗(yàn)法，所有檢驗(yàn)數(shù)據(jù)都在同一量綱上進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 基本培養(yǎng)基對多花黃精組培苗生根的影響

將單個(gè)多花黃精無根帶芽塊莖分別接種在附加了ABT 2.0mg·L－1的不同基本培養(yǎng)基上，不同基本培養(yǎng)基對多花黃精組培苗生根的影響情況見表1。表1顯示，接種在1/2MS基本培養(yǎng)基上的生根效果最好，生根率高達(dá)31.3%，平均生根數(shù)高達(dá)2.29條；其次是接種在MS基本培養(yǎng)基上的生根效果，其生根率達(dá)25.4%，平均生根數(shù)達(dá)1.5條。就不同基本培養(yǎng)基而言，大量元素含量低的培養(yǎng)基更有利于不定根的誘導(dǎo)，這可能因?yàn)榕囵B(yǎng)基過高的滲透勢不利于營養(yǎng)元素和激素的運(yùn)轉(zhuǎn)。不同基本培養(yǎng)基誘導(dǎo)出的不定根如圖1a和圖1b所示。

表1 不同基本培養(yǎng)基對多花黃精組培苗生根的影響?Table 1 Influence of different basic media on inducing roots from P. cyrtonema plantlets

2.2 不同種類與濃度的生長素對不定根誘導(dǎo)的影響

將單個(gè)多花黃精無根帶芽塊莖分別接種在含有不同種類和濃度的激素的1/2MS培養(yǎng)基上，培養(yǎng)45 d后，觀察并統(tǒng)計(jì)誘導(dǎo)不定根的情況與數(shù)量，計(jì)算生根率和平均單個(gè)帶芽塊莖誘導(dǎo)出的不定根條數(shù)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表2。表2表明，就激素的不同種類而言，不同處理對不定根的誘導(dǎo)能力不同，不同種類的激素處理對不定根的誘導(dǎo)能力的強(qiáng)弱依次為NAA＞IBA＞IAA。以NAA處理的，隨著NAA濃度的增加，其誘導(dǎo)能力也不斷增強(qiáng)，其中誘導(dǎo)效果最好的是NAA 1.0mg·L－1處理，其生根率高達(dá)98.2%，誘導(dǎo)出的不定根數(shù)平均高達(dá)24.80條，若激素濃度繼續(xù)增加，其對不定根的誘導(dǎo)能力則減弱。不同濃度的生長素誘導(dǎo)出的不定根如圖1c和圖1d所示。

2.3 碳源種類對多花黃精組培苗生根的影響

將多花黃精組培苗分別接種在含有不同碳源的1/2MS＋NAA 1.0mg·L－1培養(yǎng)基上，培養(yǎng)45 d后，觀察并統(tǒng)計(jì)不定根的生長情況與生根數(shù)量，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表3。表3表明，接種在含有葡萄糖的培養(yǎng)基上的培養(yǎng)效果最好，生根率高達(dá)98.4%，平均根數(shù)高達(dá)24.90條；其次是蔗糖處理的，其生根率達(dá)98.2%，平均根數(shù)達(dá)24.80條；以白砂糖為碳源的試驗(yàn)效果最差，其生根率僅為40.7%，平均根數(shù)僅有3.40條。在含有蔗糖和葡萄糖培養(yǎng)基上的組培苗其生根率和平均生根數(shù)相當(dāng)，從經(jīng)濟(jì)角度考慮，選擇蔗糖作為碳源較為合適。

表2 在1/2MS培養(yǎng)基上添加不同種類與濃度的激素對不定根誘導(dǎo)的影響Table 2 Influence of kinds and concentrations of hormones on inducing roots in 1/2MS medium

圖1 多花黃精不定根的誘導(dǎo)情況Fig. 1 Status of inducing roots from P. cyrtonema plantlets

2.4 不同光照時(shí)長對多花黃精組培苗生根的影響

將接種在1/2MS＋NAA 1.0mg·L－1培養(yǎng)基中的黃精組培苗置于不同光照條件的培養(yǎng)室中培養(yǎng)45 d后，觀察并統(tǒng)計(jì)其生長情況和生根數(shù)量，結(jié)果見表4。表4 表明，不同處理間的差異均不顯著，說明光照時(shí)長對多花黃精組培苗生根的影響不大。

表3 不同種類碳源對多花黃精組培苗生根的影響Table 3 Influence of carbon sucrose on inducing roots from P. cyrtonema plantlets

表4 不同光照時(shí)長對多花黃精組培苗生根的影響Table 4 Influence of different illumination time on inducing roots from P. cyrtonema plantlets

3 結(jié)論與討論

1）在組織培養(yǎng)過程中，不定根形成的好壞直接影響到組培苗移栽成活率的多少，而組培苗的生根是一個(gè)復(fù)雜的生理過程，受多種因素的影響[12-15]。文中的研究結(jié)果表明，以1/2MS基本培養(yǎng)基培養(yǎng)多花黃精組培苗，其生根率、平均根數(shù)都要明顯高于以MS、White、1/2White、H和1/2H等基本培養(yǎng)基培養(yǎng)的。試驗(yàn)中大量元素減半的各種基本培養(yǎng)基較于原培養(yǎng)基均更有利于組培苗的生根，這說明適當(dāng)降低培養(yǎng)基中的無機(jī)鹽濃度有利于不定根的發(fā)生，這可能與培養(yǎng)基中的滲透勢的高低及其對苗木不同生長部位的促進(jìn)作用有關(guān)。

2）試驗(yàn)結(jié)果表明，除基本培養(yǎng)基對組培苗生根的影響較大外，生長素的種類和濃度及碳源種類對多花黃精組培苗生根也都有較大的影響。試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，不同種類生長素對不定根的誘導(dǎo)能力的強(qiáng)弱依次為NAA＞IBA＞IAA，當(dāng)NAA濃度為1.0mg·L－1時(shí)，其誘導(dǎo)生根的效果最好。試驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)，利用蔗糖和葡萄糖作為碳源的培養(yǎng)效果都好，較于白砂糖均更有利于不定根的誘導(dǎo)和生長，但從經(jīng)濟(jì)角度考慮，在生產(chǎn)中建議使用蔗糖作為碳源，既可降低生產(chǎn)成本，又可獲得生長健壯的組培苗。

3）試驗(yàn)結(jié)果還表明，多花黃精組培苗的最適生根培養(yǎng)基為1/2MS＋NAA 1.0mg·L－1＋蔗糖30 g·L－1。這一研究結(jié)果與劉紅美等人[16]研究得出的多花黃精組培苗最佳生根培養(yǎng)基為1/2MS＋I(xiàn)BA 0.7mg·L－1的結(jié)果不同，這可能與黃精的不同種源或試驗(yàn)中使用的藥品來源不同有關(guān)。

4）在植物組織培養(yǎng)過程中，影響組培苗生根的因素很多。本試驗(yàn)著重對基本培養(yǎng)基、激素的種類與濃度、碳源種類和光照時(shí)間等因素對多花黃精組培苗生根的影響情況進(jìn)行了試驗(yàn)研究。雖然試驗(yàn)結(jié)果較好，生根率在98%以上，平均根數(shù)達(dá)24.80條，經(jīng)煉苗后能直接移栽，試驗(yàn)結(jié)果可為工廠化育苗提供技術(shù)參考，但是，由于試驗(yàn)規(guī)模和時(shí)間的限制，未能針對溫度、添加劑及其他基本培養(yǎng)基和激素種類及其濃度與配比對多花黃精組培苗生根的影響問題進(jìn)行探討，這些問題有待于在后續(xù)研究中作進(jìn)一步的試驗(yàn)研究。

[1]國家藥典委員會.中華人民共和國藥典(一部)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2005,275－287.

[2]王冬梅,朱 瑋,張存莉,等.黃精化學(xué)成分及其生物活性[J].西北林學(xué)院學(xué)報(bào),2006,21(2)：142－145.

[3]樊艷榮,陳雙林,楊清平,等.毛竹林下多花黃精種群生長和生物量分配的立竹密度效應(yīng)[J].浙江農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào), 2013,30(2)： 199 － 205.

[4]黃 瑤.黃精的藥理研究及其開發(fā)利用[J].華西藥學(xué)雜志,2002, 17(4)：278 － 279.

[5]中國科學(xué)院中國植物志編輯委員會.中國植物志(第十五卷)[M].北京：科學(xué)出版社,1978：64－65.

[6]田啟建,趙 致.黃精栽培技術(shù)研究進(jìn)展[J].中國現(xiàn)代中藥,2007, 9(8)：32 － 33.

[7]周新華,曾滿生,肖智勇,等.多花黃精嫩莖與根莖芽離體培養(yǎng)技術(shù)研究[J].經(jīng)濟(jì)林研究,2014,32(4)：68－72.

[8]周新華.基于均勻設(shè)計(jì)對黃精不定芽增殖培養(yǎng)的研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2014,11(4)：10909－10911.

[9]黃健秋,衛(wèi)志明.松屬樹種的組織培養(yǎng)和原生質(zhì)體培養(yǎng)[J].植物學(xué)通報(bào),1994,11(1)：34－42.

[10]王麗萍,王 平,王曉明,等. 蜆殼花椒組培苗的生根試驗(yàn)[J].經(jīng)濟(jì)林研究,2007,25(1)：34－37.

[11]扈紅軍,曹幫華,尹偉倫,等.不同處理對歐榛硬枝扦插生根的影響及生根過程中相關(guān)氧化酶活性的變化[J].林業(yè)科學(xué),2007, 43(12)：70 － 75.

[12]Ramagecm, Williams RR. Mineral nutrition and plant morphyogenesis [J]. In Vitro Cell Dev Biol-Plant,2002,38：116 － 124.

[13]曹基武,劉春林,吳 毅,等.不同生根劑濃度與基質(zhì)種類對南方紅豆杉插條生根的影響[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào),2013, 33(12)： 10 － 14.

[14]黃烈健,易 敏.大葉相思不同種植密度及修剪高度對穗條量及扦插生根的影響[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào), 2013, 33(8)：10－13.

[15]Uderst G, Moncousin C, OR ourke J. Stimulation of root formation in dif fi cult-to-root wood cuttings by dithiothreitol [J].Int J Plant Sei, 1997,158(2)：132 － 135.

[16]劉紅美,方小波,夏開德,等.多花黃精組織培養(yǎng)快繁技術(shù)的研究 [J].種子 ,2010,(12)：13 － 17.

Study on inducing roots fromPolygonatum cyrtonemaplantlets

ZHOU Xin-hua1, ZHU Yi-chun2, GUI Shang-shang3, LI Yue-qiao1, NIE Guo-shu1, ZOU lu1, LIN Jian-ping1, HUANG Wei-rong1
(1.Experimental Center for Subtropical Forestry, Chinese Academy of Forestry, Fenyi 336600, Jiangxi, China;2. Xinyu City Forestry Research Institute, Xinyu 338000, Jiangxi, China;3. Guangzhou Forestry and Landscaping Construction Center, Guangzhou 510050, Guangdong, China)

In order to provide some feasible techniques for industrialized breeding and scale cultivation ofPolygonatum cyrtonema, taking the aseptic tissue culture seedlings in wildP. cyrtonemaas research objects, which gathered from Dagangshan Mountains at Fenyi County of Jiangxi Province, effects of different basic media, different kinds and concentrations of hormones and different carbon sources on adventitious root induction were tested. The result showed that the most suitable basic medium was 1/2MS; the best rooting auxin was 1.0mg·L-1NAA；the optimum carbon source was sucrose; the best adventitious root induction medium was 1/2MS ＋ NAA 1.0mg·L-1＋ sucrose 30 g·L-1, rooting rate was 98.2%, and the average rooting number per plantlet was 24.8.

Polygonatum cyrtonema; tissue culture; rooting rate

S604+.3

A

1003—8981(2015)04—0102—04

10.14067/j.cnki.1003-8981.2015.04.018

2014-11-29

中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金項(xiàng)目（CAFYBB2014MB007），林業(yè)科技推廣項(xiàng)目“微生物肥料在油茶育苗及造林中的推廣運(yùn)用”（〔2012〕08號）。

周新華，工程師，碩士。Email：jxlczxh@163.com

周新華,朱宜春,桂尚上,等.多花黃精組培生根技術(shù)研究[J].經(jīng)濟(jì)林研究,2015,33(4)：102－105.

[本文編校：伍敏濤]